DE3216691C2 - Zweidimensionale Schubdüsenanordnung - Google Patents
Zweidimensionale SchubdüsenanordnungInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine zweidimensionale
Schubdüsenanordnung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Eine derartige Schubdüsenanordnung ist aus
der US 39 79 067 bekannt.
Diese bekannte zweidimensionale Schubdüsenanordnung hat einen veränderlichen
Düsenhalsquerschnitt mit einer Schwenkklappenverlängerung
für größere Schubkraft und bessere Steuereigenschaften
während des Vorwärtsflugs sowie eine haubenartige Ablenkeinrichtung
zum Umlenken der Abgase nach unten bei kurzem oder vertikalem
Start.
Ein Abgasströmungsweg für Vorwärtsschub ist zwischen
einem oberen Klappenpaar und einer unteren Bauchklappe gebildet.
Das obere Klappenpaar umfaßt eine stromaufwärtige Klappe,
die an ihrem stromaufwärtigen Ende um eine feste Achse
schwenkbar gelagert ist, sowie eine stromabwärtige Klappe,
die an ihrem stromaufwärtigen Ende um eine feste Achse schwenkbar
gelagert ist. Das stromabwärtige Ende der stromaufwärtigen
Klappe ist am stromaufwärtigen Ende der stromabwärtigen Klappe über
eine Kurven- und Rollenverbindung angelenkt, welche eine Bewegung
dieser Verbindung in Richtung zu der Triebwerksachse
hin oder von derselben weg gestattet, zur Veränderung des
Düsenhalsquerschnittes. Ein Nachteil dieser bekannten Schubdüsenanordnung
liegt darin, daß der Divergenzwinkel der stromabwärtigen
Klappe bei kleiner werdendem Düsenhalsquerschnitt
stetig steiler wird. Dies kann das mögliche Drosselverhältnis
(Verhältnis des maximalen Düsenhalsquerschnittes
zu dem minimalen Düsenhalsquerschnitt) infolge eines drohenden Strömungsabrisses
an der stromabwärtigen Klappe beschränken.
Die Bauchklappe steuert bei dieser bekannten Schubdüsenanordnung
den Düsenhalsquerschnitt sowohl bei
Vorwärtsschubbetrieb als auch bei Schubablenkung. Da jedoch
die Ablenkeinrichtung und die Bauchklappe um die gleiche Achse schwenkbar
sind, begrenzt die Bauchklappe zusammen mit der Ablenkeinrichtung für alle
Stellungen der Ablenkeinrichtung während der Schubablenkung einen im wesentlichen
konstanten, d. h. unveränderlichen Düsenhalsquerschnitt.
Dies ist eine unerwünschte Einschränkung.
Zum allgemeinen Stand der Technik können noch andere Patentschriften
erwähnt werden, wie zum Beispiel die US
29 69 641, welche verschiebbare und schwenkbare Klappen für
eine dreidimensionale Schubdüse für eine äußere, ringförmige
Sekundärluftströmung beschreibt, die US 33 67 579,
welche frei beweglich gelagerte verschiebbare und drehbare
divergente Klappen für eine dreidimensionale konvergente/divergente
Schubdüse beschreibt, sowie die US
40 00 854, die sich auf eine zweidimensionale konvergente/divergente
Schubdüse mit veränderlichem Düsenhalsquerschnitt
bezieht, welche eine obere stromabwärtige Klappe aufweist,
die an ihrem stromaufwärtigen Ende schwenkbar am stromabwärtigen Ende einer
konvergenten, stromaufwärtigen Klappe angelenkt ist und welche
mit ihrem stromabwärtigen Ende schwenkbar am stromabwärtigen Ende einer
äußeren Flugzeugklappe angelenkt ist, deren Bewegung die
Winkellage der stromabwärtigen Klappe einstellt.
Eine Bauchklappe, welche zum Verändern des Querschnittes einer
zweidimensionalen Schubdüse sowohl verschiebbar
als auch drehbar ist,
ist in der US 40 13 226
beschrieben.
Weiter ist aus der US 37 92 815 eine dreidimensionale
Schubdüsenanordnung bekannt, bei der durch zahlreiche schwenkbar angelenkte
Klappen eine Verstellung des Schubdüsenhalsquerschnittes
erreicht wird. Bei Verstellung der bekannten
Schubdüsenanordnung springt der engste Düsenhalsquerschnitt
in einem bestimmten Verstellbereich schlagartig in eine andere
axialen Lage, was zwangsläufig Druckstöße verursacht, welche
die Schubdüsenanordnung belasten.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine zweidimensionale Schubdüsenanordnung
nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 so zu
verbessern, daß mit einfachen Mitteln ein hohes Drosselverhältnis
erreicht werden kann, ohne daß der Divergenzwinkel
der stromabwärtigen Klappe zu steil werden und einen Strömungsabriß
an der stromabwärtigen Klappe bewirken kann.
Die Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1
gelöst.
Die Erfindung schafft eine verbesserte zweidimensionale
konvergente/divergente Schubdüsenanordnung mit veränderlichem Querschnitt
sowie mit hohem Drosselverhältnis.
Bei der Schubdüsenanordnung nach der Erfindung kann die konvergente, stromaufwärtige
Klappe ausgehend von einer großen Düsenhalsquerschnittsstellung
in eine wesentlich kleinere Düsenhalsquerschnittsstellung
bewegt werden, wobei die divergente, stromabwärtige
Klappe einen verhältnismäßig flachen Divergenzwinkel
während dieser Bewegung beibehält und einen Strömungsabriß
wirksam vermeidet.
Der Kern der Erfindung besteht also darin, bei einer zweidimensionalen
Schubdüsenanordnung die obere Klappenanordnung stromabwärts
und näher zur Triebwerksachse hin zu verfahren, wenn die
Düse zugefahren wird.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung bilden die Gegenstände
der Unteransprüche.
Die erfindungsgemäßen Merkmale können in jeder zweidimensionalen,
konvergenten/divergenten Schubdüse mit veränderlichem
Düsenhalsquerschnitt benutzt werden, oder
auch, entsprechend dem anschließend beschriebenen Ausführungsbeispiel,
in Zusammenhang mit einer Ablenkeinrichtung und einer
Schwenkklappenverlängerung in vertikal oder kurz startenden
Flugzeugen benutzt werden. Die Kombination der
konvergenten divergenten Schubdüse, Ablenkhaube und Schwenkklappe
ist in der nicht vorveröffentlichten DE-OS 32 16 670
beschrieben.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nun in bezug
auf die Zeichnungen ausführlicher beschrieben. Es zeigt
Fig. 1 eine schematische Querschnittsansicht der
Schubdüsenanordnung nach der Erfindung in Vorwärtsschubstellung,
Fig. 2 eine perspektivische Ansicht mit zum Teil aufgeschnittener
Schubdüsenanordnung nach Fig. 1,
Fig. 3 eine schematische Querschnittsansicht der
Schubdüsenanordnung nach Fig. 1 in Vertikalschubstellung und
Fig. 4 eine perspektivische Darstellung mit zum Teil aufgeschnittener
Schubdüsenanordnung in Vertikalschubstellung.
In den Fig. 1 und 2 ist eine Schubdüsenanordnung für ein
Gasturbinentriebwerk insgesamt mit 2 bezeichnet. Sie umfaßt
einen Abgaskanal 4 für Triebwerksabgase mit
einer oberen Wand 6 und einer gegenüberliegenden, unteren Wand
8 sowie gegenüberliegenden Seitenwänden 10, 12 und oberen
und unteren Kanalauskleidungen 25, 26. Eine Schubdüseneinrichtung
14 ist im Abgaskanal 4 angeordnet und in
diesem befestigt. Die Schubdüseneinrichtung 14 hat eine konvergente/
divergente Schubdüse 16 mit veränderlichem Düsenhalsquerschnitt,
eine äußere Expansionseinrichtung 18 und eine haubenförmige
Ablenkeinrichtung 20, um die Abgase für den Vertikal- und Kurzstartbetrieb nach unten abzulenken.
Die Schubdüsenanordnung
2 ist in Fig. 1 in der Stellung mit maximalem Düsenhalsquerschnitt
(voll ausgezogene Linien) und in einer Stellung
mit minimalem Düsenhalsquerschnitt (gestrichelte Linien) für
den Vorwärtsschubbetrieb dargestellt. Fig. 2 zeigt in
Perspektive die Schubdüsenanordnung 2 in ihrer Stellung mit maximalem
Düsenhalsquerschnitt für den Vorwärtsschubbetrieb.
Die konvergente/divergente Schubdüse 16 hat eine obere Klappeneinrichtung
22 und eine untere Klappeneinrichtung 24. Die obere
und untere Klappeneinrichtung 22 und 24 in Verbindung mit
der oberen und unteren Kanalauskleidung 25, 26 und den Seitenwänden
10, 12 bilden einen Abgasströmungsweg 27 der Schubdüse 16.
Die obere Klappeneinrichtung 22 umfaßt eine stromaufwärtige
Klappe 28 und eine stromabwärtige Klappe 30. Ein stromabwärtiges Ende
32 der stromaufwärtigen Klappe 28 ist um eine Achse 33 drehbar
mit einem stromaufwärtigen Ende 34 der stromabwärtigen Klappe 30 verbunden. Die Achse 33 ist mittels Rollen 37 längs eines Kreisbogens
36 beweglich. Diese Rollen 37 befinden sich auf jeder Seite
der oberen Klappeneinrichtung 22 und laufen in zweiten Führungsbahnen 38 in
den Seitenwänden 10, 12. Ein stromaufwärtiges Ende 40 der stromaufwärtigen
Klappe 28 läuft auf Rollen (nicht gezeigt) in bogenförmigen ersten Führungsbahnen 42
in den Seitenwänden 10, 12. Ein stromabwärtiges Ende 44 der stromabwärtigen
Klappe 30 ist schwenkbar an Enden 46 zweier starrer Lenker
48 angelenkt, die in der Nähe der Seitenwände 10, 12 vorgesehen
sind. Die starren Lenker 48 sind an den Seitenwänden 10, 12 schwenkbar
angelenkt zur Schwenkbewegung um eine feststehende Achse
50.
Bei diesem Ausführungsbeispiel sind das stromaufwärtige und das stromabwärtige
Ende 40, 32 der stromaufwärtigen Klappe 28 infolge der Führungsbahnen
38, 42 zwangsläufig längs Kreisbögen um eine gemeinsame
Achse 39 geführt. Dies trägt zum Ausgleichen von
auf die Klappe 28 wirkenden Druckbelastungen bei, um Momentenkräfte
zu begrenzen. Es ist jedoch auch möglich, andere Führungsformen
zu benutzen, wobei, während einer Verstellung der konvergenten/
divergenten Schubdüse 16 von der maximalen zu der minimalen
Düsenhalsquerschnittsstellung das stromaufwärtige Ende 40 der stromaufwärtigen
Klappe 28 sich stromabwärts bewegt (jedoch nicht notgedrungener
weise parallel zur Triebwerksachse) und sich das
stromabwärtige Ende 32 stromabwärts und in Richtung näher zur Triebwerksachse
hin in bezug auf seine Ausgangslage
bewegt, während die Klappe 30 einen Konvergenzwinkel in bezug
auf die Triebwerksachse beibehält.
Die untere Klappeneinrichtung 24
umfaßt eine einzige Bauchklappe 58,
welche sich zwischen den Seitenwänden 10, 11 erstreckt und ein
stromaufwärtiges Ende 60 sowie ein stromabwärtiges Ende 62 aufweist. Das
Ende 60 der Bauchklappe 58 ist stromaufwärts und stromabwärts
in geraden Führungen 64 in den Seitenwänden 10, 12 verschiebbar gelagert.
Rollen 66 sind an der Bauchklappe 58 zwischen dem stromaufwärtigen
und dem stromabwärtigen Ende 60, 62 derselben drehbar gelagert
und laufen in gekrümmten Führungen 68 in den Seitenwänden 10, 12.
Die Einstellung der oberen Klappeneinrichtung 22 erfolgt mit
Hilfe von zwei ersten Betätigungsvorrichtungen 52. Eine dieser
Betätigungsvorrichtungen 52 ist schwenkbar an der Seitenwand 10
und die andere (nicht dargestellt) schwenkbar an der Seitenwand
12 angelenkt. Eine Betätigerstange 56 jeder Betätigungsvorrichtung
52 ist am stromaufwärtigen Ende 40 der stromaufwärtigen
Klappe 28 angeschlossen, zur Einstellung des stromaufwärtigen Endes
40 in der ersten Führungsbahn 42, um somit die Lage der oberen Klappeneinrichtung
22 festzulegen.
Zwei in Abstand voneinander angeordnete Betätigungsvorrichtungen
70 sind an den Seitenwänden 10, 12 befestigt und ihre
Betätigerstangen 72 sind an dem stromaufwärigen Ende 60 der Bauchklappe
58 angelenkt, zum Bewegen des Endes 60 in den
Führungen 64. Die Führungen 64, 68 bestimmen zusammen mit der Lage der
Betätigerstangen 72 die Lage der Bauchklappe
58, welche stromabwärts und stromaufwärts sowie in Richtung
zur Triebwerksachse hin und von derselben weg beweglich ist.
Aus obiger Beschreibung ist ersichtlich, daß die obere
Klappeneinrichtung 22 und die untere Klappeneinrichtung 24
zur Veränderung des Düsenhalsquerschnittes
des Strömungsweges 27 der Schubdüse 16 zusammenwirken.
Durch Vergleich des maximalen und des minimalen Düsenhalsquerschnittes
in Vorwärtsschubstellung kann man erkennen, daß
durch die obere Klappeneinrichtung 22, die ein Gestänge bildet, vorteilhafterweise
ein sehr großes Drosselverhältnis erreichbar ist, unter
Beibehaltung eines verhältnismäßig flachen Divergenzwinkels
der Klappe 30. Auf diese Weise ist keine lange
divergente Klappe 30 zur Verringerung des Divergenzwinkels
und zum Vermeiden eines Strömungsabrisses vorzusehen.
Mit der veränderlichen konvergenten/divergenten Schubdüse 16
wirkt eine äußere Expansionseinrichtung 18 zusammen. Die
Expansionseinrichtung 18 umfaßt eine Schwenkklappe 74 mit
einem stromaufwärtigen Ende 76 und einem stromabwärtigen Ende 78 sowie eine
Expansionsfläche 80. Das stromaufwärtige Ende 76 ist schwenkbar an einem
stromabwärtigen Ende 82 der Ablenkeinrichtung 20 angelenkt und verläuft
parallel zum stromabwärtigen Ende 44 der stromabwärtigen Klappe 30.
Zwei weitere Betätigungsvorrichtungen 84 (nur eine ist dargestellt)
sind schwenkbar an den Seitenwänden 10 und 12
angelenkt. Betätigerstangen 88 der Betätigungsvorrichtungen
84 sind bei 89 mit den Seitenwänden
90 der Ablenkeinrichtung 20 verbunden. Die Lage des stromaufwärtigen Endes
76 der Schwenkklappe 74 ist dementsprechend bestimmt durch
die Lage der Ablenkeinrichtung 20, welche um die Achse 50 durch die weiteren
Betätigungsvorrichtungen 84 drehbar ist.
Die Lage des stromabwärtigen Endes 78 der Schwenkklappe 74 und dementsprechend
die Winkellage der Expansionsfläche 80 sind unabhängig
über ein Gestänge einstellbar, welches eine Flugzeugklappe
91, ein Vierhebelgestänge 92 in der Nähe einer jeden
Seitenwand 10, 12 und zwei zusätzliche Betätigungsvorrichtungen 93
(nur eine ist dargestellt) umfaßt, welche schwenkbar an den
Seitenwänden 10, 12 angelenkt sind. Jedes Vierhebelgestänge 92 umfaßt,
eine untere Antriebskurbel 94, eine obere Antriebskurbel 96 und
eine Verbindungsstange 98. Ein stromaufwärtiges Ende 100 der Flugzeugklappe
91 ist schwenkbar um eine Achse 102 an der oberen Antriebskurbel
96 angelenkt und ein stromabwärtiges Ende 104 der Flugzeugklappe 91
ist schwenkbar um eine Achse 105 am stromabwärtigen Ende 78 der
Schwenkklappe 74 angelenkt. Die unteren Antriebskurbeln 94 sind um die
feste Achse 50 schwenkbar, wogegen die oberen Antriebskurbeln 96 jeweils
schwenkbar an dem Abgaskanal 4 über eine
freitragende Konsole 108 (Fig. 4) zur
Schwenkbewegung um eine feste Achse 99 angelenkt sind. Betätigerstangen
110 der zusätzlichen Betätigungsvorrichtungen 93 sind bei 111 an die unteren
Antriebskurbeln 94 angelenkt. Dementsprechend dienen die zusätzlichen
Betätigungsvorrichtungen 93 in Verbindung mit den weiteren Betätigungsvorrichtungen
84 der Ablenkeinrichtung 20 zur Einstellung der Lage des
stromabwärtigen Endes 78 der Schwenkklappe 74.
Während des Vorwärtsschubbetriebs wird der Düsenhalsquerschnitt
des Abgasströmungsweges 27 der Schubdüse 16 durch die
Betätigungsvorrichtungen 52, 70 eingestellt. Die weiteren
Betätigungsvorrichtungen 84, welche die Ablenkeinrichtung
20 verschwenken, sind mit den Betätigungsvorrichtungen
52 synchronisiert, damit das stromaufwärtige Ende 76 der Schwenkklappe
74 im Bereich des stromabwärtigen Endes 44 der stromabwärtigen Klappe
30 bleibt. Diese Synchronisation kann durch jede geeignete
Regelvorrichtung 112 erreicht werden, welche die beiden Betätigungsvorrichtungen
52 und 84 miteinander verbindet. Gleichzeitig
oder zu jedem anderen gewünschten Zeitpunkt dienen die zusätzlichen
Betätigungsvorrichtungen 93 zum Einstellen der Lage des
stromabwärtigen Endes 78 der Schwenkklappe 74 und zum Trimmen der Lage
der Expansionsfläche 80, damit ein maximaler Schub erreicht
wird. Während dieser möglichen begrenzten Bewegung der Ablenkeinrichtung
20 bei Vorwärtsschubbetrieb bewegt sich die Ablenkeinrichtung
20 nicht aus ihrer zurückgezogenen Lage heraus, da sie oberhalb
der oberen Klappeneinrichtung 22 und außerhalb des Abgasströmungsweges
27 bleibt.
Bei Anwendung der in den Zeichnungen dargestellten konvergenten/
divergenten Schubdüse 16 ohne die Expansionseinrichtung 18 ist
es nicht erforderlich, daß das stromabwärtige Ende 44 der stromabwärtigen
Klappe 30 sich längs eines Kreisbogens bewegt. In
diesem Fall ist jede Bewegung akzeptabel, welche sicherstellt,
daß eine konvergente/divergente Schubdüse 16 mit dem Vorteil
eines großen Drosselverhältnisses erreicht wird, ohne daß
dabei ein Strömungsabriß längs der stromabwärtigen Klappe
30 auftritt. Vorzugsweise erfolgt eine solche Bewegung aus
einer ersten Lage, in welcher die stromabwärtige
Klappe 30 einen Divergenzwinkel bezüglich der Triebwerksachse
bildet, in eine zweite Lage, in welcher sich das stromabwärtige
Ende 44 weiter stromabwärts und näher an der Triebwerksachse bezüglich seiner ersten Lage
befindet. Es ist dabei besonders vorteilhaft, den Düsenhalsquerschnitt der
Schubdüse zu verringern, ohne daß dabei der Divergenzwinkel
zu steil wird, falls sich das stromaufwärtige Ende 34 der stromabwärtigen
Klappe 30 näher an die Triebswerksachse heranbewegt.
Im folgenden wird nun auf die Schnittansicht nach Fig. 3 und
die perspektivische Darstellung nach Fig. 4 Bezug genommen, in
der für den Vertikalschubbetrieb die Ablenkeinrichtung 20 im Uhrzeigersinn
in ihre ausgefahrene Stellung zum
Ablenken der Abgase nach unten geschwenkt ist. Da es unerwünscht ist, eine
Überschallströmung innerhalb der Schubdüsenanordnung 2 umzulenken,
wird für den Vertikalschubbetrieb die obere Klappeneinrichtung
22 in ihre größte offene Stellung bewegt (siehe
Fig. 3), welche nur bei Schubanlenkung benutzt wird, um
einen maximalen Querschnitt des Strömungsweges 27 und des Schubdüsenhalses innerhalb
der konvergenten/divergenten Schubdüse 16 zu erreichen. In dieser
Stellung begrenzt das stromabwärtige Ende 62 der Bauchklappe 58
in Verbindung mit der Ablenkeinrichtung 20 den Schubdüsenhalsquerschnitt,
der durch Betätigung der Bauchklappe 58 veränderlich
ist. Fig. 3 zeigt den minimalen (voll ausgezogene Linien)
und den maximalen (gestrichelte Linien) Schubdüsenhalsquerschnitt
für den Vertikalschubbetrieb. In Fig. 4 ist die
Bauchklappe 58 vollständig zur Einstellung des
maximalen Düsenhalsquerschnittes für den Vertikalschubbetrieb
zurückgezogen. In der Vertikalschubstellung bilden die Flugzeugklappe
91 und die Schwenkklappe 74 eine äußere Fläche für ein stromabwärtiges
Ende der Schubdüsenanordnung 2.
Es ist dem Fachmann klar, daß viele Abänderungen der beschriebenen
Schubdüsenanordnung 2 vorgenommen werden können.
So können zum Beispiel die Führungsbahnen 38, 42, da sie den gleichen
Krümmungsmittelpunkt haben, durch einen Lenker ersetzt
werden, der fest an der stromaufwärtigen Klappe 28 angeschlossen
ist und schwenkbar um die Achse 39 am
Abgaskanal 4 angelenkt ist. Auf diese Weise würde man ein Vierhebelgestänge
schaffen, das sich aus diesem
Lenker (einschließlich der stromaufwärtigen Klappe), dem
starren Lenker 48 und der stromabwärtigen Klappe 30 zusammensetzen würde. Durch Verschwenkung
dieses Vierhebelgestänges mit Hilfe einer Betätigungsvorrichtung
würde man die gleiche Bewegung der oberen
Klappeneinrichtung 22 erhalten wie bei dem Ausführungsbeispiel
mit den Führungsbahnen 38, 42.
Es ist auch möglich, auf die zusätzlichen Betätigungseinrichtungen
93 durch Anschluß der unteren Antriebskurbel 94 an den
Schwenkhebel 48 zu verzichten, damit diese zusammen verschwenkbar sind, zumindest
für die Einstellung der oberen Klappeneinrichtungen 22
im Vorwärtsschubbetrieb. Durch geeignete Wahl der Längen
der Antriebskurbeln 94, 96, der Verbindungsstange 98 und der Flugzeugklappe
91 kann man die Verstellung der Expansionsfläche 80
festlegen, so daß sie immer im wesentlichen zu
der stromabwärtigen Klappe 30 ausgerichtet bleibt. Jedoch erhält
man dann nicht die Möglichkeit, die Lage der
Expansionsfläche 80 zu trimmen.
Es ist ebenfalls möglich, auf das Vierhebelgestänge 92 zu verzichten, welches
sich aus den Antriebskurbeln 94, 96 und der Verbindungsstange 98 zusammensetzt.
Anstelle des Vierhebelgestänges 92 kann eine getrennte
Betätigungsvorrichtung auf einer Innenseite der oberen Wand 6
des Abgaskanals 4 vorgesehen sein, dessen Betätigerstange
unmittelbar an das stromabwärtige Ende 100 der Flugzeugklappe
91 angelenkt sein kann und zum Trimmen der Lage der Schwenkklappe
74 benutzbar ist.
Es sei auch noch erwähnt, daß die Expansionseinrichtung 18
in Kombination mit der Ablenkeinrichtung 20 in jeder zweidimensionalen
konvergenten/divergenten Schubdüse 16 mit veränderlichem
Düsenhalsquerschnitt benutzt werden kann, welche eine stromabwärtige
obere Klappe 30 aufweist, deren stromabwärtiges Ende 44 längs einer
Kreisbahn um die gleiche feststehende Achse wie die Schwenkachse 102
der Ablenkeinrichtung 20 beweglich ist.
Claims (8)
1. Zweidimensionale Schubdüsenanordnung für ein Gasturbinentriebwerk,
mit einem Abgaskanal (4), der gegenüberliegende
feste Seitenwände (10, 12) aufweist, mit einer in
dem Abgaskanal (4) angeordneten Schubdüse (16) mit veränderlichem
Düsenhalsquerschnitt, wobei die Schubdüse (16)
eine obere Klappeneinrichtung (22) und eine dieser gegenüberliegende
untere Klappeneinrichtung (24) aufweist, die
zusammen mit den Seitenwänden (10, 12) einen konvergenten/
divergenten Gasströmungsweg bilden, wobei die obere
Klappeneinrichtung (22) eine bewegliche stromaufwärtige
Klappe (28) mit einem stromaufwärtigen Ende (40) und einem
stromabwärtigen Ende (32) sowie eine bewegliche stromabwärtige
Klappe (30) mit einem stromaufwärtigen Ende (34)
und einem stromabwärtigen Ende (44) aufweist und wobei das
stromaufwärtige Ende (34) der stromabwärtigen Klappe (30)
mit dem stromabwärtigen Ende (32) der stromaufwärtigen
Klappe (28) schwenkbar verbunden ist, und mit einer
Betätigungsvorrichtung (52) für die obere Klappeneinrichtung
(22) zur Veränderung des Düsenhalsquerschnittes
durch Bewegen der oberen Klappeneinrichtung (22) zwischen
- A. einer Stellung bei maximaler Düsenhalsquerschnittsfläche, in welcher
- i. die stromaufwärtige Klappe (28) einen Konvergenzwinkel mit der Triebwerksachse bildet, und
- ii. die stromabwärtige Klappe (30) einen Divergenzwinkel mit der Triebwerksachse bildet, und
- B. einer Stellung bei minimaler Düsenhalsquerschnittsfläche, in welcher
- i. die stromaufwärtige Klappe (28) einen Konvergenzwinkel mit der Triebwerksachse bildet, und
- ii. das stromaufwärtige Ende (34) der stromabwärtigen Klappe (30) sich näher zur Triebwerksachse als in seiner Stellung bei maximaler Düsenhalsquerschnittsfläche befindet,
dadurch gekennzeichnet, daß die stromaufwärtige Klappe
(28) und die stromabwärtige Klappe (30) aus der Stellung
bei maximaler Düsenhalsquerschnittsfläche stromab und näher
zur Triebwerksachse hin in die Stellung bei minimaler
Düsenhalsquerschnittsfläche verschiebbar geführt sind, so
daß sich in der Stellung der Schubdüse (16) bei minimaler
Düsenhalsquerschnittsfläche das stromaufwärtige Ende (34)
der stromabwärtigen Klappe (30) stromab seiner Stellung
bei maximaler Düsenhalsquerschnittsfläche und sich das
stromabwärtige Ende (44) der stromabwärtigen Klappe (30)
näher zur Triebwerksachse und stromab seiner Stellung bei
maximaler Düsenhalsquerschnittsfläche befindet.
2. Schubdüsenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß zur Veränderung des Düsenhalsquerschnittes
die untere Klappeneinrichtung (24) zwischen einer ersten
und einer zweiten Stellung längs gekrümmten Führungen (68)
in den Seitenwänden (10, 12) des Abgaskanals (4) verschiebbar
ist.
3. Schubdüsenanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß das stromaufwärtige und das stromabwärtige
Ende (40, 32) der stromaufwärtigen Klappe (28) um
eine gemeinsame feste Achse (39), welches zu dem stromaufwärtigen
Ende (40) der stromaufwärtigen Klappe (28) parallel
ist, längs Kreisbögen (36) zwangsgeführt sind.
4. Schubdüsenanordnung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet,
daß das stromabwärtige Ende (44) der
stromabwärtigen Klappe (30) längs einem Kreisbogen um eine
feste Achse (50), welche zu dem stromabwärtigen Ende (44)
der stromabwärtigen Klappe (30) parallel ist und näher zur
Triebwerksachse sowie stromaufwärts des stromabwärtigen
Endes (44) der stromabwärtigen Klappe (30) liegt, zwangsgeführt
ist.
5. Schubdüsenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß am stromaufwärtigen Ende (40)
der stromaufwärtigen Klappe (28) Rollen vorgesehen sind,
welche in ersten Führungsbahnen (42) laufen, und daß am
stromabwärtigen Ende (32) der stromaufwärtigen Klappe (28)
weitere Rollen (37) vorgesehen sind, welche in zweiten
Führungsbahnen (38) verlaufen, wobei die Führungsbahnen
(42, 38) in den Seitenwänden (10, 12) des Abgaskanals (4)
vorgesehen sind.
6. Schubdüsenanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die obere Klappeneinrichtung (22) mittels
eines starren Lenkers geführt ist, der fest mit der
stromaufwärtigen Klappe (28) verbunden und an dem Abgaskanal
(4) schwenkbar um eine feste Achse gelagert ist.
7. Schubdüsenanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
daß zur Führung des stromabwärtigen Endes (44)
der stromabwärtigen Klappe (30) ein starrer Lenker (48) an
seinem einen Ende schwenkbar an dem stromabwärtigen Ende
(44) der stromabwärtigen Klappe (30) angelenkt ist und an
seinem anderen Ende zur Schwenkbewegung um die feste Achse
(50) schwenkbar an dem Abgaskanal (4) festgelegt ist.
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