DE2037407C3

DE2037407C3 - Strahlrohr mit einem Kernstromkanal und einem Mantelstromkanal

Info

Publication number: DE2037407C3
Application number: DE2037407A
Authority: DE
Inventors: Albert Asnieres Hauts-De- Seine Gozlan (Frankreich)
Original assignee: Airbus Group SAS
Current assignee: Airbus Group SAS
Priority date: 1969-07-28
Filing date: 1970-07-28
Publication date: 1975-07-03
Also published as: DE2037407B2; DE2037407A1; GB1293232A; US3660982A

Description

men erreicht ist. Aus der deutschen Patentschrift 11 34 594 ist ein

Es ist festgesteüt worden, daß in solchen Fällen die Schubwender für ein Zweistromstrahltriebwerk be-

wand stößt.
Es kann in

bestimmten Fällen erforderlich sein.

kannt, welcher eine Einrichtung aufweist, um zu verlindern, daß heiße Abgase in den Triebwerkseinlauf oder den Einlauf eines anderen Triebwerkes gelangen, wobei für jeden Umlenkkö-per eine Steuerkiappe vorgesehen ist, die in bezug auf jenen bewegbar ist und bei Strahlumienkung zwischen sich selbst und «lern Umlenkkörper zum Aufspalten der F.ückstoßnasse Schlitze öffnet, durch welche die heißen Abgase StLomen können. Diese Steuerklappen sind jedoch nicht an denjenigen Seiten der Kanaiwände angeordnet, die der durch die Zu- und die Abströmrichtung der Gasströmung gebildeten Ebene gegenüberliegen, sondern bilden jeweils eine Fortsetzung des Umlenkkörpers nach außen und vermögen somit die Rückströmung der Triebwerk^r^ase in den Mantel-Stromkanal nicht zu verhindern.

Weiterhin ist aus der deutschen Patentschrift T.207.8Oi ein Strahlrohr mit Ejektorciiise und Strahl Umkehrelementen bekannt, an dessen rückwärtigem Ende in den Strahl bewegbare Strah'umlenkelemente befestigt sind, wobei die injektordüse nach \orn über das Strahlrohr in eine weniger wirksame oder gan7 unwirksame widerstandsarmc Stellung verschiebbar ist.

Ferner ist aus der deutschen Auslegeschrift 1.227.782 eine Schubumkehrvorrichtung für Gasturbi nenstrahltriebwerke bekannt, welche mit Schwenkklap pen ausgestattet ist. die aus einer ersten Stellung, in der sie seitliche Öffnungen des vorzugsweise divergie renden Strahlrohres abschließen, um an ihren strom unterseitigen Enden liegende Achsen in eine zweite Stellung schwenkbar sind, in der sich ihre stromober seitigen Enden etwa in der Mitte des Strahlrohres be rühren. Bei dieser bekannten Vorrichtung ist die An Ordnung so getroffen, daß im Mittelabschnitt der Außenseiten der Schwenkklappen die hinteren Enden von Leitflächen angelenkt sind, die durch eine Schiit/ Zapfen-Führung beim Einschwenken der Schwenk klappen in die zweite Stellung unter Freigabe der seit •ichen Öffnungen nach außen gespreizt werden und mit ihren nach außen gespreizten Enden über den Umfang des Triebwerksgehäuses vorstehen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Strahlrohr mit einem Kernstromkanal und einem Man;elstromkanal der eingangs genannten Art zu erreichen, daß auch bei besonders kurzer Bau weise des Mischers und beim Einsatz einer Schubab lenk oder umkehrvorrichtung eine nahezu homo gene Durchmischung von Kern und Mantelstrom er zielt wird, ohne daß dabei die Gefahr besteht, daß ein Teil des Strahls in den Mantelstromkanal zurück fließt.

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung vor, daß an denjenigen Seiten der Kanalwände, die der durch die Zu- und die Abströmrichtung der Gasströmung gebildeten Ebene gegenüberliegen, im Bereich zwischen Kernstromkanalaustritt und Prallwand Leitvorrichtungen vorgesehen sind, welche die seitlichen Teile des Mischstromes in die Ablenkrichtung führen. Vorteilhafte Weiterbildungen und bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist darin zu sehen, daß der Wirkungs grad von Triebwerken wesentlich erhöht werden kann, wobei gleichzeitig lokalen Überhitzungen wirksam begegnet ist.

Die Erfindung wird nachfolgend beispielsweise an hand der Zeichnung beschrieben: in dieser zeigt

Fig. 1 und 2 schematische Darstellungen im Schnitt, welche ein klassisches Strahlrohr mit kurzer, bzw. langer Mischung zeigen.

* Fig. 3 und 4 schematische Darstellungen im Längs- und Querschnitt, welche ein klassisches Strahlrohr mit um 90° aufgegabelter Strömung dar stellen.

Fig. 5 und 6 schematische Darstellungen im i" Längs- und Querschnitt einer Variante mit um weni ger als 90° aufgegabelter Strömung

Fig. 7 und 8 schematische Darstellungen im Längs und Querschnitt, welche ein klassisches Strahl rohr mit einseitig abgelenkter Strömung darstellen. ^ls Fig. 9 und 10 schematische Darstellungen im Längs und Querschnitt, welche das Strahlrohr der Fig. 3 und 4 darstellen, welches mit Leitvorrichtun gen ausgestattet ist.

Fig. 11 und 12 schematische Darstellungen im ²⁽¹ Längs- und Querschnitt, welche das Strahlrohr der Fig. 5 und 6 darstellen, welches mit Leitvorrichtun gen ausgestattet ist.

Fig. 13 und 14 schematische Darstellungen im Längs und Querschnitt, welche das Strahlrohr der Fig. 7 und 8 darstellen, welches mit einer anderen Art von Leitvorrichtung ausgestattet ist.

Fig. !5 eine schematische Darstellung im Schnitt einer klassischen Schubumkehrvorrichtung für ein Triebwerk mit hinteren Prallklappen, 'ι' Fig. 16 eine schematische Darstellung im Schnitt einer anderen klassischen Schubumkehrvorrichtung mit Schiebern und Schaufeln.

Fig. 17 und 18 schematische Darstellungen im Schnitt der Schubumkehrvorrichtungen der Fig. 15 '^ und 16. welche mit Leitvorrichtungen ausgestattet sind.

Fig. 19 eine Vergleichsgraphik, Fig. 20 und 21 repräsentative Kurven der Gewin ne. welche bei einer Triebwerks Schubumkehrvorrich- w tung durch die Verwendung von Leitvorrichtungen er reicht werden.

Fig. 22 und 23 schematische Darstellungen im Grundriß und im Schnitt einer Schubumkehrvorrichtung für Flugzeug-Turbo-Triebwerke mit Klappen. ■^ welche mit Leitvorrichtungen ausgestattet sind, die der bevorzugten Ausführungsfonn entsprechen.

Fig. 24 eine perspektivische Ansicht des hinteren Teils eines Turbo Triebwerks gemäß der bevorzugten Ausführungsform.

^s° Fig. 25 eine perspektivische Ansicht eines Details einer Leitvorrichtung.

Fig. 26 eine schematische Darstellung im Schnitt, welche ein Beispiel für eine in die Struktur der Seitenwände integrierte Leitvorrichtung zeigt. ^ Fig. 27 eine Detailansicht einer Variante und Fig. 28 ein Erläuterungsschema. Nach den Fig. 1 und 2. welche schematische Längsschnitte darstellen, umfaßt ein Strahlrohr allgemein eine Führung 1 der Primärströmung fp. eine ""Führung 2 der Sekundärströmung fs, eine Einschnürung 3 und einen Mischer 4. Wenn die Länge /, des Mischers 4 ausreichend ist, ist die um die symbolisch durch den Pfeil/, angedeutete Oberfläche herum stattfindende Mischung am Austritt des Mischers nahezu ^M vollständig, während, wenn die Länge I₁ des Mischers 4' zu gering ist, die Mischung nur teilweise um den Pfeil/₂ herum erfolgt.

Es kann in bestimmten Fällen notwendig sein, ein

Strahlrohr der Art mit kurzem Mischer (siehe Fig. 2) zu verwenden und eine Ablenkung nach klassischer Art (siehe Fig. 3, 5, 7) durchzuführen, wobei der ab gelenkte Strahl noch nicht vollkommen homogen ist.

In einem solchen Falle zeigen genaue Beobachtun gen, daß die mit den Homogenitätsfehlern der Strö mung verbundenen Phänomene in ihrem Ursprung und in ihren verschiedenen Erscheinungen von den Ablenkungsarten oder den Arten der Aufgabelung abhängen, welchen die Primärströmungen und die Se kundärströmungen unterworfen werden.

Die Analyse dieser Phänomene soll nun in größe ren Einzelheiten erläutert werden, indem auf die Zeichnung Bezug genommen wird.

Die Fig. 3 und 4 stellen schematisch im Horizon talschiiiitt und im Vertikalschnitt ein Strahlrohr dar. welches eine vollkommen geführte abgelenkte Strö mung aufweist, welche beiderseits der Hauptströmung eine 90° Aufgabelung erfährt.

Aus diesen Schemata ist ersichtlich, daß schäd liehe Rückströmungen 5 von der Zone des Auftref fens der Primärströmung fp auf die gegenüberlie gende Wand 6 ausgehen, und zwar in der Richtung des Kanals der Sekundärströmung 2 in der Umge bung der horizontalen Symmetrieebene der Fig. 4. und bei der Rückströmung mit der Sekundärströ mung fs wieder zusammentreffen. Diese Rückströ mungen 5 umgehen den Primärkanal I, indem sie sich mit der Sekundärströmung fs mischen und wer den mit dieser durch den Mitreiß-Effekt der Pri märströmung fp in den Austrittsöffnungen 7 und 8 ausgestoßen, wobei dieser Effekt sich entlang den Mischflächen aufbaut, welche symbolisch durch die Pfeile/₃ und/₄ angedeutet sind.

Die Fig. 5 und 6 stellen schematisch im Horizon talschnitt und im Längsschnitt ein Strahlrohr dar. w el ches eine abgelenkte Strömung 100 aufweist, ir wel eher die Mischung mit Aufgabelung beiderseits der Hauptströmung fp nach einem bestimmten Ablenk winkel β geführt ist. Nach diesen Schemata folgen die Rückströmungen 9 einer Bahn, welche der vorher beschriebenen in noch ausgeprägterer Weise benach bart ist.

Die Fig. 7 und 8 stellen schematisch im Horizon talschnitt und im Vertikalschnitt ein Strahlrohr dar. welches eine abgelenkte Strömung 110 aufweist, in welcher die Mischung über eine einzige nicht aufgega belte Ablenkung 11 geführt ist. Nach diesen Sehe mata gehen die Rückströmungen 12 von der Zone des Auftreffens der Primärströmung fp auf die Wand 6 aus und vereinigen sich mit der Sekundärströmung fs über dem Primärkanal 1. um sich dort zu mischen und um bei 11 mit der Sekundärströmung aufgrund des Mitreiß Effektes, welcher durch den nicht gestör ten Hauptstrom der Primärströmung fp erzeugt wird, ausgestoßen zu werden. Der Mitreiß-Effekt entwickelt sich sodann entlang den Flächen der Mischung, welche durch den Pfeil /, in der Fig. 7 symbolisch angedeutet sind.

Ausgehend von diesen Grundschemata soll nun mehr gezeigt werden, auf welche Weise eine erfin dungsgemäße Leitvorrichtung bewirkt, daß die Rückströme der Primärströmung vermindert werden, daß ein Gewinn an Gegenschub in einem Schubum kehrsystem erzielt wird und daß der Gegendruck ver mindert wird, welcher sich dem Unterdruck des Se kundärströmungskanals 2 entgegensetzt.

In den Fig. 9 und 10. welche den Strahlrohren mit aufgegabelter Strömung nach der Darstellung in den Fig. 3 und 4 entsprechen, sind zwei Paare von Leitvorrichtungen 12 und 13 symmetrisch angeordnet, welche an den Seitenwänden 14 und 15 des

ι Strahlrohres befestigt sind. Diese Leitvorrichtungen umfassen im wesentlichen elementare Platten mit dem Verlauf eines Parallelepipeds, und ihre Dimensionspa rameter (t, </>) und ihr Positionsparameter (β. α) hängen von den besonderen Anwendungsbedingungen des

lit Strahlrohres ab, wie beispielsweise von den Strö mungsgeschwindigkeiten. den Drücken, den Tempera türen und anderen Faktoren.

Aus den Fig. 9 und 10 ist ersichtlich, daß die Rückströmungen 16 und 17. welche von der Zone

π hohen statischen Drucks ausgehen, welche in der Um gebung der Wand 6 gegenüber der Primärströmung und in der Nähe der horizontalen Symmetrieebene gc legen sind, sich in der Ecke verfangen, welche durch jede Leitvorrichtung 12 und 13 gegen die Seiten wände 14 und 15 gebildet wird, und daß sie strom abwärts zu den Ausgängen 7 und 8 abgelenkt wer den. indem sie weiterhin einen integralen Bestandteil der aktiven Primärströmung bilden. Selbstverständlich darf die Breite nicht übertrieben groß sein, so daß die

-' Primärströmung nicht abgefangen wird. Im übrigen ist der Winkel α bevorzugter Weise spitz oder recht winklig, während der Winkel β in der Gegend von 90° liegen kann. In solchen Strahlrohrkombinationen mit gegabelter Strömung können die durch die Achsen o.v und o.v' dargestellten Ablenkrichtungen für den Fall, daß die Ablenkungen einander in der Ebene gegenüberstehen, einen Winkel vor 180" auf weisen oder irgendeinen anderen für jeden betrachte ten Fall geeigneten Winkel (-) besitzen.

^;ί In den Fig. 11 und 12. welche den in den Fig. 5 und 6 dargestellten Strahlrohren mit gegabelter Strö mung entsprechen, sind zwei Paare von Leitvorrich tungen 18 und 19 symmetrisch angeordnet, welche an den Seitenwänden 20 und 21 des Strahlrohres be festigt sind und einen Ablenkwinkel von (-) aufweisen. Diese Leitvorrichtungen umfassen wieder elementare Platten mit dem Verlauf eines Parallelepipeds, und ihre Dimensionsparameter (ε. 6) und ihre Positions parameter (β. η) sind in gleicher Weise den besonderen

m Anwendungsbedingungen des Strahlrohres unterworfen. In gleicher Weise ist der Winkel α vorzugsweise spitz oder rechtwinklig, und der Winkel β kann in der Ge gend des Ablenkwinkels Θ liegen.

In den Fig. 13 und 14. welche den in den Fig. 7

so und 8 dargestellten Strahlrohren mit einfach abgelenk ter Strömung entsprechen, ist eine Leitvorrichtung 22 angeordnet, welche einen kegelstumpfTörmigen Rand abschnitt aufweist, welcher sich der Verzweigung der Primärströmung nach unten und der Führung zu den

"> ϊ Seiten und nach oben entgegensetzt, wo der Druck schwach ist. Dieser Rand 22 hindert auch die Rückströmung 23 daran, gegen den Sekundärkanal 2 zurückzuströmen. Wie es oben der Fall war, sind die Parameter (γ. ρ, r_h P) wieder von den besonderen An

Wendungsbedingungen des Strahlrohres abhängig.

Als Abwandlung ist es selbstverständlich, daß in den Fällen mit unsymmetrischen Konfigurationen Ver anlassung besteht, die Dimensionsparameter und die Positionsparameter den Leitvorrichtungen anzupassen.

um dieser Unsymmetrie Rechnung zu tragen.

Wenn es sich darum handelt, schwere Strömungs mittel bei der Anwendung einer gegabelten Düse nach oben und nach unten zu mischen, ist die Anpas

sung der Parameter in gleicher Weise erforderlich. In gleicher Weise kann die Art der Leitvorrichtungen für die Rückströmungen, welche schematisch mit einer einfachen Form beschrieben wurde, aufgrund der Tatsache, daß sie wie eine Tragfläche wirkt, alle im Zusammenhang mit diesen Tragflächen bekannten Vervollkommnungen aufweisen. Insbesondere kann ein Leitelement 25 vielfach sein oder Spalte 24 auf weisen, wie es die Fig. 25 angibt.

Da die geometrischen Eigenschaften der Leitvor richtungen von der gewählten Konfiguration und von der Beschaffenheit des Strömungsmittels abhängen, könnnen sich diese Eigenschaften nach den Erforder nissen ändern. Somit kann beispielsweise dazu Veran lassung bestehen, die Leitvorrichtungen beweglich, deformierbar oder versenkbar zu gestalten, damit sie sich den Betriebsbedingungen anpassen können. Die Leitvorrichtungen können auch im Gegensatz dazu fest sein und einen integralen Bestandteil der Struktur des Strahlrohres bilden, wie es in der Fig. 26 zu sehen ist. wo die Leitvorrichtungen 118 und 119 mit den Wänden 120 und 121 fest verbunden sind.

Es lassen sich auch alle bekannten Einrichtungen verwenden, um ein Hindernis zu bilden und um eine Ablenkung des Strömungsmitteis zu erzeugen, insbesondere kann man die Injektion durch Schlitze oder geeignete Öffnungen einer Abdeckung eines komprimierten Strömungsmittels anwenden, dessen Gesamtdruck höher ist als derjenige des Primarstromungsmit tels. In einem solchen Falle erfolgt die Injektion unter einem Anstellwinkel in entgegengesetzter Richtung zur Rückströmung, welche zum Austritt umgelenkt werden soll.

Der zwischen den Kurven der Fig. 19 dargestellte Schnitt ist ein Schema der Anordnung, welches zur Durchführung der erforderlichen Messung verwendet wurde, um die fundamentalen Phänomene zu zeigen und um die Wirksamkeit der Leitvorrichtungen darzulegen.

Diese Anordnung umfaßt im wesentlichen einen Primärkana! 101. einen Sekundärkanal 102. eine Einschnürung 103. eine äußerste Wand 106. Seitenwände 114 und 115 und Leitvorrichtungen 125. während ein System aus invertierten Pitot-Rohren 107 die Messungen der Drücke Pa und Pb gestattet.

In den Figuren gelten folgende Bezeichnungen: PJ Gesamtdruck der Primärströmung; Ps ■-■ Gesamtdruck der Sekundärströmung: Po - atmosphärischer Druck;
Pa = Austrittsdruck:
Pb = Eintrittsdruck;

Die Fig. 19 zeigt zwei Kennlinien, und zwar A ohne Leitvorrichtungen und B mit Leitvorrichtungen, welche die Rückströmungen und ihre bedeutende Verringerung •veranschaulicht, welche durch die Einfügung der Leit vorrichtungen erreicht wird. Das Vorhandensein der Leitvorrichtungen vermindert den Druckgradienten in der Einschnürung tatsächlich erheblich und damit die Rückströmungen im Sekundärkanal.

Die Fig. 20 zeigt zwei Kennlinien, und zwar A ohne Leitvorrichtungen und B mit Leitvorrichtungen, welche den Gewinn an Gegenschub veranschaulichen, welcher durch die Einfügung der Leitvorrichtungen er reicht wird. Der Gegenschub ist in diesem Fall auf den Schub der Primärströmung bezogen.

Die Fig. 21 zeigt zwei Kennlinien, und zwar A ohne Leitvorrichtungen und B mit Leitvorrichtungen, welche die Erzeugung eines Unterdrucks in der Se kundärströmung aufgrund der Hinzufügung der Leit vorrichtungen veranschaulichen.

Es ist allgemein bekannt, daß die Schubumkehr-Vorrichtungen im wesentlichen die Funktion haben.

% den vom Triebwerk ausgesandten Gasstrom derart stromaufwärts umzulenken, daß eine Gegenschubkraft erreicht wird, welche das Flugzeug bremst, und es ist in gleicher Weise bekannt, daß bei Überschallflugzeugen die Ejektionsdüsen Doppelstromdüsen

ίο sind, welche somit echte Strahlrohre bilden. Die der Schubströmung gegenüberliegende Wand besitzt bei spielsweise die Form von zwei Platten, welche schwenkbar angebracht sind und eine Prallwand bil den, wobei die erfindungsgemäßen Leitvorrichtungen

ι sin der Nähe der Plattengelenke angebracht sind.

Die Mehrzahl der Schubumkehr-Vorrichtungen läßt sich in zwei Typen klassifizieren: Bei Schubumkehr Vorrichtungen der ersten Kategorie (siehe Fig. 15) besteht das Ablenkhindernis aus versenkba-

20ren Platten oder Klappen 27, 28, 29 und 30. welche stromaufwärts von der Ausgangsebene der Austrittsdüse angeordnet sind und welche beim Normalflug in die Stellungen 27'. 28', 29'. 30' versenkt werden können, und die Umkehrvorrichtungen der zweiten Kate-

"gorie (siehe Fig. 16) realisieren die Ablenkung zum Teil durch versenkbare Klappen 31 und 32, welche beim normalen Flug die Stellungen 31' und 32' einnehmen können und durch Ablenkschaufeln 33 und 34, die gemäß 33' und 34' versenkbar sind.

w In diesen zwei Typen von Ablenkvorrichtungen ist vorgesehen, nach der Darstellung der Fig. 17 und 18. welche den Fig. 15 und 16 entspricht. Leitvor richtungen 35, 36 und 37, 38 in der Nähe der Sei tenwände 39 derart anzuordnen, daß die Rückströ

-" mungen 9 dann ausgestoßen werden können, nach dem sie sich in geeigneter Weise mit der Primärströ mung fp und mit der Sekundärströmung fs in den Austrittsdüsen 40 und 41 gemischt haben.

Die bevorzugte Ausführungsform ist in ihrer An-

■Ό wendung auf Schubumkehr Vorrichtungen der ersten Kategorie schematisch in den Fig. 22 und 23 und in vereinfachter Weise perspektivisch in der F i g. 24 dar gestellt.

Gemäß dieser Ausführungsform, welche eine Düse

■i' mit Doppelstrom betrifft, besteht das Ablenkorgan aus Klappen 42 und 43, welche um die Achsen Yl Yl' und y2-y2' und senkrecht zur Hauptachse des Schubes ZZ' angebracht sind.

Die Fig. 22, welche im oberen Halbschnitt die Art

'»der Gegenschub-Strömungen 44 zeigt, läßt erkennen, daß diese Schwenkung der Klappen 42 und 43 entweder den Austritt der Strömungen nach hinten (Stel lung 42'. 43' der Klappen und 45', 46' der Schieber) oder den abgelenkten Austritt gemäß ο - χ (Stellung

" 42, 43 der Klappen und 45, 46 der Schieber) gestat tet.

In einer solchen Konfiguration bilden sich gewöhn lieh nach dem Stand der Technik ohne die Leitvor richtungen beirr. Betrieb in Schubumkehr Rückströ

so mungen, welche in unangenehmer Weise die Sekun därführung 202 den Seitenwänden 239 entlang gemäß dem oben beschriebenen Verfahren speisen, indem sie folgende Konsequenzen nach sich ziehen: Die Sekundärführung 202 wird unter Druck ge setzt, was eine Vergrößerung des Gesamtwinkels λ der Ablenkung der Strömung gemäß o-x zum Austrittsende hin mit sich bringt und damit eine Vermin derurg des Gegenschub Effektes.

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X ίο

Die thermischen und mechanischen Belastungen in richtungen bei Triebwerken, eine Ablenkvorrichtuni der Sekundärführung 202 werden größer, so daß der ein merkbares Hindernis in der Strömung vor der Ab Konstrukteur verpflichtet ist, eine empfindliche Erhö lenkung darstellen konnte und somit eine empfind hung der Massen der Struktur vorzusehen, und zwar liehe Gesamtverminderung des Wirkungsgrades dei unter dem Nachteil der Verringerung ihrer Lebens- ι Anordnung verursachen konnte. " Es ist daher eine in mehrere Elemente aufgeteilte

^aHeiße Gase dringen in die Sekundärführung 202 Leitvorrichtung vorgesehen, welche ein Hindernis von ein und dringen bis zum Eintritt vor. wenn der Se- geringerer Bedeutung in den zusammentreffenden kundärdruck fs hinreichend niedrig ist. wenn keine Strömungen darstellt.

Dichtungsklappe vorgesehen ist. ■<> Die in der Fig. 27 als Beispiel ausgewählte Aus

Die einen Rückschlag verhindernden Leitvornch- führungsform weist eine Leitvorrichtung aus drei EIe

tungen sind beliebig versenkbar. menten auf. welche in Reihen hintereinander angeord

Es ist zu erkennen, daß die in der Fig. 24 darge _{net s}j_nj _uncj insgesamt für die stromaufwärtige Stro

stellten Leitvorrichtungen 47, 48, 49 und 50 sowie _{mung e};_n geringeres Hindernis darstellt, obwohl ihre

die in den Fig. 22 und 23 dargestellten Leitvorrich- π wirkung derjenigen einer einzigen Leitvorrichtung

tungen 51 und 52 gestatten, die oben aufgezählten äquivalent ist.

Nachteile zu vermeiden und die Leistungen zu verbes- _Es j_{st zu se}hen. daß das Vorhandensein der Leitern wie es aus den Kurven der Fig. 19. 20 und 21 vorrichtungen 12 und 13 ein ziemlich bedeutendes ersichtlich ist. Hindernis bildet, welches den natürlichen Verlauf der

Die Leitvorrichtungen 47, 48, 49 und 50 bestehen 20 Ränder der Eingangs-Mitnahmeströmung stört und nus Platten, die in Gehäusen versenkbar sind, welche _am Eintritt Wirbel erzeugt, welche für eine gute Funkin den Seitenwänden der Klappen 53 und 54 angeord- _tj_{on un(}j einem guten Wirkungsgrad der Einrichtung net sind, und zwar aufgrund von Einrichtungen (nicht schädlich sind.

dargestellt), die ihr Heraustreten nur dann gestatten. J_n der Tat kommt nach der Darstellung in der

wenn die Klappen in der Gegenschub-Stellung sind. 2? Fig. 28 die Eintrittsströmung F entlang der Wand Die Schwenkeinrichtungen der Klappen 42 und 43 14 _zum Auftreffen auf die Leitvorrichtung 12. und die Ausfahreinrichtungen der Schieber 55 und Um diese Störung zu vermeiden, ist gemäß der 56. welche in dem Teil der externen Struktur 57 un- Darstellung in der Fig. 27 eine Abwandlung vorgese ter'eebracht sind, sind an sich bekannt und daher _nen<
uncj zwar beispielsweise die drei Leitvorrichtun nicht dargestellt. '"gen 112, 113 und 114 mit einem Raumbedarf in der

Eine zufriedenstellende Anwendung der Leitvorrich- Querrichtung »e«. welcher kleiner ist als »e«. tune auf einen Typ einer Düse mit Doppelstrom Das Hindernis der Ausdehnung »e«. welches der eines Strahltriebwerkes mit 150 000 Newton Schub Direktströmung F entgegensteht, ist von wesentlich hat zu den folgenden Werten geführt: geringerer Bedeutung als das Hindernis der Ausdeh

35 nung »f«. und der Wirkungsgrad der Installation insbe

H = β u = 40° sondere ist unter den Bedingungen dieser vorzugswei-

F= 150 mm und ö = 345 mm sen Ausführungsform verbessert.

Es ist zu sehen, daß die Rückströmungen F wieder

Es ist ersichtlich, daß dadurch die Rückströmungen zum Austritt der Strömung der f&^m™*W™^k™ vermieden werden, die gewöhnlich in den bekannten 40 Strömung zurückgeschickt werden sobald die der Strahlrohren mit abgelenkten Strömungen auftreten. Strömung vor der Ablenkung F offen dargebotene

Es ist festgestellt worden, daß in bestimmten An Oberfläche deutlich geringer ist als im Falle einer einwendungsfällen. wie beispielsweise Schubumkehr-Vor zigen Leitvorrichtung 12.

Hierzu 10 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Strahlrohr mit einem Kenistromkanal und einem Mantelstromkanal, insbesondere für ein Strahltriebwerk, wobei der Gesamtdruck im Kernstromkanal höher ist als im Mantelstromkanal und wobei in einem gemeinsamen, konvergierenden Kanalabschnitt eine Mischung der beiden Ströme erfolgt, worauf der Mischstrom zwecks Ablenkung hinsichtlich seiner Richtung gegen eine Prallwand stößt, dadurch gekennzeichnet, daß an denjenigen Seiten der Kanalwände (14, 15; 20, 21), die der durch die Zu- und die Abströmrichtung der Gasströmung gebildeten Ebene gegenüberliegen, im Bereich zwischen Kernstromkanalaustritt und Prallwand Leitvorrichtungen (12, 13; 18, 19) vorgesehen sind, welche die seitlichen Teile des Mischstromes in die Ablenkrichtung führen.

2. Strahlrohr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitvorrichtungen (12, 13: 18, 19) mit den Seitenwänden (14, 15; 20, 21) fest verbunden sind.

3. Strahlrohr nach Anspruch!, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitvorrichtungen (12, 13; 18, 19) Druckmittelstrahlen sind, wie an sich bekannt.

4. Strahlrohr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitvorrichtungen (12, 13; 18, 19) in das Innere der Kanalwände (14, 15; 20, 21) versenkbar sind.

5. Strahlrohr nach einem der Ansprüche 1 oder 2 mit schwenkbaren Klappen als Prallwand, da-Leistungen der Strahlrohre aufgrund der Tatsache stark vermindert sind, daß das Druckniveau, welches im Mantelstromkanal induziert wird, sich anhebt, während der induzierte Durchfluß abnimmt. Darüber hinaus wird die Strömung oft instabel. was einen er höhten Vibrationspegel nach sich zieht.

Aus einer genauen theoretischen und experimentel len Untersuchung der Anmelderin, welche sowohl Messungen als auch Sichtbarmachungen der Strö mung bei Strahlrohren oder Ejektordüsen mit abge lenkten Strömungen beinhaltet, geht hervor, daß die Verschlechterung der Leistungen und eventuell die Be dingung der Instabilität des Betriebes in direktem Zusammenhang stehen mit dem Vorhandensein von Rückströmungen, welche von Zonen der Primärströmung (Kernstrom) ausgehen, in welchen der statische Druck sich seinem Maximalwert nähert, welcher gleich dem Gesamtdruck der Primärströmung ist. Solche Strömungen richten sich gegen den Eintritt der Sekundärströmung (Mantelstrom), wo die stati sehen Drücke schwach sind. Die Zonen erhöhten sta tischen Drucks der Primärströmung gruppieren sich insbesondere in der Umgebung einer Prallwand, welche zur Ablenkung oder zur Aufgabelung der Primärströmung vorgesehen ist. welche vom Strahl rohr oder der Ejektordüse "ausgesandt wird, denn die Geschwindigkeiten der Strömung haben dort dann ihren geringsten Wert.

Solche Schwierigkeiten finden sich insbesondere bei Turbo-Triebwerken von Flugzeugen, welche mit Schubvorrichtungen ausgestattet sind, bei welcher die Primärströmung (Kernstrom) mit hoher Temperatur dazu neigt, im Gegenstrom gegen den Kanal der Se kundärströmung (Mantelstromkanal) wieder strom

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durch geKennzeichnet daß die Leitvorrichtungen _„ _{aufwärts vorzudri und auf d dieser Tatsache}

(51) an den schwenkbaren Klappen (42) nahe _{Berejche zu überhj}f_zen, _welche dafür nicht ausgelegt

deren Schwenkachsen angeordnet sind. _sj_nc|

6. Strahlrohr nach Anspruchs, dadurch ge- _Insbesondere bei Überschallflugzeugen werden hau

kennzeichnet daß ehe Leitvorrichtungen (51) an _{f Ej}ektionsdüsen mit Doppelströmung verwendet.

den Seitenteilen (54) der schwenkbaren Klappen _{40Welche tatsäch}i_{ich echte} Strahlrohre darstellen, bei

welchen die Primärströmung durch die heiße Strö mung mit hohem Gesamtdruck gebildet wird, welche vom Triebwerk ausgesandt wird und b;i welchen die Sekundärströmung durch Luft gebildet wird, welche

(42) angeordnet sind.

7. Strahlrohr nach Anspruch 1 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitvorrichtungen in mehrere Ablenkelemente (112, 113, 114) unter

teilt sind, welche gemeinsam die seitlichen Teile ₄, _{aus de}m Einlauf der Hauptluft des Motors entnom

des Mischstromes in die Ablenkrichtung führen.

8. Strahlrohr nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Ablenkelemente (112, 113, 114) mit den Seitenwänden (14) fest verbunden sind.

men wird oder durch Ansaugung von Hilfsluft. Diese Art von Strahlrohr besitzt im allgemeinen eine Rota tionssymmetrie oder eine Konfiguration, welche der Rotationssymmetrie sehr nahekommt. Die verfügbare > Mischlänge ist im allgemeinen weit unter dem wün sehenswerten Maß, um eine homogene Durchmi-

schung der zwei Strömungen zu erreichen.

Wenn Veranlassung besteht, den von einer solchen Düse mit Doppelströmung ausgesandten Strahl umzu

Die Erfindung betrifft ein Strahlrohr mit einem ■> 5 lenken, beispielsweise um einen Bremsschuh zu errei Kernstromkanal und einem Mantelstromkanal, insbe- chen, besteht die Notwendigkeit, eine abgelenkte sondere für ein Strahltriebwerk, wobei der Gesamt- Strahlrohrströmung zu verwirklichen, druck im Kernstromkanal· höher ist als im Mantel Durch die USA.-Patentschrift 30 18 620 ist es bei Stromkanal und wobei in einem gemeinsamen, konver- einem Strahlrohr eines Gasturbinentriebwerkes mit gierenden Kanalabschnitt eine Mischung der beiden fto_einem Schubumkehrer bekannt, an den Prallwänden Ströme erfolgt, worauf der Mischstrom zwecks Ablen- des Schubumkehrcrs Leitvorrichtungen zu befestigen, kung hinsichtlich seiner Richtung gegen eine Prall- die die Triebwerksabgase in die geforderte Ablenk-

richtung führen. Da diese Druckschrift jedoch kein Zweistromtriebwerk betrifft, tritt dort das Problem den Gesamtstrom abzulenken oder aufzugabeln. 65_der Vermeidung der Rückströmung der Gase in den bevor die Durchmischung der beiden Ströme vollkom- Mantelstromkanal nicht auf.