DE2057696A1

DE2057696A1 - Device for cooling the operating materials of a missile

Info

Publication number: DE2057696A1
Application number: DE19702057696
Authority: DE
Inventors: Martin Dipl-Ing Dr Feldinger
Original assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Current assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Priority date: 1970-11-24
Filing date: 1970-11-24
Publication date: 1972-10-19
Also published as: DE2057696B2

Description

Einrichtung zur Kühlung von Betriebsstoffen eines Flugzeuges Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Kühlung von Betriebsstoffen eines Flugzeuges, die mittels eines -metauschers durch Luft gektihlt werden. Device for cooling operating materials in an aircraft The invention relates to a device for cooling operating materials of a Aircraft that are cooled by air by means of an exchanger.

Bei einem Flugzeug werden die Betriebsmittel, 1. B. der baftstoff, das Öl usw. während des Flugbetriebes durch den Fahrtwind gektihlt, indem ein Teil der durch die Flugneuggeschwindigkeit angestauten Luft durch einen Wärmetauscher für den betreffenden Betriebsstoff geleitet wird. Die Art der Kühlung ist jedoch nur während des Flugbetriebes möglich, auf dem Boden müssen dagegen besondere Einrichtungen sur Kühlung vorgesehen werden. Zusätzliche Gebläse sind für den Zweck wenig geeignet, da sie zusätzlichen Bauraum beanspruchen und zusätiliches Gewicht und zusätzlichen Bauaufwand für das Flugzeug bedeuten.In the case of an aircraft, the operating resources, 1. B. the fuel, the oil etc. during flight operations by the airstream wind by a part the air accumulated by the new flight speed through a heat exchanger for the operating material in question. The type of cooling is however Only possible during flight operations, but special facilities must be installed on the ground sur cooling are provided. Additional fans are unsuitable for the purpose because they take up additional space and additional weight and additional Mean construction costs for the aircraft.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine wirkungsvolle Kühlung des Betriebsstoffes auch am Boden zu gewährleisten, ohne daß das Gewicht und der Beuaufwand für die üblichen Einrichtungen wesentlich vergrößert su werden braucht. Sie wird erfindungsgeuäß bei einer Einrichtung der eingangs beschriebenen Art dadurch gelöst, daß das Abgasrohr einer Bordhilfsturbine als Treibgaarohr einer Strahlpumpe ausgebildet ist, die als Saugpumpe Kühlluft durch den Wärmetauscher fördert.The invention is based on the object of effective cooling to ensure the operating material also on the ground, without that Weight and the effort for the usual facilities increased significantly su needs to be. It is according to the invention in a device of the type described at the outset Kind of solved in that the exhaust pipe of an on-board auxiliary turbine as a driving gas pipe Jet pump is designed as a suction pump for cooling air through the heat exchanger promotes.

Die Bordhiltoturbine, die die Energieversorgung der Hilfsaggregate des Flugzeuges während der Bodenzett übernimmt, lieiert einen beträchtlichen Abgasstrom, dessen Energie in der Strahlpumpe zur Pörderung der Kühlluft durch den Wärmetauscher ausgenutzt wird. Hierbei wird die Verbindung der Abluftseite des Wärmetauschers nach außen unterbrochen und eine Verbindungsleitung zwischen der Abluftseite und der Strahlpumpe geöffnet.The on-board helicopter turbine that supplies the auxiliary units with energy of the aircraft while the floor scraper takes over, there is a considerable exhaust gas flow, its energy in the jet pump for pumping the cooling air through the heat exchanger is exploited. This is the connection to the exhaust air side of the heat exchanger interrupted to the outside and a connecting line between the exhaust air side and the jet pump opened.

Um die Wirkung der Strahlpumpe zu erhöhen, wird gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung vorgeodagen daß das Abgasrohr im Bereich der Kühlluftübertritte eine einschaltbare, veränderliphe Querschnittsverengung aufweist. Dadurch wird die Geschwindigkeit des Abgases im Bereich der Kühlluftübertritte erhöht und der Unterdruck und damit die Förderwirkung der Strahlpumpe erhöht. Die veränderliche Querschnittaverengung bewirkt einen geringfügigen Stau der Abgase, der mit einem geringfügigen Leistungsverlust der Bordhlliaturbine verbunden ist. Dadurch, daß die Querschnittsverengung veränderlich und einschaltbar ist, wird es ermöglicht, daß zugunsten der Leistungsabgabe der Bordhilrsturbinc die Saugwirkung der Strahlpumpe verringert und der Einfluß der Quersohnittsverengung gänzlich aufgehoben werden kann, wenn die volle Leistung der 3ordhilfsturbine anderweitig verftigbar sein muß.In order to increase the effect of the jet pump, according to one embodiment the invention vorgeodagen that the exhaust pipe in the area of the cooling air passages a Has switchable, variable cross-sectional constriction. This will increase the speed of the exhaust gas in the area of the cooling air ingress increases and the negative pressure and thus the promotional effect of Jet pump increased. The changeable narrowing of the cross-section causes a slight accumulation of the exhaust gases, with a slight loss of performance the Bordhlliaturbine is connected. Because the cross-sectional constriction is variable and can be switched on, it is made possible that in favor of the power output of the Bordhilrsturbinc reduces the suction effect of the jet pump and the influence of the Cross-sonality narrowing can be eliminated entirely if the full performance of the 3ord auxiliary turbine must be available elsewhere.

Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist die einschaltbare und veränderliche Querschnittsverengung auf einfache Weise dadurch zu erreichen, daß der Austritt des Abgasrohres einen polygonen Querschnitt aufweist, an dessen Seiten steuerbare glappen vorgesehen sind. Durch die Klappen kann der Auatrittsquerschnitt des Abgasrohres mehr oder weniger zugesteuert werden.According to one embodiment of the invention, the switchable and to achieve variable cross-sectional constriction in a simple manner that the outlet of the exhaust pipe has a polygonal cross-section, on the sides controllable flaps are provided. The access cross-section can be accessed through the flaps of the exhaust pipe are more or less controlled.

Dabei ist es nicht erforderlich, daß an Jeder Seite eine steuerbare Klappe vorgesehen ist. Wesentlich ist nur, daß der Strömungsquerschnitt zum Zwecke der Geschwindigkeitserhöhung verkleinert wird.It is not necessary to have a controllable one on each side Flap is provided. It is only essential that the flow cross-section for the purpose the speed increase is reduced.

Um mögliohst geringe Strömungsverluste durch die Quersohnittsverengung in Kauf zu nehmen, wird gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung vorgeschlagen, daß die Klappen nach einem Ströungsprof ii geformt sind.In order to minimize flow losses through the cross-section narrowing to take into account, it is proposed according to one embodiment of the invention that the flaps are shaped according to a Ströungsprof ii.

Die Kühlluft kann dem Abgasstrom am Ende des Abgasrohres axial durch einen über das Abgasrohr herausragenden Mantel zugeführt werden oder gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung radial durch tasohenförmige Löcher, die im Abgasrohr vorgesehen sind.The cooling air can flow axially through the exhaust gas flow at the end of the exhaust pipe a jacket protruding through the exhaust pipe or according to a Embodiment of the invention radially through pocket-shaped holes in the exhaust pipe are provided.

Anstelle der Klappen kann gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ein in das Abgasrohr einschwenkbarer Verdrängerkörper vorgesehen werden. Dieser dient ebenfalls zur Verengung des Strömungsquerechnittes und wird zweckmäßigerweise ein Strö.-mungsprofil aufweisen, um Verluste zu vermeiden.Instead of the flaps, according to one embodiment of the invention a displacement body which can be pivoted into the exhaust pipe can be provided. This also serves to narrow the flow cross-section and is expediently have a flow profile in order to avoid losses.

Gemäß einer weiteren Auagestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß die Verbindungsleitung zwischen detn Wärmtauscher und dem Abgasrohr während des Pluges durch ein Absperrorgan unterbrochen und die Abluftseite des Wärmetauschers mit der Außenluft verbunden wird. Man erreicht dadurch, daß während des Flugbetriebes die Kühlung des Wärmetauschers durch den Fahrtwind erfolgt. Dabei ist es gemäß einer weiteren Augestaltung zweckmäßig, daß das Absperrorgan mit der einschaltbaren und veränderlichen Verengung des Abgasrohre derart gemeinsam gesteuert wird, daß bei geschlossenem Abaperrorgan die veränderliche Verengung wirkungslos ist. Dadurch wird gewährleistet, daß bei Ausschaltung der Saugwirkung der Strahlpumpe die freie Zirbulation mit der AuBenluft vorhanden ist.According to a further embodiment of the invention, it is proposed that that the connecting line between the heat exchanger and the exhaust pipe during of the plug is interrupted by a shut-off device and the exhaust air side of the heat exchanger is connected to the outside air. One achieves that during flight operations cooling the heat exchanger the wind takes place. Included it is appropriate according to a further configuration that the shut-off device with the switchable and variable constriction of the exhaust pipes so controlled jointly becomes that the variable constriction is ineffective when the abaperone is closed is. This ensures that when the suction effect of the jet pump is switched off there is free circulation with the outside air.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.Exemplary embodiments of the invention are shown in the drawing.

Abb. 1 zeigt schematisch eine erfindungsgemäße Einrichtung zur Kühlung von Betriebsstoffen eines Flugsouges, bei der zur Verengung des Strömungaquerschnittes des Abgaerohres Klappen vorgesehen sind.Fig. 1 shows schematically a device according to the invention for cooling of operating materials of a flight souge, in the case of the narrowing of the flow cross-section of the exhaust pipe flaps are provided.

Abb. 2 zeigt einen Schnitt in schematischer Darstellung gemäß der Linie II - II in Abb. 1.Fig. 2 shows a section in a schematic representation according to FIG Line II - II in Fig. 1.

Abb. 3 zeigt eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Einrichtung sur Kühlung von Betriebsstoffen eines Flugzeuges, bei der ein in das Abgasrohr einschwenkbarer Verdrängerkörper vorgesehen ist.Fig. 3 shows a schematic representation of an inventive Device for the cooling of operating materials in an aircraft, with an in the Exhaust pipe pivotable displacement body is provided.

Mit 1 ist eine Bordhilfsturbine bezeichnet, die ein Hilfsaggregat 2 antreibt. Die Abgase strömen durch ein Abgasrohr 5, das als Treibgasrohr einer Strahlpumpe 4 ausgebildet iat, aus der Bordhilisturbine 1. Die Strahlpumpe 4 besteht aus den als Treibgasrohr ausgebildeten Abgasrohr 3 und einem das Abgasrohr 3 umgebenden Mantel 5. Dieser ist über eine Verbindungsleitung 6 mit der Abluftseite 7 eines Wärmetauschern 8 verbunden. Der su kühlende Betriebsstoff fließt dem Wärmetausoher 8 durch eine Zuleitung 9 zu und verläßt den Wärmetauscher 8 durch eine Ableitung 10. Die Kühllutt wird dem Wärmetauocher 8 durch eine Öffnung 11 zugeführt. Diese weist eine Stauknto 12 auf, mittels welcher während des Fluges ein Teil des Fahrtwindes durch den Wärmetausoher 8 geführt wird.1 with an on-board auxiliary turbine is referred to, which is an auxiliary unit 2 drives. The exhaust gases flow through an exhaust pipe 5, which is a propellant gas pipe Jet pump 4 designed iat, from the on-board auxiliary turbine 1. The jet pump 4 consists from the exhaust pipe 3 designed as a propellant gas pipe and one surrounding the exhaust pipe 3 Sheath 5. This is via a connecting line 6 with the exhaust air side 7 of one Heat exchangers 8 connected. The cooling fuel flows from the heat exchanger 8 through a feed line 9 and leaves the heat exchanger 8 through a discharge line 10. The cooling air is fed to the heat exchanger 8 through an opening 11. These has a Stauknto 12, by means of which part of the airflow during the flight is passed through the heat exchanger 8.

Bei der Ausführungsform gemäß den Abb. 1 und 2 hat das Abgasrohr 3 einen polygonen, und zwar quadratischen Austrittoquerschnitt 13. An zwei gegenüberliegenden Wänden 17 und 18 des Abgasrohres 3 sind verstellbare Klappen 19 und 20 angelenkt, die in dem Abgasstrom eingeschwenkt werden können und somit den Strömungsquerschnitt des Abgaarohreo 3 verringern. Die aenkrecht zu den Seitenwänden 18 verlaufenden Seitenwände 15 und 16 sind über die Klappen 19 und 20 herausgezogen und überdecken diese.- Bei der Ausführung gemäß der Abb. 1 und 2 ragt der Mantel 5 über das Abgasrohr 5-heraus, eo daß durch den von den aus strömenden Abgasen erzeugte Unterdruck die kühlluft durch die zwischen dem Abgasrohr 3 und dem Mantel 5 gebildeten Zwischenräume 21 und 22 in axialer Richtung angesaugt wird. Die Klappen 19 und 20 werden mittels eines Hebels 23 und eines Gestänges 24 betätigt. Die hier gezeigten mechaniechen Stellvorrichtungen können jedoch in üblicher Weise durch fernsteuerbare druckmittelbetätigte oder elektrische Stelle in richtungen ersetzt werden. An das Gestänge 24 ist ein weiteres Gestänge 25 angelenkt, durch das gleichzeltis mit den Klappen 19 und 20 ein Absperrorgan 26 betätigt wird, durch das die Verbindungaleitung 6 während des Flugbetriebes geschlossen und die Abluftseite 7 des Wärmetauschers 8 über einen Abluftkanal 27 mit der Außenluft verbunden wird In vorteilhafter Weise kann die Abluftseite 7 ständig, auch während des Flugbetriebes, über die Verbindungsleitung 6 mit dem Mantel 5 verbunden sein.In the embodiment according to FIGS. 1 and 2, the exhaust pipe 3 has a polygonal, square outlet cross section 13. At two opposite one another Walls 17 and 18 of the exhaust pipe 3 are hinged adjustable flaps 19 and 20, which can be swiveled into the exhaust gas flow and thus the flow cross-section of the exhaust pipe 3. The perpendicular to the side walls 18 Side walls 15 and 16 are pulled out over the flaps 19 and 20 and cover them these.- In the design according to Figs. 1 and 2, the jacket 5 protrudes over the exhaust pipe 5-out, eo that by the negative pressure generated by the exhaust gases flowing out the cooling air through the spaces 21 formed between the exhaust pipe 3 and the jacket 5 and 22 is sucked in in the axial direction. The flaps 19 and 20 are means a lever 23 and a linkage 24 operated. The mechanics shown here Adjusting devices can, however, in the usual way by remote-controlled pressure medium-actuated or electrical point in directions to be replaced. To the linkage 24 is a another linkage 25 is articulated through the parallel with the flaps 19 and 20 a shut-off device 26 is actuated through which the connecting line 6 during the Flight operations closed and the exhaust air side 7 of the heat exchanger 8 via a Exhaust duct 27 is connected to the outside air Exhaust side 7 constantly, even during flight operations, via the connecting line 6 be connected to the jacket 5.

Während des Flugbetriebes strömt dann die Fehlluft ebenfalls über die Austrtttsöffnung 33 der Bordhil£eturbine 1 ab. Der Abluftkanal 27 kann dann entfallen.The defective air then also flows over during flight operations the outlet opening 33 of the on-board auxiliary turbine 1 from. The exhaust duct 27 can then omitted.

Die Ausführungsform gemäß Abb. 3 unterscheidet sich von der Ausführungsform gemäß den Abb. 1 und 2 dadurch, daß das Abglasrohr 3 über den Mantel 5 herausragt und im Bereich des Manteils 5 taechenförmige Löcher 28 aufweist, durch die die Kühlluft in das Abgasrohr 3 einströmt. Ferner ist an einer Seite des Abgasrohres 3 ein in das Abgasrohr 3 einschwenkbarer Verdrängerkörper 29 vorgesehen, der durch eine Öffnung 30 in den Mantel 5 zurückgeschwenkt werden kann und dann den gesamten Querschnitt des Abgasrohres 3 freigibt. In eingerückter Stellung bewirkt der Verdrängerkörper 29 im Bereich der taschenförmigen Löcher eine Querschnittsverengung des Abgasrohres 3, wodurch die Strömungsgeschwindigkeit der Abgase vergrößert und damit die Saugwirkung der Strahlpumpe 4 bewirkt wird. Der Verdrängerkörper wird mittels eines Hebels 31 über ein Gestänge 32 betätigt, des ebenfalls mit einem weiteren Gestänge 25 zur Betätigung des Absperrorgans 26 verbunden ist. An die Stelle des Hebels 31 und der Gestänge 32 und 25 können auch ferngesteuerte druckmittelbetätigte oder elektrische Stellglieder treten.The embodiment according to Fig. 3 differs from the embodiment according to FIGS. 1 and 2 in that the glass tube 3 protrudes beyond the jacket 5 and in the area of the M portion 5 has pocket-shaped holes 28 through which the cooling air flows into the exhaust pipe 3. Furthermore, on one side of the exhaust pipe 3 is an in the exhaust pipe 3 pivotable displacement body 29 provided through an opening 30 can be pivoted back into the jacket 5 and then the entire cross section of the exhaust pipe 3 releases. In the engaged position, the displacer causes 29 a cross-sectional constriction of the exhaust pipe in the area of the pocket-shaped holes 3, which increases the flow velocity of the exhaust gases and thus the suction effect the jet pump 4 is effected. The displacement body is opened by means of a lever 31 operated via a linkage 32, which is also with a further linkage 25 for Actuation of the shut-off device 26 is connected. In place of the lever 31 and the Linkage 32 and 25 can also be remote-controlled pressure medium-operated or electric Actuators kick.

Claims

Patent claims:

Device for cooling operating materials of an aircraft, the are cooled by air by means of a heat exchanger, characterized in that that the exhaust pipe (3) of an on-board auxiliary turbine (1) as a propellant gas pipe of a jet pump (4) is designed, which as a suction pump calls for cooling air through the heat exchanger (8).

2. Device according to claim 1, characterized in that the exhaust pipe (3) has a plurality of pocket-shaped holes (28) through which the cooling air enters the exhaust pipe (3) flows in.

3. Device according to claim 1 or 2, characterized in that the exhaust pipe (3) in the area of the cooling air passages (21, 22, 28) has a switchable having variable cross-sectional narrowing (19, 20, 29).

4. Device according to claim 3, characterized in that the outlet of the exhaust pipe (3) has a polygonal cross-section, on the sides (17, 18) controllable flaps (19, 20) are provided.

5. Device according to claim 4, characterized in that the flaps (19, 20) are shaped according to a flow profile.

6. Device according to claim 3, characterized in that an in the exhaust pipe (3) pivotable displacement body (29) is provided.

7. Device according to claim 6, characterized in that the displacement body (29) has a flow profile.

8. Device according to one of claims 1 to 7, characterized in that that the connecting line (6) between the heat exchanger (8) and the exhaust pipe (3) interrupted during the flight by a shut-off device (26) and the exhaust air side (7) of the heat exchanger (8) is connected to the outside air.

9. Device according to claim 8, characterized in that the shut-off element (26) with the switchable and variable constriction (19, 20, 30) of the exhaust pipe (3) is controlled jointly in such a way that when the shut-off device (26) is closed variable constriction (19, 20, 30) is ineffective, Lee rse 1 te