Verdichteranlage für Hreizluftstrahltriebwerke, insbesondere von Luftfahrzeugen
Die vorliegende Erfindung macht es sich zur Aufgabe, -eine Verdichteranlage für
Strahltriebwerke zu schaffen, die im BesonderenfolgendeAnforderungen erfüllt: rasches
Ansteigen der Schallgeschwindigkeitswerte in den einzelnen Stufen, besonders in
der ersten; großes Durchsatzgewicht im Bereich hoher Drehzahlen; größte Fördermenge
bei gegebenen Bauabmessungen; große Arbeitsaufnahmen oder größten Druck in möglichst
wenig Stufen; gute aerodynamische Luftführung; besten Wirkungsgrad.Compressor system for air jet engines, in particular for aircraft
The present invention makes it its task to provide a compressor system for
To create jet engines that meet the following requirements in particular:
Increase in the speed of sound in the individual stages, especially in
the first; large throughput weight in the range of high speeds; largest delivery rate
with given structural dimensions; large work shots or greatest pressure in as possible
few steps; good aerodynamic air flow; best efficiency.
Erfindungsgemäß wird die Verwendung mindestens einer diagonal durchströmten
Verdichterstufe vorgeschlagen. Zur Erreichung der oben angegebenen Forderungen wird
weiter vorgeschlagen, der diagonal durchströmten Stufe eine oder mehrere axial durchströmte
Stufen nachzuschalten, » wobei die Austrittsleitvorrichtung der diagonal
durchströmten
Stufe so ausgelegt ist, daß in der Strömung ein Restdrall verbleibt.According to the invention, the use of at least one flow is diagonal
Compressor stage proposed. In order to achieve the above requirements
further proposed that the diagonally flowed through stage one or more axially flowed through
Downstream stages, »the outlet guiding device being the diagonal
flowed through
Stage is designed so that a residual twist remains in the flow.
Gegenüber den bisher bekanntgewordenen, insbesondere den radial durchströmten
Verdichteranlagen für Heizluftstrahltriebwerke von Luftfahrzeugen hat die Erfindung
folgende Vorteile: Die Verwendung einer diagonal durchströmten Stufe ergibt eine
wesentlich bessere aerodynamische Luftführung als ein einfaches radial durchströmtes
Gebläse und damit bessere Wirkungsgrade. Die Vorteile der kleinsten Eintrittsfläche
bei hoher Drehzahl des radial durchströmten Gebläses bleiben jedoch erhalten, während
die scharfen Umlenkungen der Strömung vermieden werden. Durch die Auslegung der
der Diagonalstufe nachgeschalteten Austrittsleitvorrichtung derart, daß der Drall
der Strömung nur zum Teil herausgenommen wird, was mit gutem Diffusorwirkungsgrad
geschieht, ist es möglich, hohe, bisher nicht übliche Umfangsgeschwindigkeiten der
nachfolgenden axial durchströmten Stufe oder Stufen zu erreichen und dabei dennoch
unterhalb der kritischen Machschen Zahlen zu bleiben.Compared to those previously known, especially those with radial flow
The invention has compressor systems for hot air jet engines of aircraft
the following advantages: The use of a diagonal flow stage results in a
much better aerodynamic air flow than a simple radial air flow
Blower and thus better efficiency. The advantages of the smallest entry area
at high speed of the fan through which there is radial flow, however, are retained while
the sharp deflections of the flow are avoided. By interpreting the
the outlet guide device downstream of the diagonal step in such a way that the swirl
the flow is only partially removed, which means good diffuser efficiency
happens, it is possible to achieve high peripheral speeds not previously used
to achieve subsequent axial flow through stage or stages and yet
to stay below the critical Mach number.
Die Arbeitsaufnahme des auf die Diagonalstufe folgenden axial durchströmten
Rades ist hierbei durch die Machschen Zahlen begrenzt. Die gewählte zulässige Machsche
Zahl am Eintritt des axial durchströmten Laufrades .bedingt den Vordrall oder den
in der Abströmung des diagonal durchströmten Rades verbleibenden Restdrall. Der
Austrittsdrall des axial durchströmten Laufrades ist durch die Machsche Zahl am
Eintritt des auf dieses Rad folgenden Leitgitters gegeben.The start of work of the axially flowed through following the diagonal step
Rades is limited here by Mach numbers. The chosen permissible Machsche
Number at the inlet of the impeller through which there is axial flow
residual twist remaining in the outflow of the diagonally flowed wheel. Of the
The outlet swirl of the impeller through which there is axial flow is given by the Mach number am
Entry of the guide grille following this wheel.
Die CA-Werte und die entsprechenden Machschen Zahlen sind zweckmäßig
so zu wählen, daß diese für die größte auftretende Drehzahl noch tragbar sind. Durch
das Ansteigen der Temperatur in den einzelnen Verdichterstufen «-erden die die Arbeitsaufnahme
in Grenzen haltenden, mit der Veränderung der Gastemperaturen veränderlichen Schallgeschwindigkeitswerte
heraufgesetzt. Besonders mit Rücksicht auf diese an sich bekannte Erscheinung ist
die erfindungsgemäße Anlage von größtem Vorteil, da bei ihr ein erheblicher Temperaturanstieg
bereits in der ersten Stufe, d. h. in der vorgeschalteten diagonal durchströmten
Stufe, deren Arbeitsaufnahme der Arbeitsaufnahme von mindestens drei bis fünf axial
durchströmten Stufen entspricht, erfolgt, so daß in den folgenden axial durchströmten
Stufen höhere Geschwindigkeiten ermöglicht werden, ohne dabei auf überschallgeschwindigkeiten
übergehen zu müssen.The CA values and the corresponding Mach numbers are useful
to be chosen so that they are still acceptable for the highest speed that occurs. By
the rise in the temperature in the individual compressor stages "- ground the start of work
Sound velocity values that keep within limits and change with the change in gas temperatures
raised. Especially with regard to this known phenomenon
the system according to the invention of the greatest advantage, since it causes a considerable increase in temperature
already in the first stage, d. H. in the upstream diagonal flow
Stage whose start of work of at least three to five axial
corresponding to flowed-through stages, takes place, so that flowed through axially in the following
Levels of higher speeds are made possible without having to go down supersonic speeds
having to pass over.
Die Gasgeschwindigkeiten liegen deshalb bei einer Anordnung der Diagonalstufe
vor den Axialstufen wesentlich günstiger, d. h. höher als bei bereits vorgeschlagenen
Ausführungen von Strahltriebwerkverdichtern, bei denen die radial durchströmte Stufe
einer --Mehrzahl von axial durchströmten Stufen nachgeschaltet ist.The gas velocities are therefore with an arrangement of the diagonal step
Much cheaper before the axial stages, d. H. higher than those already proposed
Designs of jet engine compressors in which the radial flow stage
- a plurality of axially flow-through stages is connected downstream.
Durch die Verwendung höherer Gasgeschwindigkeiten und durch den obenerwähnten,
in der Abströmung der Diagonalstufe verbleibenden Restdrall ist es möglich, bei
den axial durchströmten Stufen eine ungewöhnlich hohe Arbeitsaufnahme zuzulassen.By using higher gas velocities and by the aforementioned,
residual twist remaining in the outflow of the diagonal step is possible at
allow the axially flowed-through stages to absorb an unusually high amount of work.
Die Leistung der erfindungsgemäßen Verdichteranlage kann noch dadurch
erhöht werden, daß durch Anordnung einer Vordrall erzeugenden Eintrittsleitvorrichtung
vor der diagonal durchströmten Stufe die Machsche Zahl beim Eintritt in diese Stufe
herabgesetzt wird.The performance of the compressor system according to the invention can still thereby
be increased that by arranging a pre-swirl generating inlet guide
in front of the diagonally flowed step, the Mach number when entering this step
is reduced.
Diese Eintrittsleitv orriclitung kann vorteilhaft umlaufend und gleichzeitig
als Vereisungsschutz ausgebildet werden. In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise
dargestellt. Die Abbildung zeigt im Längsschnitt eine erfindungsgemäße Verdichteranlage,
die aus einer diagonal durchströmten Stufe i und drei axial durchströmten Stufen
z, 3 und d. besteht. Die an die diagonal durchströmte Stufe anschließende Austrittsleitvorrichtung
ist mit 5 bezeichnet. 6, ; und 8 sind zwischen oder hinter den axial durchströmten
Stufen 2, 3 und d. angeordnete Leitgitter. 9 ist der Lufteintritt.This inlet guide can advantageously be circumferential and at the same time
be trained as anti-icing protection. In the drawing the invention is for example
shown. The figure shows a compressor system according to the invention in longitudinal section,
the one from a diagonally flowed through stage i and three axially flowed through stages
z, 3 and d. consists. The outlet guiding device following the diagonally flowed-through stage
is denoted by 5. 6,; and 8 are between or behind the axially flowed through
Levels 2, 3 and d. arranged guide grilles. 9 is the air inlet.