DE2017772A1 - Kompressorturbinentriebwerk mit Vorrichtung zur Geräuschverringerung - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Verbesserungen bei Gasturbinenmaschinen und insbesondere Verbesserungen zur Geräuschverringerung von Kompressorturbinentriebwerken. -

Ein Kompressorturbinentriebwerk umfaßt einen Kompressor mit axialer Strömung, welcher einen Luftstrom mit relativ geringer Geschwindigkeit zum Ausstoß durch eine Düse verdichtet, wodurch man eine Schubkraft für ein Luftfahrzeug erhält. Der Kompressor rotor wird durch ein Kerntriebwerk oder einen Gasgenerator ange

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trieben. Ein Tell der durch den Kompressor verdichteten Luft wird dem Kerntriebwerk zugeleitet, um die Verbrennung des Brennstoffes zur Erzeugung eines Heißgasstroms zu unterhalten. Die übrige, durch den Kompressor verdichtete Luft wird um das Triebwerk herumgeleitet und aus der Rückstoßdüse ausgestoßen.

Bedeutende Verbesserungen bezüglich der wirtschaftlichen Verwendung des Brennstoffes sind kürzlich erzielt worden durch Kompressorturbinentriebwerke mit hohem Bypass-Verhältnis, bei denen das Verhältnis der durch die Schubdüse ausgestoßenen Luft zu der in dem Kerntriebwerk verwendeten Luft relativ groß ist. Unter anderem hat dies dazu geführt, daß die Schubkraft des Triebwerkes vorwiegend aus dem Luftstrom erhalten wird. Bei solchen Kompressorturbinentriebwerken sind der Durchmesser des Kompressor-Laufrades und die Geschwindigkeiten am Umfang des Laufrades sehr groß. Daraus ergibt sich ein Zustand, bei dem das Geräusch, das durch den Ausstoß des Heißgasstroms aus dem Kerntriebwerk erzeugt wird,, relativ gering ist im Vergleich zu dem von dem Rotor des Kompressors erzeugten Geräusch.

Es wurde vorhergesehen, daß solche Kompressorturb„.inentriebwerke mit hohem Bypass-Verhältnis weit verbreitete'Anwendung für den kommerziellen Luftverkehr finden werden. Außerdem wurde erkannt, daß das Problem des Kompressorgeräusches im allgemeinen den für die Geräuschunterdrückung bei Strahltriebwerken verwendeten Lösungen nicht zugänglich ist. Es wurden daher beträchtliche Anstrengungen gemacht, um das von diesen Kompressoren erzeugte Geräusch zu verringern, zu unterdrücken oder zu beherrschen. Es wurden viele verschiedene Lösungswege vorgeschlagen. Sie beruhten hauptsächlich auf der Anwendung von geräuschdämpfenden Auskleidungen oder Versuchen, die Geschwindigkeit des Kompressorrotors zu reduzieren (und damit das dadurch erzeugte Geräusch), wobei man gleichzeitig eine zeitweilige Vergrößerung des Ausgangsschubs vorsah, beispielsweise durch Erhöhung des Energieniveaus des Heißgasstroms.

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Obwohl viele dieser Vorschläge in der einen oder anderen Weise im Hinblick auf die Verringerung der Geräuschpegel wirksam gewesen sind, ist es ihnen im allgemeinen nicht gelungen, die erwünschten Ziele für den Geräuschpegel von Luftfahrzeugen zu erreichen, die in der Nähe von Gebieten mit großer Bevölkerungsdichte arbeiten, wo hohe Werte der Geräuschenergie sowohl wirtschaftliche als auch soziologische Auswirkungen haben. Insbesondere haben die Vorschläge, die das Geräusch am wirksamsten verringert haben, gewöhnlich auch zu Nachteilen bezüglich der Leistungsfähigkeit des Triebwerkes geführt. Diese zeigten siel· entweder in Form einer Gewichtserhöhung oder eines Verlustes an " Schubkapazität oder an anderen Paktoren, welche den Wirkungsgrad des Triebwerkes während des Hauptteils seines Betriebes in großen Höhen verringern, in denen das Geräusch oder der Lärm kein Problem darstellt.

Demgemäß ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die unerwünschten Effekte des Geräuschs bei Luftfahrzeugen wirksam zu verringern, insbesondere wenn sie in der Nähe von Gebieten mit großer Bevölkerungsdichte arbeiten.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, die obigen Vorteile in einer solchen Weise herbeizuführen, daß es möglieh ist, diese ä Triebwerke während des Hauptteiles ihres Betriebes mit ausreichendem Wirkungsgrad zu betreiben, wobei bei diesem Betrieb eine Beherrschung des Geräusches oder eine Verringerung des Geräusches nicht erforderlich ist.

Zum Verständnis der vorliegenden Erfindung ist zunächst zu beachten, daß die sich drehenden Laufschaufeln eines Kompressorturbinentriebwerkes ein Geräusch in einem Kanal erzeugen, der zu der Schubdüse führt. Das Geräusch pflanzt sich von den Laufschaufeln aus vorwiegend in VorwärtBrichtung und in Rückwärtsrichtung,, fort . Es wurde ermittelt, daß das nach rückwärts abgegeblitie ^Geräusch von der Ausstpßdüse für den Kompressorstrahl in einem relativ großen Winkel abstrahlt, und daß diese die

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vorherrschende Quelle für das von dem Triebwerk erzeugte Geräusch ist. Mit anderen Worten wird wegen dieses breiten Abstrahlwinkels für das Geräusch ein unerwünschter Effekt auf breiten Bereichen ausgeübt, welche von dem Luftfahrzeug überflogen werden.. Diese Art von Geräusch wird als Seitengeräusch bezeichnet und an einem Punkt gemessen, der im allgemeinen senkrecht zu der Achse des Triebwerkes und der Schubdüse liegt.

In ihren weiteren Aspekten liefert die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung zur Begrenzung des Pegels des von dem Kompressor erzeugten Geräuschs, das von der Kompressorschubdüse aus seitwärts abgestrahlt wird.

Die Erfindung liefert Vorrichtungen, um einen Strom eines fließfähigen Mediums zu erzeugen, welcher den Kompressorstrahl einhüllt und das Kompressorgeräusch reflektiert oder beugt, um seinen Abstrahlwinkel zu begrenzen. Insbesondere hat der für diesen Zweck erzeugte einhüllende Strom des fließfähigen Mediums eine höhere Schallgeschwindigkeit als der Luftstrom, welcher das vom Kompressor erzeugte Geräusch mit sich führt.

Es gibt zwei Hauptlösungswege zur Erzeugung einer höheren Schallgeschwindigkeit in dem einhüllenden Strom des fließfähigen Mediums. Der erste Lösungsweg besteht darin, einen Strom hoher Temperatur vorzusehen. Der zweite Weg besteht darin, einen einhüllenden Strom zu erzeugen, der ein niedriges Molekulargewicht besitzt. Daher kann der einhüllende Strom gemäß einem Aspekt der Erfindung die Form eines erhitzten Luftstroms annehmen, und gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung kann der einhüllende Strom die Form eines WasserdampfStroms einnehmen.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung kann der einhüllende Strom dadurch erzeugt werden, daß der Heißgasstrom des Kerntriebwerke zu einem ringförmigen Strömungsweg für das fließfähige Medium geführt wird, welcher den Kompressorstrahl an seiner AusstoßschubdUse umgibt.

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Gemäß der vorliegenden Erfindung umfaßt das Kompressorturbinentriebwerk einen mit Laufschaufeln versehenen Kompressorrotor zur Verdichtung eines Luftstrahls und eine Schubdüse, aus der der Luftstrom zur Erzeugung einer Schubkraft ausgestoßen wird. Es wird gekennzeichnet durch eine Vorrichtung zur Erzeugung eines Gasstroms mit wesentlich höherer Schallgeschwindigkeit als der Kompressorluftstrom und zum Ausstoß des Gasstroms mindestens an den unteren Teilen der Düse als äußere umhüllende Grenzschicht für den Luftstrahl, wodurch die Geräuschenergie in dem Luftstrahl bezüglich ihres Abstrahlwinkels aus der Düse begrenzt wird.

Nachstehend werden im Zusammenhang mit den Abbildungen verschiedene beispielhafte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Anordnung beschrieben.

Fig. 1 ist eine vereinfachte Darstellung eines Kompressorturbinentriebwerkes konventioneller Konstruktion, welches zeigt, in welcher Weise das Geräusch sich ausbreitet.

Fig. 2 ist eine vereinfachte Darstellung eines Kompressorturbinentriebwerks gemäß der vorliegenden Erfindung und zeigt die Abstrahlung des Geräuschs von diesem Triebwerk . (J

Fig. 3 ist eine schematische Darstellung der Beherrschung der Schallwellen gemäß der Erfindung.

Fig. 4 ist eine vereinfachte Darstellung eines Kompressorturbinentrlebwerks, welches die vorliegende Erfindung beinhaltet.

Fig. 5 ist eine vereinfachte Darstellung einer anderen Aub- führungsform der Erfindung.

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Pig. 6 ist eine andere Ausführungsform der Erfindung und veranschaulicht die Verwendung des Heißgasstroms aus dem Kerntriebwerk zur Steuerung des Kompressorgeräuschs.

Fig. 7 ist eine Rückansicht des Triebwerks nach Fig. 6.

Ein besseres Verständnis der allgemeinen Probleme im Zusammenhang mit der Abstrahlung des Geräuschs von einem Kompressorturbinentriebwerk erhält man anhand der Fig. 1. Sie zeigt in vereinfachter Form ein Kompressorturbinentriebwerk 10 mit einem mit Laufschaufeln versehenen Kompressorrotor 12 zur Verdichtung eines durch die Leitflächen 14 am Auslaß gerade gerichteten LuftStroms. Der auf diese Weise in einer Hülle oder einem äußeren Gehäuse 16 verdichtete Luftstrom wird dann am vorderen Ende einer Gondel 18 aufgeteilt. Der innere ringförmige Teil des LuftStroms tritt in ein Kerntriebwerk 20 ein, um dort die Verbrennung des Brennstoffs zur Erzeugung eines Heißgasstroms aufrecht zu erhalten. Der Heißgasstrom treibt eine Flügelradturbine 22, welche an den Kompressorrotor 12 angekoppelt ist und diesen antreibt. Der Heißgasstrom wird dann aus einer Düse 24 ausgestoßen, um einen Teil der von dem Triebwerk gelieferten Schubkraft zu erhalten.

Der äußere ringförmige Teil des durch den Kompressorrotor 12 verdichteten Luftstroms tritt in einen Kompressorkanal 26 ein,, der zwischen dem äußeren Gehäuse 16 und der Gondel 18 gebildet wird. Der verdichtete Kompressorstrom wird dann aus einer Ringdüse 28 ausgestoßen und liefert den Hauptteil des von dem Kompressorturbinentriebwerk erzeugten Schubs.

Wie bereits oben angedeutet, erzeugen die Laufschaufeln des Kompressorrotors 12 in dem Kompressorstrahl ein Geräusch mit .hoher Energie. Dieses Geräusch strahlt bei seiner Fortpflanzung nach dem rückwärtigen Triebwerkteil an der ringförmigen Ausstoßdüse 28 in einer solchen Welse ab, daß der Bereich der Fortpflanzung des maximalen Geräuschpegels, wie aus Fig. 1

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ersichtlich, in einem Kreiskegel mit relativ großem öffnungswinkel erzeugt wird. Es ist ebenso ersichtlich, daß bei der Annäherung oder dem Start eines Luftfahrzeuges an einen Flughafen bei diesem großen Abstrahlwinkel die Schallwellen einen sehr kurzen Laufweg zu irgendwelchen bewohnten Gebieten haben, über die das Luftfahrzeug fliegt.

Fig. 2 veranschaulicht die Wirkung der vorliegenden Erfindung hinsichtlich der Verkleinerung des Abstrahlwinkels für das Geräusch an der Ausstoßdüse für den Kompressorstrahl. Das in Fig.2 dargestellte Triebwerk 10' ist identisch mit dem Triebwerk 10 ä der Fig. 1, mit der Ausnahme, daß Vorrichtungen zum Ausstoß eines äußeren einhüllenden Stroms eines fließfähigen Mittels aus einer ringförmigen Ausstoßdüse 30 vorgesehen sind, welche die Ausstoßdüse 28 für den Kompressor umgibt. Die übrigen Vorteile des Triebwerks 10' sind identisch mit den Bauteilen des Triebwerks 10 und mit den gleichen Bezugsziffern bezeichnet. Die Düse 30 für den umhüllenden Strom wird mit verdichtetem Gas aus einem Generator 32 beschickt, welcher einen Gasstrom mit hoher Schallgeschwindigkeit liefert. Vorrichtungen zur Erzeugung eines solchen Gasstromes werden untenstehend im einzelnen näher erörtert.

An dieser Stelle wird jedoch bereits festgestellt, daß die Einfügung eines solchen einhüllenden Gasstroms den Abstrahlwinkel des Geräuschs an der Kompressorausstoßdüse drastisch verkleinert. Es ist offensichtlich, daß durch die Begrenzung des Geräuschabstrahlwinkels von der Kompressordüse in der bestehenden Weise die von dem maximalen Geräuschpegel betroffene Fläche verringert wird und die Strecke, die das Geräusch von dem Triebwerk bis zu dem üoden zurücklegen muß, stark ver größert wird, wenn das Luftfahrzeug in geringer Höhe fliegt. Diese vergrößerte Entfernung ermöglicht es, die Geräuschenergie In der Luft abzuführen, so daß die am Boden wahrgenommene Geräuschstärke eine geringere Intensität besitzt. Mit anderen Worten ist der von der eingehüllten Kompressor-*

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düse der Pig. 2 abgestrahlte Schall in einer im allgemeinen oder im wesentlichen axialen Richtung, wenn das Triebwerk des Luftfahrzeuges während des Anflugs und der Landung auf einem Plughafen sich in seiner normalen und im wesentlichen horizontalen Lage befindet, und dies erfordert einen relativ langen Laufweg zur Erreichung des Bodens. Im Gegensatz dazu ergibt sich bei der konventionellen Anordnung nach Pig. I während dieser Pluglage fast der kürzeste Laufweg für das abgestrahlte Geräusch bis zur Erreichung des Bodens, über dem der Plug erfolgt. Die Wirkung der vorliegenden Erfindung besteht daher nicht primär darin, den Pegel des an der Kompressordüse abgestrahlten Geräuschs zu begrenzen, sondern den Laufweg des Schalls so zu beeinflussen, daß man den längstmöglichen Laufweg erhält und der Geräuschpegel die Möglichkeit hat, sich zu verringern bevor er das beschallte Gebiet erreicht. Weiterhin werden die von dem Schall erreichten Flächen verkleinert und es ergibt sich eine größere Wirksamkeit der Maßnahmen zur Steuerung der Plugbahn eines Luftfahrzeuges beim Landen und Starten, welche darauf gerichtet sind, den Schall auf Gebiete mit einer geringen Bevölkerungsdichte zu richten.

Wie bereits oben angedeutet, hat der umhüllende Gasstrom eine hohe Schallgeschwindigkeit. Dieser Ausdruck bezieht sich auf den Vergleich mit der Schallgeschwindigkeit des Kompressorstroms, welcher die von den Laufschaufeln des Kompressors erzeugte Schallenergie mit sich führt. Die Fig. 3 veranschaulicht die Wirkung des umhüllenden Gasstroms auf die Schallwellen in dem Kompressorstrom. Das Kompressorgeräusch wird aus der Düse 28 unter willkürlich verteilten Winkeln in einer im allgemeinen nach rückwärts gerichteten Richtung abgestrahlt. In der Fig. 3 ist ein solcher Abstrahlwinkel durch einen Vektor dargestellt, welcher als "auftreffender Schall" bezeichnet ist. In dem abgebildeten Winkel wird ein Teil der Schallenergie reflektiert und der zugehörige Vektor ist bezeichnet als "reflektierter Schall". Ein anderer Teil der Energie des auftreffen- , den Schallvektors tritt in den umhüllenden Strom unter einem

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kleineren Beugungswinkel ein und ist durch den Vektor "gebeugter Schall" bezeichnet. Daher wird die Schallenergie im allgemeinen durch den umhüllenden Strom auf einen Bereich der maximalen Schallabstrahlung begrenzt, wie es in der Fig. 2 angedeutet ist. Es wird selbstverständlich dabei erkannt, daß das Ausmaß der Reflexion der Schallenergie und der Beugung der Schallenergie eine Punktion des Auftreffwinkels ist und daß ein Teil der Schallenergie sich unter einem relativ großen Winkel ausbreiten wird. Der maximale Intensitätswert wird jedoch in dem in Fig. 2 abgebildeten engen Winkelbereich gehalten. .

Obwohl die vorliegende Erfindung im weiteren Sinne allgemein auf die Anwendung eines umhüllenden Gasstroms mit einer höheren Schallgeschwindigkeit als der Schallgeschwindigkeit des verdichteten Kompressorluftstroms gerichtet ist, wird es bevorzugt, die notwendigen höheren Schallgeschwindigkeiten dadurch zu erzeugen, daß einer der beiden bekannten Parameter gesteuert wird, welche die Schallgeschwindigkeit beeinflussen, nämlich die Temperatur und/oder das Molekulargewicht des einhüllenden Stroms. Zusätzlich dazu gibt es andere bevorzugte Parameter für den beschriebenen einhüllenden Strom. Erstens ist es vorzuziehen, daß die Geschwindigkeit des einhüllenden Stroms gleich oder größer ist als die Geschwindigkeit des Kompressorstroms, welcher die Schallenergie enthält. Zweitens ist es vorzuziehen, daß die Dicke des ringförmigen einhüllenden Stroms mindestens gleich 1/4 der Wellenlänge der vorherrschenden Schallfrequenz in dem Kompressorstrom ist. In den meisten Fällen ist die vorherrschende Frequenz in dem Kompressorstrom die Frequenz, mit der die Laufschaufeln des Kompressorrotors sich, relativ zu den Leitblechen am Auslaß bewegen. Eine solche Frequenz und die zugehörige Wellenlänge können leicht ermittelt werden, um die gewünschte Dicke des einhüllenden Stroms für irgendein vorgegebenes Triebwerk festzulegen.

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Pig. 4 zeigt eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, in der ein einhüllender Strom mit erhöhter Temperatur verwendet wird, um den Ausbreitungswinkel für die Geräuschabstrahlung von einer Kompressorstrahldüse auf ein Minimum zu bringen. Das Kompressorturbinentriebwerk 40 unterscheidet sich von den Triebwerken 10 und 10' der Fig. 1 darin, daß es die sogenannte Form mit einer kurzen Einlaßhaube aufweist. Die Grundelemente sind jedoch die gleichen, da innerhalb einer Haube 44 ein mit Laufschaufeln ausgestatteter Kompressorrotor 42 einen Luftstrom verdichtet. Der Luftstrom wird durch die Auslaßleitbleche 46 in eine axiale Strömungsrichtung ausgerichtet. Ein innerer Teil der Luft wird an der Eintrittskante einer Gondel 48 abgetrennt und tritt in den Einlaß 50 eines Kerntriobwerks ein, und die übrige verdichtete Luft tritt in einen Kompressorkanal 52 ein. Die verdichtete Kompressorluft wird dann aus einer ringförmigen Schubdüse 54 ausgestoßen, die durch die innere Oberfläche der Hülle 44 und die Gondel 48 gebildet wird. Konzentrisch zur Düse 54 wird an dem strömungsabwärts gelegenen Ende der Haube 44 eine ringförmige Düse 56 für den umhüllenden Strom gebildet. Ein Teil des verdichteten Luftstroms wird in eine strömungsaufwärts von der Manteldüse 56 gelegene Verbrennungszone 58 abgeleitet. Diese abgezweigte Luft fördert die Verbrennung des Brennstoffs, weleher aus einer geeigneten Brennstoffquelle 60 zugeführt wird, um einen Heißgasstrom zu erzeugen, der aus der ringförmigen Manteldüse 56 ausgestoßen wird. Die Luft zur Unterhaltung der Verbrennung in der Verbrennungszone 58 könnte auch aus dem Kompressor für das Kerntriebwerk abgezweigt werden. Es wäre außerdem ebenfalls möglich, heiße Gase aus dem Kerntriebwerk in die Manteldüse 56 zu leiten.

Bei der Verbrennung normaler Kohlenwasserstoff-Brennstoffe ergibt sich kein bedeutungsvoller Unterschied zwischen dem Molekulargewicht des umhüllenden Stroms und des Kompressorluftstroms. Man erhält jedoch leicht Temperaturerhöhungen und erreicht dadurch die Steigerung der Schallgeschwindigkeit des umhüllenden Gasstroms. Die größte Wirksamkeit zur Begrenzung des

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Winkels der Schallausbreitung und ein Minimum an Kosten ergibt sich für einen Hochtemperaturmantelstrom, wenn seine Temperatur in dem bevorzugten Bereich zwischen dem Zweifachen und dem Fünffachen der absoluten Temperatur des Kompressorluftstroms gehalten wird. Bei den Standardbebetriebsbedingungen würde dann die Temperatur des umhüllenden Stroms zwischen etwa 315°C (60O⁰P) und 117O°C (2l4o°F) liegen.

Fig. 5 zeigt eine Vorrichtung zur Erzeugung eines umhüllenden Stroms mit einem beträchtlich niedrigeren Molekulargewicht als der Kompressorluftstrom. Dies wird in der Fig. 5 f anhand eines Triebwerks 40' dargestellt, welches sonst mit dem Triebwerk 40 der Fig. 4 identisch ist. Zusätzlich zu den in Fig. 4 enthaltenen Teilen zeigt die Fig. 5 noch den Kompressor 62 für das Kerntriebwerk und die Verbrennungskammer 64 für das Kerntriebwerk, über eine Rohrleitung 68 wird aus einem geeigneten Vorrat Wasser durch eine Strebe 69 einem Wärmeaustauscher 70 zugeführt, welcher als Rohrschlange um die Brennkammer 64 herum angeordnet ist. Der Ausstoß aus dem Wärmeaustauscher 70 wird über eine Rohrleitung 72 zu einem Auslaßkopf 74 geführt, der strömungsaufwärts von der ringförmigen Manteldüse 56 angeordnet ist. Der auf diese Weise erhaltene umhüllende Strom ist ein Wasserdampfstrom mit einem be- | trächtlieh niedrigeren Molekulargewicht als der Kompressorluftstrom und wirkt in der oben beschriebenen Weise im Sinne einer Einengung des Schallabstrahlwinkels von der Düse 54. Zusätzlich dazu hat der aus Dampf bestehende umhüllende Strom eine höhere Temperatur als der Kompressorluftstrom; dies trägt ebenfalls zu seiner Wirksamkeit bei.

In den beiden Ausführungsformen nach Fig. 4 oder 5. können Vorrichtungen vorgesehen werden, um die Brennstoffversorgung bzw. die Wasserzufuhr zu sperren, so daß der umhüllende Strom nur unter den Betriebsbedingungen verwendet wird, bei denen das Geräusch eine entscheidende Rolle beim Betrieb des Luftfahrzeuges spielt. Dies verringert die Brennstoffmenge oder die

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Wassermenge, welche zum Zwecke der Geräuschunterdrückung In einem Luftfahrzeug mitgeführt werden muß.

Die Fig. 6 und 7 stellen eine weitere Ausführungsform der Erfindung dar, bei der das vom Kerntriebwerk ausgestoßene Heißgas für die Zwecke der Geräuschunterdrückung ausgenutzt wird.

Fig. 6 zeigt bei 75 eine Auslaßleitung für Heißgas des Triebwerks von der nicht dargestellten Kompressorturbine. Der ring-

fe förmige Kanal für den Kompressorstrom ist bei 76 in einem Triebwerk mit langem Leitungskanal entsprechend den Fig. 1 und 2 dargestellt. Diese Gasströme gehen durch eine Vorrichtung 77 zur Umlenkung der Strömung, die in ihrem Aufbau, aber nicht in ihrer Funktion einem Mischer ähnlich ist. Diese Vorrichtung leitet den inneren Strahl nach außen und den äußeren Strahl nach innen. Dies wird deutlich anhand der Fig. 7· Die Fig. 7 zeigt, daß der Heißgasstrom durch eine Vielzahl von Kanälen 78 geleitet wird, die in ihrem strömungsabwärts gerichteten Verlauf den Kompressorkanal durchkreuzen und progressiv in einen ringförmigen Kanal übergehen. Die strömungsabwärts gelegenen Enden dieser Kanäle ergeben daher eine ringförmige Ausstoßdüse 80 für den Heißgasstrom, der als umhüllender Strom

P dient. Der Kompressorstrom wird aus einer Schubdüse 82 ausgestoßen, dessen äußere Begrenzung durch die inneren Oberflächen der Kanäle 78 gebildet wird.

Mit der in Fig. 6 und 7 dargestellten Anordnung kann die Geräuschunterdrückung wirksam bei allen Flugzuständen verwendet werden und kann dazu verwendet werden, die Notwendigkeit von Steuereinrichtungen für die Betätigung und Außerbetriebsetzung einer Geräuschunterdrückungsvorrichtung zu umgehen.

Kompressorturbinentriebwerke können die verschiedensten Formen aufweisen und die im Vorstehenden abgebildeten Triebwerkstypenwurden lediglich dazu verwendet, um die Grundzüge der erfindungs-

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gemäßen Lehre darzulegen. Es wird daher darauf hingewiesenj daß die verschiedensten Arten von Triebwerken von dem Fachmann so konstruiert werden können, daß sie die Anwendung der technischen Lehre der Erfindung gestatten. Weiterhin ist zu bemerken, daß im Vorstehenden geschlossene ringförmige einhüllende Gasströme beschrieben wurden; es ist jedoch offensichtlich, daß die Beherrschung des Richtungswinkels der Lärmabstrahlung aus einer Düse bei einem Triebwerk für ein Luftfahrzeug nur im unteren Teil der Düse erwünscht sein kann, da das nach oben abgestrahlte Geräusch im allgemeinen keine besondere Bedeutung besitzt.

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Claims (11)

1. Ansprüche

   ι 1.)Kompressorturbinentriebwerk mit einem mit Laufschaufeln versehenen Kompressorrotor zur Verdichtung eines Luftstroms und einer Schubdüse, aus der der Luftstrom zur Erzeugung einer Schubkraft ausgestoßen wird, dadurch gekennz e'i c h η e t , daß es Vorrichtungen (56, 80) zur Erzeugung eines Gasstromes mit wesentlich höherer Schallgeschwindigkeit als der Kompressorluftstrom und zum Ausstoß dieses Gasstromes mindestens aus dem unteren Teil der Düse (54, 82) als äußere Grenzschicht und Umhüllung für den Kompressorluftstrom besitzt, wodurch die Schallenergie in dem Kompressorluftstrom bezüglich ihres Abstrahlwinkels an der Düse begrenzt wird.
2. 2. Kompressorturbinentriebwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß es eine Vorrichtung zur Erzeugung eines·Gasstroms mit hoher Schallgeschwindigkeit in Form von Vorrichtungen (58, 6C, 70, 74 und 75, 77) zur Erzeugung eines Gasstroms mit einer wesentlich höheren Tempera tur als der Kompressorluftstrom besitzt.
3. 3. Kompressorturbinentriebwerk nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß es Vorrichtungen zur Erhitzung des Gasstroms auf eine Temperatur zwischen etwa der dreifachen bis fünffachen absoluten Temperatur des Kompressorluftstroms besitzt.
4. 4. Kompressorturbinentriebwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß es eine Vorrichtung zur Erzeugung eines Gasstroms mit hoher Schallgeschwindigkeit in Form einer Vorrichtung (66) zur Erzeugung eines Gasstroms mit einem beträchtlich niedrigeren Molekulargewicht als der Kompressorluftstrom besitzt.

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5. 5. Kompressorturbinentriebwerk nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß die Vorrichtung (66) zur Erzeugung eines Gasstroms mit niedrigem Molekulargewicht eine Vorrichtung zur Erzeugung eines Wasserdampfstromes umfaßt.
6. 6. Kompressorturbinentriebwerk nach Anspruch 1, dadurch g e k e η "η ζ e i c h η e t , daß die Vorrichtung zum Ausstoß des Gasstroms die Form einer Vorrichtung (56, 8O) zum Ausstoß einer geschlossenen ringförmigen und den Kompressorstrom umgebenden Hülle besitzt.
7. 7. Kompressorturbinentriebwerk nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß die Schallenergie in dem Luftstrom mindestens eine vorwiegende Frequenz besitzt" und daß die ringförmige Dicke des umhüllenden Gasstroms mindestens etwa gleich einem Viertel der Wellenlänge der kleinsten Hauptschaltfrequenz ist. ■
8. 8. Kompressorturbinentriebwerk nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß es eine Vorrichtung zum Ausstoß des einhüllenden Stroms mit einer Geschwindigkeit besitzt, die mindestens gleich der Geschwindigkeit des aus der Schubdüse ausgestoßenen Kompressorluftstroms ist.
9. 9. Kompressorturbinentriebwerk nach Anspruch 6, welches noch

   * eine Haube umfaßt, in der sich der Kompressorrotor dreht und eine Gondel als Gehäuse eines Kerntriebwerks zum Antrieb des Kompressorrotors und bei dem die Haube vor dem Ende der Gondel endet und in Kombination mit derselben die Schubdüse bildet, weiterhin, dadurch g e k e η η ζ e 1 c h -

   ' ' net, daß die Vorrichtung zum Ausstoß des einhüllenden Stroms die Form einer ringförmigen Düse (56., 80) am rückwärtigen Ende der Haube besitzt, welche konzentrisch zu der Schubdüse ist.

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10. 10. Kompressorturbinentriebwerk nach Anspruch 6, das ein Kerntriebwerk in Form eines Generators für einen Heißgasstrom sowie eine Vorrichtung zum Antrieb des Kompressorrotors und zur Erzeugung des einhüllenden Stroms mit hoher Schallgeschwindigkeit besitzt und weiterhin, dadurch gekennzeichnet , daß es eine Vorrichtung (78) zur Ableitung mindestens eines Teils des Heißgasstroms ctes Kerntriebwerks zu der Vorrichtung für den Ausstoß des einhüllenden Stroms besitzt.
11. 11. Kompressorturbinentriebwerk nach Anspruch 10, bei dem die Schubdüse für den Kompressorstrom sich strömungsabwärts vor. dem Kerntriebwerk befindet, weiterhin, dadurch ge kennzeichnet , daß die Leitungsvorrichtung eine Vorrichtung zur Ableitung des aus dem Kerntriebwerk ausgestoßenen Heißgasstroms zu einer ringförmigen Düse (80) besitzt, welche die Schubdüse für den Kompressorstrom umgibt.

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