DE2441346C2

DE2441346C2 - Vorrichtung zum Dämpfen des Geräusches der Schubdüse eines Strahltriebwerkes eines Luftfahrzeuges

Info

Publication number: DE2441346C2
Application number: DE2441346A
Authority: DE
Inventors: Rene Gerard La Rochette Hoch; Michel Henri Melun Julliand
Original assignee: Societe Nationale dEtude et de Construction de Moteurs dAviation SNECMA
Current assignee: Safran Aircraft Engines SAS
Priority date: 1973-08-31
Filing date: 1974-08-29
Publication date: 1981-10-08
Also published as: GB1466089A; FR2242568B2; US3976160A; FR2242568A2; DE2441346A1

Description

Im Hauptpatent 22 46 483 ist beschrieben 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, wobei 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.

Mit einer solchen Vorrichtung 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,

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung nach dem Hauptpatent dahingehend zu verbessern, daß ohne Beeinträchtigung der Geräuschdämpfungswirkung die beim Inwirkungbringen der den Strahl verengenden Ablenkteile auftretenden Verluste vermindert werden.

Gelöst wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch, daß das erste Paar von Ablenkteilen zwei mit Bezug auf die Achse des aus der Schubdüse austretenden Strahles seitlich und waagerecht argeordnete Ablenkteile, und das zweite Paar von Ablenkteilen zwei mit Bezug auf die Achse des aus der Schubdüse austretenden Strahles seitlich und senkrecht angeordneis te Ablenkteile aufweist, und daß eine Betätigungsvorrichtung zur gemeinsamen Betätigung der Ablenkteilpaare vorgesehen ist.

Bei Verwendung einer Vorrichtung gemäß der Erfindung wird gewissermaßen eine abgestufte Veren gung des Strahles in der gewünschten Ebene bewirkt, nämlich eine erste Verengung, die den zentralen Teil des Strahles beeinflußt, und eine zweite Verengung, die nur die seitlichen Teile des Strahles beeinflußt und die vorteilhaft ausgeprägter als die erste Verengung des zentralen Teiles des Strahles ist. Demgemäß können ein seitlicher Teil oder beide seitlichen Teile des Strahles »überverengt« werden, während der zentrale Teil des Strahles »unterverengt« wird. Dies bedeutet, daß hinsichtlich der Geräuschdämpfung zumindest das gleiche Ergebnis wie bei Verwendung einer Vorrichtung nach dem Hauptpatent erhalten wird, wobei jedoch der zentrale Teil des Strahles nur in geringerem Ausmaß verengt ist, so daß geringere Schubverluste auftreten und demgemäß der Wirkungsgrad verbessert ist. Es konnte ferner festgestellt werden, daß der Satz der komplementären Ablenkteile zum seitlichen Verengen des Strahles eine stärkere Verbreiterung des Strahles in der Ausbreitungsebene und ein.e Verminderung des Ausbreitungswinkels des Strahles in der rechtwinkligen Ebene hervorruft, was in einer stärkeren Herabsetzung des Geräusches in der bevorzugten Richtung zum Ausdruck kommt. Zwei Faktoren tragen zu der Verstärkung des Schalldämpfungseffektes bei; einerseits ein sehr deutliches Erweitern der Mischzonen und andererseits eine beachtliche Verkürzung des zentralen Überschallkernes, die mit einer sehr deutlichen Dämpfung der Struktur von Stoßwellen verknüpft ist, wodurch das Geräusch erheblich vermindert wird, das aus der gegenseitigen Einwirkung der Stoßwellen und

so der Wirbelung usw. herrührt, was gewöhnlich als »Stoßwellengeräusch« bezeichnet wird. In der Tat erweist sich das Stoßwellensystem als vollkommen aufgelöst; es bleiben allein die Stoßwellen von geringer Intensität in einer Zone fortbestehen, die in unmittelba rer Nähe des Ausgangs der Schubdüse liegt.

Weitere Merkmale der Erfindung sind in weiteren Ansprüchen unter Schutz gestellt.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung beispielsweise erläutert.

F i g. 1 ist eine schematische schaubildliche Ansicht einer Ausführungsform einer Geräuschdämpfungsvorrichtung gemäß der Erfindung.

Fig.2 bis 4 sind schematische Ansichten des Endes der Ausfuhrungsform gemäß F i g. 1 und geben die Konfiguration im normalen Flug bzw. die Konfiguration beim Start und die Konfiguration beim Überfliegen wieder. Fig.5 ist eine in vergrößertem Maßstab gehaltene

schaubildliche Teilansicht, welche die mechanische ' Beziehung der verschiedenen Ablenkteile wiedergibt.

Fig,6 ist eine weiter vergrößerte Schnittansicht einer Einzelheit der Ausführung von F i g, 5,

Fig,7 veranschaulicht die Art der Steuerung der Ablenkteile,

In der Zeichnung ist eine zweiclirnensionale Schubdüse Tdargestellt mit sich gegenüberliegenden Ablenkteilen, die in der wirksamen Stellung eine Verengung des aus der Schubdüse T austretenden Strahles bewirken, to und die in der unwirksamen Stellung einen Teil der Wand der Schubdüse 7 bilden. Bei der dargestellten Ausführungsform sind die verschiedenen Ablenkteile zum Verengen des Strahles in zwei Hälften unterteilt und so angeordnet, daß sie zwei Sätze von Ablenkteilen zur abgestuften Verengung bilden, die gegeneinander um 90° versetzt sind.

Genauer gesagt, sind vorgesehen: einerseits zentrale Hauptablenkteile A 1, die waagerecht angeordnet sind, und zentrale Hauptablenkteile A 2, die senkrecht angeordnet sind, und andererseits seitliche Hilfsablenkteile B 1 und ß'l, die waagerecht angeordnet sind, und seitliche Hilfsablenkteile B2 und ß'2, die senkrecht angeordnet sind.

Die verschiedenen Ablenkteile sind aus Platten zusammengesetzt, die sich mit Überlagerung in bezug aufeinander verschieben können, wie dies aus der Zeichnung ersichtlich ist, wobei die aufeinanderfolgenden Ablenkteile außerdem an ihrer Verbindungsstelle durch Scharniere / gelenkig verbunden sind, um die Wahl der gewünschten Konfiguration zu ermöglichen, nämlich eine Konfiguration beim normalen Flug mit eingezogenen Ablenkteilen, d. h. eine Schubdüse von quadratischem Querschnitt (siehe F i g. 2), eine Arbeitskonfiguration beim Start mit Ausbreitung des Strahls in der waagerechten Ebene, d.h. eine Schubdüse von kreuzförmigem Querschnitt mit längeren waagerechten Armen (siehe F i g. 1 und 3), und eine Konfiguration beim Überfliegen mit Ausbreitung des Strahles in der senkrechten übene, d. h. eine Schubdüse von kreuzförmigem Querschnitt mit längeren senkrechten Armen (siehe F i g. 4).

Es ist vor allem festzustellen (siehe insbesondere F i g. 1 und 5), daß die die zentralen Hauptablenkteile bildenden, in Übereinanderlagerung verschiebbaren Platten ein mittleres Element m aufweisen, das einen Schieberahmen für zwe. äußere Elemente e bildet, die um Achsen χ schwenkbar sind und Schieber bilder,, welche in der zurückgezogenen Stellung aneinanderstoßen, Purch diesen Anschlag wird die Bewegung des Ganzen begrenzt und die Arretierung der Verformung der Schubdüse in der gewünschten Arbeitskonfiguralion (mit Ausbreitung des Strahles in der waagerechten oder in der senkrechten Ebene) bestimmt Die mit Überlagerung verschiebbaren Platten, welche die seitlichen Hilfsablenkteile bilden, können auf zwei Elemente reduziert werden, von denen das eine einen Schieberrahmen und das andere einen Schieber bildet, und ein analoger Anschlag tritt in zurückgezogener Stellung gleichzeitig wie der vorstehend genannte Anschlag der äußeren Elemente e der zentralen Hauptablenkteile auf.

Die Steuerung der Konfiguration erfolgt leicht mit Hilfe von Winkeldruckvorrichtungen Kund zentralen Druckvorrichtungen Vi und V 2 (siehe Fig. 1 und 7). Wenn von der quadratischen Konfiguration beim normalen Flug ausgegangen wird, d.y in Fig.2 sowie bei (1) in Fig.7 wiedergegeben ist, dann ist ersichtlich, daß durch das Wirksammachen der Winkeldruckvorrichtungen V in Richtung der Pfeile Fl über verschiedene Zwischenstellungen, die in Fig. 7 bei (2) und (3) wiedergegeben sind, auf eine kreuzförmige Konfiguration übergegangen werden kann, die in F i g. 7 bei (4) dargestellt ist Danach ruft die zentrale Druckvorrichtung Vl. die in Richtung der Pfeile F2 wirkt, eine senkrechte Erweiterung der kreuzförmigen Konfiguration hervor, die durch die Zwischenstellung (5) hindurchgeht, um die Konfiguration (6) für die Ausbreitung des Strahles in der waagerechten Ebene anzunehmen, wie dies auch-in F i g. 3 wiedergegeben ist. Wenn dagegen die andere Arbeitskonfiguration gewünscht wird, welche den Strahl in der senkrechten Ebene ausbreitet (Fig.4), würde in analoger Weise in Richtung des in F i g. 7 eingezeichneten Pfeiles F3 mittels der anderen zentralen Druckvorrichtung V2 gearbeitet werden.

Es ist zu bemerken, daß die Winkeldruckvorrichtungen V jeweils an einem auf den Scharnieren J angeordneten Befestigungsteil ρ abgespannt sind, wie dies am besten aus F i g. 6 ersichtlich ist, weiche die in F i g. 5 dargestellte Einzelheit in größerem Maßstab wiedergibt.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche;

1. 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, wobei 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, nach Patent 22 46 483, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Paar (Bi, Bl) von Ablenkteilen zwei mit Bezug auf die Achse des aus der Schubdüse austretenden Strahles seitlich und waagerecht angeordnete Ablenkteile, und das zweite PaAr (B 2, B 2) von Ablenkteilen zwei mit Bezug auf die Achse des aus der Schubdüse austretenden Strahles seitlich und senkrecht angeordnete Ablenkteile aufweist, und daß eine Betätigungsvorrichtung zur gemeinsamen Betätigung der Ablenkteilpaare vorgesehen ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mit Bezug auf die Achse des Strahles symmetrisch zu dem ersten und dem zweiten Paar von Ablenkteilen (Bi, Bi bzw. B2, B2) ein drittes B'i, B'i) bzw. ein viertes (B'2, B'2) Paar von Ablenkteiler vorgesehen ist, die gemeinsam mit dem ersten bzw. dem zweiten Paar von Ablenkteilen betätigbar sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch .2, dadurch gekennzeichnet, daß je ein Paar zentraler waagerechter Ablenkteile (A i, A1) und ein Paar zentraler senkrechter Ablenkteile (A 2, A 2) zwischen den betreffenden Paaren von seitlichen Ablenkteilen vorgesehen sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ablenkteile in der unwirksamen Stellung Teile der Düsen wand bilden.