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Vorrichtung zum Ablenken eines Strahles, insbesondere des Strahles
eines Rückstoßantriebes Es sind bereits Vorrichtungen zum Ablenken eines durch ein
Rohr strömenden Mediumstrahles, insbesondere eines von einem Rückstoßantrieb erzeugten
Strahles vorgeschlagen worden, und diese Vorrichtungen umfassen die Kombination
von Mitteln, ,die in dem Strahl Kräfte erzeugen, welche den Strahl von seiner normalen
Strömungsrichtung abzudrängen suchen, und einem System von zweckentsprechend gekrümmten
Kanälen, die am Umfang der normalen Bahn des Strahles angeordnet sind und dazu dienen"
den Strahl zu führen und den gewünschten Winkelbetrag der Ablenkung herbeizuführen,
sobald diese eingeleitet worden ist. Diese Kanäle werden meistens von einem Schaufelgitter
gebildet, dessen Schaufeln hintereinander um die normale Bahn des Strahles herum
angeordnet sind.
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Die Herstellung und die Anbringung dieser Schaufelgitter führen jedoch
zu praktischen Schwierigkeiten, die einerseits den guten Wirkungsgrad des Triebwerkes
im normalen Betrieb und andererseits die Erzielung eines Schaufelwerkes betreffen,
welches eine hohe mechanische Festigkeit bei geringem Gewicht besitzt.
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Gemäß der Erfindung sind die Schaufeln, durch vorzugsweise aus Stahl
von hoher Festigkeit
bestehenden Zugsrtangen gehaltem und die Schaufeln
mit Abstandsstücken, welche die Schaufeln voneinander trennen, abwechselnd längs
dieser Zugstangen aneinandergereiht, die ihrerseits am Ende des Triebwerkes befestigt
sind, so daß die Zugstangen unter der Wirkung des Schubs. des abgelenkten Strahles
auf Zug beansprucht werden.
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Es- ist vorteilhaft, den Zugstangen einen geringen Durchmesser zu
geben, der höchstens gleich 1/4 der Höhe der Schaufeln ist, indem, die Zugstangen
in einer gewünschten Anzahl vorgesehen und rings um die Düse verteilt werden, so
d'aß dem gesamten Aufbau eine hohe Steifigkeit erteilt wird.
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Die Erfindung ist von allgemeiner Bedeutung, und sie ist nicht nur
auf Ablenkvorrichtungen anwendbar, die mit festen oder von einem gasförmigen. Medium
gebildeten Hindernissen arbeiten, , welche in einem Teil des Düsenquerschnittes
zum Vorstehen gebracht lyzw. erzeugt werden, sondern auch auf Vorrichtungen, anwendbar,
bei. welchen die die Ablenkung einleitende Kraft in beliebiger Weise erzeugt und
beispielsweise von einer auf die Gase des Strahles ausgeübten -Zentrifuga1wrkung
abgeleitet sein kann.
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Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung beispielsweise
näher erläutert..
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Fig. i ist ein axialer Halbschnitt, welcher .den hinteren Teil der
Düse eines Rückstoßtriebwerkes und ein Ablenkschaufelgitter gemäß einer Ausführungsform
der Erfindung darstellt; Fig. 2 ist eine Rückansicht auf das Schaufelgitter und
die Düse; Fig. 3 stellt eine abgeänderte Art der Befestigung der Zugstangen dar.
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In Fig. i ist mit i der hintere Teil .der Düse eines Rückstoßtriebwerkes,
mit 2 die innere Wandung dieser Düse (die in dem dargestellten Beispiel als Umdrehungskörper
wiedergegeben isst) und mit 3 die .Außenhaut ,des Triebwerkes bezeichnet. Zu beiden
Seiten der Ebene, die durch die Achse A-A der Düse hirndurc'hgeht und senkrecht
auf der Zeichen-ebene steht, sind symmetrisch zwei profilierte klingenartige Stäbe
4,,1! angeordnet, die parallel -zueinander liegen und' an ihren, Enden in Trägern
5 schwenkbar gelagert sind, welche am Ende der Düse an zwei sich .diametral gegenüberliegenden
Stellen befestigt sind.
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Die Schwenkachsen 'dieser profilierten Stäbe 4, 4' können miteinander
durch zwei Ritzel derart verbunden sein, daß die Stäbe um gleiche Winkel in entgegengesetzter
Richtung verschwenkbar sind. Die Stäbe 4, 4 'können vom Piloten mittels einer nicht
dargestelltem Steuervorrichtung entweder in die durch ausgezogene Linien dargestellte
Lage oder in -die durch strichpunktierte Linien dargestellte Lage gebracht werden.
In der durch ausgezogene Linien dargestellten Lage setzen die profilierten Stäbe
4, 4 dem Strahl einen kleinsten Widerstand entgegen,- und der Strahl verläßt die
Düse in normaler Richtung. Wenn sich dagegen die Stäbe in der durch strichpunktierte
Linien dargestellten Lage befinden, bilden sie für den Strom des Strahles ein Hindernis,.
und der Strahl wird zu beiden Seiten der durch die Achsen A-A hindurchgehenden diametralen
Ebene abgelenkt, wie dies durch den 'Pfeil, F angedeutet ist (es kann natürlich
auch irgendein anderes System von A'blerr'khindernissen verwendet werden). Hinter
der Düse befindet sich eine gebogene oder konvexe Fläche 6, die außerhalb der normalen
Bahn des Strahles liegt und derart gekrümmt ist, daß die Randzone der Ströme des
abgelenkten. Strahles sich an dieser Fläche abstützen; diese Fläche 6 erstreckt
sich bei 7 in der für die Ablenkung gewünschten Richtung nach außen: In der Zone
der beiden Ströme, welche der Strahl bildet, indem er sich öffnet und sich beiderseits
der diametralen Ebene A-A teilt, befindet sich eine Reihe von Schaufeln 8, die dazu
dienen, einerseits den abgelenkten Strahl in ebensoviel Teilströme zu unterteilen,
wie Zwischenräume zwischen den Schaufeln vorhanden sind, und andererseits jeden
dieser Teilströme zu führen und der Ablenkung des, Strahles den gewünschten Winkelwert
zu geben.
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Bei dem dargestellten Beispiel werden die Schaufeln 8 von kreisförmigem
Teilen gebildet, die durch Vertiefen von Ringen aus dünnem Blech erhalten -sind,
welche ihrerseits aus Blechtafeln ausgeschnitten worden sind, wobei die Kanten 9
der Schaufeln gerade gelassen öder abgerundet oder abgeschrägt werden können. Die
Schaufeln 8 sind derart dimensionierf, daß sie außerhalb des -in normaler Strömungsrichtung
aus der Düse austretenden Strahles liegen und sich somit der Umfangsteil des Strahles
nicht an. ihnen reiben kann und sie außerdem innerhalb des Luftstromes liegen, der
über das äußere Gehäuse 3 des Triebwerkes strömt. Die Schaufeln 8 haben eine Höhe
h (in @radialer Richtung zwisrlhen ihrem Außenrand und ihrem Innenrand gemessen),
die `kleiner als 11o des Durchmessers D der Ausgangsöffnung der Düse und vorzugsweise
-kleiner als sJloo dieses Durchmessers ist.
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Ferner ist der Zwischenraum i zwischen zwei äüfeinanderfolgenden Schaufeln
kleiner als die Höhe h.
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Auf diese Weise wird einenges, Gitter von geringem radialem. Raumbedarf
erhalten. Dieses Gitter kann konisch verlaufen', wie dies in. Fnrg. i dargestellt
ist, wobei der mittlere Durchmesser der Schaufeln vom Ende der Düse aus zunimmt.
Das Gitteikann .auch zylindrisch verlaufen..
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Die Schaufeln werden durch Zugstangen io aus Stahl von hoher Festigkeit
.gehalten, die beispielsweise von Abschnitten von Klaviersaitendraht gebildet werden
und rings um die Achse A-A der Düse nach den Erzeugenden eines Kegels oder eines
Zylinders, je nach der dem Schaufelgitter gegebenen . Form, verteilt sind. Diese
Zugstangen io sind durch in den Schaufeln 8 vorgesehene Öffnungen, und durch rohrförmige
Zwischenstücke i i hindurchgeführt, die mit den Schaufeln abwechseln und dazu dienen,
zwischen: den Schaufeln den gewünschten Abstand aufrechtzuerhalten. Die Zugstangen
io gehen -außerdem .,durch Öffnungen in dem Ablenkrand 6, 7, um diesen gleichfalls
zu befestigen, und durch.ein rohrföTmiges: Zwischenstück 12 hindurch,
welches
den Ablenkrand 6,7 in dem gewünschten Abstand von der Düse hält. Die Zugstangen
io sind bei 13 an ihrem der Düse benachbarten Ende mit Gewinde versehen und
durch eine Muffe 14 mit zwei gegenläufigen Gewinden mit Gewindebolzen 15 verbunden,
die bei 16 in die Düse geschraubt sind. Die Zugstangen io sind auch an ihrem gegenüberliegenden
Ende mit Gewinde versehen, um das Aufschrauben einer Mutter 17 (und gegebenenfalls
einer Gegenmutter 18) - zu ermöglichen und damit das Spannen der Zugstangen
und die Starrheit des gesamten Aufbaus zu gewährleisten.
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Bei der dargestellten Ausführungsform ist die Befestigung der Zugstangen
io hinter der Düse an der Wandung i9 eines ringförmigen Sammelraumes vorgenommen,
welcher mit der Förderseite des Luftverdichters des Triebwerkes verbunden ist und
einen ringförmigen Spalt 2o speist, welcher den Ausgangsquerschnkt der Düse ,durch
Gas-ein.schnürung zu regeln gestattet.
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Bei der in Fig. 3 wiedergegebenen abgeänderten Ausführungsform ist
jede Zugstänge io zu ihrer Befestigung an der Düse mit einem Gelenkstück 21 versehen,
das mit einem durchlochten Ansatz 22 zusammenwirkt, der an der Hinterseite der Düse
befestigt ist, wobei die Gelenkstücke 2i der verschiedenen Zugstangen und ihre zugehörigen
Ansätze 22 miteinander durch einen Stahldraht 23 vereinigt sind, der durch die Ansätze
und die Gelenkstücke hindurchgeführt ist.
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Wie aus Fig. i ersichtlich, ist ein Teil .der Schaufeln in der Nähe
der durch@die Achse A-A hindurchgehenden Ebene zu beiden Seiten dieser Ebene unterbrochen.
Diese Zone wird tatsächlich von dem abgelenkten Strahl nicht erreicht und zwar aus
dem Grunde, daß sich das Ablenlchindernis 4, 4' parallel zu der genannten Ebene
erstreckt. Die Unterbrechung der Schaufeln in diesem Teil liefert den Vorteil, daß
die Spurzone, die sich hinter dem Hindernis 4, q.' zu -bilden sucht, wenn sich dieses
in Ablenkstellung befindet, leichter mit Außenluft gespeist werden kann, wodurch
die Einleitung der Ablenkung erleichtert wird.
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Gemäß einer Abwandlung können die Schaufeln (oder einige von ihnen),
statt daß sie von einer gewissen Anzahl voneinander getrennter ringförmiger Teile
gebildet werden, auch aus einem einzigen Teil bestehen, welcher von einem Streifen
mit gekrümmtem Querschnitt gebildet wird, der zu einer zylindrischen oder kegeligen
Schraubenlinie aufgewickelt ist.