DE2035403B2 - Schalldämpfungseinrichtung für die Schubdüse eines Strahltriebwerkes - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schalldämpfungseinrichtung für die Schubdüse eines Strahltriebwerks, mit einem im Austrittsquerschnitt der Schubdüse angeordneten Leitschaufelgitter, dessen Schaufeln aus einer zur Schubdüsenachse fluchtenden Neutralstellung in eine zur Schubdüsenachse angestellte Schalldämpfungsstellung verstellbar ist, wobei die Schaufeln jeweils mit einem in Neutralstellung feststehenden vorderen Schaufelteil und einem bewegbaren hinteren Schaufelteil bestehen und die Schaufeln im wesentlichen über die gesamte radiale Erstreckung des Schubdüsenquerschnitts verlaufen.

Bei einer vorbekannten Schalldämpfungseinrichtung dieser Art (US-PS 3191380) besteht das Leitschaufelgitter aus dünnen, elastisch verformbaren Platten, deren hinteren Teile aus der Neutralstellung durch eine gegensinnige elastische Verformung in ihre Schalldämpfungsstellungen ausgelenkt werden. Durch diese gegensinnige Auslenkung der hinteren Schaufelteile wird der Außenumfang des Schubstrahls an in Umfangsrichtung verteilten Stellen ausgeweitet, wodurch der Schalldämpfungseffekt erzielt wird. Abgesehen davon, daß die elastische Verformung der Schaufeln in der Praxis auf beträchtliche Schwierigkeiten stoßen dürfte, hat die gegensinnige Auslenkung der hinteren Schaufelteile den Nachteil, daß hierdurch beträchtliche Strömungsverluste entstehen dürften. Außerdem können die hinteren Schaufelteile naturgemäß nur in beschränktem Ausmaß ausgelenkt werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schalldämpfungseinrichtung der angegebenen Gattung so auszubilden, daß die Schalldämpfung in strö

mungsmäßig günstiger Weise infolge Drall im Schubstrahl erzeugt wird und hierbei die Strömungsverluste im Schubstrahl durch ein entsprechend gestaltetes Leitschaufelgitter vermindert werden, wobei das Leitschaufelgitter gleichzeitig eine einfache Schubumkehr ermöglichen soll.

Diese Aufgabe wird bei einer Schalldämpfungseinrichtung mit den eingangs angegebenen Merkmalen erfindungsgemäß gelöst durch die Kombination folgender Merkmale:

a) Der vordere und der hintere jeweils in sich starre Schaufelteil ist über ein etwa in Radialrichtung verlaufendes Gelenk miteinander verbunden;

b) die hinteren Schaufelteile des Leitschaufelgitters sind gleichsinnig verschwenkbar und versperren in ihrer weitesten Auslenkung den Schubdüsenquerschnitt;

c) der Schubstrahl ist bei versperrtem Schubdüsenquerschnitt einer in der Schubdüsenwand angeordneten Schubumkehreinrichtung zuführbar.

Es ist bereits bekannt, den vorderen und den hinteren jeweils in sich starren Schaufelteil von Schaufeln über ein etwa in Radialrichtung verlaufendes Gelenk miteinander zu verbinden und die hinteren Schaufelteile des Leitschaufelgitters gleichsinnig zu verschwenken (CH-PS 326300). Hierbei handelt es sich jedoch um die Leitsphaufeln einer Turbine, bei denen die Schaufelverstellung lediglich zur Erzeugung eines mehr oder weniger großen Dralles dient. Eine Schalldämpf ungswirkung ist hierbei weder beabsichtigt noch möglich. Es ist ferner bereits eine Schubdüse mit Leitschaufeln bekannt, die in ihrer weitesten Auslenkung den Schubdüsenquerschnitt versperren, wobei der Schubstrahl bei versperrtem Schubdüsenquerschnitt einer in der Schubdüsenwand angeordneten Schubumkehreinrichtung zuführbar ist (US-PS 3344604). Hierbei sind die Schaufeln jedoch lediglich aus ihrer Neutralstellung in die Schubumkehrstellung verstellbar; die Schaufeln in eine Zwischenstellung zur Erzielung einer Schalldämpfungswirkung zu verschwenken, ist bei dieser Schubdüse nicht möglich.

Aufgrund der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Ausgestaltung des Leitschaufelgitters werden die Strömungsverluste des Schubstrahls in der Schalldämpfungsstellung relativ gering gehalten, da die Gittergeometrie auf der Strömungseintrittsseite gegenüber der Neutralstellung unverändert bleibt und somit die Gittereinströmung stoßfrei erfolgt. Da die hinteren Schaufelteile gleichsinnig verstellt werden, wird dem Schubstrahl ein Drall überlagert, der eine gleichförmige Aufweitung des Schubstrahls außerhalb der Düse zur Folge hat. Dies dürfte ebenfalls geringere Stiömungsverluste zur Folge haben als bei einer Anordnung, bei der der Schubstrahl durch eine gegensinnige Auslenkung der hinteren Schaufelteile in Umfangsrichtung unterschiedlich aufgeweitet wird. Darüber hinaus erlaubt die Erfindung, daß das Schaufelgitter nicht nur zur Schalldämpfung, sondern darüber hinaus auch zur Schubumkehr herangezogen wird; zusätzliche Maßnahmen, abgesehen von der Schubumkehreinrichtung in der Schubdüsenwand, sind daher zur Erzielung der Schubumkehr nicht erforderlich.

Anhand der Zeichnung wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen Axialschnitt durch eine Schubdüse,

Fig. 2 eine Draufsicht auf die Schubdüse der Fig. 1,

Fig. 3 einen Querschnitt durch das Leitschaufelgit-

Die in Fig. 1 gezeigte Schubdüse 1 weist einen Nabenkörper 2 auf, von dem radial verlaufende Schaufeln 3 weggehen. Die Schaufeln 3 stehen über den Austrittsquerschnitt der Schubdüse 1 nach hinten vor.

Wie Fig. 3 zeigt, besitzen die Schaufeln 3, die mit Tragflügelprofilen versehen sind, eine veränderliche Krümmung. Jede Schaufel 3 besteht aus einem fest angeordneten, die Vorderkante aufweisenden vorderen Schaufelten 3a, der in Strömungsrichtung F angeordnet ist, und einen bewegbaren, die Hinterkante aufweisenden hinteren Schaufelteil 3b, der mittels eines Gelenkes um eine radial verlaufende Achse 6 schwenkbar ist.

Bei A ist mit gestrichelten Linien die Neutralstellung gezeigt, in der der hintere Schaufeltet! 36 zu dem vorderen Schaufelteil 3a fluchtet und der Auftrieb der Schaufel praktisch null ist, während bei B mit strich-

punktierten Linien die Schalldämpfungsstellung gezeigt ist, in der der hintere Schaufelteil 3b zur Erzeugung eines Auftriebes verschwenkt ist.

Die Schaufeln 3 bilden einen Teil einer Strahlumkehreinrichtung. Wie Fig. 1 zeigt, ist in der Düsenwand ein Ablenkschaufelgitter 7 in einem Seitenkanal 8 angeordnet, der bei normalem Betrieb abgedeckt ist und beim Landen, wenn durch Umlenken des Strahls ein Gegenschub erzeugt werden soll, geöffnet wird. Zu diesem Zeitpunkt sind die hinteren Schaufelteile 3b um 90° gegenüber den vorderen Schaufelteilen 3a verschwenkt (ausgezogene Linien in der Stellung C). Wie Fig. 2 zeigt, verschließen sie in dieser Stellung praktisch den gesamten Austrittsquerschnitt der Schubdüse 1. Die heißen Gase strömen daher durch den Seitenkanal 8 (Fig. 1) nach außen und werden von dem Ablenkschaufelgitter 7 nach vorne umgelenkt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Schalldämpfungseinrichtung für die Schubdüse eines Strahltriebwerkes, mit einem im Austrittsquerschnitt der Schubdüse angeordneten Leitschaufelgitter, dessen Schaufeln aus einer zur Schubdüsenachse fluchtenden Neutralstellung in eine zur Schubdüsenachse angestellte Schalldämpfungsstellung verstellbar ist, wobei die Schaufeln jeweils mit einem in Neutralstellung feststehenden vorderen Schaufelteil und einem bewegbaren hinteren Schaufelteil und die Schaufeln im wesentlichen über die gesamte radiale Erstreckung des Schubdüsenquerschnitts verlaufen, gekennzeichnet durch die Kombination folgender Merkmale:

   a) Der vordere und der hintere jeweils in sich starre Schaufelteil (3a, b) ist über ein etwa in Radialrichtung verlaufendes Gelenk miteinander verbunden;

   b) die hinteren Schaufelteile (36) des Leitschaufelgitters sind gleichsinnig verschwenkbar und versperren in ihrer weitesten Auslenkung den Schubdüsenquerschnitt;

   c) der Schubstrahl ist bei versperrtem Schubdüsenquerschnitt einer in der Schubdüsenwand angeordneten Schubumkehreinrichtung (7, 8) zuführbar.