Die Erfindung bezieht sich auf eine
Verstellschubdüse
der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Gattung. Derartige
Verstelldüsen,
wie sie beispielsweise in der GB-PS 719 268 beschrieben sind, ermöglichen
durch Änderung
der Düsenquerschnittsfläche eine
Anpassung an unterschiedliche Flugbedingungen. Dabei ist die Anordnung
derart getroffen, daß der
Verstellantrieb die Klappenbewegung symmetrisch zur Düsenachse
derart steuert, daß die
obere und untere Begrenzung der Düse immer im gleichen Abstand
zur Achse verläuft.The invention relates to an adjustable thrust nozzle of the type specified in the preamble of claim 1. Such adjustment nozzles, such as in the GB-PS 719 268 by changing the nozzle cross-sectional area allow adaptation to different flight conditions. The arrangement is such that the adjustment drive controls the flap movement symmetrically to the nozzle axis such that the upper and lower limits of the nozzle always run at the same distance from the axis.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu
Grunde, eine derartige Rechteck-Verstelldüse derart weiterzubilden, daß durch
sie der Schubvektor in einer vertikalen Ebene einstellbar wird.The invention is based on the object
Reason to develop such a rectangular adjusting nozzle in such a way that
the thrust vector is adjustable in a vertical plane.
Gelöst wird die gestellte Aufgabe
durch die im Kennzeichnungsteil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale.The task is solved
by the features specified in the characterizing part of claim 1.
Durch die Erfindung wird erreicht,
daß nicht nur
die Düsenquerschnittsfläche geändert werden kann,
um eine Anpassung an bestimmte Flugbedingungen zu gewährleisten,
sondern es können
durch die erfindungsgemäße Ausbildung
die Verstellklappen auch gleichsinnig parallel zueinander so verstellt werden,
daß der
Schubvektor gegenüber
der Triebwerksachse in einem Winkel nach oben oder unten angestellt
wird, was für
ein schnelles Manövrieren des
Flugzeuges, insbesondere bei schnellen Jagdflugzeugen, von Vorteil
ist.The invention achieves
that not only
the cross-sectional area of the nozzle can be changed,
to ensure adaptation to certain flight conditions,
but can
through the training according to the invention
the adjustment flaps can also be adjusted in the same direction parallel to each other,
that the
Thrust vector opposite
the engine axis at an angle up or down
will what for
a quick maneuvering of the
Aircraft, especially with fast fighter planes, an advantage
is.
Es sind zwar andere Düsenausbildungen
bekannt, mit denen der Schubvektor unabhängig oder gleichzeitig mit
dem Düsenquerschnitt
eingestellt werden kann oder bei denen Schubumkehrvorrichtungen
eine Änderung
des Schubvektors bewirken. Bei Düsen
der Gattung gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1 war eine solche Einstellung jedoch nicht möglich. Durch
die Erfindung wird es erstamlig möglich, bei solchen Düsen auf äußerst einfache
Art und Weise den Schubvektor in gewisse Grenzen zu ändern, wodurch
die Manövrierfähigkeit
günstig
beeinflußt
wird.There are other nozzle designs
known with which the thrust vector independently or simultaneously with
the nozzle cross section
can be adjusted or where thrust reversers
a change
of the thrust vector. With nozzles
the genus according to the generic term
of claim 1, however, such an attitude was not possible. By
the invention will first of all be possible with such nozzles in an extremely simple manner
Way to change the thrust vector within certain limits, whereby
the maneuverability
Cheap
affected
becomes.
Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel der
Erfindung an Hand der Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung zeigenAn embodiment of the
Invention described with reference to the drawing. Show in the drawing
1 eine
schematische Ansicht eines Gasturbinentriebwerks mit einer Schubdüse gemäß der Erfindung, 1 1 shows a schematic view of a gas turbine engine with a thrust nozzle according to the invention,
2 in
größerem Maßstab eine
Teilschnittansicht der Schubdüse
nach 1, 2 on a larger scale, a partial sectional view of the thruster 1 .
3 eine
der 2 entsprechende
Schnittansicht der Düse
in einer anderen Arbeitsstellung. 3 one of the 2 corresponding sectional view of the nozzle in a different working position.
Gemäß 1 ist das Strahltriebwerk 10 in einem
stromlinienförmigen
Gehäuse 12 eingeschlossen.
Das Strahltriebwerk 10 hat eine Schubdüse 14 am stromabwärtigen Ende
und der Aufbau der Schubdüse 14 ist
in Verbindung mit dem stromabwärtigen
Ende des Gehäuses 12 so
gestaltet, daß ein glattes "Bootsheck"-Profil 15 für die Umgebungsluft gebildet
wird, so daß diese
glatt darüber
strömen kann,
während
das Strahltriebwerk 10 arbeitet.According to 1 is the jet engine 10 in a streamlined housing 12 locked in. The jet engine 10 has a thruster 14 at the downstream end and the structure of the thruster 14 is in communication with the downstream end of the housing 12 designed so that a smooth "boat stern" profile 15 is formed for the ambient air so that it can flow smoothly over it while the jet engine 10 is working.
Im Strahlrohr 18 sind Nachbrennerflammhalter 16 angeordnet
und die vergrößerte Gasmassenströmung, die
erzeugt wird, während
der Nachbrenner im Betrieb befindlich ist, erfordert die Schaffung einer
Einschnürung 20 variabler
Querschnittsfläche innerhalb
der Düse 14.In the jet pipe 18 are afterburner flame holders 16 arranged and the increased gas mass flow that is generated while the afterburner is in operation requires the creation of a restriction 20 variable cross-sectional area within the nozzle 14 ,
Die Quersehnittsgestalt des Triebwerks 10 und
der Triebwerksgehäuseverkleidung 12 in
einer Ebene senkrecht zur Längsachse
ist allgemein kreisförmig über einen
Bereich, der sich vom stromaufwärtigen
Ende der Verkleidung 12 nach einer strichpunktierten Linie 22 (1) erstreckt, wo die Form aus
der Kreisform in eine rechteckige Gestalt übergeht. Demgemäß ist der
Aufbau der Düse 14 im Querschnittsprofil
rechteckig.The cross-sectional shape of the engine 10 and the engine cowling 12 in a plane perpendicular to the longitudinal axis is generally circular over an area extending from the upstream end of the fairing 12 after a dash-dotted line 22 ( 1 ) where the shape changes from a circular shape to a rectangular shape. Accordingly, the structure of the nozzle 14 rectangular in cross-sectional profile.
Im folgenden wird auf 2 der Zeichnung Bezug genommen.
Das Strahlrohr 18 endet in zwei gegenüberliegenden ebenen Seitenwänden, von
denen nur eine, 24, dargestellt ist.The following is on 2 referred to the drawing. The jet pipe 18 ends in two opposite flat side walls, of which only one, 24 , is shown.
Jede der Wände 24 trägt starr
komplementäre
Führungsschienen,
von denen eine mit 26 bezeichnet und in der Zeichnung dargestellt
ist. Jede Führungsschiene
besitzt einen geraden Endabschnitt 26b, 26c, die
durch einen gekrümmten Abschnitt 26d verbunden
sind.Each of the walls 24 carries rigidly complementary guide rails, one of which with 26 designated and shown in the drawing. Each guide rail has a straight end section 26b . 26c through a curved section 26d are connected.
Die oberen und unteren Wände des
Düsenaufbaues
werden durch zwei identische Klappen 28 und 30 gebildet.
Die Klappe 28 und der ihr zugeordnete Aufbau werden im
folgenden beschrieben und es ist klar, daß die Klappe 30 eine
spiegelbildliche Anordnung zeigt. Die Klappe 28 besitzt
einen stromaufwärtigen
Abschnitt 32, der von Gelenkstücken 32b,c,d gebildet
wird, die an ihren Enden durch Rollen getragen werden, welche in
den Führungsschienen 26 und
den nicht dargestellten, komplenentären Schienenführungen
laufen. Die Klappe 28 besitzt einen weiteren ebenen, stromabwärtigen Abschnitt 36, der
bei 28 am stromabwärtigen
Ende des Gelenkstückaufbaues 32 angelenkt
ist. Die Klappe 28 ist außerdem mit einem Seitenarm 40 ausgestattet,
der sich vom Gelenk 38 stromauf an der Außenseite
der Seitenwand 24 erstreckt. Der Arm 24 ist demgemäß gegen
das Auftreffen von Abgasen geschützt.The top and bottom walls of the nozzle structure are covered by two identical flaps 28 and 30 educated. The flap 28 and its associated structure are described below and it is clear that the flap 30 shows a mirror image arrangement. The flap 28 has an upstream section 32 that of joint pieces 32b . c . d is formed, which are supported at their ends by rollers, which in the guide rails 26 and run the complementary rail guides, not shown. The flap 28 has another flat, downstream section 36 who at 28 at the downstream end of the joint structure 32 is articulated. The flap 28 is also with a side arm 40 equipped, which extends from the joint 38 upstream on the outside of the side wall 24 extends. The arm 24 is accordingly protected against the impact of exhaust gases.
Das stromaufwärtige Ende des Seitenarmes 4O ist über eine
achsgelagerte Rolle 44 an einem Ende eines Hebels 42 angelenkt.
Die Rolle 44 läuft
in einer Führung 46 eines
Kurbelarmes 48. Der Hebel 42 ist bei 50 in
seinem mittleren Teil mit dem Kurbelarm 48 gelenkig verbunden
und sein anderer Arm 52 wird von einer weiteren Führung 54 getragen,
die in einem Ende eines weiteren Lenkers 56 ausgebildet ist.The upstream end of the side arm 4O is about an axle-mounted role 44 at one end of a lever 42 hinged. The role 44 runs in a tour 46 a crank arm 48 , The lever 42 is at 50 in its middle part with the crank arm 48 articulated and his other arm 52 is from another tour 54 worn in one end of another handlebar 56 is trained.
Der Kurbelarm 48 ist schwenkbar
auf einer Achse 58 gelagert, die relativ zu den Seitenwänden 24 fest
ist. Der Lenker 56 kann um die Achse 58 schwenken
und kann außerdem
in der Horizontalstellung gemäß 2 stationär verbleiben,
während der
Kurbelarm 48 und der identische Kurbelarm 60 um
die Achse 58 schwenkbar sind, wie dies an einer Stelle
weiter unten beschrieben wird. Die beschriebenen Lenker und Hebel
werden, bevor sie mit der Klappe 28 verbunden werden, auf
jener Seite der Düse,
die in der Zeichnung nicht dargestellt ist, in spiegelbildlicher
Anordnung angebracht.The crank arm 48 is pivotable on one axis 58 stored that relative to the side walls 24 is firm. The driver 56 can around the axis 58 swivel and can also in the horizontal position 2 remain stationary while the crank arm 48 and the identical crank arm 60 around the axis 58 are pivotable, as described at a point below. The described handlebars and levers are before they flap 28 connected, attached to that side of the nozzle, which is not shown in the drawing, in a mirror-image arrangement.
An der Klappe 28 ist eine
weitere Klappe 62 über
ein Gelenk 64 am stromabwärtigen Ende angebracht. Das
stromaufwärtige
Ende der Klappe 62 ist mit dem Klappenabschnitt 32 über eine
Stift-Schlitzverbindung 64 so verbunden, daß der Klappenabschnitt 36 um
die Achse 38 schwenken kann und der Zweck dieser Anordnung
besteht darin, einen glatten Bootsheckwinkel zu schaffen, über den
die Umgebungluft abströmen
kann, ohne von der äußeren Oberfläche des
Düsenaufbaues
abzubrechen. Dadurch wird ein Wirbel-Luftwiderstand vermieden.On the flap 28 is another mouth 62 about a joint 64 attached to the downstream end. The upstream end of the valve 62 is with the flap section 32 via a pin-slot connection 64 so connected that the flap section 36 around the axis 38 can pivot and the purpose of this arrangement is to provide a smooth boat stern angle through which the ambient air can flow out without breaking off the outer surface of the nozzle assembly. This avoids vortex air resistance.
Die Kurbelarme 48 und 60 sind
an den Stellen 49,61 der jeweiligen Stangen 68,70 festgelegt. Die
Stangen 68,70 werden durch einen geeigneten Antrieb
z.B. durch nichtdargestellte Kolbenantriebe betätigt und sie können sich
gemeinsam in gleicher Richtung oder getrennt oder in entgegengesetzten Richtungen
bewegen.The crank arms 48 and 60 are in places 49.61 of the respective rods 68 . 70 established. The poles 68 . 70 are actuated by a suitable drive, for example by piston drives, not shown, and they can move together in the same direction or separately or in opposite directions.
Die Kurbelarme sind weiter an ihren
Enden 72,74 mit stromaufwärtigen Klappenabschnitten 32,33 verbunden.
Die Anordnung ist dabei derart, daß bei Bewegung der Stangen 68 und 70 in
Richtung stromauf die Kurbelarme 48,60 jeweils im Gegenuhrzeigersinn
bzw. im Uhrzeigersinn verschwenkt werden (gem. betrachtet) und sie
bewegen die stromaufwärtigen
Klappenabschnitte 32,33 um ihre jeweiligen Führungen
in die in Fig. 3 voll
ausgezogen darsgestellte Stellung. Durch diese Art der Betätigung kann
die Fläche
der Einschnürung 20 vergrößert werden.The crank arms are still at their ends 72 . 74 with upstream flap sections 32 . 33 connected. The arrangement is such that when the rods move 68 and 70 towards the crank arms upstream 48.60 are each pivoted counterclockwise or clockwise (as viewed) and they move the upstream flap sections 32.33 to their respective guides in the Fig. 3 fully extended position shown. This type of actuation can reduce the area of the constriction 20 be enlarged.
In-dem beide Stangen 68 und 70 stromauf bewegt
werden, können
die Lenker 56 horizontal verbleiben. Die Lenker 42 und 80 werden
ebenfalls infolge ihrer Verbindungen 50, 51 mit
den Hebeln 48,60 so bewegt, daß ihre von den Rollen 50 abgestützten Enden
sieh längs
der Führungschiene
bewegen. Ihre anderen Enden bewegen sich in den Führungen 46 und 82,
so daß die
Lenker 42 und 80 schließlich die in 3 voll ausgezogen dargestellte Stellung
einnehmen.In which both poles 68 and 70 the handlebars can be moved upstream 56 stay horizontal. The handlebars 42 and 80 are also due to their connections 50 . 51 with the levers 48.60 so moved that its off the rollers 50 move the supported ends along the guide rail. The other ends move in the guides 46 and 82 so that the handlebars 42 and 80 finally the in 3 Assume the fully drawn position.
Wie oben beschrieben, sind die Klappenabschnitte 36,37 über Arme 40 und 42 sowie
Rollen 44,45 mit den jeweiligen Führungen 46,82 verbunden.
Infolgedessen übt
die Schwenkbewegung der Kurbelarme 48,60 eine Verschwenkkraft
auf die Klappen 36,26 über die Arme 40,41 derart
aus, daß die Klappenabschnitte 36,37 relativ
zu den Klappenabschnitten 32,33 in Richtung aufeinander
zu verschwenkt werden, wenn die Klappenabschnitte 32,33 in
den Führungen 26b,26c laufen.
Eine solche Bewegung gewährleistet,
daß ein
geeigneter Divergenzwinkel zwischen den Klappenabschnitten 36,37 aufrechterhalten
wird, die die Expansion der Abgase steuern, welche die nunmehr vergrößerte Einschnürung der
Düse durchlaufen
haben.As described above, the flap sections are 36.37 about arms 40 and 42 as well as roles 44.45 with the respective tours 46.82 connected. As a result, the pivoting movement of the crank arms is practiced 48.60 a pivoting force on the flaps 36 . 26 over the arms 40.41 such that the flap sections 36 . 37 relative to the valve sections 32 . 33 to be pivoted towards each other when the flap sections 32 . 33 in the guides 26b . 26c to run. Such movement ensures that a suitable divergence angle between the flap sections 36 . 37 which control the expansion of the exhaust gases which have now undergone the enlarged constriction of the nozzle.
3 zeigt,
daß bei
Vergrößerung der
Einschnürungsfläche die
Klappenabschnitte 36,7 über die Grenzen der Seitenwände 24 hinauslaufen.
Daher sind starre Seitenschirme 90 vorgesehen, um die Gasströmung gegen
ein seitliches Abströmen
zu hindern. 3 shows that when the constriction area is enlarged, the flap sections 36 . 7 beyond the boundaries of the side walls 24 run out. Therefore, rigid side screens 90 provided to prevent the gas flow from flowing out laterally.
Der Düsenaufbau ist so angeordnet,
daß die Stangen 68,70 gleichzeitig
in Gegenrichtung relativ zueinander bewegt werden können, so
daß eine
Düsenkonfiguration
gebildet wird, die anders ist, als die oben beschriebene. Wenn die
Stange 68 beispielsweise stromauf bewegt wird und die Stange 70 gleichzeitig
stromab, dann führt
dies dazu, daß der Klappenabschnitt 36 eine
Lage einnimmt, wie sie etwa in 3 dargestellt
ist und die Klappe 37 nimmt eine Stellung ein, die etwa
jener entspricht, die der strichlierten Stellung gemäß 3 entspricht. Dadurch ergibt
sich eine Düsenkonfiguration,
die die Abgase nach oben gerichtet austreten läßt.The nozzle assembly is arranged so that the rods 68 . 70 can simultaneously be moved in the opposite direction relative to one another, so that a nozzle configuration is formed which is different from that described above. If the rod 68 for example, moving upstream and the rod 70 at the same time downstream, this leads to the flap section 36 occupies a position such as that in 3 is shown and the flap 37 occupies a position which corresponds approximately to that which corresponds to the dashed position 3 equivalent. This results in a nozzle configuration that allows the exhaust gases to exit upwards.
Eine Umkehr der Bewegung der Stangen 68 und 70 bewirkt über die
Kurbelarme 48 und 60 eine Bewegung der Klappenabschnitte
32 und 33 und
der Klappenabschnitte 36 und 37 in der Weise,
daß letztere
ihre Abgase nach unten richten. Auf diese Weise kann der Schubstrahl
vektoriell unterschiedlich angestellt werden.A reversal of the movement of the bars 68 and 70 effected via the crank arms 48 and 60 movement of the flap sections 32 and 33 and the flap sections 36 and 37 in such a way that the latter direct their exhaust gases downwards. In this way, the thrust jet can be adjusted differently in vectorial terms.
In allen Klappenstellungen nimmt
die Ebene der Einschnürung 20 eine
Lage normal zur Strömungsrichtung
der Abgase zwischen den Klappenabschnitten 36,37 ein,
weil jene Abschnitte des Düsenaufbaues,
die die Einschnürung
bilden, sich gemeinsam längs
der Führung 26 bewegen.The constriction level increases in all flap positions 20 a position normal to the flow direction of the exhaust gases between the flap sections 36 . 37 a, because those sections of the nozzle assembly which form the constriction together along the guide 26 move.
Aus Gründen der Übersichtlichkeit wurden die
Stangen, die Winkelhebel bzw. Kurbelarme, die Hebel und die Lenker
in der Zeichnung so dargestellt, als ob sie innerhalb der Oberflächen der
Wand 24 liegen. In der Praxis werden sie auf der Außenseite
angeordnet, so daß sie
gegenüber
der Heißgasströmung geschützt sind.
Die Gelenkzapfen 38 stehen demgemäß durch bogenförmige Schlitze
(nicht dargestellt) in den Wandungen 24 hindurch und ihr äußeres Ende
ist starr mit den Armen 40,41 verbunden und ihre mittleren
Abschnitte sind starr mit den Klappen 36,37 so
verbunden, daß die
jeweiligen Arme und Klappen eine integrale Baueinheit bilden. Eine Schlitzdichtungsplatte
(nicht dargestellt) wird von dem Lenker 56 getragen. Wenn
die nicht dargestellte Dichtungsplatte weggelassen würde, dann
wären die Lenker 56 überflüssig.For the sake of clarity, the rods, the angle levers or crank arms, the levers and the handlebars were shown in the drawing as if they were within the surfaces of the wall 24 lie. In practice, they are placed on the outside so that they are protected from the hot gas flow. The pivot pins 38 are accordingly by arcuate slots (not shown) in the walls 24 through and its outer end is rigid with the arms 40.41 connected and their middle sections are rigid with the flaps 36 . 37 connected so that the respective arms and flaps form an integral unit. A slot seal plate (not shown) is removed from the handlebar 56 carried. If the sealing plate, not shown, were omitted, then the handlebars would be 56 superfluous.
In gleicher Weise verläuft der
Verbindungsmechanismus 72,74 zwischen den Winkelhebeln 48,60 und
den Klappenabschnitten 32,33 durch die gleichen
oder ähnliche
Schlitze (nicht dargestellt) in den Wandungen 24.The connection mechanism runs in the same way 72 . 74 between the angle levers 48.60 and the flap sections 32 . 33 through the same or similar slits (not shown) in the walls 24 ,