DE1930767A1

DE1930767A1 - Rueckstossmotor

Info

Publication number: DE1930767A1
Application number: DE19691930767
Authority: DE
Inventors: Cowlan Kenneth William
Original assignee: COWLAN KENNETH WILLIAM
Current assignee: COWLAN KENNETH WILLIAM
Priority date: 1968-06-18
Filing date: 1969-06-18
Publication date: 1970-09-10
Also published as: FR2011158A1; NL6909230A

Description

Rückstoßmotor

Die Erfindung betrifft einen Rückstoßmotor für Flugzeuge, insbesondere einen solchen, bei dem atmosphärische Luft zur Aufrechterhaltung der Verbrennung angesaugt oder angestaut wird.

Motoren dieses Typs verbrennen gewöhnlich ein Gemisch aus eingespritztem Brennstoff und zugemischter Luft in einer oder mehreren Verbrennungskammern und stoßen die Verbrennungsprodukte rückwärts durch eine Auslaßöffnung aus. Wahrend der Verbrennung ergibt sich eine erhebliche Erhöhung der Gemisehtemperatur und eine daraus resultierende Volumenzunahme, durch die die'Verbrennungsprodukte durch die Auslaßöffnung beschleunigt.werden. Der Rückstoß oder die Reaktion auf die beschleunigende Hasse der Verbrennungsprodukte bildet die Antriebskraft des Motors.

Ein Teil der Energie der Verbrennungsprodükte wird zum. Antrieb einer Turbine verbraucht, die ihrerseits einen Kompressor antreibt, der atmosphärische Luft in die oder^in alle Verbrennungskammern pumpf. . . . -. ■ · :

Die Antriebüwirkun^ eines Motors gegebener Größe hängt unter anderm ab von der Verbrennungstemperatur, und im allgemeinen ist die Antriebswirkung umso größer, Je hoher die Verbrennungstemperatur ist.

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ORIGINAL

Bezüglich der Temperatur besteht jedoch eine Grenze sowie auch bezüglich der Drehzahl für die Turbinenschaufeln, und die hat zu der Verwendung der sogenannten "ilaciibrenner" geführt, um den Schub zu vergrößern.

Vergrößerung der Abmessungen des Hotors werfen andere Probleme auf. Große notoren können nicht in die Tragflächen eines llugze-dgs eingebaut werden, ö,a- die die Motoren uns j hl ie B end en Gehäuse über das idealestr."nungsgünstige Profil hinatisra^en, das den Tragflächen, möglichst gegeben werden soll, so daß deren aerodynamische Eigenschaf ten ungünstig beeinflußt werden».. Die optimale Position für die relativ schweren Rucksto3notoren eines i'lügzeugs liegt im Zentrum von. Auf trieb und Drift, das heißt in den Tragflächen. Jegliche Abweichung davon, i-st eine Konpromißlösung.- In Triebwerl'sgondeln angeordnete Kotoren müssen so ausgebildet sein, daS sie im Falle der Bodenberührung während Start oder Landung abfallen. Hecktriebwerke verringern den Spielraum für die Unterbringung der Butzfracht des Plugzeugs. "■■-■' . . -λ- .

Sogenannte Staustrahltriebwerke ohne Turbine und Kompressor arbeiten nur, wenn die Geschwindigkeit des I-Iotors durch die Luft einen bestimmten '.iert übersehreitet, und müssen deshalb mit andern Antriebsmitteln kombiniert werden, um den Staustrahlmotor auf die erforderliche Geschwindigkeit zu bringen..

Aufgäbe der. Erfindung ist·- es, einen PaickstOßrnOtor des Typs ,zu schaffen, bei dem Verbrennungsluft eingeführt wird, ohne Erfordernis--einer Turbine oder eines Kompressors, der jedoch gleichwohl bei niedrigen Geschwindigkeiten zu arbeiten imstande..

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Gemäß der Erfindung wird ein üückstoismotor ..vorgeschlagen mit .-·■ -.. veiner Verbrennungskanim'er, die einen Verbrennungslufteinlaß, einen Verbrennungspro-dukteauslaß sowie.", eine Brennstoff einspritzeinrichtung 'aufweist und dadurch gekennzeichnet ist,, daß .. mindestens eine Leitung vorgesehen ist zum Führen eines Teils der Verbrennungsprodukte zu einem oder mehreren.Punkten -bei dem ... Verbrennungslufteinlaß, wo sie zum Einführen von Luft für; die ~ Verbrennung einsetzbar sind,.*?^: ■'- r^;> -., ." -

Die Leitung "bzw. Leitungen können Vcrbrennungsprodukte einejäir Lufteinlaßkarnmer zuführen, die zum Erzeugen einer Zone niedrigen Drucks im Bereich des Verbrennungslufteinlasses ausgebildet ist, und'können ihren Einlaß nahe dera Verbrennungsproduktauslaß der Verbrennungskammer haben.

Die Lufteinlaßkammer ka"in sich rings um sowie längs der Länge der Verbrennungskammer erstrecken, und e.s kann eine Hehrzahl von^:Einlaßöffnungen zwischen der Lufteinlaßkaraaer und der Verbrennungskammer vorgesehen sein. Die Hinlßöffnungen können sich stromabwärts vom Einspritzsystem befinden. Die Querschnittsfläche der Leitung bzw. der Leitungen lcann sich in Richtung auf den bzw. die Punkte hin verringern.

Die Lufteinlaßkammer kann im wesentlichen eine sieh verjüngende Form aufweisen und ihre Querschnittsfläche kann sich in Richtung auf den Verbrennungsproduktauslaß -verringern, wobei eine Mehrzahl von Einlaßöffnungen zwischen der Lufteinlaßkammer und der Verbrennungska..imer vorgesehen sein kann. Mindestens einige der Einströmöffnungen können stromaufwärts von der der Einspritzanordnung liegen.

Die Erfindung soll nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügten "Zeichnungen näher erläutert werden, die jeweils in Figuren 1 und 2 eine Ausführungsfarn des Rückstoßnotors genäß der Erfindung schematisch im Schnitt zeigen. .

In Figur 1 ist^eine Verbrennungskanimer 1 von langgestreckter Eiform gezeigt, die sich in einem Gehäuse 7 befindet. Das Gehäuse 2 weist einen Verbrennungslufteinlaß 3 auf, welcher zu einer Lufteinlaßkammer 4 führt, die nur das vordere Ende der Verbrennungskammer 1 umschließt. Das vordere Ende besitzt eine- Reihe von Einlaßöffnungen 5, durch die Verbrennungsluft in die Verbrennungskammer 1 eintritt. Die Verbrennungsprodukte verlassen die Verbrennungskammer 1 durch einen Auslaß 6 und strömen durch einen Auspuff 7.

Das Gehäuse 2 isx von der Verbrennungskammer 1 durch eine oder

mehrere Leitungen oder Durcnlasse 6 getrennt. Die-."Leitungen "6 kommunizier eil mit nit dem Innern der Verbrennungskarjser

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nahe dem Auslaß 6 und mit der Lufteinlaßkammer 4-über Durchtri-fc% nahe, dem Lufteinlaß 3> ; /\ _ ■ ' ^: ■-';. .:-· ■-. ..-:■■ ':

In der Verbrennungskammer ist nahe deren vorderem Ende eine · ._;i>' Brennstoffeinspritzanordnung 10 angeordnet. ., _; / /.

Die in Figur-2 dargestellte Ausführungsform ist gegenüber der nach Figur T abgewandelt» Eine Verbrennungskammer 1 mit etwas :, sich verjüngender konischer Form befindet sich in einem äußeren Gehäuse 2. Das Gehäuse besitzt einen Verbrennungsluft-

einlass- .

einlaß 3, der zu einer Verbremiungsluftka:::mer 4. führt, die ■ · im wesentlichen die gesamte Verbrennungskammer 1 umgibt. Eine Reihe von Einlaßöffnungen 5 ist längs eines ringförmigen Abschnitts 1'1 der lüfteinlaßkainmer 4 im Abstand voneinander angeordnet. Luft für die Verbrennung tritt durch diese Einlaßöffnungen ein, und Verbrennungsprodukte, verlassen die Ver- ' brennungskammer 1 durch eine Auslaßöffnung 6 und strömen durißh einen Auspuff 7. «

2\7ischen der Verbrennungskammer 1 "und dem äußeren Gehäuse 2 befindet sich eine irennv/and 12, die zusammen mit dem äußeren Gehäuse 2 eine ringförmige Leitung 8 bildet. Die Leitung 8 kommuniziert mit dem Innenraum' der Verbrennungskammer nahe der Auslaßöffnung /6 und verbindet sie so mit der Lufteinlaßkammer 4 über die Durehtritte 9· Innerhalb der Lufteinlaßkammer 4 befindet sich ein Konus 13, der sich von der Vorderseite der Verbrennungskammer zum Lüfteinlaß 3 hin erstreckt.

Eine Brennstoffeinspritzanordnung befindet sich innerhalb der Verbrennungska.^ier an deren vorderem Ende, stromaufv/arts von den Einlaßöffnungen 5·

Viährend des Betviebs wird Brennstoff in das Innere der Ver- ■ brennung3kanmer 1 durch die Einspritzanordnung 10 eingespritzt, ·; v;o er sich mit eintretender Luft und etwas von den Verbrennungsprodukt en mischt, wie nachfolgend näher erläutert. Die stark ex- ■ pandierten Vertrennungsprodukte gelangen zum hintern Teil der* Verbrennungskammer 1 , wobei der überwiegende Teil durch die 'Auslaßöffnung 6 tritt, während ein gewisser Anteil der Verbrennungsprodukte durch die Leitung 8 zum Durchtritt 9 gelangt . ..- ' ' - 009837/1170 _ ₅ _

und damit in die Lufteinlaßiammer 4 eintritt. Die Lufteinlaß-'kammer 4 ist so- ausgebildet/, daß eine Zone niedrigen Drucks geschaffen wird. Luft wird durch die Einlßöffnung 3 gesogen und -strömt mit den Verbrennungsprodukten, die durch die Leitung 'in das Innere der Verbrennungskammer geführt werden. Die ge , Geschwindigkeitsspitze des Luft-Verbrennungsprodukt-Gemischs in der Lufteinlaßkammer 4 besitzt Energie zum Durchtreiben des Gemischs durch die Einlaßöffnungen 5 in das Innere der Verbrennungskammer.

Zum Anlassen des Motors wird Luft in die Verbrennungskammer mittels einer entsprechenden Pumpe gepumpt, und wenn die Verbrennung eingesetzt hat, kann die Pumpe abgeschaltet werden ebenso wie die Zündeinrichtung, die für die Einleitung der Verbrennung benutzt worden war.'Danach wird genügend Luft durch den Einlaß 3 mittels der über die Leitung 8 rückzirkulierten Verbrennungsprodukte eingeführt, um die Verbrennung aufrecht---". zuerhalten.

Zwar haben die oben beschriebenen Ausführungsformen nur eine einzige Verbrennungskammer, doch versteht es sich, daß normalerweise mehrere vorhanden sind. Die Verbrennungskanmern müssen nicht irgendeine besondere Querschnittsform aufweisen oder · in besonderer Art angeordnet sein, wie es bei normalen Verbrennungskammern konventioneller Ruckstoßmotoren der 5'all ist. Beispielsweioe können die Verbrennungskammern in Linie angeordnet sein. 'Infolge ihrer erheblich verringerten Dicke können sie in einen ideal wind schlüpf igen Querschnitt eingepaßt werden. ". und damit in der bestmöglichen Position angeordnet werden,' nämlich im Zentrum des ärodynamischen Auftriebs und der Drift..

Die Leitungen 8 könnten die Außenhaut der Tragflächen bilden und damit zugleich zum Enteisen dienen. .

-Es versteht sich, daß der Motor gemäß der Erfindung'keine schwierig auszuwuchtenden, mit hoher Geschwindigkeit umlaufenden Teile aufweist, die der Gefahr unterliegen, das .sie unwuchtig■■ oder beaohädi ;t werden durch Schmutz oder andere i'remdlcörper, die durch den Lufteinlal3 eingesogen werden. Darüber hinaus ist das mit solchen ieilen verbundene Geräusch beseitigt.

009837/1 1 7 0 Patentansprüche;

Claims

Fat en t ans ρ r ü ehe :

li) J Rückstoßmotor mit einer Verbrennungskammer, die einen Verrbrennungslufteinlaß, einen Verbrennungsprodukteauslaß und ^; eine Brennstoffeinspritzanordnung aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Leitung zum Führen von Verbrennungsprodukt en zu einem oder mehreren Punkten an dem oder _ in der Hähe des Verbrennungslufteinlasses vorgesehen ist, wo die Verbrennungsprodukte zum Anregen einer Strömung von Luft zur Verbrennung in die Verbrennungskammer einsetzbar sind.
2) Rückstoßmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitung b-zw» die Leitungen zum Fördern von Verbrennungsprodukt en in. eine Iianimer ausgebildet ist, die für die Erzeugung einer Zone niedrigen Drucks am Verbrennungslufteinlaß ausgebildet ist.
3) Rück^lstoßmotor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn-, zeichnet-, daß die Leitung -bzw. die Leitungen einen Eintritt nahe'dem Verbrennungsprodukteauslaß der Verbrennungskammer aufweist bzw. aufweisen.
4) Ruckstoßmotor nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer sieh rings um die und längs der Länge der Verbrennuagskaaimer erstreckt, und da-3 eine Mehrzahl von Einlaßöffnungen zwischen derHammer und der Terbrennunge-

■ ,kammer vorgesehen ist. ■ ' . .
5) Rückstoßmotor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die 3inlaßöffnungen stromabwärts von der ^inspritzanordnung angeordnet sind. _:. _;- .

l·-
6) liückstoßmotor nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, laß die Querschnittsfläche der Leitung bzw. der Leitungen sich in Richtung auf den PuixLct "bzw. die Punkte verringert. . ".,.,.

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ORIGINAL
7) Rüekstoßiaotor nach einen der Ansprüche 1 Ms 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer eine im wesentlichen sich verjüngende Form besitzt derart, daß die Querschnittsfläche der Kairaner sich in Richtung auf den Verbrennungsprodukteauslaß verringert, und daß eine Mehrzahl von Einlaßöffnungen zwischen der Kammer und der Verbrennungskammer vorgesehen .ist.
8) Ruckstοßmotor nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Teil der Einlaßöffnungen stromaufwärts von der Brennstoffeinspritzanordnung angeordnet ist.

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