DE1481661A1 - Strahlablenkungsvorrichtung - Google Patents

Description

MTIMTANWXITI

1481ßß1

DR. E. WIEGAND DIPL-ING. W. NIEMANN ° ^Ol DR. M. KÖHLER DIPUING. C GERNHARDT MÖNCHEN HAMIUIO Telefon, 3»5S14 2000 HAMBURG 50, 4. Juli I968 TELEGIAMMEi KAIPATENT KONIGSTtASSE 21 Neue Unterlagen

W.22748/67 12Ae ρ i4 8l 661.6

Soeiete Anonyme dite : Societe Bertin St Cie

und
Societe dite : Engins Matra, Soci6te Anonyme

Paris (Prankreich)

Strahlablenkungsvorrichtung.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Strahlablenkungsvorrichtung, die zur Steuerung von Reaktionsapparaten wie Luftfahrzeugen oder Raketen verwendet werden kann und die die Besonderheit aufweist, daß sie keinen beweglichen Teil besitzt, der mit dem Antriebsstrahl, der abgelenkt werden soll, in Berührung steht.

Die Strahlablenkungsvorrichtung gemäß der Erfindung .eist im wesentlichen die Kombination einer den Antriebsstrahl liefernden Düse mit einer Ablenkkammer auf, welche der Düse nachgeordnet ist und stromab mittels Wänden endet, die im Abstand voneinander liegen und konvergent verlaufen und zwischen denen der Strahl austritt. Die Düse ist auf wenigstens einem Teil nahe ihrer Austrittsöffnung divergent,

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und der Boden der Kammer, quer über welchen die Verbindung der Kammer mit der Düse erfolgt, erstreckt sich beiderseits der Austrittsöffnung der Düse über diese hinaus und die Kammer vergrößert sich und verkleinert sich danach bis zur Austrittsöffnung des Strahles derart, daß freie Räume auf jeder Seite des Strahles in der Kammer gebildet sind, wobei Steuerkanäle mit der Kammer nahe der Enden ihres Bodens verbunden sind, um den Druck in den vorgenannten Räumen ändern zu können.

Vorzugsweise ist die Düse derart angebracht, daß ein flacher Strahl geliefert wird, dessen mittlere Nortnalebene mit der in Längsrichtung verlaufenden symmetrischen Ebene der konvergenten Wände zusammenfällt. Jedoch kann die Düse auch einen Strahl irgendeiner anderen Form liefern, beispielsweise einen kreisförmigen Strahl.

Die Strahlablenkungsvorrichtung gemäß der Erfindung kann für Strahlen verwendet werden, welche einer hohen Machzahl entsprechen, und insbesondere für Überechallstrahlen. Insbesondere zufolge der Tatsache, daß der Boden der Kammer sich beiderseits der Austrittsöffnung der Düse erstreckt, wird vermieden, daß zufolge des Auseinanderplatzens des Strahles bei seinem Austritt, welches sich mit der Geschwindigkeit des Strahles verstärkt, der Strahl das Bestreben hat, sich an die Wände der Kammer anzulegen, wodurch Wandwirkungen hervorgerufen werden, welche das Arbeiten der Strahlablenkungsvorlichtung stören. Es wird somit selbst für tJberschallstrahlen

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nicht nur eine richtige Ablenkung beibehalten, sondern weiterhin erreicht, daß die Strahlablenkung progressiv und linear ist, und zwar im Verhältnis zu den für die Steuerung verwendeten Drücken.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung beispielsweise erläutert.

Fig. 1 ist eine teilweise im Längsschnitt gehaltene Seitenansicht einer Ausführungsform der Erfindung.

. Fig. la ist eine entsprechende Draufsicht. Fig. 2 ist eine Schnittansicht nach Linie II-II der Fig. 1.

Fig. 3 ist eine Teilschnittansicht des Steuerverteilers. Fig. 4 ist eine Draufsicht einer abgeänderten Ausführungsform der Erfindung, bei welcher die Düse kreisförmigen Querschnitt aufweist, wobei Teile foitgelassen sind.

Fig. 5 ist eine Schnittansichtria cn Linie V-V der Fig. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß den Fig. 1 bis 3 weist die Strahlablenkungsvorrichtung eine divergente Düse 1 auf, deren Austrittsteil 2, welcher, wie in Fig. 2 dargestellt, abgeflachte Form hat, mit dem Boden jj einer Ablenkkammer 4 verbunden ist.

Die Kammer 4 ist nahe ihres Bodens 3 beträchtlich größer als die Düse 1, und zwar vorzugsweise doppelt so groß wie die Düse.

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Die Kammer hat vorzugsweise eine Länge, die in der Größenordnung des Zehnfachen der Größe der Austrittsöffnung der Düse 1 liegt. Versuche haben gezeigt, daß unter diesen Bedingungen die besten Ergebnisse erhalten werden.

Die Seitenwände 5 der Kammer 4 sind im wesentlichen Verlängerungen entsprechender Wände 6 der Düse 1, während die in Fig. 1 im Schnitt dargestellten Wände 7 in einem größeren Abstand voneinander liegen als die entsprechenden Wände 8 der Düse 1, und sie dienen lediglich dazu, das Innere der Kammer 4 gegenüber der Umgebung zu isolieren. Die Wände 7 endigen in ebenen Teilen 9& und 9h, die konvergent verlaufen und mit Bezug auf die mittlere Ebene P der Düse 1 und der Kammer 4 symmetrisch angeordnet sind. Der Abstand der Kanten 10 der Wände 9 ist ausreichend, so daß der gesamte Strahl zwischen diesenKanten 10 hindurchgeht, wenn er nicht abgelenkt ist.

Die Wände 7 sind nahe ihres Beginns mit quer verlaufenden Steuerspalten bzw. Steueröffnungen 11a, 11b versehen, die sich im wesentlichen über ihre gesamte Größe erstrecken und mit Leitungen 12a, 12b in Verbindung stehen, welche mit einer · mittleren Steuerkammer 15 und einer Leitung 14 verbunden sind, die zu einer Quelle für ein Hilfssteuermedium führt.

Wie in Fig. j5 dargestellt, enthält die Kammer IJ einen Verteiler 15, der ein symmetrisches Doppelklappenventil 15a, 15b aufweist, das von außen betätigt werden kann und mit gleichfalls symmetrischen Sitzen 1.6a, l6b zusammenarbeitet,

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welche Kammern 17a, 17b begrenzen, in die die Leitungen 12a, 12b münden.

Die in den Fig. 4 und 5 dargestellte Ausführungsform der Erfindung ist der oben beschriebenen Ausführungsform identisch mit der Ausnahme, daß der Querschnitt der Ditel kreisförmig ist. Der Austrittsteil 2 der Düse 1 ist mit dem Boden 3 der Kammer 4 mittels eines Ringes oder Reifens 18 verbunden. Die Höhe der Kammer 4 ist im wesentlichen konstant und ist gleich dem Durchmesser der Du» 1, jedoch ist die Kammer 4 an dem Durchmesser am Boden j5 beträchtlich größer, wie es in Fig. 5 in unterbrochenen Linien dargestellt ist.

Die Arbeitsweise der Strahlablenkungsvorrichtung ist sehr einfach.

Wenn die Drücke Pa, Pb, die beiderseits des Strahles herrschen, gleich sind, durchquert der Strahl die Kammer 4, ohne daß er eine Ablenkung erfährt, und seine mittlere Ebene stimmt mit der Ebene P Uberein.

Wenn beispielsweise der Druck Pa größer als der Druck Pb ist, wird der Strahl in Richtung gegen die Wand 9b abgelenkt, auf welche er auftrifft* und an welcher er reflektiert vird, um aus der öffnung 10 - 10 auszutreten, wobei er in Richtung zu der Seite abgelenkt ist, auf welcher derDruck Pa herrscht. Diese Reflektion erzeugt die Wirkung eines aerodynamischen Hebels, durch welchen die endgültige Ablenkung mit Bezug auf diejenige stark vergrößert wird, welcher der Strahl im Inneren der Kammer 4 unterworfen wird.

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Die Amplitude der Ablenkung hängt von dem Unterschied der Bewegungsmengen des Steuerstrahles und/oder von dem Unterschied des statischen Drucks ab, der beiderseits des Strahles im Inneren der Kammer 4 herrscht.

Der in Fig. 3 dargestellte Steuerverteiler 15 ermöglicht eine Steuerung des Unterschieds der Drücke beiderseits des Strahles. Der Verteiler 15 kann in dichter Atmosphäre wie in dünner Atmosphäre oder im Vakuum gleich gut arbeiten. Er liefert für alle Stellungen des Doppelklappenventils 15a, 15b allgemein konstante Menge, vorausgesetzt, daß die entsprechenden Seiten des Klappenventils 15a, 15b im wesentlichen gleichen Drücken ausgesetzt sind, was erforderlich ist, wenn symmetrische Verschiebungen des Klappenventils symmetrische Wirkungen erzeugen sollen.

Die Pfeile deuten das Arbeiten in dünner Atmosphäre oder im Vakuum an. In diesem Fall verbindet das Doppelklappenventil 15a, 15b außer in zwei Endstellungen, die beiden Seiten des Strahles mit dem auf Unterdruck befindlichen Umgebungsraum, und zwar über zwei Durchgänge, die durch die Sitze 16a, l6b begrenzt sind. Diese Durchgänge sind für eine mittlere Stellung des Doppelklappenventils 15a, 15b gleich, wobei der Druck dann auf jeder Seite des Strahles gleich ist und dieser nicht abgelenkt wird. Für alle anderen Stellungen sind die Durchgänge und damit die Drücke auf beiden Seiten des Strahles unterschiedlich, und der Strahl wird proportional dem Unterschied der Drücke, denen eter ausgesöbzt ist, abgelenkt.

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In dichter Atmosphäre ist der Verteiler 15 mit einer Quelle unter Druck befindlichen Arbeitsmittels verbunden. Die Strömung erfolgt in einer Richtung, die zur Richtung der Pfeile entgegengesetzt ist, und die Ablenkung des Leistungsstrahles ist dem Unterschied der bewegten Menge und/oder der statischen Drücke proportional, die durch die Steuerkanäle 12a, 12b geliefert werden.

Der Strahl kann ebenfalls mittels getrennten Ventilen abgelenkt werden, die jeweils einem Steuerspalt bzw. einer Steueröffnung zugeordnet sind und die nicht notwendigerweise ihre betreffende Steueröffnung zur gleichen Zeit schließen.

Im Rahmen der Erfindung sind verschiedene Änderungen möglich. Insbesondere können die Wandteile 9a* 9b anstelle der dargestd-lten ebenen Ausführung von gekrümmter Ausführung sein.

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Claims (2)

• 8- ,..ffnfchtj^Vertiverd Patentansprüche

1. Strahlablenkungsvorriohtung, dl· ·1η·η stronab~ w&rt»seitigen Teil einer Vortriebeeinriohtung und Steuer« •lnriohtung für ·1η·η Flugkörper bildet und dl· «in« DU·· *ufwei*t, welcher ein· Xuntr nachgeordnet let, In der der Strahl abgelenkt werden kann« dadurch gekennzeichnet, daß die DUee (1) wenigsten· an einem ihrer AuetrltteOffnung be« naohbarten Teil (2) divergent ausgebildet 1st, die Kammer (4) an ihrem Boden (3), quer Über den die Verbindung der KaMMr mit der Dttee erfolgt, sich beiderseits der Auetritte« Öffnung der DUee eretreekt, die Kaaewr (4) in der Nine der Auetritteöffnung (10) de· Struts jswel gegenüberliegende, naoh der Auetritteöffnung konvergierende Wandteile (9a, 9b) aufweist, die Kit dem Boden (3) durch Wandteile (7) verbunden sind, wodurch freie fUEune auf jeder Seite des Strahle* in der Kammer gebildet «ind, und dal steuerkanille (12a, 12b) vorgesehen sind, die mit der Keener nahe der Enden an Boden der Kaaeer verbunden »ind, um eine Xnderung de· Druck· in den genannten Rluaen su ermöglichen*

2. Vorrichtung naoh Anspruch 1, dadurch gekennseiohnet, daJ der de« Kode de· Ausganges der DU·· (1) benachbarte Teil Ib wesentlichen dl· Vom «in·· Hechteoks aufwelet, dessen UiIgMeIt en (8) Mit den divergent «konvergenten Winden (7# 9a, 9b) parallel sind*

>· Vorrichtung nach Anspruoh 1, dadureh gekeanseiohnet,

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Neue Unterlagen (Art. 7 11 Abs. 2 Nr. I Satz 3 des Änderungsges. v. 4. 9.1967)

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dal der dem Austrlttsende der DU·· (1) benachbarte Teil kreisförmigen Querschnitt aufweist.

4« Vorrichtung naoh einem d#r AneprUoh· 1 bia Z>» daduroh gekennaeichnet, dafl der Xanmerboden (3) In der Richtung, in welcher er eich erstreckt, mit Bezug auf die Austritte-Öffnung (2) der DU·· (1) doppelt so grofl wie diese Öffnung In der gleichen Richtung ist·

5· Vorrichtung naoh einen der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennselohnet, daj die Xaaner (4) eine LXnge hat, die Im wesentlichen das 10-fache der Orttfie der Öffnung betrügt.

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