DE2035403A1

DE2035403A1 - Schalldampfungseinnchtung fur Strahl düsen

Info

Publication number: DE2035403A1
Application number: DE19702035403
Authority: DE
Inventors: Andre Fontenay Ie Fleury Labussiere (Frankreich)
Original assignee: Avions Marcel Dassault, S A, Vaucresson (Frankreich)
Priority date: 1969-07-16
Filing date: 1970-07-16
Publication date: 1971-02-04
Also published as: FR2053736A5; US3613827A; GB1307867A; NL7010373A; DE2035403B2; DE2035403C3

Description

Schalldämpfungseinrichtung für Strahldüsen

Bekanntlich rühren die Geräusche, die von den Flugzeug-Strahltriebwerken erzeugt werden, zum großen Teil von den Druck- und Geschwindigkeitsänderungen her, die durch das Zusammentreffen des Strahls großer Geschwindigkeit mit der Außenströmung verhältnismäßig geringer Geschwindigkeit bedingt sind. Bei einem überkritischen Strai wird dieses Phänomen durch die gegenseitige Beeinflussung der auf diese Weise erfolgten Turbulenz und der Stoßwellen noch kompliziert

Es wurde bereits vorgeschlagen, diese Geräusche durch verschiedene Einrichtungen, mit denen die Mischung! des Strahls und der Außenstrc mung verbessert werden kann, zu dämpfen; dies wurde beispielsweise mit Hilfe einer Trichterwirkung, durch Unterteilung und Verschachte lung der strömungen .versucht.

Durch die Erfindung soll eine Schalldämpfungseinrichtung geschaffen werden, die die Mischung des Düsenstrahls mit der Außenströmun{ begünstigt und die den bekannten Einrichtungen sowohl im Hinblick auf die Schalldämpfung als auch auf das Betriebsverhalten des

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Strahltriebwerke überlegen ist. Dies wird durch die im Anspruch 1
angegebenen Merkmale erreicht. _v .

Da die Achse der bei der erfindungsgemäßen Schalldämpfungseinrich-i tung vorgesehenen Wirbel im wesentlichen parallel zur Strahldüse ; verläuft, erzeugen diese Wirbel beträchtliche Radialgeschwindigkeif' ten, die den Strömungsaustausch zwischen dem potentiellen strahl- j konus und der Umgebung erleichtern und dadurch das Geräusch dämpft I Dieser Schalldämpfer arbeitet gewissermaßen mit einer "Auflösungs-i wirkung", die durch den Auftrieb des Schaufelgitters induziert wirct Eine zusätzliche - vom akustischen Standpunkt aus günstige - Wir- [

kung kann von der durch das Schaufelgitter bedingten Aufteilung de4

Strahls beigesteuert werden. ί

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird das Sehaüfelgitter von einer Reihe von radial verlaufenden Schaufeln gebildet, die um einen Nabenkörper herum veripilt sindses können Jedoch
auch andere Anordnungen vorgesehen werden,- beispielsweise ein jalousieartiges Gitter«

Anhand der Zeichnung werden bevorzugte Ausfuhrungsformen der.Erfindung näher erläutert«. Es zeigenj

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer Strahldüse mit einer erfindungsgemäßen Schalläämfpungseinrichtungi

Pign, 2, eine andere Ausführungsform der·-Erfindung, bei der die
5 und 4

Strahldüse eine Strahlumkehr-Einrichtung aufweist; die

Fign. 3 und 4 stellen einen Axialschnitt bzw» eine Draufsicht der strahldüse dar«

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!Bei den; in Fig. 1 gezeigten Aus führungsbeispiel enthalt die Strahl-i _:düs;e. 1. einen Nabenkörper 2, von dem radial verlaufende Schaufeln 5 iwergehen.:--Die Schaufeln 2 stehen vorzugsweise über den Austritts- -■ !querschnitt der Strahldüse nach hinten vor. Die Schaufeln sind ; keine einfachen Iragarme mit symmetrischem Profil, wie sie verwen-| det werden, um keinen Widerstand zu erzeugen; es handelt sich viel-|

mehr um tatsächliche Schaufeln mit Tragflügelprofil, die eine ge- |

krümmte Ober- und Unterseite aufweisen und aufgrund der Strömung j

einen aerodynamischen Auftrieb H erzeugen. Bedingt durch diesen _t )

Auftrieb entstehen, wie bei jedem Tragflürelprcfil, freie Wirbel, f

die durch die Pfeile 4 sehematisc-i dargesteilr sind und sich in .

die Wirbelbereiehe 5 erstrecken. , |

Diese Wirtel begünstigen die Vermischung und das gegenseitige Ein-; dringen der Strömungsfäden des Gasstrahls und der Umgebungsluft, f

Eine solche Schalidainpfangseinrichtung ist insbesondere im Hiniilick auf ihre Einfachheit und Festigkeit von Vorteil. Sie kann } auch chne weiteres derart angeordnet und ausgebildet sein, daß sie!

im Reisefluu ganz oder teilweise einsiehbar ist. ■ ]■■'.. |

Bei der. Husfüh'rungsbeispiel nach der Fig. 2 besitzen die Schaufeln-¹ j eine veränderliehe Krümmung. Jede Schaufel besteht aus einem fest j angeordneten, die Vorderkante aufweisenden vorderen Schaufelte 11 -.;

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}>a, der in der Strömungsrichtung F angeordnet ist, und einem bewegt

•bar angeordneten, als Klappe ausgebildeten, die Hinterkante aufwei-t

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■sendeii hinteren Schaufeiteil 3b, der um eine radiale Achse 6 j

schwenkbar ist. ^: '.':- . . ■': . . . " ^: .

Bei a ist mit gestrichelten Linien die Reiseflugstellung, in der der hintere Schaufelteil Jb in der Verlängerung des vorderen Schauf felteils ^a angeordnet ist und der Auftrieb der Schaufel praktisch Null beträgt, dargestellt, während bei B mit strichpunktierten Linien die Schalldämpfungsstellung gezeigt ist, in der der hintere Schaufelteil Jh zur Erzeugung eines Auftriebs verschwenkt ist.

Gemäß einer besonderen Ausbildung der erfindungsgemäßen Schall- .

dämpfungseinrichtung bildet die Schaufel veränderlicher Krümmung

' . 3 . Teil einer Strahlumkehreinrichtung. Die Figur/zeigt eine solche Strahlumkehreinrichtung von an sich bekannter Bauart, bei der ein [ Ablenkschaufelgitter J in einem Seitenkanal 8 angeordnet ist, der bei normalem Betrieb abgedeckt und beim Landen, wenn durch Umlenken des Strahls ein Gegenschub erzeugt watien soll, geöffnet wird. Zu diesem Zeitpunkt sind die hinteren Schaufelteile Td um 90° ge-

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\ genüber dem vorderen Schaufelteil ^a verschwenkt (ausgezogene Lijnien in der Stellung C); wie in Fig. 4 gezeigt," verschließen sie j t · i

fin dieser Stellung praktisch den gesamten Austrittsquerschnitt der Strahldüse 1. Die heißen Gase werden somit gezwungen, durch den

Seitenkanal 8 (Fig. 3) auszuströmen, und sie.werden von dem Schau- | felgltter 7 nach vcrne abgelenkt. j

;Es versteht sieh von selbst, daß die gezeigten Ausführungsbeispiel in mannigfacher V/eise abgewandelt v/erden könnten, ohne den Rahmen jder Erfindung zu verlassen. Insbesondere könnte man anstelle der j in den Pign. 2, 3 und 4 gezeigten Schaufeln, die 'aus einem starr langeordneten und einem verstellbaren Schaufelteil bestehen, ein-

¹ teilige Schaufeln verwenden, die in ihrer Gesamtheit verstellbar

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Claims

Patentansprüche

1J Schalldämpfungseinrichtung zum Dämpfen von Geräuschen, die von einem aus einer Strahldüse ausgestoßenen Rückstoßstrahl erzeugt werden, dadurch gekennzeichnet, daß im Austrittsquerschnitt der Strahldüse (1) ein Schaufelgitter (3) mit Tragflügelprofil angeordnet ist, das aufgrund des Schaufgitter-Auftriebs eine Reih« von geradlinigen, am Umfang des Schaufelgitters gebildeten freien Wirbeln (4) induziert.
2. Schalldämpfungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich-· net, daß das Schaufelgitter aus einer Anzahl von radial verlaufenden Schaufeln (3) besteht, die um einen Nabenkörper (2) verteilt sind.
3. Schalldämpfungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaufelgitter (3) nach hinten über den

' Austrittsquerschnitt der Strahldüse (1) vorsteht (Fig. 1).
4. Schalldämpfungseinrichtung nach einem der vorhergehenden An- ' Sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaufeln des Schaufei· -gitters eine veränderliche Krümmung haben, wobei jede Schaufel" aus einem starr angeordneten, die Vorderkante aufweisenden -6

vorderen Schaufelteil (3a) und einem verstellbar angeordneten, die Hinterkante aufweisenden hinteren Schaufelten (3b) besteht.
5. Schalldämpfungseinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der hintere Schaufelteil (3b) in eine Stellung (A) be- ' wegbar ist, in der er sich in der Verlängerung des vorderen '

Schaufelteils (3a) befindet, so daß die gesamte Schaufel in der ■ Strömungsrichtung verläuft und der Auftrieb der Schaufel prak- · tisch Null ist, und daiB der hintere Schaufelteil (3b) zur Erzie-T lung der Scha11dämpfungswirkung in eine Stellung (B) bewegbar * ist, in der ei? gegenüber dem vorderen Schaufelteil (3a) um einenj

bestimmten Winkel angestellt ist. j
6. Schalldämpfungseinrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch ge- ! kennzeichnet, daß die hinteren Schaufeltelle (3b) gegenüber den vorderen Schaufelteilen (3a) um 90° verstellbar sind, um den Austrittsquerschnittder Strahldüse (1) im wesentlichen zu versperren.
7. Schalldämpfungseinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichJ net, daß eine Hilfseinrichtung (7) vorgesehen ist, die die heißejn Gase seitlich aus der Strahldüse (1), deren Austrittsquersehnitt verschlossen 1st, ausströmen läßt und sie zur Erzeugung eines Gegenschubs nach vorne umlenkt.

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