DE945893C

DE945893C - Device for deflecting the jets of recoil engines

Info

Publication number: DE945893C
Application number: DES40894A
Authority: DE
Inventors: Jean Henri Bertin
Original assignee: SNECMA SAS
Current assignee: Safran Aircraft Engines SAS
Priority date: 1953-09-21
Filing date: 1954-09-19
Publication date: 1956-07-19

Description

'Vorrichtung zum Ablenken der Strahlen von RückstoBtriebwerken Es sind bereits Vorrichtungen bekannt, die dazu dienen,, den aus der Düse eines Rückstoßtriebwerkes entweichenden Strahl abzulenken, um dadurch entweder eine Abbremsung des angetriebenen Fahrzeuges oder eine Änderuüg der Richtung des Schubs züm Steuern der Fahrtbewegungen herbeizuführen.'Device for deflecting the jets of recoil engines Es devices are already known which are used, the from the nozzle of a recoil engine deflect escaping beam, thereby either decelerating the driven Vehicle or a change in the direction of the thrust to control the travel movements bring about.

Zweck der Erfindung ist, solche Vorrichtungen derart zu verbessern, daß ihre Wirksamkeit erhöht wird.The purpose of the invention is to improve such devices in such a way that that their effectiveness is increased.

Gemäß der Erfindung ist die Bahn des abgelenkten Strahles durch Führungsorgane begrenzt, die sich parallel zu der Ebene erstrecken, die durch die Achse der Düse und die gewünschte Ablenkrichtung gegeben ist, damit die Divergenz der Stromfäden des abgelenkten Strahles herabgesetzt wird und dadurch der abgelenkte Strahl genügend zusammengedrängt und verengt bleibt, um einen beachtlichen Schub auszuüben, der entweder negativ sein kann (Gegenschub zum Bremsen) oder in eine beliebige Richtung in bezug auf die Achse des normalen Strahles geführt werden kann.According to the invention, the path of the deflected beam is through guide members which extend parallel to the plane passing through the axis of the nozzle and the desired deflection direction is given, so that the divergence of the current filaments of the deflected beam is reduced and thereby the deflected beam is sufficient compressed and constricted to exert a considerable boost, the can either be negative (counter-thrust to braking) or in any direction can be guided with respect to the axis of the normal beam.

Die Erfindung ist von besonderem Interesse in Verbindung mit Ablenkschaufelgittern, die gemäß früheren Vorschlägen der Anmelderin hinter der Düse am Umfang der normalen Strömungsbahn des Strahles angeordnet sind. Diese Schaufein, welche die normale Bahn des Strahles umgeben, suchen jedoch die Stromfäden des abgelenkten Strahles rings' um die Achse der Düse zu zerstreuen, und es ist daher von besonderer Wichtigkeit, dieses Divergieren des abgelenkten Strahles aus dem obengenannten Grund zu verringern.The invention is of particular interest in connection with diverter vane grids, according to earlier proposals by the applicant behind the nozzle on Perimeter of the normal flow path of the jet are arranged. This show which surround the normal path of the beam, however, seek the current filaments of the deflected The jet has to be scattered around the axis of the nozzle, and it is therefore of particular importance Importance, this diverging of the deflected beam for the above reason to reduce.

Bei dieser besonderen Ausführungsform der Erfindung können die Führungsorgane von verschiedenen Arten ebener öder profilierter Zwischenstücke gebildet werden, die zwischen den aufeinanderfolgenden Schaufeln angeordnet sind. Diese Schaufeln können, anstatt sich rings um die Bahn des normalen Strahles zu erstrecken, auf Ringabschnitte beschränkt sein, die auf der oder den Seiten angeordnet sind, auf welchen -die Ablenkung herbeigeführt werden soll, und dies erleichtert die Anbringung von die Strahlablenkung steuernden Körpern sowie den Eintritt von. Außenluft zur Speisung der Unterdruckzone, die sich zwischen den abgelenkten Teilströmen des Strahles zu bilden sucht.In this particular embodiment of the invention, the guide members are made up of different types of flat or profiled spacers, which are arranged between the successive blades. These shovels instead of extending around the path of the normal ray Be limited to ring sections that are arranged on the side or sides which -the distraction is to be caused, and this facilitates the installation of bodies controlling the beam deflection as well as the entry of. Outside air to Feeding of the negative pressure zone, which is located between the deflected partial flows of the jet seeks to form.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert.The invention is illustrated below with reference to the drawing, for example explained in more detail.

Fig. i ist ein axialer Halbschnitt durch den hinteren Teil einer Rückstoßdüse, die mit einer Ablenkvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ausgerüstet ist; Fig. 2 ist eine Hinteransicht der in Fig. i wiedergegebenen Düse mit Ablenkvorrichtung; Fig. 3 zeigt in vergrößertem Maßstab die Einzelheiten einer Schaufel mit den zugeordneten Führungsorganen, wobei das Ganze auf eine senkrecht zur Düsenachse stehende Ebene projiziert ist; Fig. 4 zeigt in Seitenansicht einen Teileines der Führungsorgane, das mehreren Schaufeln gemeinsam ist; Fig. 5 zeigt die Einzelheiten einer abgeänderten Ausführungsform, bei welcher getrennte Führungsorgane für die verschiedenen Zwischenräume zwischen den Schaufeln vorgesehen sind; Fig. 6 ist eine schaubildliche Darstellung des hinteren Teils einer Rückstoßdüse mit einer Ablenkt orrichtung gemäß einer abgeänderten Ausführungsform der Erfindung.Fig. I is an axial half section through the rear part of a thrust nozzle, equipped with a deflection device according to an embodiment of the invention is; Figure 2 is a rear view of the nozzle and deflector shown in Figure i; Fig. 3 shows on an enlarged scale the details of a blade with the associated Guide organs, the whole on a plane perpendicular to the nozzle axis is projected; Fig. 4 shows, in side view, part of one of the guide members, that is common to several blades; Fig. 5 shows the details of a modified one Embodiment in which separate guide organs for the various spaces are provided between the blades; Fig. 6 is a perspective view of the rear part of a thrust nozzle with a deflecting device according to a modified one Embodiment of the invention.

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 ist) und mit 3 die Außenhaut des Triebwerkes bezeichnet. Zu beiden Seiten der Ebene, die durch die Achse A-A der Düse hindurchgeht und senkrecht auf der Zeichenebene steht, sind symmetrisch, zwei profilierte klingenartige Stäbe 4, 4' 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.In Fig. I, i denotes the rear part of the nozzle of a recoil engine, with 2 the inner wall of this nozzle (which in the example shown as a body of revolution is reproduced) and with 3 denotes the outer skin of the engine. To both Sides of the plane passing through axis A-A of the nozzle and perpendicular to the plane of the drawing are symmetrical, two profiled blade-like rods 4, 4 'arranged, -which are parallel to one another and pivotable at their ends in supports 5 are stored, which at the end of the nozzle on two diametrically opposite Places are attached.

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 dargestellten Steuervorrichtung entweder in die durch ausgezogene Linien dargestellte Lage oder in die durch strichpunktierte Linie 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 die Pfeile F für die in Fig.i wiedergegebene Düsenhälfte angedeutet ist (es kann auch irgendein anderes System von Ablenkhindernüssen 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, befinden sich hintereinander angeordnete Schaufeln 8, die dazu dienen, einerseits den abgelenkten Strahl in ebenso viele 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.The pivot axes of these profiled rods 4, 4 can with each other be connected by two pinions in such a way that the rods are at equal angles in opposite directions Direction are pivotable. The rods 4, 4 'can not by the pilot by means of a control device shown either in the one shown by solid lines Position or be brought into the position shown by the dash-dotted line. The profiled bars set in the position shown by solid lines 4, 4 there is a slightest resistance to the beam, and the beam leaves the Nozzle in normal direction. If, on the other hand, the bars are in the dash-dotted line Lines are in the position shown, they form an obstacle to the flow of the beam, and the beam becomes diametrical on either side of the one passing through axes A-A Deflected plane, as indicated by the arrows F for the nozzle half shown in Fig.i is indicated (any other system of diversion barriers can also be used will). Behind the nozzle there is a curved or convex surface 6, the lies outside the normal path of the beam and is curved such that the Edge zone of the currents of the deflected beam are supported on this surface; these Surface 6 extends at 7 in the direction desired for the deflection Outside. In the zone of the two currents which the jet forms by opening and divides on both sides of the diametrical plane A-A, are located one behind the other arranged blades 8, which serve on the one hand the deflected beam in as well to subdivide many sub-streams, such as spaces between. the blades present are, and on the other hand to lead each of these partial currents and the deflection of the beam to give the desired angle value.

Bei dem dargestellten Beispiel werden die Schaufeln 8 von ruridstabförmigen Teilen gebildet, die durch Vertiefen von Ringabschnitten aus dünnem Blech erhalten sind, welche ihrerseits aus Blechtafeln ausgeschnitten worden sind. Diese Schaufeln 8 sind derart dimensioniert, daß sie einerseits außerhalb des in normaler Strömungsrichtung aus der Düse austretenden Strahles liegen, so daß sich der Umfangteil des Strahles nicht an ihnen reiben kann, und andererseits innerhalb des Luftstromes liegen, der über die Außenhaut 3 des Triebwerkes hinweggeht.In the example shown, the blades 8 are rod-shaped Parts formed obtained by deepening ring sections made of thin sheet metal which in turn have been cut out of sheet metal. These shovels 8 are dimensioned such that they are on the one hand outside of the normal flow direction from the jet emerging from the nozzle lie so that the peripheral part of the jet cannot rub against them, and on the other hand lie within the air flow that goes over the outer skin 3 of the engine.

Dieses Schaufelgitter kann konisch sein, wie dies in Fig. i wiedergegeben ist, wobei der Mittlere Durchmesser der Schaufeln vom Ende der Düse aus zunimmt. Das Gitter kann aber auch zylindrisch sein.This blade grille can be conical, as shown in FIG with the mean diameter of the blades increasing from the end of the nozzle. However, the grid can also be cylindrical.

Die Schaufeln 8 werden durch Drähte io aus Stahl von hoher Festigkeit gehalten, die 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 Drähte io sind durch in den Schaufeln 8 vorgesehene Öffnungen und durch rohrförmige Abstandstücke i i hindurchgeführt, die mit den Schaufeln abwechseln und dazu.dienen, zwischen den Schaufeln den gewünschten Abstand aufrechtzuerhalten. Die Drähte io gehen außerdem durch Öffnungen in dem Ablenkrand6, 7 hindurch, um diesen gleichfalls festzulegen, und ferner durch ein rohrförmiges Abstandstück 12 hindurch, welches den Ablenkrand 6, 7 in dem gewünschten Abstand von der Düse hält. Die Drähte io sind bei 13 an ihrem der Düse benachbarten Ende mit Gewinde versehen und durch eine mit zwei gegenläufigen Gewänden versehene Muffe 14 mit Gewindebolzen 15 verbunden, die bei 16 in die Düse geschraubt sind. Die Drähte 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 Drähte und die Starrheit des gesamten Aufbaues zu gewährleisten.The blades 8 are held by wires 10 made of high strength steel distributed around the axis AA of the nozzle along the generatrices of a cone or a cylinder, depending on the shape given to the blade grid. These wires io are passed through openings provided in the blades 8 and through tubular spacers ii which alternate with the blades and serve to maintain the desired spacing between the blades. The wires io also pass through openings in the deflecting rim 6, 7 in order to also fix it, and further through a tubular spacer 12 which keeps the deflecting rim 6, 7 at the desired distance from the nozzle. The wires io are provided with a thread at 13 at their end adjacent to the nozzle and are connected by a sleeve 14 provided with two opposing walls to threaded bolts 15 which are screwed into the nozzle at 16. The wires are also provided with a thread at their opposite end in order to enable a nut 17 (and possibly a lock nut 18) to be screwed on and thus to ensure the tensioning of the wires and the rigidity of the entire structure.

Bei der dargestellten Ausführungsform ist die Befestigung der Drähte io hinter der Düse an der Wandung i9 eines ringförmigen Sammelraumes vorgenommen, welcher mit der Druckseite des Luftverdichters des Triebwerkes verbunden ist und einen ringförmigen Spalt 20 speist, welcher den Ausgangsquerschnitt der Düse durch Gaseinschnürung zu regeln gestattet.In the illustrated embodiment, the fastening of the wires is io made behind the nozzle on the wall i9 of an annular collecting space, which is connected to the pressure side of the air compressor of the engine and an annular gap 20 feeds through the exit cross-section of the nozzle Allowed to regulate gas constriction.

Wenn sich die profilierten Stäbe 4, 4' in der Ablenkstellung befinden, die in Fig. i durch strichpunktierte Linie wiedergegeben ist, dann wird, wie dies bereits erwähnt wurde, eine Ablenkung des Strahles in zwei Teilströmen erhalten, die sich zu beiden Seiten der durch die Düsenachse A-A hindurchgehenden Ebene öffnen, wobei, wie dies aus Fig. 2 ersichtlich ist, die mittlere Richtung des einen dieser Teilströme dem Pfeil F1 und die mittlere Richtung des anderen Teilstromes dem entgegengesetzten Pfeil F; entspricht. Auf Grund der Umfangslage der Schaufeln suchen jedoch die Stromfäden dieserTeilströme des Strahles zu divergieren, wie dies in Fig. 2 durch die Pfeile F2, F3 bzw. F2', F3 angedeutet ist. Dieses Divergieren ist schädlich, weil es eine Verminderung der Strahlgeschwindigkeit und infolgedessen eine Herabsetzung des durch die Ablenkung herbeizuführenden Gegenschubs nach sich zieht.When the profiled bars 4, 4 'are in the deflection position, which is shown in Fig. i by one-dot chain line then becomes like this has already been mentioned, a deflection of the beam in two partial flows is obtained, which open on both sides of the plane passing through the nozzle axis A-A, as can be seen from FIG. 2, the mean direction of one of these Partial flows the arrow F1 and the middle direction of the other partial flow the opposite Arrow F; is equivalent to. Due to the circumferential position of the blades, however, the stream filaments seek these partial streams of the beam to diverge, as shown in Fig. 2 by the arrows F2, F3 or F2 ', F3 is indicated. This divergence is harmful because it is a Reduction of the jet speed and, as a result, a reduction in the through the distraction to be induced counter-thrust.

Bei der in den Fig. i und 2 wiedergebenen Ausführungsform wird dieser Nachteid durch die Anordnung von Führungsorganen 21 behoben, die parallel zueinander und parallel zu der Ablenkrichtung F1 bzw. F1' verlaufen. Jedes dieser Führungsorgane 21 wird, wie dies aus den Fig. 3 und 4 ersichtlich ist, von einem Blechstreifen gebildet, der zu einem Profil mit hohlem Querschnitt gebogen ist und der an seinen aneinanderstoßenden Rändern hei 22 verschweißt ist. Die die Führungsorgane 2i bildenden Blechstreifen sind mit Ausschnitten 23 (Fig. 4) versehen, in welche die Schaufeln 8 eingreifen. Die Führungsorgane umfassen die Abstandstücke i i und sind an diesen angeschweißt.In the embodiment shown in FIGS. I and 2, this is Night oath remedied by the arrangement of management organs 21, which are parallel to each other and run parallel to the deflection direction F1 or F1 '. Each of these governing bodies As can be seen from FIGS. 3 and 4, 21 is made of a sheet metal strip formed, which is bent into a profile with a hollow cross-section and at his butting edges is hot 22 welded. Those forming the governing bodies 2i Sheet metal strips are provided with cutouts 23 (Fig. 4) into which the blades 8 intervene. The guide organs include the spacers i i and are on them welded on.

Da die Divergenz der Teilströme des Strahles durch die Organe 21 unterdrückt wird, brauchen sich die Schaufeln nicht mehr über den ganzen Umfang des Strahles zu erstrecken. Es brauchen nur zwei ringabschnittförmige Schaufelgitter vorgesehen zu werden, dessen eines in Fig. 2 dargestellt ist. Diese ringabschnittförmigen Schaufelgitter liegen zu beiden Seiten der durch die Achse A-A hindurchgehenden Symmetrieebene, und jedes wird von zwei Metallplatten 24 begrenzt, die parallel zur Richtung F1 bzw. F1' verlaufen und an welchen die Enden der Schaufelabschnitte angeschweißt sind.Since the divergence of the partial currents of the beam through the organs 21 is suppressed the blades no longer need to extend over the entire circumference of the jet to extend. Only two blade grids in the shape of a segment of a ring need be provided one of which is shown in FIG. These annular section-shaped blade grids lie on both sides of the plane of symmetry passing through the axis A-A, and each is delimited by two metal plates 24 which are parallel to the direction F1 or F1 'and to which the ends of the blade sections are welded are.

Bei der in Fig. 5 wiedergegebenen abgeänderten Ausführungsform sind an Stelle der oben beschriebenen durchgehenden Organe 21, welche die verschiedenen Schaufeln miteinander verbinden, unterteilte Organe 21, vorgesehen, die jeweils nur einem der Zwischenräume zwischen zwei aufeinanderfolgenden Schaufeln 8 zugeordnet sind. Diese Organe 21Q sind ebenfalls aus kleinen Blechstreifen gebildet, die zu dem ,in Fig. 3 wiedergegebenen Profil gebogen sind, wobei jedes Organ ein zwischen zwei Schaufeln liegendes Abstandstück i i umgreift und an diesem angeschweißt ist.In the modified embodiment shown in FIG instead of the through organs 21 described above, which the various Connecting blades together, subdivided organs 21, provided, each assigned to only one of the spaces between two successive blades 8 are. These organs 21Q are also formed from small sheet metal strips, which to the, shown in Fig. 3 profile are curved, with each organ between two shovels lying spacer i encompasses i and is welded to this.

Bei. der in Fig. 6 wiedergegebenen abgeänderten Ausführungsform bilden die Schaufeln8 mit ebenen Zwischenplatten 24, die parallel zueinander und parallel zu der Richtung F1 bzw. F; verlaufen, welche man nach dem oben Gesagten für die Teilströme des Strahles zu erhalten wünscht, eine Art von Gittern mit senkrecht aufeinanderstehenden Stäben, von denen in Fig. 6 nur Teile dargestellt sind. Die Schaufeln können aus mehreren Teilen bestehen, deren Enden an den Zwischenplatten gib befestigt oder angeschweißt sind. Die Zwischenplatten 2Ib können aber auch Ausschnitte ähnlich den Ausschnitten 23 gemäß Fig. 4 aufweisen, in welche die Schaufeln eingreifen, die an den Zwischenplatten längs der Ränder der Ausschnitte angeschweißt sind.At. of the modified embodiment shown in FIG the blades 8 with flat intermediate plates 24 that are parallel to each other and parallel to the direction F1 or F; run, which one after the above for the Desires to receive partial streams of the beam, a kind of grids with perpendicular one on top of the other rods, of which only parts are shown in Fig. 6. the Blades can consist of several parts, the ends of which are attached to the intermediate plates give attached or welded. The intermediate plates 2Ib can, however, also cutouts similar to the cutouts 23 according to FIG. 4, in which the blades engage, which are welded to the intermediate plates along the edges of the cutouts.

Wie bereits eingangs erwähnt, erleichtern die Zwischenräume 25, die zwischen den beiden ringabschnittförmigen Schaufelgittern frei bleiben, die Anbringung der Ablenkstäbe 4, 4', und außerdem gestatten sie, daß die Außenluft leicht in die Unterdruckzone gelangt, die» sich zwischen den beiden Teilströmen des Strahles zu bilden sucht und der Trennung dieser Teilströme entgegenwirkt. Diese für die Ablenkung schädliche Wirkung wird durch den leichten Zutritt der Außenluft wirksam bekämpft.As already mentioned at the beginning, the spaces 25 facilitate the remain free between the two annular section-shaped blade grids, the attachment of the deflector rods 4, 4 ', and also allow the outside air to easily enter the Negative pressure zone arrives, which »is between the two partial streams of the jet seeks to form and counteracts the separation of these partial flows. This for the distraction harmful effects are effectively combated by the easy access of outside air.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Device for deflecting the jets of thrusters, characterized in that the path of the deflected jet is delimited by guide members which lie parallel to the plane defined by the axis of the nozzle and the desired direction of deflection so as to allow the divergence of the filaments of the deflected jet and thereby the deflected beam remains sufficiently densely packed to exert considerable thrust, which can either be negative (counter-thrust for braking) or can be directed in any direction with respect to the axis of the normal beam.

2. Device according to claim i, characterized in that the guide members for the deflected Beam combined with deflector vanes that are behind the nozzle on Perimeter of the normal flow path of the jet are arranged around the divergence of the stream filaments of the beam, which in the deflection period in the spaces between stepping on these shovels, reducing them.

3. Apparatus according to claim 2, characterized characterized in that the guide organs form flat or profiled intermediate pieces, those between the successive blades. are arranged.

4. Device according to claim 3, characterized in that the guide members, which extend over several Blades extend, are provided with cutouts; in which the blades engage.

5. Apparatus according to claim 3, characterized in that the guide members each are limited to the space between two blades.

6. Device according to Claim 2, characterized in that the blades and the guide elements are one Form grid.

7. Device according to one of claims 2 to. 6, characterized in that that the blades on ring sections on the or the sides on which the deflection should take place, are limited.