DE1626123A1 - Strahltriebwerk - Google Patents
StrahltriebwerkInfo
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02K—JET-PROPULSION PLANTS
- F02K1/00—Plants characterised by the form or arrangement of the jet pipe or nozzle; Jet pipes or nozzles peculiar thereto
- F02K1/06—Varying effective area of jet pipe or nozzle
- F02K1/12—Varying effective area of jet pipe or nozzle by means of pivoted flaps
- F02K1/1253—Varying effective area of jet pipe or nozzle by means of pivoted flaps of one series of flaps hinged at their upstream ends on a fixed structure and of a substantially axially movable external member
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02K—JET-PROPULSION PLANTS
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- F02K1/36—Plants characterised by the form or arrangement of the jet pipe or nozzle; Jet pipes or nozzles peculiar thereto having an ejector
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Description
DIPL.-ING. GONTHER KOCH
DR. TINO HAIBACH
>MUNCHIH2, 12. Dezember 1967
Rolls-Royce Limited, Derby, Derbyshire, England.
Strahltriebwerk'
Die Erfindungbezieht sich auf.-"ein Strahltriebwerkmit einer
Abgasdüse, deren stromoberseitiger Teil einen Auslaß mit variabler
Querschnittsfläche und einen stromunterseitigenAbschnitt mit '
- Γ 3.Ϊ1
fester Querschnittsfläche besitzt, welcher starr/denVerstellmitteln
für den verstellbaren Abschnitt ansetzt, wobei eine relative Axialbewegung
zwischen stromoberseitigem und stromunterseitigem Abschnitt vorhanden ist. Gemäß der Erfindung ist die Anordnung derart getroffen, daß mehrere Schwenkklappen axial zwischen den Verstellmitteln
und dem stromuntBrseitigen Düsenabschnitt und radial außerhalb des
stromoberseitigen Düsenabschnitts angeordnet sind und daß diese Klappen
selektiv einen Zutritt von Umgebungsluft nach der Innenwand
des stromunterseitigen Düsenabschnitts zulassen oder absperren.
Vorzugsweise sind diese Klappern im Abstand zueinander symmetrisch
um die Triebwerksachse herum angeordnet, wobei die stromoberseitigen
Enden schwenkbar an der Versteilvorrichtung festgelegt eind.
Weiter sind die Klappen vorzugsweise auf eine Stellung radial
außerhalb der Triebwerksachse durch mechanische Mittel vorgespannt,
derart, daß keine Umgebungsluft nach der Innenwand des
Stromunterseltigen Düsenabschnitts gelangen kann.
Vorzugsweise sind mechanische Vorspannmittel vorgesehen,jnucsüua
die unter dem Druck zusammenbrechen, der durch die Umgebungsluft
auf die äußere Oberfläche der Klappen ausgeübt wird, wenn die
Notwendigkeit besteht, daß Umgebungsluft hindurchtreten muß. Vorzugsweise
sind Mittel vorgesehen, durch die dann, wenn Umgebungsluft nicht einströmen darf, die mechanischen Mittel unterstützt
werden, um die Klappen in der radial äußersten Stellung zu
halten..
Vorzugsweise bestehen die mechanischen Vorspannmittel aus Federn od.dgl.
Vorzugswelse wird zur Unterstützung deymechanischen Mittel Luft
vom Triebwerkskompressor oder vom Lufteinlaß abgezapft und nach den Innenwandungen der Klappen geleitet.
Vorzugsweise besteht die Verstellvorrichtung für den stromoberseitigen
DUsenteil aus einem weiteren Klappenorgan, dessen
etromoberseitige Enden schwenkbar am Umfang des£tromunterseitigen
Endes des Düsenabschnitts angelenkt sind. '
Vorzugsweise beeteht die Vorrichtung zur. Veränderung der Querschnitt
«fläche au« einem Kanal, dessen strominterseitiges Ende
SAD
■ „■■'. ■ ■'.'■■ - y- ■ ■
im Querschnitt verdickt und in einem im wesentlichen konischen
Abschnitt ausgeformt ist, wobei dieser Kanal axial durch Kolbenantriebe od.dgl. beweglich ist und der konische Abschnitt mit
Rollen od.dgl. ausgestattet ist« die in Rollberührung mit den
äußeren Oberflächen der weiteren Klappen stehen, wobei die Radialstellungen der Klappen Schwenkachsen relativ zu den Klappen/RoilberUhrungspunkten derart sind» daß eine Axialbewegung des Kanals
in Richtung nach vorn bewirkt, daß die Klappen radial nach innen'
schwenken, wobei eine Bewegung des Kanals nach hinten bewirkt, daß
die Klappen radial nach außen durch eine Kraft geschwenkt werden,
die auf ihre Innenwandungen durch den Oasstrom ausgeübt wird.
• *
Flg. 1 eine Grundrlßansicht eines mit einem Strahltriebwerk ausgestatteten Flugzeuges, dessen Schubdüse gemäß der Erfindung ausgebildet 1st,
Pig« 2 einen Teilschnitt nach der Linie 2-2 gemäß Pig.l In grufie-Mafistab.
In Fig. 1 ist ein Flugzeug 10 mit einen Doppellufteinlaß 12 dargestellt, das sowohl für Unterschallflug al· auch für Ubereohallflug
geeignet ist. Die beiden Luftelnltsse 12 nehmen Umgebungsluft auf,
die dann über Leitungen 13 dem Kompressor 14 des Strahltriebwerks
15 zugeführt wird. Das Strahltriebwerk 15 besitzt eine Verbren-·
nungselnrichtung 16, eine Turbine XJ, ein Strahlrohr l8, einen
Nachbrenner 19 und eine Abgasdüse 20.
,,: 009823/0538 bad original
Die Abgasdüse 20 besteht aus zwei Abschnitten, nämlich aus einem
stromoberseitigen Abschnitt 21 mit einem veränderbaren Düsenauslaß
22, dessen verstellbarer Teil aus mehreren Klappen 2j5 besteht,die
mit ihren stromoberseitigen Enden am stromunterseitigen Ende des Strahlrohrs 18 angelenkt sind. Außerdem besteht die Schubdüse
.20 aus einem stromunterseitigen Abschnitt 24, der eine feste
DUsenauslaßquerschnittsflache besitzt. Diese Teile sind am besten
aus Fig.2 erkennbar.
Das stromoberseitige Ende des DUsenabschnitts 24 besitzt einen
Kanal 29 mit einem konischen Abschnitt 25 und das stromunterseitige
Ende des Düsenabschnitts 2k besteht aus mehreren Streben 26.
In jedem der von den Streben 26/dem konischen Teil 25 des Kanals und dem Düseriabschnitt 24 gebildeten Zwischenräumen liegen Klappen
2b, die schwenkbar am konischen Abschnitt 25 des Kanals angelenkt
sind. Nicht dargestellte Federn sind derart angeordnet, daß sie
die Klappen 2b ständig radial nach außen in eine Stellung
drücken, in der ihre äußere Oberfläche im wesentlichen mit der
äußeren Oberfläche des Düsenabschnitts 24 fluchtet.
Der Kanal 29 weist eine Schulter an einem Punkt stromoberseitig
des konischen Abschnitts auf, wodurch Festlegepunkte für die
stromunterseitigen Enden mehrerer Kolbenantriebe oder Spindelantriebe
32 geschaffen werden, von denen nur einer dargestellt ist.
Die stromoberseitigen Enden der Kolbenantriebe oder der Steilspindeln
J2 greifen an der äußeren Oberfläche des Strahlrohrs 18
an« : :." -■■- ..'■"■■" -. ■-.·■--. ; .. . - _' . ".'"---
009823/ÖS38
1026123
Der konische Kanalabschnitt 25 weist mehrere Rollen 31 auf, die
drehbar an der Innenwandung gelagert sind, wobei die Zahl und der
Abs.tand.dieseV Rollen wenigstens gleich der Zahl und dem Abstand
der Klappen 23 ist.
Wenn ein mit dem Strahltriebwerk und der beschriebenen Schubdüse
ausgestattetea Flugzeug bei einer bestimmtenGeschwindigkeit im
Reiseflug fliegen soll, wird der Auslaß 22 des stromoberseitigen
Abschnitts 21 der Düse 20 so eingestellt, daß, wie aus Fig.2
ersichtlich, eine Restriktion des Gasstromes bewirkt wird. *
Kolbenantriebe oder Spindelantriebe 32 werden durch nicht-dargestellte
Mittel betätigt, um den Kanalbauteil 29 und den Düsenabschnitt
24 nach vorn zu bewegen, wodurch die Rollen 31 eine
Schwenkung der Klappen 23 nach innen bewirken. Der Pfad, auf dem
sich die Abgase ausdehnen, nachdem sie den Auslaß 22 verlassen haben, ist durch die strichlierte Linie 36 dargestellt. Dadurch
wird ein Ringraum 38 zwischen den Abgasen und der Innenwand des
Düsenabschnitts 24 geschaffen und dieser Raum steht unter einem
niedrigeren Druck als die Abgase. -
Die Bildung dieses unter niedrigerem Druck stehenden Raumes ist
eine direkte Folge eines Phänomens, das als "base drag" der Fachwelt bekannt ist. . .--' ■ ϊ ;
Mehrere Klappen 2Ö sind rings um den äußeren Umfang des konischen
Abschnitts 2* des Kanals 29 herum angeordnet, Die Klappen 2Ö sind
an ihrem stromoberseitigen Ende mit dem konischen Abschnitt 25
schwenkbar verbunden und durch Federn radial nach außen vorgespannt.
Die,Federvorspannung ist jedoch derart, daß, wenn ein
unter niedrigem Druck stehender Raum gebildet wird, der Druck der durch die Strömung längs des Rumpfes des Flugzeuges 10 auf
die äußere Oberfläche der Klappen 28 strömende Luft ausreicht,um
die Federkraft zu überwinden und die Klappen 28 nach innen zu
verschwenken. Auf diese Weise kann Umgebungsluft in diesen Raum
eintreten.
Dadurch wird der Druck innerhalb dieses Raumes vergrößert und
der "base drag" wird wesentlich vermindert. Wenn das Flugzeug schnell beschleunigt werden muß.» und dann mit hoher Geschwindigkeit
fliegen soll, wird der Nachbrenner 19 in Betrieb gesetzt,um
eine wesentliche Verstärkung des durch das Triebwerk erzeugten
Schubes zu gewährleisten. Um dem vergrößerten Volumen der erzeugten Abgase Rechnung zu tragen, werden zwei Kolbenantriebe oder
Spindelantriebe 52 so betätigt, daß der Kanal 29 und der Düsenabschnitt
24 nach hinten bewegt werden. Durch diese Bewegung wird
der Druck der Rollen 21 von den Klappen 23 auf den Düsenabschnitt
21 verringert und die Klappen können durch die Kraft der Abgase
nach außen geschwenkt werden und dadurch wird die Auslaßfläche
22 des Düsenabschnitts 21 größer.
Die Klappen 23> bewegen sich nach außen bis die innieren Oberflächen
des Düsenabschnitts 21 der Klappen 23 und des Düsenabschnitts 24 axial aufeinander ausgerichtet sind. Es ist ersieht-
009823/0538
lieh, daß hierdurch der Ringraum 38 und mit ihm der "base drag"
ausgeschaltet sind.
- V
Die Klappen 2b müssen nun ihre innere Stellung innebehalten und
da nunmehr kein NiederdruGkraüm in der Nähe ihrer inneren Oberflächen
vorhanden ist, drücken die Federn die Klappen nach außen
und die Federn werden hierbei durch Anzapfluft vom Kompressor unterstützt,.die über Leitungen und durch den Kanal 39*der
durch den äußeren"Kanalbauteil29 und das Strahlrohr 2Ö gebildet
wird, nach der Unterseite der Klappen 2Ö herangeführt wird.
Patentansprüche:.
00982370838 \ bad original
Claims (13)
1. Strahltriebwerk mit einer Abgasdüse, deren stromobers ei tiger,
Abschnitt mit einem Auslaß variabler Querschnittsfläche versehen ist und deren stromunterseitiger Abschnitt eine feste
Auslaßquerschnittsfläche besitzt, wobei der stromunterseitige
Abschnitt starr an der Vorrichtung zur Verstellung der Auslaßfläche
des stromoberseitigen Teiles angelenkt ist und eine
Relativverschiebung zwischen stromoberseitigem und stromunterseitigem
Abschnitt bewirkt werden kann, dadurch g e k e η η ζ e 1 c h η e t ,
daß mehrere Schwenkklappen (2b) axial zwischen der Verstellvorrichtung
(25) und dem stromunterseitigen DUsenabschnitt (24)
und radial außerhalb des stromoberseitigen Düsenabschnitts (.21)
angeordnet sind und daß die Klappen (2Ö) so einstellbar sind,
daß selektiv Umgebungsluft nach der Innenwand des stromunterseitigen
Düsenabschnitts (24) g^Leltet oder die Strömung
abgesperrt werden kann«
2. Strahltriebwerk nach Anspruch 1,
. dadurch g e k e η η ζ e i c h η e t ,
daß- die Klappen (24) im gleichen Winkelabstand um die Triebwerksachse
herum angeordnet sind.
3. Triebwerk nach Anspruch 1,
dadurch ge ken η ζ ei c h η e t ,
daß die Klappen (28) dauernd bezüglich der Triebwerksachse nach
^ -■■ - _■" ■■■■ ■ : ■ - - ■
außen unter Vorspannung stehen.
4. Triebwerk nach Anspruch 3, ;
dadurch g e k e η η ζ ei c hn e t ,
/daß die VorspanEmlttel in bekannter Weise als" Federn ausgebildet
sind. \ ; ;
5· Triebwerk nach Anspruch 4>
,
dadurch gekenn zeichnet, : ; ·
daß die Federn zusammengedrückt werden, wenn die Klappen (2ö)
einem positiven Druck an ihren äußeren Oberflächen und einem
im wesentlichen negativen Druck an ihren inneren Oberflächen ausgesetzt s^ind, so daß die Klappen -(2B) nach.der Triebwerksachse
hin nach innen verschwenkbar sind. -'
6. Triebwerk nach den Ansprüchen 3 bis S, , - Λ '
dadurch g ek e η η ζ e 1 c h η k t , ; \
daß Mittel Vorgesehenί sind;, welche die Vorspannungsfedern unter
stütz en ,35^8 die Klappen bezüglich der Triebwerksachse nach
außen vorzuspannen, wenn der negative Druck an der Innenseite
Wegfällt, . "■;■.■- ,-■■■"- *\
7. Triebwerk nach Anspruch 6, . V ;' \: . ·
dadurch g ek en η ze ic h η e t , · ■ ; :
daß zur Unterstützung der Vorspannmittel Luft vom Triebwerkskompressor
abgezapft wird, die nach den inneren ÖberTlächen der Klappen (2ö) über einen Kanal ■(■39) geleitetVwird.
1626121
8. Triebwerk nach Anspruch 1,
dadurch", g e k en η ζ ei ah η et >
daß der stromoberseitige Düsenabschnitt (21) mit variabler
Querschnitts flache, weitere Klappen (2;5) aufweist, die einander überlappend um den Umfang der Düse angeordnet sind, wobei
jede Klappe mit ihrem stromoberseitigen Ende in an sich bekannter Weise am Strahlrohr (18) angelenkt ist.
9· Triebwerk nach Anspruch 8,
dadurch g e k e η η ζ eich η et,
daß an sich bekannte Mittel vorgesehen sind, um selektiv
die Schwenkung der weiteren Klappen (23) zu bewirken.
10. Triebwerk nach Anspruch 9j
dadurch ge ken n zeichnet,
daß die Schwenkmittel aus Rollen (^l) bestehen, die drehbar
am stromunterseitigen Düsenabschnitt gelagert sind und sich .
mit diesem axial bewegen, daß die Rollen 01)bei ihrer Bewegung nach vorn auf den äußeren Oberflächen der weiteren Klappen (23) derart ablaufen, daß sie eine Schwenkung der weiteren
Klappen nach einwärts auf die Triebwerksachse hin bewirken,
wobei während einer Bewegung nach hinten die weiteren Klappen bezüglichder Triebwerksachse durch die durch die Schubgase
auf die Innenflächen ausgeübte Kraft nach- außen verschwenkt
werden. ■ -~ "---"■ . . ·'
11. Strahltriebwerk nach Anspruch 10, ,
dadurch g e k en η ze ic h η et: ,
dadurch g e k en η ze ic h η et: ,
1026123
daß an sich bekannte Mittel vorgesehen sind, um die Axialbewegung
des stromunterseitigen Abschnitts (24) zu bewirken
12. Triebwerk nach Anspruch 11,
dadurch g e k e η η ζ e i c h η e t ,
daß an sich bekannte Kolbenantriebe vorgesehen sind.
13. Triebwerk nach Anspruch 11,
dadurch g e k e η η ζ eic h η e t ,
daß an sich bekannte Spindelgetriebe vorgesehen sind.
00 982 3/0.5 3 8
Leerseite
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
GB57805/66A GB1103020A (en) | 1966-12-23 | 1966-12-23 | Exhaust nozzles for jet engines |
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DE1626123A1 true DE1626123A1 (de) | 1970-06-04 |
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ID=10480069
Family Applications (1)
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---|---|---|---|
DE19671626123 Pending DE1626123A1 (de) | 1966-12-23 | 1967-12-13 | Strahltriebwerk |
Country Status (3)
Country | Link |
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DE (1) | DE1626123A1 (de) |
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US3715079A (en) * | 1971-04-07 | 1973-02-06 | United Aircraft Corp | Blow-in-door actuation for after burner nozzle |
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Family Cites Families (2)
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US3068645A (en) * | 1955-07-11 | 1962-12-18 | Gen Electric | Aerodynamic nozzle |
US3048973A (en) * | 1959-10-29 | 1962-08-14 | Marcus C Benedict | Exhaust nozzle |
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1966
- 1966-12-23 GB GB57805/66A patent/GB1103020A/en not_active Expired
-
1967
- 1967-11-06 US US680768A patent/US3448583A/en not_active Expired - Lifetime
- 1967-12-13 DE DE19671626123 patent/DE1626123A1/de active Pending
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US3448583A (en) | 1969-06-10 |
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