DE3618185C2 - Abgasvorrichtung für ein Gasturbinentriebwerk - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Abgasvorrichtung für ein Gasturbinentriebwerk.

Gefechtsfahrzeuge, wie beispielsweise Panzer, erfordern eine geeignete Antriebsanlage für den Vortrieb des Fahrzeuges über Gelände, das bei der Kriegführung angetroffen wird. Ei­ nige Fahrzeuge, die gegenwärtig in Gebrauch sind, werden durch Gasturbinentriebwerke angetrieben, die mit sehr hohen Temperaturen arbeiten, weshalb deren Abgase ebenfalls eine sehr hohe Temperatur haben. Da eine Abgasvorrichtung not­ wendigerweise zum Abgeben der Gase aus dem Triebwerk an die Atmosphäre vorgesehen sein muß, stellt diese Abgasvorrichtung einen potentiell verletzbaren Bereich des Fahrzeuges dar, der stark gepanzert werden muß.

Der Abgasbereich bildet einen potentiellen Eintrittsbereich für eine Granate oder Rakete oder andere zerstörerische Waf­ fenprojektile, die auf das Gefechtsfahrzeug abgefeuert oder geworfen werden. Wenn das Fahrzeug seinen Zweck wirksam er­ füllen soll, muß es vor dem Durchgang von solchen Geschossen durch den Abgasbereich zu lebenswichtigen Elementen innerhalb des Gefechtsfahrzeuges geschützt werden.

Ein Element dieses Schutzes für das Fahrzeug ist ein geeigne­ ter Geschoßschutz, d. h. Schutz vor dem Eindringen einer Gra­ nate, einer Rakete oder eines anderen Waffenprojektils. Weiterhin ist es notwendig, insbesondere weil die verwendeten Gas­ turbinen wie erwähnt mit sehr hohen Temperaturen arbeiten, für eine Verringerung der Temperatur von Komponenten in dem Abgasbereich und der Abgase zu sorgen, um die Infrarot (IR)-Kennung zu verringern, d. h. einen Bereich hoher Tempe­ ratur, der durch verschiedene Arten von IR-Detektoren und IR-suchenden Waffen abgefühlt werden kann, die gegen derar­ tige Gefechtsfahrzeuge benutzt werden. Beispielsweise können wärmesuchende Raketen die hohe Temperatur des Abgasbereiches abfühlen und sich auf diesen Bereich "einklinken", so daß die Rakete direkt zu der Abgasvorrichtung und potentiell in ver­ letzbare lebenswichtige Bereiche des Gefechtsfahrzeuges ge­ lenkt wird und entsprechenden Schaden verursacht.

Im Stand der Technik finden sich Gefechtsfahrzeuge, die mit Geschoßschutz in Form einer Panzerplatte versehen sind, die einen lebenswichtigen Bereich eines Fahrzeuges schützt, bei­ spielsweise einen Kühler. Eine solche Panzerplatte kann aus geneigten Tafeln geeigneten Werkstoffes bestehen, die eine Abschirmung für den verletzbaren Teil bilden und trotzdem den Eintritt von Kühlluft gestatten.

Im Stand der Technik gibt es außerdem eine Vielfalt von An­ ordnungen zur Infrarotstrahlungsunterdrückung, d. h. verschie­ dene Anordnungen zum Kühlen der außen sichtbaren Oberflächen und der Abgase, um deren Temperatur und dadurch die IR-Ken­ nung zu reduzieren. Dazu gehören Anordnungen zum Kühlen der außen sichtbaren Oberflächen und Anordnungen zum Positionie­ ren von kühleren Komponenten derart, daß sie eine äußere Sichtlinie zu heißeren Komponenten innerhalb derselben blockieren.

Weiterhin ist aus der DE 27 50 919 C1 eine Abgasvorrichtung mit einer Schutzanordnung für ein Brennkraftmaschinentriebwerk bekannt, das in ein Fahrzeug eingebaut sein kann, mit einem Kanal mit einem Einlaßende zum Empfangen von heißen Abgasen aus dem Triebwerk und mit einem Auslaßende zum Abgeben von Gasen, mit einer Einrichtung zur Zufuhr von Kühlluft und mit einer Einrichtung zur Verteilung der Kühlluft an den inneren Ober­ flächen der Schutzanordnung.

Aus der DE-AS 20 40 285 ist es ferner bekannt, bei einem Panzerfahrzeug die Ein- und Austrittsöffnungen für Kühlluft gegen das Eindringen von Fremdkörpern mit einer Schutzhaube bzw. einem Gräting zu versehen.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Abgasvorrichtung mit einer integrierten Schutzanordnung zu schaffen, die so­ wohl Schutz vor Geschossen bietet als auch die IR-Kennung re­ duziert, um so die Erfassung oder Verletzbarkeit durch wärme­ suchende Waffen zu minimieren.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beansprucht.

Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbe­ sondere darin, daß in sehr kompakter Form eine Anordnung erhalten wird, die sowohl für den Schutz des Fahrzeuges vor Beschä­ digung durch Geschosse sorgt als auch die Temperatur der Ele­ mente der Abgasvorrichtung und der Abgase, die von außerhalb des Fahrzeuges sichtbar sind, beträchtlich verringert, um so die IR-Kennung zu reduzieren und dadurch die Gefahr der Er­ fassung oder Beschädigung des Fahrzeuges durch wärmesuchende Raketen oder ähnliche Vorrichtungen zu minimieren.

Die Erfindung wird nun anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 in Seitenansicht einen Panzer, der teilweise weg­ gebrochen dargestellt ist, um ein Gasturbinentrieb­ werk und eine Abgasvorrichtung für dieses gemäß einer Ausführungsform der Erfindung sichtbar zu machen,

Fig. 2 eine teilweise schematische Schnittdarstellung einer Ausführungsform der Erfindung, die die Strö­ mung von Kühlluft und von Abgasen zeigt, und

Fig. 3 eine isometrische Ansicht, die teilweise wegwe­ brochen dargestellt ist, um innere Komponenten der Abgasvorrichtung nach den Fig. 1 und 2 sicht­ bar zu machen.

Fig. 1 zeigt einen herkömmlichen Panzer 10, der als Antriebs­ anlage ein Gasturbinentriebwerk 12 hat. Das Triebwerk 12 ent­ hält einen Verdichter 14, eine Brennkammer 16 und eine Turbi­ ne 18, die alle von herkömmlicher Bauart sind. Ein herkömmli­ cher Rekuperator (nicht dargestellt) kann ebenfalls in dem Triebwerk 12 benutzt werden. Die Abgase werden von der Turbi­ ne 18 und durch den Rekuperator, falls dieser benutzt wird, an eine Abgasvorrichtung 20 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung abgegeben.

Gemäß den Fig. 2 und 3 umfassen die Gasvorrichtung 20 und deren Schutzanordnung ein Gehäuse 22, das einen insgesamt recht­ eckigen Kanal 24 bildet, der ein Einlaßende 26 und ein Aus­ laßende 28 hat. Das Einlaßende 26 ist mit dem Abgasende des Gasturbinentriebwerks 12 verbindbar, um aus dessen Turbine 18 Abgase zu empfangen. In einer Ausführungsform der Erfin­ dung kann das Kanaleinlaßende 26 mit dem Rekuperator (nicht dargestellt) verbunden sein, der zwischen der Turbine 18 des Triebwerks 12 und dem Kanal 24 angeordnet ist, statt direkt mit der Turbine 18 verbunden zu sein.

Die Abgasvorrichtung 20 ist hauptsächlich zur Verwendung bei einem Fahrzeug wie einem Panzer vorgesehen und soll für ein solches Fahrzeug einen zweifachen Schutz bieten. Die Abgas­ vorrichtung 20 weist Sperrer auf, die so angeordnet sind, daß sie die Gefahr, daß Granaten oder andere Schußwaffenpro­ jektile in die lebenswichtigen Bereiche des Triebwerks 12 eindringen, minimieren. Weiter ist beabsichtigt, die Infra­ rot(IR)-Abstrahlung zu äußeren Bereichen des Fahrzeuges zu minimieren, wo sie durch IR-Erfassungseinrichtungen, wärme­ suchende Raketen oder ähnliche zerstörerische Waffen abge­ fühlt werden kann. Selbstverständlich könnte eine solche Schutzanordnung in anderen Umgebungen benutzt werden, bei­ spielsweise bei Hubschraubern oder Flugzeugen, sofern es Ge­ wichtsbeschränkungen gestatten.

Demgemäß ist zwar der Ausdruck "Fahrzeug" in der Beschrei­ bung für eine besondere Beschreibung der Arbeitsweise und der Funktion der Abgasvorrichtung 20 benutzt worden, dieser Aus­ druck, wie er in der Beschreibung und in den Ansprüchen be­ nutzt wird, soll jedoch beide Verwendungszwecke umfassen, d. h. die Verwendung der Abgasvorrichtung 20 bei einem Land­ fahrzeug, wo sie besonders brauchbar ist, und auch bei Vor­ richtungen wie Hubschraubern und Flugzeugen.

Zur Vereinfachung der Beschreibung des Aufbaus und der Ar­ beitsweise der Abgasvorrichtung 20 ist die Strömung von hei­ ßen Abgasen 30 durch den Kanal 24 in den Zeichnungen durch un­ geschwärzte Pfeile 30 und die Strömung von Kühlgasen 32 durch den Kanal 24 durch geschwärzte Pfeile 32 dargestellt.

Mehrere langgestreckte, mit Querabstand angeordnete, insge­ samt rechteckige Sperrer bestehen aus einem geeigneten Pan­ zerplattenmaterial, z. B. Stahl, um Schutz vor Geschossen zu bieten. Obgleich zwei ausreichend sind, werden drei Sperrer 34, 36 und 38 bevorzugt, die starr befestigt sind und sich zwischen entgegengesetzten Seiten 40 (vgl. Fig. 3) in dem Kanalauslaßende 28 erstrecken. Diese Sperrer sind in einer er­ sten Richtung nach unten und nach hinten in bezug auf eine Längsachse 39 des Kanals 24 geneigt und bilden zwischen sich einen Kanal 42 für die Strömung der heißen Abgase 30.

Mehrere langgestrecke, mit Querabstand angeordnete und auf­ einander ausgerichtete gekrümmte Leitschaufeln 44 sind starr befestigt und erstrecken sich zwischen den entgegengesetzten Seiten 40 innerhalb des Kanaleinlaßendes 26. Die Leitschau­ feln 44 sind in einer zweiten, zu der ersten Richtung entge­ gengesetzten Richtung nach oben und nach hinten in bezug auf die Längsachse 39 des Kanals 24 geneigt, um die heißen Abga­ se 30 nach oben und nach hinten zu lenken, wie es in Fig. 2 dargestellt ist.

Die Leitschaufeln 44 überlappen einander, um einen Durch­ blick in der Sichtlinie parallel zu der Längsachse 39 zu blockieren, sie haben aber seitlichen Abstand, um ein im we­ sentlichen unbehindertes Hindurchströmen der Abgase 30 zwi­ schen ihnen zu gestatten. Die Leitschaufeln 44 sind aus ge­ eignetem Panzerblech, z. B. Stahl, hergestellt, um Schutz ge­ gen Schußwaffenprojektile über der Querschnittsfläche am Ein­ laßende 26 des Kanals 24 zu bieten, über die sich die Leitschau­ feln 44 erstrecken.

Die Kombination aus den nach oben geneigten Leitschaufeln 44 und den nach unten geneigten Sperrern 34, 36, 38 führt dazu, daß die heißen Abgase 30 auf einem schlangenlinienförmigen Strömungsweg durch den Kanal 24 geleitet werden.

Zum besseren Verständnis des Geschoßschutzes gegen Granaten, Raketen oder andere Waffenprojektile, die von außerhalb des Fahrzeuges zu der Abgasvorrichtung 20 gelangen, bestehen die Sperrer 34, 36, 38 aus geeignetem Panzerblech und sind gemäß der Darstellung in den Fig. 2 und 3 so angeordnet, daß sie sich gemeinsam im wesentlichen über die gesamte Querschnitts­ fläche des Kanals 24 erstrecken und die direkte Sichtlinie darin parallel zu der Längsachse blockieren. Die Sperrer 36 und 38 sind so angeordnet, daß sie sich von der Unterseite des Kanals 24 aufwärts bis zu einem Punkt wenigstens oberhalb der Mitte, die durch die Längsachse dargestellt ist, des Ka­ nals 24 erstrecken.

Der erste Sperrer 34 überlappt den gesamten zweiten Sperrer 36 und teilweise den dritten Sperrer 38, so daß der oben er­ wähnte Geschoßschutz über der gesamten Querschnittsfläche des Kanals 24 vorhanden ist. Jede Granate oder Rakete, die in den Kanal 24 aus der Richtung des Auslaßendes 28 eintritt, wird daher durch die Sperrer 34, 36, 38 daran gehindert, irgend­ welche lebenswichtigen Triebwerksteile zu erreichen. Dieser Geschoßschutz wird über einem Mittelteil der Querschnittsflä­ che des Kanals 24 durch die Leitschaufeln 44 ergänzt, die wie oben erwähnt ebenfalls aus Panzerblech hergestellt sind.

Das Gehäuse 22 hat weiter eine nach hinten weisende Endwand oder -platte 46 an seinem oberen hinteren Ende oberhalb des Kanalauslaßendes 28, die insgesamt in gleicher Ausdehnung wie der erste Sperrer 34 angeordnet ist. Die Platte 46 besteht aus geeignetem Panzerblech, z. B. Stahl, und ergänzt weiter den Geschoßschutz für stromaufwärts gerichtete Waffenprojek­ tile. Selbstverständlich können sämtliche Wände, die das Ge­ häuse 22 bilden, aus geeigneten Panzerblech hergestellt sein.

Zum noch weiteren Schutz des Triebwerks 12 ist ein Schlitz­ gitter 48 vorgesehen, das mehrere langgestreckte, mit Quer­ abstand angeordnete Leitbleche 50 aufweist, die so angeord­ net sind, daß sie sich zwischen den Kanalseiten 40 und zwi­ schen den stromaufwärtigen Enden 34a, 36a der Sperrer 34 bzw. 36 erstrecken. Zwischen den Leitblechen 50 erstrecken sich mehrere gegenseitigen Abstand aufweisende Querteile 51, die ein schachbrettartiges Gitter 48 erzeugen. Die Teile 51 sorgen für erhöhte mechanische Steifigkeit des Gitters 48 und für zusätzlichen Schutz vor Geschossen.

Das Gitter 48 ist so bemessen, daß Durchlässe zwischen den Leit­ blechen 50 und den Querteilen 51 vorhanden sind, die das Hin­ durchströmen der Abgase 30 gestatten und den Eintritt von Waffenprojektilen, wie beispielsweise Handgranaten, verhin­ dern, die sonst stromaufwärts in die Abgasvorrichtung 20 ge­ worfen werden und lebenswichtige Triebwerksteile erreichen könnten.

Die heißen Abgase 30, die in dem Kanal 24 strömen, werden die Sperrer 34, 36 und 38 erhitzen. Anhand der Fig. 2 und 3 ist zu erkennen, daß der untere, dritte Sperrer 38 und in gewissem Maß der zweite Sperrer 36 so angeordnet sind, daß Infrarotstrahlung von den inneren Oberflächen 52 bzw. 54 derselben aus durch das Auslaßende 28 nach außerhalb des Fahrzeuges gerichtet wird. Diese Infrarotstrahlung, die manch­ mal als Infrarotkennung bezeichnet wird, ist selbstverständ­ lich für IR-Detektoren oder wärmesuchende Waffen "sichtbar", wie beispielsweise Granaten oder Raketen, die mit Wärmesen­ soren ausgerüstet sind, welche sie auf solche Infrarotken­ nungsbereiche "einrasten" können.

Ebenso ist eine erhitzte innere Oberfläche 56 des oberen, ersten Sperrers 34, die zwar nicht so angeordnet ist, daß sie Infrarotstrahlung von ihr aus direkt durch das Auslaßen­ de 28 nach außerhalb des Fahrzeuges richtet, so angeordnet, daß diese Infrarotstrahlung durch den unteren Sperrer 38 nach außerhalb des Fahrzeuges durch das Abgasvorrichtungsauslaß­ ende 28 reflektiert werden kann.

Gemäß anderen Merkmalen der Erfindung sind Einrichtungen zum Reduzieren der Infrarotkennung vorgesehen. Diese Einrichtun­ gen beinhalten den oben beschriebenen schlangenlinienförmigen Strömungsweg, der die direkte Sichtlinie zu heißen Teilen in dem Triebwerk 12 blockiert.

Die Einrichtungen zum Reduzieren der IR-Kennung beinhalten außerdem eine Einrichtung zum Kühlen der Sperrer 34, 36 und 38. Kühlluft 32 wird vorzugsweise aus einem Filterlufteinlaß 57 (vgl. Fig. 1) empfangen, der in der Oberfläche des Pan­ zers 10 so angeordnet ist, daß er Umgebungsluft aufnimmt. Der Einlaß 57 liefert hauptsächlich gefilterte Einlaßluft für das Triebwerk 12 und wird außerdem benutzt, um die Kühlluft 32 zu liefern. Die Kühlluft 32 wird der Abgasvorrichtung 20 mit ei­ nem über dem Atmosphärendruck liegenden Druck durch ein her­ kömmliches Gebläse 58 zugeführt, das in Strömungsverbindung mit dem Lufteinlaß 57 angeordnet ist. Das Gebläse 58 ist au­ ßerdem in Strömungsverbindung mit einem Kühllufteinlaß 60 an­ geordnet, der in einer stromaufwärtigen Wand des Gehäuses 22 vorgesehen ist.

Weiter kann die Kühlluft 32 durch Luft ergänzt werden, die einem herkömmlichen und wahlweise vorgesehenen Einlaßteilchen­ abscheider (nicht dargestellt) des Triebwerks 12 entnommen wird. Demgemäß kann jede verfügbare Kühlluftquelle benutzt werden und beispielsweise saubere Luft aus dem Einlaß 57 oder relativ schmutzige Luft aus dem Abscheider liefern.

Das Gehäuse 22 hat wenigstens einen Verteiler 62, der sich längs einer Seite 40 des Kanals 24 erstreckt und den Kühlluft­ einlaß 60 aufweist. Auslaßöffnungen 64 sind in dem Verteiler 62 vorgesehen, um die Kühlluft 32 über die verschiedenen zu kühlenden Teile zu leiten, was im folgenden noch näher be­ schrieben ist. Somit wird Kühlluft 32, die von dem Gebläse 58 geliefert wird, durch die Auslaßöffnungen 64 des Verteilers 62 geleitet, wie es in den Fig. 2 und 3 durch die geschwärz­ ten Pfeile gezeigt ist. Die Kühlluft 32 wird von dem Vertei­ ler 62 aus in dem Gehäuse 22 so geleitet,daß sie gegen und über die Sperrer 34, 36, 38 strömt und eine Film- oder Konvektions­ kühlung derselben bewirkt.

Zum Senken der Temperatur der inneren Oberflächen 52, 54, 56 sind Einrichtungen zum Reduzieren der von dem Fahrzeug ausge­ sandten Infrarotstrahlung gemäß der Erfindung vorgesehen. Sie umfassen Einrichtungen zum wirksamen Reduzieren der Tempera­ tur dieser Oberflächen durch Filmkühlung. Dadurch wird die Gefahr der Erfassung oder des Eindringens von wärmesuchenden Waffen in die Abgasvorrichtung 20 entsprechend reduziert und der Schutz, den die Sperrer 34, 36 und 38 bieten, ergänzt.

Zum Erzielen dieses Ergebnisses ist in bezug auf den ersten Sperrer 34 ein Teil des Gehäuses 22 an dem stromaufwärtigen Ende 34a des Sperrers 34 als eine erste Umlenkwand 66 mit Ab­ stand von dem stromaufwärtigen Ende 34a ausgebildet. Ebenso ist das stromaufwärtige Ende 34a selbst ebenso gekrümmt, so daß zwischen der Wand 66 und dem Ende 34a ein erster gekrümm­ ter Durchlaß 68 vorhanden ist, durch den Kühlluft 32 aus dem Verteilerauslaß 64 hindurchgeleitet wird, so daß sie insge­ samt längs der inneren Oberfläche 56 des Sperrers 34 geleitet wird, um die Filmkühlung desselben zu bewirken.

Der gekrümmte Durchlaß 68 leitet die Kühlluft 32 nicht zwangs­ läufig genau an der inneren Oberfläche 56 entlang, sondern vielmehr ausreichend nahe an dieser, so daß andere physikali­ sche Kräfte, wie beispielsweise der Coanda-Effekt, bewirken, daß die Kühlluft 32 an der Oberfläche entlang strömt und die Filmkühlung derselben bewirkt.

Zum Erzielen dieses Ergebnisses ist in bezug auf den oberen, zweiten Sperrer 36 der beiden Sperrer 36, 38, die in Fig. 2 gezeigt sind, eine Platte oder zweite Umlenkwand 70 vorge­ sehen, die zur Abstützung eines Endes des Gitters 48 dient und gemäß der Darstellung in Fig. 2 gekrümmt ist. Das stromaufwär­ tige Ende 36a des zweiten Sperrers 36 ist wie dargestellt eben­ so gekrümmt, so daß zwischen den gekrümmten Oberflächen 70, 36a ein zweiter gekrümmter Kanal 72 vorhanden ist, durch den die Kühlluft 32 aus dem Verteiler 62 zu der inneren Oberfläche 52 des Sperrers 36 geleitet wird.

Zum Entlangleiten der Kühlluft 32 an der inneren Oberfläche 54 des Sperrers 38 ist ein stromabwärtiges Ende 36b des zwei­ ten Sperrers 36 geeignet gekrümmt, so daß es eine dritte Um­ lenkwand 74 bildet, und das stromaufwärtige Ende 38a des drit­ ten Sperrers 38 ist ebenfalls gekrümmt, so daß ein dritter gekrümmter Durchlaß 76 zwischen ihnen vorhanden ist. Die Kühl­ luft 32, die aus dem Verteiler 62 durch den dritten gekrümmten Durchlaß 76 geleitet wird, wird dadurch insgesamt an der in­ neren Oberfläche 54 des dritten Sperrers 38 entlanggeleitet.

Wie in dem Fall des ersten Sperrers 34 wird durch die Krüm­ mung der gekrümmten Durchlässe 72, 76 die Kühlluft 32 nicht zwangsläufig genau an den Oberflächen 52, 54 entlanggeleitet, aber ausreichend nahe an diesen, so daß andere physikalische Effekte bewirken, daß die Kühlluft 32 überwiegend entlang der Oberflächen 52, 54 strömt und deren Filmkühlung bewirkt.

Durch die besondere Anordnung der gegenseitigen Abstand auf­ weisenden, geneigten Sperrer 34, 36, 38 und durch deren An­ ordnung bezüglich benachbarten Gebilden, um die Kühlluft 32 auf besondere Weise über diese hinwegzuleiten, werden daher beide erwünschte Ergebnisse der Schutzanordnung erzielt. Die Sperrer 34, 36, 38 bieten Geschoßschutz gegen das Eindringen von Granaten, Raketen oder anderen Waffen in die lebenswich­ tigen Triebwerksbereiche, und die Anordnung zum Leiten der Kühlluft 32 über die Sperrer 34, 36, 38 reduziert von diesen ausgehende Infrarotstrahlung und reduziert dadurch die Ge­ fahr der Erfassung oder des Einrastens von wärmesuchenden Granaten oder Raketen auf die Infrarotkennung.

Die Einrichtung zum Reduzieren der IR-Kennung umfaßt vorzugs­ weise weiter einen Sammelraum 78, der in einer oberen Seiten­ wand 80 des Gehäuses 22 mit Abstand stromaufwärts von den stromaufwärtigen Sperrerenden 34a, 36a des Gitters 48 ange­ ordnet ist. Der Sammelraum 78 ist in Strömungsverbindung mit einer der Verteilerauslaßöffnungen 64 und weist einen Schlitz 82 auf, der so ausgebildet ist, daß er Luft zur Filmkühlung längs einer inneren Oberfläche 80a der Seitenwand 80 und dann durch das Gitter 48 hindurch zu dem ersten Sperrer 34 zur Ver­ mischung mit den Abgasen 30 leitet, um deren Temperatur zu reduzieren. Selbstverständlich vermischt sich die Kühlluft 32, die durch die gekrümmten Durchlässe 68, 72, 76 hindurchgeht, ebenfalls mit den Abgasen 30, um deren Temperaturen zu redu­ zieren.

Vorzugsweise weist das Gehäuse 22 zwei Verteiler 62 und 63 auf, die auf beiden Seiten 40 des Kanals 24 angeordnet sind. Jeder Verteiler 62, 63 kann gesondert mit der Kühlluft 32 versorgt werden oder die Kühlluft 32 kann gemäß der Darstel­ lung in Fig. 3 in Längsrichtung durch den Sammelraum 78 zwi­ schen entsprechenden Öffnungen 64 und 65 in den beiden Ver­ teilern 62, 63 strömen. Auf diese Weise gibt ein Verteiler 62 Kühlluft 32 über eine seiner Auslaßöffnungen 64 an die Ein­ laßöffnung 65 des anderen Verteilers 63 ab. Luft aus der Ein­ laßöffnung 65 wird dann innerhalb des zweiten Verteilers 63 zu den Auslaßöffnungen 64 geleitet.

Die Einrichtung zum Reduzieren der IR-Kennung kann außerdem mehrere gegenseitigen Abstand aufweisende Gill-Schlitze 85 auf­ weisen, die in beiden Seiten 40 angeordnet sind und sich in vertikaler Richtung erstrecken. Die Gill-Schlitze 85 sind in Strömungsverbindung mit den Verteilern 62 und 63 und leiten die Kühlluft 32 aus diesen in den Kanal 24, um die Filmkühlung der inneren Oberflächen der Seiten 40 zu bewirken und dadurch deren Temperatur und die IR-Kennung zu reduzieren.

Zum weiteren Steigern der Wirksamkeit des Schutzes des Fahr­ zeuges und zur zusätzlichen Reduzierung der IR-Kennung ist eine Kanaleinrichtung 84 in Strömungsverbindung mit dem Aus­ laßende 28 des Abgaskanals 24 vorgesehen. Die Kanaleinrich­ tung 84 erstreckt sich von dem Kanal 24 aus in im wesentli­ chen horizontaler Richtung und leitet dadurch die Abgase 30 in insgesamt horizontaler Richtung im wesentlichen parallel zu der Längsachse 39 des Kanals 24 und dem Boden. Durch die Verwendung dieser Kanaleinrichtung 84 werden deshalb die Abgase 30 daran gehindert, direkt nach unten zu gelangen und den Boden zu erwärmen oder von diesem Staub aufzuwirbeln, was eine erfaßbare Kennung wäre, die zu vermeiden ist.

Die Kanaleinrichtung 84 weist ein insgesamt U-förmiges Teil 87 auf, das ein ebenes Basisteil 87a hat, welches an der un­ teren Seitenwand 88 des Kanals 24 fest angebracht ist und sich von dieser aus im wesentlichen parallel zu der Längs­ achse 39 nach hinten erstreckt. Das Basisteil 87a erstreckt sich über die volle Breite des Auslaßendes 28, und an seinen entgegengesetzten Enden sind zwei Seitenteile 87b fest ange­ bracht, die sich von ihm aus rechtwinkelig nach oben erstrecken. Die Seitenteile 87b sind ebenfalls an den Seiten 40 des Kanals 24 fest angebracht. Das Teil 87 hat eine Auslaßöff­ nung 87c an seinem stromabwärtigen Ende.

Das Teil 87 leitet die Abgase 30 aus dem Kanalauslaßende 28 durch die Auslaßöffnung 87c in rückwärtiger Richtung im we­ sentlichen parallel zu der Längsachse 39. Die Seitenteile 87b hindern die Abgase 30 daran, über die Seitenränder des Basisteils 87a zu gelangen. Demgemäß ist die Möglichkeit, daß die Abgase 30 direkt auf den Boden auftreffen, reduziert.

Da die Abgase durch das Kanalauslaßende 28 in stromabwärtiger Richtung gegen das Basisteil 87a geleitet werden, wird sich unmittelbar stromabwärts des Kanalauslaßendes 28 eine Strahl­ einschnürung ausbilden, die einen Gegendruck in den Abgasen 30 in dem Kanal 24 erzeugen wird. Der Gegendruck ist in den meisten Fällen unerwünscht, weil er den Wirkungsgrad des Triebwerkes 12 verringern wird.

Zum Verringern des Gegendrucks weist demgemäß die Kanalein­ richtung 84 vorzugsweise weiter ein oberes Teil 90 auf, das mit Abstand parallel zu dem Basisteil 87a angeordnet ist und sich von der Endwand 46 aus nach außen erstreckt. Das obe­ re Teil 90 ist mit den Seitenteilen 87b fest verbunden, so daß die Auslaßöffnung 87c im Querschnitt insgesamt rechtwinke­ lig ist. Das obere Teil 90 ist insgesamt auf den oberen Rand des Auslaßendes 28 ausgerichtet, so daß die Durchflußquer­ schnittsfläche der Kanaleinrichtung 84 insgesamt wenigstens so groß wie die Durchflußquerschnittsfläche des Auslaßendes 28 ist. Der besondere Durchflußquerschnitt der Einrichtung 84 ist selbstverständlich eine Frage des Entwurfs und kann auf her­ kömmliche Weise bestimmt werden, beispielsweise mit Hilfe der Strömungslehre und des Prinzips der Strahleinschnürung anhand der obigen Erläuterungen.

Das obere Teil 90 hat eine Oberfläche, an der die Abgase 30 haften können, wodurch ein größerer Durchflußquerschnitt im Ver­ gleich zu dem Durchflußquerschnitt geschaffen wird, der sonst ohne das obere Teil 90 gebildet werden würde. Die so aufgebau­ te Kanaleinrichtung 84 bewirkt so die Diffusion der Abgase 30, um den Gegendruck zu verringern und dadurch einen besseren Triebwerkswirkungsgrad zu gestatten.

Zum Kühlen der Oberflächen der Kanaleinrichtung 84 sind zwei Kühlluftquellen vorgesehen. Erstens, die Kühlluft 32 aus dem Verteiler 62 wird veranlaßt, durch einen Durchlaß 86 zu strö­ men, der zwischen einem unteren stromabwärtigen Ende 38b des Sperrers 38 und der ersten, unteren Seitenwand 88 gebildet ist. Diese Kühlluft 32 wird dadurch über die inneren Oberflächen der ersten Seitenwand 88 und des Basisteils 87a geleitet, um diese Oberflächen zu kühlen und die Infrarotabstrahlung derselben zu minimieren.

Die zweite Luftquelle wird durch den Abstand des oberen Teils 90 von der Kanalendwand 46 gebildet, aufgrund dessen eine Ejek­ toröffnung 92 zwischen denselben für den Eintritt von Umge­ bungsluft 94 vorhanden ist. Weiter ist die Endwand 46 an ihrem unteren Ende gekrümmt, und der benachbarte Teil des oberen Teils 90 ist entsprechend gekrümmt, so daß die Öffnung 92 eine gekrümmte Form hat und die Umgebungsluft 94 insgesamt entlang der inneren Oberfläche des oberen Teils 90 geleitet wird, um diese zu kühlen. Weiter wird sich die Umgebungs­ luft mit den Abgasen 30 vermischen, um deren Temperatur zu reduzieren und die IR-Kennung weiter zu reduzieren.

Da die Sperrer 34, 36, 38 wirksam gekühlt werden und die Sichtlinie zu den Leitschaufeln 44 blockieren, ist die Küh­ lung der Leitschaufeln nicht notwendig.

Aus vorstehender Beschreibung ist zu erkennen, daß die Er­ findung eine verbesserte Schutzanordnung in der Abgasvorrich­ tung 20 eines Gasturbinentriebwerks schafft, insbesondere bei Verwendung bei einem Landfahrzeug, durch die mehrere vorteil­ hafte Ergebnisse erzielt werden. Die gezeigte Schutzanordnung reduziert die Infrarotabstrahlung von den Teilen der Abgasvor­ richtung 20 nach außerhalb des Fahrzeuges und reduziert da­ durch die Gelegenheit für wärmesuchende Waffen, den erhitzten Abgasbereich zu erfassen, wodurch die Möglichkeit einer Be­ schädigung des Triebwerks durch solche Waffen entsprechend re­ duziert wird. Weiter beinhaltet die Schutzanordnung Teile, die auf derartige Weise angeordnet sind, daß ein Geschoßschutz über im wesentlichen der gesamten Querschnittsfläche des Ab­ gaskanals 24 vorhanden und so die Gefahr einer Beschädigung durch Granaten oder Raketen, die diese Fläche treffen können, minimal ist. Weiter verhindert der Aufbau, daß Objekte, die in die Abgasvorrichtung 20 geworfen werden, lebenswichtige Triebwerksteile erreichen.

Es sind zwar besondere Ausführungsformen der Erfindung ge­ zeigt und beschrieben worden, die Ansprüche sollen jedoch nicht nur die besonderen Ausführungsformen, sondern auch im Rahmen der Erfindung und der Ansprüche liegende alternative Ausführungsformen schützen. Beispielsweise brauchen der zwei­ te und der dritte Sperrer 36, 38 nicht aufeinander ausgerich­ tet zu sein, sondern können axialen Abstand haben und sich teilweise überlappen, um eine wirksamere Filmkühlung des Sperrers 38 zu bewirken und den Geschoßschutz durch Bildung von zwei Sperrern gegen ein Projektil zu verbessern.

Es sind zwar Begriffe wie oben, unten, abwärts, aufwärts, usw. benutzt worden, um die bevorzugte Ausführungsform der Erfindung zu beschreiben, sie sind jedoch nicht in ein­ schränkendem Sinn zu verstehen, und Ausführungsformen, die an­ dere entsprechende Positionen haben, liegen im Rahmen der Er­ findung.

Claims (5)

1. Abgasvorrichtung für ein Gasturbinentriebwerk mit einem Abgaskanal (24) großer Querschnittsfläche, einem ersten, einem zweiten und einem dritten Sperrer (34, 36, 38), die einander überlappend an dem Auslaßende (28) in dem Abgaskanal (24) und in einer ersten Richtung gegen eine Längsachse (39) des Abgaskanals (24) geneigt angeordnet sind, wobei der zweite und der dritte Sperrer (36, 38) parallel und mit Querabstand zu dem ersten Sperrer (34) angeordnet sind;
als Strömungskanal für die Abgase (30), mehrere Querabstand aufweisende und einander überlappende Leitschaufeln (44), die am Einlaßende (26) im Abgaskanal (24) angeordnet und in einer zweiten, zur ersten Richtung entgegengesetzten Richtung geneigt sind;
ein Gitter (48), das über stromaufwärtigen Enden (34a, 36a) des ersten und des zweiten Sperrers (34, 36) angeordnet und so bemessen ist, daß es das Einbringen von Waffenprojektilen verhindert;
eine Einrichtung (58, 62, 63) zur Zufuhr von Kühlluft (32);
eine Einrichtung zum Reduzieren der IR-Kennung, mit einer ersten Umlenkwand (66) mit Abstand von dem stromauf­ wärtigen Ende (34a) des ersten Sperrers (34) zum Umlenken der Kühlluft (32) und für eine Filmkühlung über einer inneren Oberfläche (56) des ersten Sperrers (34), wobei der zweite und der dritte Sperrer (36, 38) stromauf­ wärts von dem ersten Sperrer (34) angeordnet sind, und der zwei­ te Sperrer (36) mit Abstand von einer zweiten Umlenkwand (70) angeordnet ist, so daß die Kühlluft (32) dazwischen hindurch­ geleitet wird für eine Filmkühlung einer inneren Oberfläche (52) des zweiten Sperrers, und wobei der zweite und der dritte Sperrer (36, 38) mit Abstand voneinander angeord­ net sind, so daß eine dritte Umlenkwand (74) zwischen ihnen gebildet ist, zwischen denen die Kühlluft zur Filmkühlung des dritten Sperrers (38) hindurchströmen kann;
einem Sammelraum (78), der in einer Seitenwand (80) des Ka­ nals (24) mit Abstand von dem Gitter (48) angeordnet und so ausgebildet ist, daß die Kühlluft (32) zur Filmkühlung an einer inneren Oberfläche (80a) der Seitenwand (80) entlang und zu der inneren Oberfläche (56) des ersten Sperrers (34) geleitet wird und sich mit den Abgasen (30) vermischt und deren Temperatur senkt und
einer Kanaleinrichtung (84), die in Strömungsverbindung mit dem Kanalauslaßende (28) angeordnet ist und die Abgase (30) in eine Richtung leitet, die zur Längsachse (39) des Fahrzeugs im wesentlichen parallel ist.

2. Abgasvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanaleinrichtung (84) ein insgesamt U-förmiges Teil (87) aufweist, das ein Basisteil (87a) hat, welches sich über die volle Breite des Kanalauslaßendes (28) erstreckt, und zwei Seitenteile (87b), die sich rechtwinkelig von entgegen­ gesetzten Enden des Basisteils (87a) aus erstrecken.

3. Abgasvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich­ net, daß die Kanaleinrichtung (84) ein oberes Teil (90) auf­ weist, das mit Abstand parallel zu dem Basisteil (87) ange­ ordnet und mit den Seitenteilen (87b) verbunden ist, so daß eine Durchflußquerschnittsfläche gebildet ist, die wenig­ stens so groß wie eine Durchflußquerschnittsfläche des Ka­ nalauslaßendes (28) ist.

4. Abgasvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich­ net, daß das obere Teil (90) in stromabwärtiger Richtung mit Abstand von dem Kanalauslaßende (28) angeordnet ist, so daß eine Ejektoröffnung (92) gebildet ist, die den Eintritt von Kühlluft (32) in die Kanaleinrichtung (84) gestattet.

5. Abgasvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich­ net, daß die Einrichtung zum Reduzieren der IR-Kennung Gill- Schlitze (85) aufweist, die in Seiten (40) des Abgaskanals (24), zwischen denen sich die Sperrer (34, 36, 38) erstrecken, an­ geordnet sind und die Kühlluft (32) empfangen und an den inneren Oberflächen der Kanalseiten (40) entlangleiten.