DE2246483B2 - Verfahren zum Dämpfen des Geräusches der Schubdüse eines Strahltriebwerkes eines Luftfahrzeuges - Google Patents
Verfahren zum Dämpfen des Geräusches der Schubdüse eines Strahltriebwerkes eines LuftfahrzeugesInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Dämpfen des Geräusches der Schubdüse eines Strahltriebwerkes
eines Luftfahrzeuges mittels Verengung des aus der Schubdüse austretenden Strahles in einer
bestimmten Ebene, wobei der Strahl in einer Ebene verengt wird, in der maximale Geräuschdämpfung
erzeugt werden soll.
Ein solches Verfahren ist aus der GB-PS 7 44 196 bekannt. Mit dem bekannten Verfahren ist es jedoch
nicht möglich, die Geräuschdämpfung an die jeweilige Position des Luftfahrzeuges anzupassen.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren der genannten Art so zu gestalten, daß die Geräuschbelästigung
der Umwelt für die verschiedenen Positionen des Luftfahrzeuges — am Boden und in der Luft —
minimiert ist.
Gelöst wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch, daß der aus der Schubdüse austretende Strahl
wahlweise in einer von zwei Ebenen verengt wird, die rechtwinklig zueinander verlaufen.
Vorzugsweise wird der Strahl bei auf dem Boden befindlichem Luftfahrzeug in einer waagerechten Ebene
und im Flug in einer senkrechten Ebene verengt.
Mit dem Verfahren gemäß der Erfindung wird, wenn das Luftfahrzeug sich am Boden befindet, maximale
Geräuschdämpfung in der waagerechten Ebene erhalten, so daß die Geräuschbelästigung im wesentlichen auf
eine schmale senkrechte Schneise hinter dem Luftfahrzeug beschränkt ist. Im Flug dagegen wird die maximale
Geräuschdämpfung in der senkrechten Ebene erhalten, so daß demgemäß das Geräusch im wesentlichen in der
waagerechten Ebene vorhanden ist, in der es keine Belästigung für die Umwelt darstellt
Die Erfindung umfaßt auch eine Vorrichtung zum Dämpfen des Geräusches der Schubdüse eines Strahltriebwerkes
eines Luftfahrzeuges mit zwei rechtwinklig zueinander angeordneten Paaren von sich jeweils
gegenüberliegenden Ablenkteilen, die wahlweise betätigbar sind. Bei einer bekannten Vorrichtung dieser Art
(DE-OS 19 61999) sind die Ablenkteile mit dem
stromabseitigen Ende des Düsenkanals derart verbunden und so durch Zwischenteile ergänzt, daß in jeder
Stellung der unabhängig betätigbaren Ablenkteile eine geschlossene Düsenwand gewährleistet ist. Damit soll
nicht nur Querschnittsregelung der Schubdüse, sondern auch Strahlablenkung möglich sein.
Um eine wahlweise Verengung des aus der Schubdüse austretenden Strahles zu erhalten, ist eine Vorrichtung
der genannten Art gemäß der Erfindung dadurch
gekennzeichnet, daß die Ablenkteile jedes Paares gemeinsam betätigt werden sowie eine wirksame
Stellung haben, in der sie von der Wand der Schubdüse getrennt sind und den aus der Schubdüse austretenden
Strahl in einer Ebene verengen und dadurch seine Ausbreitung in dieser Ebene hervorrufen, und eine
unwirksame Stellung haben, in der sie den Strahl nicht beeinflussen.
Bei einer solchen Ausbildung befinden sich die Abienkteile in der wirksamen Stellung im Abstand von
der Düsenwand bzw. sind von dieser getrennt, so daß in den Trennbereichen bzw. in den Zwischenraum
Sekundärluft eintreten kann, durch welche die Wirkung erzielt wird, daß der am Austritt der Schubdüse
herrschende Druck schnell auf den Atmosphärendruck gesenkt wird. Das Vorhandensein der Ablenkteile in
einer solchen Stellung hat zur Wirkung, daß der aus der Schubdüse austretende Strahl praktisch aufplatzt, wobei
er die Strömung der eintretenden Sekundärluft durchquert. Dadurch ergibt sich in der Ebene der
Ablenkteile eine schnelle Verdünnung des Gasstrahles, die Ursprung der festgestellten Geräuschdämpfung zu
sein scheint.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Vorrichtung gemäß der Erfindung ist eines der beiden Paare
von sich gegenüberliegenden Ablenkteilen von zwei schwenkbaren Klappen einer Schubumkehreinrichtung
gebildet.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Ablenkteile
Platten sind, deren Gestalt der Wandung des Sekundärkanals einer zusammengesetzten Schubdüse
entspricht, in welche sie in die Ruhestellung einziehbar sind, und daß eine Steuereinrichtung vorgesehen ist,
welche den Platten eine Trennbewegung in bezug auf die genannte Wandung in Richtung der Triebwerksachse
und zugleich eine Verschiebebewegung in Richtung nach hinten erteilt.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand
der Zeichnung erläutert.
Fig. 1 und 2 sind schematische Darstellungen zur Erläuterung der Ausbildung und Anwendung einer
Geräuschdämpfungsvorrichtung gemäß der Erfindung, und sie entsprechen der Ruhestellung bzw. der
Arbeitsstellung im Fall einer rechteckigen oder zweidimensionalen Schubdüse.
Fig.3 und 4 veranschaulichen in vergrößertem Maßstab in Draufsicht bzw. in schaubildlicher Ansicht
die Anordnung eines Ablenkteiles gemäß der Erfindung.
Fig.5 ist. eine schematische schaubildliche Darstellung
zur Veranschaulichung der Art der Steuerung dieses Ablenkteiles.
Fig.6 ist eine schematisch gehaltene Endansicht
einer zweidimensionalen Mehr-Körper-Schubdüse mit stromabseitiger Strahlumkehreinrichtung, die mit einer
Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung kombiniert ist.
Fig.7 ist eine axiale Schnittansicht nach der Linie
VII-VII der F ig. 6.
Fig. 8 veranschaulicht die Anwendung der Erfindung
im Fall zweifach gekoppelter Schubdüsen.
Bei der zweidimensionalen Schubdüse gemäß F i g. 1 und 2 ist die Geräuschdämpfungsvorrichtung von zwei
Paaren sich gegenüberliegender Platten 1 gebildet, die in die Wandung des divergierenden Endteils des
Sekundärkanals einer Schubdüse T eingezogen sind, wenn die Vorrichtung nicht gebraucht wird, und die sich
in ihrer Arbeitsstellung in den Strahl hinein erstrecken und den Dämpfungseffekt hervorrufen. Den beiden
Platten 1 jedes Paares kann eine Schwenkbewegung und gleichzeitig eine Verschiebungsbewegung erteilt
werden, durch die sie in die gewünschte Schräglage und in den verlangten Abstand von der engsten Stelle der
Schubdüse gebracht werden. Sie befinden sich dann im Abstand von der Wandung der Schubdüse und tauchen
in den Strahl hinein, um ihn zu verengen und dadurch seine Ausbreitung in einer Ebene hervorzurufen, die
senkrecht verlaufen würde, wie dies in F i g. 2 dargestellt ist.
Der in Fig.2 angenommene Fall entspricht den
Phasen des Überfliegens des Luftfahrzeuges. Wenn sich das Luftfahrzeug am Boden befindet, würden die beiden
Platten des anderen Paares in Wirkung gebracht werden.
In F i g. 3,4 und 5 ist eine der Platten 1 dargestellt, die
von zwei Armen 2-2 abgestützt ist, welche mit einer gerippten Gabel 3 verbunden sind, die an ihren Enden
zwei Rollen 4 trägt, welche in innereren Führungsbahnen 10 (F i g. 5) des divergierenden Teiles der Schubdüse
laufen können. Die Gabel 3 ist ihrerseits mit einem Hebel 5 einstückig ausgebildet, der eine Bohrung 6
aufweist, die die Endgabel 11 am Ende der Stange 9 einer Druckeinrichtung 8 aufnehmen kann.
Unter der Wirkung der Druckeinrichtung 8 verschwenkt sich das Ganze einschließlich der Platte 1 um
die Rollen 4, und dann bewegen sich die Rollen längs der inneren Führungsbahnen 10 in Stromabwärtsrichtung.
Die Platte 1 dringt mit ihrem stromab liegenden Rand in den Düsenstrahl ein, wobei die Arme 2-2 sich in
Schlitzen 12 (Fig.5) verschieben, die in der Wandung
des divergierenden Teils der Schubdüse ausgebildet sind.
Die Bewegungen der beiden sich jeweils gegenüberliegenden Platten werden konjugiert und synchronisiert,
beispielsweise mittels Rohrleitungen 13, welche die betreffenden Druckeinrichtungen 8 miteinander verbinden,
wenn es sich um druckmittelbetätigte Druckeinrichtungen handelt.
In F i g. 5 ist die Platte 1 durch ausgezogene Linien in
ihrer eingezogenen Ruhestellung und durch gestrichelte Linien in ihrer Stellung beim Arbeiten der Geräuschdämpfungsvorrichtung
wiedergegeben. Die Platte 1 und die Arme 2 werden in der Ruhestellung in Räumen von
entsprechender Form aufgenommen, wobei sie das Profil des Sekundärkanals der Schubdüse wiederherstellen.
In ihrer Arbeitsstellung sind die Platten 1 von der Wandung gelöst, damit sie kein zu großes Hindernis in
dem Sekundärstrom bilden.
In dem in Fig. 6 und 7 wiedergegebenen Fall, in welchem die Schubdüse mit einer stromabseitigen
Strahlumkehreinrichtung ausgerüstet ist, die zwei um eine diametrale Achse schwenkbare Klappen R
aufweist, welche in ihrer unwirksamen Stellung dargestellt sind, in der sie den Strahl umfassen, ohne ihn
zu stören, kann gemäß der Erfindung außerhalb der Strahlumkehrperioden aus diesen Klappen Nutzen
gezogen werden, indem sie derart verschwenkt werden, daß sie den Strahl verengen und ihn in der rechtwinklig
zu F i g. 6 und 7 verlaufenden und durch die Achse X-X' hindurchgehenden Ebene ausbreiten.
Wenn dagegen gewünscht wird, den Dämpfungsef-
fekt in der rechtwinklig zu der vorgenannten Ebene verlaufenden Ebene zu erhalten, wird, während die
Strahlumkehrklappen R in ihrer unwirksamen Stellung belassen werden, der Strahl mit Hilfe der Ablenkplatten
1 verengt, die gegen die Umkehrklappen R um 90° versetzt sind. In dieser Stellung sind in F i g. 6 und 7 die
Platten 1 wiedergegeben, die sonst in der Ruhestellung
in die Wandung des Sekundärkanals der Schubdüse 7" eingezogen sind, wie dies oben beschrieben wurde.
Wenn es sich um zweifach gekoppelte Schubdüsen handelt, wie dies in F i g. 8 schematisch dargestellt ist,
dann kann der gewünschte Dämpfungseffekt durch Verengen der Gesamtheit der beiden aus den
Schubdüsen T austretenden Strahlen mit Hilfe eines einzigen Paares von konjugierten Platten 1 erhalten
werden, die auf den gegenüberliegenden Seiten der von den zusammengebauten Schubdüsen gebildeten Gruppe
angeordnet sind. Es kann auf diese Weise ein Dämpfungseffekt in der senkrechten Ebene während
der Phasen des Überfliegens des Luftfahrzeuges
erhalten werden. Um den Dämpfungseffekt in der waagerechten Ebene zu erzielen, während sich da?
Luftfahrzeug am Boden befindet, werden die Strahlumkehrklappen R zur Wirkung gebracht.
Hierzu 6 Blatt Zeichnungen
Claims (5)
1. Verfahren zum Dämpfen des Geräusches der Schubdüse eines Strahltriebwerkes eines Luftfahrzeugs
mittels Verengung des aus der Schubdüse austretenden Strahles in einer bestimmten Ebene,
wobei der Strahl in einer Ebene verengt wird, in der maximale Geräuschdämpfung erzeugt werden soll,
dadurch gekennzeichnet, daß der Strahl wahlweise in einer von zwei Ebenen verengt wird,
die rechtwinklig zueinander verlaufen.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Strahl bei auf dem Boden
befindlichem Luftfahrzeug in einer waagerechten Ebene und im Flug in einer senkrechten Ebene
verengt wird.
3. Vorrichtung zum Dämpfen des Geräusches der Schubdüse eines Strahltriebwerkes eines Luftfahrzeuges,
mit zwei rechtwinklig zueinander angeordneten Paaren von sich jeweils gegenüberliegenden
Ablenkteilen, die wahlweise betätigbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Ablenkteile (1; R, 1) jedes
Paares gemeinsam betätigt werden sowie eine wirksame Stellung haben, in der sie von der Wand
der Schubdüse getrennt sind und den aus der Schubdüse austretenden Strahl in einer Ebene
verengen und dadurch seine Ausbreitung in dieser Ebene hervorrufen, und eine unwirksame Stellung
haben, in der sie den Strahl nicht beeinflussen.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß eines der beiden Paare von sich
gegenüberliegenden Ablenkteilen von zwei schwenkbaren Klappen (R) einer Schubumkehreinrichtung
gebildet ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ablenkteile Platten (1) sind, deren
Gestalt der Wandung des Sekundärkanals einer zusammengesetzten Schubdüse entspricht, in welche
sie in die Ruhestellung einziehbar sind, und daß eine Steuereinrichtung vorgesehen ist, welche den
Platten eine Trennbewegung in bezug auf die genannte Wandung in Richtung der Triebwerksachse
und zugleich eine Verschiebebewegung in Richtung nach hinten erteilt.
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