DE69103870T2

DE69103870T2 - Variable Schubduse für einen Strahlmotor.

Info

Publication number: DE69103870T2
Application number: DE69103870T
Authority: DE
Inventors: Etienne Fage
Original assignee: CONCEPTION AERONAUTIQUE DU SUD
Current assignee: CONCEPTION AERONAUTIQUE DU SUD
Priority date: 1990-11-28
Filing date: 1991-11-21
Publication date: 1995-04-20
Anticipated expiration: 2011-11-22
Also published as: DE69103870D1; US5211008A; FR2669679B1; EP0488453A1; EP0488453B1; FR2669679A1; CA2056054A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Ausstoßdüse mit variablem Austrittsquerschnitt für einen Strahlmotor. Sie betrifft insbesondere eine Mitteldüse zum Ausstoß heißer Gase für einen Strahlmotor mit getrennten Strömen, bei dem die periphere Düse zum Ausstoß kalter Gase mit einer Schubumlenkeinrichtung versehen ist. Die Erfindung erstreckt sich auf mit einer solchen Düse ausgestattete Strahlmotoren.
Bekanntlich sind zwecks Verkürzung des Anhalteweges eines Strahlmotors bzw. zur Erhöhung der Bremssicherheit auf einer feuchten oder vereisten Piste Flugzeugstrahlmotoren gegenwärtig mit einer Schubumlenkeinrichtung ausgestattet, die den Schub umkehrt und einen bremsenden Gegenschub erzeugt.
Bei einem Strahlmotor mit getrennten Strömen ist diese Schubumlenkeinrichtung an der peripheren Düse zum Ausstoß kalter Gase angeordnet, da es sich infolge der hohen Temperatur des die Mitteldüse zum Ausstoß heißer Gase durchsetzenden Stromes als unpraktisch erwiesen hat, eine solche Einrichtung in der besagten Mitteldüse in Betrieb zu erhalten. Unter diesen Bedingungen wirkt sich die Umkehrung des Schubs nur auf den kalten Strom aus, und der erzielte Totalgegenschub (der Unterschied zwischen dem durch den kalten Strom entwickelten Gegenschub und dem durch den heißen Strom entwickelten direkten Schub) bleibt gering, und zwar beläuft er sich im allgemeinen auf etwa 15 bis 20 % des Gesamtschubs bei Direktstrahlbetrieb.
Des weiteren ist bei heißem Wetter die Geschwindigkeit des Heißgasgenerators durch die höchst zulässige Gastemperatur begrenzt und der Motor muß mit verringerter Drehzahl betrieben werden, um Übertemperaturen zu vermeiden; dies hat zur Folge, daß der Schub erheblich verringert wird, was in der Startphase einen bedeutenden Nachteil bildet.
Die Patente US 3 797 785 und 3 829 020 beschreiben eine Ausstoßdüse mit gemischten Strömen, die in der Verlängerung der festen Düsenwand eine bewegliche Verkleidung umfaßt, die in der Lage ist, im Verhältnis zu dem Mittelkörper zurückzuweichen, um den Austritt zu vergrößern; beim Landen macht die Verlagerung dieser Verkleidung die Schubumlenker aktionsbereit. Eine solche Einrichtung, die in den Strom tauchende mechanische Bauelemente umfaßt, ist bei einer Mischstromdüse, bei der die Temperaturen relativ mäßig sind, zulässig, nicht aber bei einer mittleren Schubdüse mit getrennten Strömen, da, wie bereits erwähnt, im Kern des heißen Stromes hohe Temperaturen vorherrschen. Außerdem bedingt die in diesem Patent beschriebene Einrichtung Unregelmäßigkeiten in der Innenwand der Düse, die bei Direktstrahlbetrieb für die Leistung nachteilig sind und Gefahren des Entweichens von Gasen mitführen. Des weiteren kommt eine solche Einrichtung nicht in Frage, wenn kein mittlerer Rückstoßkörper vorhanden ist, der sich über den Düsenaustritt hinaus erstreckt.
Außerdem sind in den Patenten US 4 807 434 und FR 2 349 738 Schubumlenksysteme beschrieben, die an der peripheren Düse für den Ausstoß kalter Gase eines Strahlmotors mit getrennten Strömen angeordnet sind. Diese Systeme umfassen einen in Axialrichtung verschiebbaren Teil, der mit den Schubumlenkern in Verbindung steht oder in der hinteren Lage als Schubumlenker wirkt. Aus den bereits genannten Gründen eignen sich diese Systeme jedoch nicht für eine Mitteldüse zum Ausstoß des heißen Stromes eines Strahlmotors mit getrennten Strömen.
Des weiteren beschreibt das Patent FR 1 458 200 eine Düse mit Mittelkörper, die eine zylindrische hintere Hülle umfaßt, welche im Verhältnis zu dem Mittelkörper in axialer Richtung beweglich ist, um Änderungen des Querschnitts zu bewirken. Eine solche Einrichtung eignet sich aber nur für Düsen mit Mittelkörper.
Die vorliegende Erfindung hat das Ziel, die Nachteile der bekannten Einrichtungen zu beheben und eine neue Ausstoßdüse für einen Strahlmotor zu bieten, die es gestattet, den Gasaustrittsguerschnitt zu variieren. Durch die Erfindung soll insbesondere Vergrößerung des Austrittsquerschnitts einer Mitteldüse für heiße Gase ermöglicht werden, indem alle durch Leckgefahren oder hohe Temperaturen im Kern dieser Gase bedingten Schwierigkeiten ausgeschaltet werden.
Ein Ziel der Erfindung besteht somit darin, bei einem Strahlmotor mit getrennten Strömen eine Verringerung des Heißstrahlschubs zu gewährleisten, wenn die Schubumlenker auf den Kaltstrahl geschaltet sind, um einen viel höheren Totalgegenschub zu erzielen als bei den bekannten Strahlmotoren mit getrennten Strömen.
Nach einem weiteren Ziel der Erfindung soll ermöglicht werden, bei Direktstrahlbetrieb unter gewissen Flugbedingungen einen erhöhten Schub zu erzielen, besonders bei heißem Wetter in der Startphase.
Nach einem weiteren Ziel soll Vergrößerung des Austrittsquerschnitts ermöglicht werden, und zwar sowohl bei Strahlmotoren mit einem Mittelkörper, der sich bis an die Düse erstreckt und aus dieser austritt, als auch bei Strahlmotoren ohne einen solchen austretenden Mittelkörper.
Demzufolge ist die erfindungsgemäße Ausstoßdüse der eine feste Wand aufweisenden Art, wobei sich die Innenverkleidung der besagten Wand auf den Düsenaustritt zu verjüngt, und zwar ist die besagte Ausstoßdüse dadurch gekennzeichnet, daß sie die folgenden Teile umfaßt:
- eine rings um die Innenverkleidung angeordnete, axial bewegliche ringförmige Hülle, die einen durch die feste Düsenwand geführten vorderen zylindrischen Abschnitt umfaßt, sowie einen hinteren Abschnitt von sich auf den Düsenaustritt zu verjüngender Form, wobei das Ende des besagten hinteren Abschnitts einen Durchmesser aufweist, der größer ist als der des Austrittsquerschnitts der Innenverkleidung,
- Mittel zum axialen Verschieben der beweglichen Hülle, die ringsum und außerhalb der Innenverkleidung angeordnet und so beschaffen sind, daß sie Bewegung der besagten Hülle in axialer Richtung zwischen einer vorderen Lage, in der die Hülle völlig um die Innenverkleidung herum zurückgezogen ist, und einer hinteren Lage, in der das hintere Ende der Hülle hinter dem Austrittsabschnitt der inneren Verkleidung angeordnet ist, gestatten,
- einen halbflexiblen Ring zum Verbinden der beweglichen Hülle mit der festen Innenverkleidung, wobei der besagte halbflexible Ring mit der Hülle so verbunden ist, daß er sich gemeinsam mit dieser verschiebt und rings um die Innenverkleidung elastisch angelegt wird, so daß er während seiner Verschiebung mit der Außenfläche der besagten Innenverkleidung in Kontakt bleibt.
In der vorderen Lage sind die bewegliche Hülle und ihre Verschiebungsmittel somit vollkommen um die Innenverkleidung der Düse zurückgezogen und an deren Innenform und Kontinuität völlig angepaßt; der Strom wird auf keine Weise gestört, während andererseits kein mechanisches Bauelement in das Innere des Stromes taucht, so daß die Erfindung ohne besondere Schwierigkeit für Heißstromdüsen und insbesondere Mitteldüsen von Strahlmotoren mit getrennten Strömen in Frage kommt. Der Rückstoß der Hülle, der bewirkt, daß diese nach hinten hin und um die feste Innenverkleidung herum herausragt, hat eine Vergrößerung des Gasaustrittsquerschnitts zur Folge und ermöglicht es, diesen an die geplante Flugphase anzupassen, wobei diese, wie nachstehend ersichtlich ist, die Schubumlenkphase sein kann, in der die Vergrößerung des Querschnitts bei der gegebenen Motordrehzahl eine Verringerung des Direktstrahlschubs bewirkt, oder, insbesondere bei heißem Wetter, die Startphase, in der die Vergrößerung des Querschnitts Senkung der Heißgastemperatur bewirkt, so daß die Geschwindigkeit des Heißgasgenerators (bis zur Wiederherstellung einer Temperatur im Bereiche der höchst zulässigen Temperatur) erhöht werden kann, was eine momentane Erhöhung des Schubs gewährleistet. Der halbflexible Ring, der insbesondere eine Mehrzahl von festen Abschnitten am hinteren Ende der beweglichen Hülle umfassen kann, gewährleistet die Kontinuität der Düseninnenfläche, wenn die bewegliche Verkleidung in die hintere Lage gelangt. Diese Anordnung ist ganz besonders nützlich, wenn durch die Vergrößerung des Querschnitts eine Erhöhung des Schubs bei Direktstrahlbetrieb (Startphase bei heißem Wetter) angestrebt wird, da sie die durch Störung des Stromes zwischen dem Austritt der Innenverkleidung und dem hinteren Ende der beweglichen Hülle bedingten Verluste ausschaltet.
Falls andererseits durch Vergrößerung des Querschnitts eine Verringerung des Schubs der heißen Gase angestrebt wird (Schubumlenkphase unter Kaltstrahlbetrieb), tragen in dem heißen Strom bewirkte Störungen dazu bei, daß der durch den besagten heißen Strom bedingte Schub verringert wird. Nach einem anderen Merkmal der Erfindung kann die Innenverkleidung der Düse in diesem Falle Austrittsöffnungen und Mittel zum Verschließen der besagten Öffnungen umfassen; diese Mittel sind so angeordnet, daß sie die Öffnungen öffnen, wenn die bewegliche Hülle in eine vorgegebene hintere Lage gelangt, die der Schubumlenklage entspricht.
Bei einer Ausführungsform, die es gestattet, die verschiedenen Betriebsbedingungen zu optimieren, sind die bewegliche Hülle und deren Verschiebungsmittel somit so beschaffen, daß sie das Einstellen der besagten Hülle in drei Lagen gestatten:
. eine vordere Lage, die sogenannte Reiselage, in der die Hülle rings um die Innenverkleidung vollkommen zurückgezogen ist,
. eine hintere Zwischenlage, die sogenannte Direktstrahllage, in der die Hülle sich hinter der Innenverkleidung hinausgeht und eine Vergrößerung des Austrittsguerschnitts zwischen 5% und 15% bewirkt, wobei die Austrittsöffnungen durch die Verschlußmittel völlig verschlossen bleiben,
. eine hintere Endlage, die sogenannte Umlenklage, in der sich die Hülle hinter der vorstehend genannten Lage befindet und eine Vergrößerung des Austrittsquerschnitts zwischen 8% und 20% bewirkt, wobei die Austrittsöffnungen völlig geöffnet sind.
Die Erfindung eignet sich für Düsen ohne inneren Mittelkörper: Die Vergrößerung des Austrittsquerschnitts ist hierbei durch den größten Durchmesser des hinteren Endes der beweglichen Hülle im Verhältnis zu dem des Austritts der festen Verkleidung bedingt; in diesem Falle wird der Durchmesser des hinteren Hüllenendes erheblich größer gewählt als der des Verkleidungsaustritts, um die gewünschte Vergrößerung des Querschnitts zu gewährleisten.
Die Erfindung eignet sich auch für Düsen mit einem Mittelkörper, der dem Austritt der festen Verkleidung gegenüber einen sich verjüngenden Abschnitt umfaßt; der Rückstoß der beweglichen Hülle bewirkt somit eine Vergrößerung des Austrittsquerschnitts, die mindestens teilweise auf die Verengung des Mittelkörpers zurückzuführen ist. In diesem Falle kann der Durchmesser des hinteren Endes der beweglichen Hülle dem des Ausgangs der festen Verkleidung nahe sein.
Andere Merkmale, Ziele und Vorteile der Erfindung werden aus der nachstehenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen hervorgehen, die als nicht einschränkendes Beispiel eine Ausführungsform und eine Variante davon darstellen; die Bilder in diesen Zeichnungen haben folgende Bedeutung:
- Bild 1 ist ein schematischer Teilschnitt durch zwei Längsebenen PP' einer erfindungsgemäßen Düse der Art mit einem langen, kegelförmigen Mittelkörper,
- Bild 2 ist ein Querschnitt davon durch eine Ebene T,
- Bild 3 ist eine perspektivische schematische Ansicht der besagten Düse, teilweise in Schnittperspektive,
- Bild 4 ist eine perspektivische Teilansicht eines der Antriebs-Schneckenmechanismen,
- Bilder 5a, 5b und 5c sind Teilquerschnitte des besagten Antriebsmechanismus, und zwar in der vorderen Reiselage, in der hinteren Zwischenlage, der sogenannten Direktstrahllage, bzw. in der hinteren Endlage, der sogenannten Umlenklage,
- Bilder 6a, 6b und 6c sind Teilquerschnitte einer der Verschlußklappen und zwar jeweils in einer der drei vorstehend genannten Lagen,
- Bilder 7a, 7b und 7c sind Teilschnitte des Düsenendes, und zwar jeweils in einer der drei vorstehend genannten Lagen,
- Bilder 8a, 8b und 8c sind schließlich teilweise Längsschnitte in schematischer Form einer Düsenvariante in jeweils einer der drei vorstehend genannten Lagen.
Die als Beispiel in den Bildern 1 bis 7 dargestellte Düse ist eine Mitteldüse eines Strahlmotors mit getrennten Strömen und für den Ausstoß nach hinten der heißen Gase aus dem Strahlmotor bestimmt. Der Strahlmotor ist auf herkömmliche Weise mit einem Mittelkörper 1 ausgestattet, der mit einem sich verjüngenden konischen Abschnitt 1a aus der Mitteldüse austritt, sowie mit einer peripheren Düse für den Ausstoß kalter Gase (nicht dargestellt) mit einem Schubumlenksystem, das Umlenkung des Strahls zwecks Bewirkung eines bremsenden Gegenschubs gestattet.
Die Erfindung hat im wesentlichen das Ziel, einerseits den Schub der durch die Mitteldüse ausgestoßenen heißen Gase während der Schubumlenkphase zu verringern und andererseits eine Erhöhung des Gesamtschubs der heißen und kalten Gase in der Startphase bei heißem Wetter zu ermöglichen.
Die Mitteldüse ist an ihrer Peripherie auf herkömmliche Weise durch eine feste ringförmige Wand begrenzt, die sich aus einer Innenverkleidung 2 und einer Außenverkleidung 3, welche mit der besagten Innenverkleidung in dem oberen Abschnitt der Düse ein ringförmiges Gehäuse bildet, zusammensetzt. Die Innenverkleidung 2 ist durch einen hinteren Abschnitt 2a von sich auf den Düsenaustritt zu verjüngender Form verlängert.
Rings um die Innenverkleidung 2 ist die Düse mit einer ringförmigen Hülle 4 versehen, die einen vorderen zylindrischen Abschnitt 4a und einen hinteren Abschnitt 4b von sich auf den Düsenaustritt zu verjüngender konischer Form umfaßt. An ihrem vorderen zylindrischen Abschnitt wird die besagte Hülle, deren Querschnitt kreisförmig ist, durch die feste Düsenwand mit Hilfe von rings um die Düse verteilten Führungssystemen so geführt, daß sie parallel zu der Längsachse der Düse verschiebbar ist.
Jedes Führungssystem umfaßt in dem Beispiel Rollen wie 5, die rings um die Innenverkleidung angeordnet und mit dieser fest verbunden sind, sowie eine Schiene 6, die mit der Hülle 4 in fester Verbindung steht; des weiteren wird ein mit der Hülle 4 fest verbundener Schuh 7 durch einen mit der Außenverkleidung 3 verbundenen Abschnitt der zylindrischen Wand 3a geführt.
Das Ende des hinteren Hüllenabschnitts 4b hat einen Durchmesser, der etwas größer ist als der Durchmesser des Austrittsquerschnitts der Innenverkleidung. Ein halbflexibler Ring 8, der eine Mehrzahl von Abschnitten wie 8a umfaßt, ist am Ende der Hülle fest angebracht, so daß er zwischen dieser und der Innenverkleidung 2 eine Verbindung herstellt.
Dank der Elastizität des Werkstoffs, aus dem er besteht, und seiner in Abschnitte unterteilten Struktur ist dieser Ring in der Lage, sich rings um die Innenverkleidung 2 elastisch anzulegen und während der Verschiebung der Hülle mit der Außenfläche der besagten Innenverkleidung in Kontakt zu bleiben; in dem Beispiel bildet der besagte Ring einen bogenförmigen oberen Abschnitt 8a, auf den ein divergenter konischer Abschnitt 8b folgt.
Die bewegliche Hülle 4 und deren halbflexibler Ring 8 können somit die in den Bildern 7a, 7b und 7c schematisch dargestellten Lagen einnehmen:
- eine vordere Lage, in der das hintere Ende der Hülle 4 um die Innenverkleidung 2 herum im Bereiche ihres Austrittsabschnitts zurückgezogen und der halbflexible Ring 8 zwischen der Hülle und der Innenverkleidung eingepreßt ist (Bild 7a),
- eine hintere Zwischenlage, in der der bogenförmige Abschnitt 8a des Ringes sich im wesentlichen mit dem Austrittsabschnitt der Innenverkleidung deckt (Bild 7b),
- eine hintere Endlage, die dem maximalen Rückstoß der Hülle 4 und des halbflexiblen Ringes 8 entspricht.
Die Verschiebung der Hülle 4 wird durch eine flexible Drehwelle 9 gewährleistet, die innerhalb des Gehäuses, das die Innenverkleidung 2 gemeinsam mit der Außenverkleidung 3 abgrenzt, rings um die Innenverkleidung 2 angeordnet ist. Diese flexible Welle wird durch ein Untersetzungsgetriebe 10 drehend angetrieben, wobei sich das besagte Untersetzungsgetriebe im oberen Teil der Düse befindet und z.B. an dem unteren Längsträger L des Strahlmotormastes angebracht sein kann.
Entlang der flexiblen Drehwelle 9 sind mehrere Schneckenmechanismen wie M verteilt, um den Antrieb der Hülle 4 zu gewährleisten.
Jeder dieser Mechanismen ist mit dem in den Bildern 5a, 5b, 5c in Teilansicht dargestellten Mechanismus identisch. Jeder Mechanismus umfaßt ein Getriebegehäuse 11, das innerhalb des Gehäuses fest montiert ist und die üblichen mechanischen Teile enthält, wobei diese mit der Drehwelle 9, einer Schnecke 12 und einem beweglichen Ausgangsschraubelement 13 in Eingriff stehen, welches mit der Hülle 4 fest verbunden ist, so daß es diese bei durch Drehung der Drehwelle 9 bedingter Drehung der Schnecken 12 in Axialrichtung verschiebt.
Des weiteren sind in der Innenverkleidung 2 in Winkellagen, die im Verhältnis zu den Lagen der Antriebsmechanismen M versetzt sind, Austrittsöffnungen wie 14 vorgesehen. Mit diesen Öffnungen stehen Verschlußmittel in Verbindung, die dazu dienen, die besagten Öffnungen zu verschließen und sie zu öffnen, wenn die bewegliche Hülle 4 die hintere Endlage erreicht.
Diese Verschlußmittel sind in Teilansicht in den Bildern 6a, 6b und 6c dargestellt, und zwar in der vorderen Reiselage, der hinteren Zwischenlage (Direktstrahllage) bzw. der hinteren Endlage (Schubumkehrlage).
Mit jeder Öffnung 14 steht eine dichte Schwenkklappe 15 in Verbindung, die an einer Spindel 16 angeordnet und durch elastische Mittel wie die Feder 17 auf die Schließlage zu gepreßt wird. Ein Kurvenstück 18, das eine Rollbahn für eine mit der Klappe fest verbundene Rolle 19 bildet, gewährleistet das Öffnen der Klappe bei Rückstoß der Hülle 4, wenn diese die hintere Endlage erreicht. Außerdem werden dabei am hinteren Ende der Hülle vorgesehene Öffnungen 20 bloßgelegt, so daß Gas ins Freie entweichen kann.
In der normalen Flugphase (der den Bildern 5a, 6a und 7a entsprechenden Reiselage) ist die Hülle 8 völlig um die Innenverkleidung 2 herum zurückgezogen. Die Innenfläche der besagten Innenverkleidung ist kontinuierlich, und es taucht keinerlei Bauelement in den heißen Strom. Die Düse verhält sich wie eine herkömmliche Düse bei vorgegebenem wirksamem Querschnitt des Austritts (Unterschied zwischen dem Querschnitt der Innenverkleidung und dem Querschnitt des Mittelkörpers).
Bei heißem Wetter und in der Startphase kann der Flugzeugführer auf Rückstoß der Hülle schalten, um sie in die hintere Zwischenlage zu bringen (Bilder 6b, 7b, 8b). In dieser Lage ist die Düse verlängert, und ihr Austrittsquerschnitt ist einerseits durch den größeren Durchmesser des Hinterendes der Hülle 8 und andererseits infolge der Verengung des Mittelkörpers vergrößert. In praktischem Betrieb bewirkt eine Vergrößerung des Querschnitts zwischen 5 und 15% und insbesondere im Bereiche von 10% eine Verringerung der Heißgastemperatur bei vorgegebener Drehzahl; angesichts des Umstandes, daß diese Temperatur während dieser Flugphase den begrenzenden Faktor bildet, kann der Flugzeugführer somit die Motordrehzahl erhöhen, um die Temperatur wiederherzustellen und eine Erhöhung des Gesamtschubs um etwa 5% zu erzielen. Man beachte, daß die Innenfläche der Düse in dieser Lage bis zu dem Austrittsabschnitt kontinuierlich bleibt.
In der Schubumlenkphase bedingt die Steuerung der Schubumlenker der peripheren Düse durch den Flugzeugführer Rückstoß der Hülle 4 in ihre hintere Endlage. Man beachte, daß dieser Rückstoß durch die besagten Schubumlenker so gesteuert wird, daß er bei Direktstrahlbetrieb ausgeschlossen ist. Die Vergrößerung des Austrittsquerschnitts, die insbesondere zwischen 8 und 20% und vor allem etwa 12% ausmacht, bewirkt bei konstanter Motordrehzahl (konstanter Leistungsabgabe) eine Senkung der Temperatur der heißen Gase und deren Austrittsgeschwindigkeit und somit eine Verringerung des Direktschubs. Außerdem sind in diesem Zustand die Öffnungen 14 und 20 geöffnet, und diese Durchsatzstörung bedingt eine weitere Verringerung des Heißstromschubs.
Es ist somit möglich, den Einfluß des Heißgasschubs in der Umlenkphase erheblich einzuschränken, so daß ein bedeutend besserer Gegenschub erzielt wird als bei den bekannten Strahlmotoren.
Die Bilder 8a, 8b, 8c stellen eine Düsenvariante in der vorderen Lage (Reiselage), in der hinteren Zwischenlage (Direktstrahllage) bzw. in der hinteren Endlage (Schubumlenklage) dar.
Diese Variante ist für einen Strahlmotor mit kurzem (nicht vorspringendem) Mittelkörper gedacht. Die verschiedenen Einrichtungen der Düse sind den zuvor beschriebenen Einrichtungen ähnlich, doch in diesem Falle ist die bewegliche Hülle 4' so geformt, daß ihr Enddurchmesser erheblich größer ist als der Querschnittsdurchmesser der Innenverkleidung; diese Hülle und ihre Verschiebungsmittel sind so angeordnet, daß sie in der vorderen Lage weiteren Rückzug um die Innenverkleidung gestatten, wie dies in Bild 8a schematisch dargestellt ist.
Die Vergrößerung des Austrittsquerschnitts ist in diesem Falle ausschließlich auf den vergrößerten Enddurchmesser der Hülle zurückzufuhren, und zwar sowohl in der hinteren Zwischenlage (Bild 8b) als auch in der hinteren Endlage (Bild 8c). Sie kann etwa 5 bis 15% betragen.

Claims

1/ - Ausstoßdüse mit variablem Austrittsquerschnitt für einen Strahlmotor, wobei die besagte Ausstoßdüse der Art mit einer eine Innenverkleidung (2) sich auf den Düsenaustritt zu verjüngender Form aufweisenden festen Wand ist, dadurch gekennzeichnet, daß sie die folgenden Teile umfaßt:

- eine rings um die Innenverkleidung (2) angeordnete, axial bewegliche ringförmige Hülle (4), die einen durch die feste Düsenwand geführten vorderen zylindrischen Abschnitt (4a) umfaßt, sowie einen hinteren Abschnitt (4b) von sich auf den Düsenaustritt zu verjüngender Form, wobei das Ende des besagten hinteren Abschnitts einen Durchmesser aufweist, der größer ist, als der des Austrittsabschnitts der Innenverkleidung,

- Mittel zum Führen und axialen Verschieben der beweglichen Hülle (5-7, 9-12), die rings um und außerhalb der Innenverkleidung (2) angeordnet und so beschaffen sind, daß sie Bewegung der besagten Hülle in axialer Richtung zwischen einer vorderen Lage, in der die Hülle völlig um die Innenverkleidung herum zurückgezogen ist, und einer hinteren Lage, in der das hintere Ende der Hülle hinter dem Austrittsabschnitt der inneren Verkleidung angeordnet ist, gestatten,

- einen halbflexiblen Ring (8) zum Verbinden der beweglichen Hülle (4) und der festen Innenverkleidung (2), wobei der besagte halbflexible Ring mit der Hülle so verbunden ist, daß er sich gemeinsam mit dieser verschiebt und rings um die Innenverkleidung elastisch angelegt wird, so daß er während seiner Verschiebung mit der Außenfläche der besagten Innenverkleidung in Kontakt bleibt.

2/ - Ausstoßdüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der halbflexible Ring (8) eine Mehrzahl von Abschnitten (8a) umfaßt, die an dem hinteren Ende der beweglichen Hülle (4) rings um die besagte bewegliche Hülle befestigt sind.

3/ - Ausstoßdüse nach einem der Ansprüche 1 oder 2, bei der die feste Wand die vorstehend genannte Innenverkleidung (2) sowie eine Außenverkleidung (3) umfaßt, die gemeinsam mit der besagten Innenverkleidung in dem vorderen Bereich der Düse ein ringförmiges Gehäuse bildet, dadurch gekennzeichnet, daß die bewegliche Hülle (4) durch rings um die Innenverkleidung verteilte und in dem besagten ringförmigen Gehäuse eingebaute Führungseinrichtungen (5-7) geführt wird, wobei die Mittel für axiale Verschiebung ihrerseits in dem ringförmigen Gehäuse eingebaut sind.

4/ - Ausstoßdüse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel für axiale Verschiebung eine rings um die Innenverkleidung (2) in dem besagten Gehäuse angeordnete flexible Drehwelle (9), ein Untersetzungsgetriebe (10) für drehenden Antrieb der besagten flexiblen Drehwelle und mehrere entlang der flexiblen Drehwelle verteilte Schneckenmechanismen (12) umfassen, wobei jeder Mechanismus ein mit dem Gehäuse in Verbindung stehendes Getriebegehäuse (11) und einen mit der Hülle (4) fest verbundenen beweglichen Ausgang (13) umfaßt, um die besagte Hülle infolge der Drehung der flexiblen Drehwelle axial zu verschieben.

5/ - Mitteldüse zum Ausstoß heißer Gase nach einem der Ansprüche 1 bis 4 für einen Strahlmotor mit getrennten Strömen, um auf Befehl gesteuerte Vergrößerung des Austrittsguerschnitts für heiße Gase zu gestatten.

6/ - Düse nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenverkleidung (2) Austrittsöffnungen (14) und Mittel zum Verschluß der besagten Öffnungen (15-19) umfaßt, die so angeordnet sind, daß sie die besagten Austrittsöffnungen öffnen, wenn die bewegliche Hülle (4) in eine vorbestimmte hintere Lage gelangt.

7/ - Ausstoßdüse nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschlußmittel schwenkbare dichte Klappen (15), elastische Mittel (17), die jede Klappe an eine Austrittsöffnung (14) angepreßt halten, und ein mit der beweglichen Hülle in Verbindung stehendes Nockensystem (18,19) umfassen, wobei das besagte Nockensystem so beschaffen ist, daß es Öffnen der Klappen bewirkt, wenn die besagte Hülle in die vorstehend genannte hintere Lage gelangt.

8/ - Ausstoßdüse nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die bewegliche Hülle (4) in ihrem hinteren Abschnitt Öffnungen (20) umfaßt, die so angeordnet sind, daß sie bloßgelegt werden, wenn die besagte Hülle in die vorstehend genannte hintere Lage gelangt, um Entweichen der Gase nach außen hin zu bedingen.

9/ - Ausstoßdüse nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die bewegliche Hülle (4) und die Mittel für axiale Führung und Verschiebung so beschaffen sind, daß sie das Einstellen der besagten beweglichen Hülle in die folgenden drei Lagen gestatten:

. eine vordere Lage, die sogenannte Reiselage, in der die Hülle (4) rings um die Innenverkleidung (2) zurückgezogen ist,

. eine hintere zwischenlage, die sogenannte Direktstrahllage, in der die Hülle über das hintere Ende der Innenverkleidung hinausgeht und eine Vergrößerung des Austrittsquerschnitts zwischen 5% und 15% bewirkt, wobei die Austrittsöffnungen (14) durch die Verschlußmittel völlig verschlossen bleiben, während die Öffnungen (20) der Hülle bedeckt bleiben,

. eine hintere Endlage, die sogenannte Umlenklage, in der sich die Hülle hinter der vorstehend genannten Lage befindet und eine Vergrößerung des Austrittsquerschnitts zwischen 8% und 20% bewirkt, wobei die Austrittsöffnungen (14) völlig geöffnet und die Öffnungen (20) bloßgelegt sind.

10/ - Ausstoßdüse nach Anspruch 9 für einen Strahlmotor mit einem Mittelkörper (1), der sich in axialer Richtung der besagten Düse erstreckt, wobei sich der Austrittsabschnitt der Düse gegenüber dem sich verjüngenden Abschnitt (1a) des besagten Mittelkörpers befindet, so daß Rückstoß der beweglichen Hülle (4) eine Vergrößerung des Austrittsquerschnitts bewirkt, die mindestens teilweise auf den Rückzug des Mittelkörpers zurückzuführen ist.

11/ - Strahlmotor mit getrennten Strömen, umfassend eine periphere Düse für den Ausstoß kalter Gase, die mit einem Schubumlenksystem in Verbindung steht, sowie einer Mitteldüse für den Ausstoß heißer Gase nach einem der Ansprüche 5 bis 10.