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Publication number: DES0040626MA
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BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY

Tag der Anmeldung: 30. August 1954 Bekanntgemacht am 22. Dezember 1955Registration date: August 30, 1954. Advertised on December 22, 1955

DEUTSCHES PATENTAMTGERMAN PATENT OFFICE

ParisParis

PatentanwältePatent attorneys

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.There are already devices for deflecting a medium jet flowing through a pipe, in particular a jet generated by a recoil drive have been proposed, and these Devices include the combination of means that create forces in the jet, which seek to displace the jet from its normal direction of flow, and a system of purpose curved channels arranged on the circumference of the normal path of the beam and serve to guide the beam and bring about the desired angular amount of deflection, as soon as this has been initiated. These channels are usually formed by a blade grid, the blades one behind the other are arranged around the normal path of the beam.

Die Herstellung und die Anbringung dieser Schaufelgitter führen jedoch zu praktischen Schwierigkeiten hinsichtlich eines guten Wirkungsgrades des Triebwerkes im normalen Betrieb und hinsichtlich der Festigkeit des Schaufelwerkes bei geringem Gewicht.The manufacture and installation of these vane grids, however, lead to practical ones Difficulties regarding a good efficiency of the engine in normal operation and with regard to the strength of the shovel mechanism with low weight.

Insbesondere müssen die Schaufeln, zwischen zwei Strömungen angeordnet werden, nämlich zwischen der von dem Strahl gebildeten innerenIn particular, the blades must, between two flows are arranged, namely between the inner one formed by the jet

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Strömung und der äußeren Strömung, die von dem Kahrtwiud oder von dem Kühlluftstrom gebildet wird, der häufig bei Rückstoßtriebwerken zwischen dem die Brennkammern und die Turbine einschließenden heißen Innengehäuse und einem äußeren (!ehäuse, welches das Innengehäuse von dem Rumpf des Luftfahrzeuges trennt, vorgesehen ist. Um den Wirkungsgrad des Triebwerkes nicht durch Verluste zu verschlechtern, ist es zweck mäßig, die Schaufeln in einem ausreichenden Abstand von der Düsenachse anzuordnen, damit sich der Umfangsteil des Strahles im normalen Betrieb nicht an den Schaufeln »reibt«. Ferner ist es auch nötig, inn den Widerstand des Triebwerkes und des »5 Luftfahrzeuge* nicht zu vergrößern, daß die Luft, welche um die Schaufeln strömt, sich nicht am äußeren Rand der Schaufeln reibt. Es ist somit erforderlich, daß sich für den Normalbetrieb die Schaufeln im toten Gebiet der Strömung hinter dem Gehäuse des Triebwerkes befinden.Flow and the external flow formed by the Kahrtwiud or by the cooling air flow which is often the case in recoil engines between the one enclosing the combustion chambers and the turbine called inner housing and an outer (! ehäuse, which the inner housing of the Fuselage of the aircraft separates, is provided. Not about the efficiency of the engine to deteriorate by losses, it is appropriate to arrange the blades at a sufficient distance from the nozzle axis so that the peripheral part of the jet does not "rub" against the blades during normal operation. Furthermore it is too necessary not to increase the resistance of the engine and the aircraft, so that the air, which flows around the blades, does not rub against the outer edge of the blades. So it is It is necessary that the blades in the dead area of the flow are behind for normal operation the housing of the engine.

Um diesen Bedingungen zu entsprechen, ist man gezwungen, die radiale Abmessung der Schaufeln gering zu halten. Schaufeln von geringer Tiefe müssen jedoch /,wischen sich einen ziemlich kleinen Abstand haben, damit sie den abzulenkenden Strahl richtig unterteilen und die einzelnen Teilströme in geeigneter Weist· führen können.In order to meet these conditions, it is necessary to determine the radial dimension of the blades to keep it low. Shovels of shallow depth, however, need to wipe off a fairly small one Have a distance so that they correctly subdivide the beam to be deflected and the individual partial flows can lead in a suitable manner.

Ks ist nun gefunden worden, daß eine zufriedenstellende Anordnung erhalten werden kann, wenn die Schaufeln eine Tiefe erhalten, die kleiner als ο,ιο/) und vorzugsweise kleiner als o.of) D ist. wobei I) der Durchmesser der Düse vor den Schaufeln, d. h. im allgemeinen der Durchmesser des Ausganges der Düse ist, und wenn die Schaufeln in einer genügend großen Zahl vorgesehen werden, damit der zwischen zwei aufeinanderfolgenden Schaufeln vorhandene Zwischenraum kleiner als die Tiefe der Schaufeln ist.It has now been found that a satisfactory arrangement can be obtained if the blades are given a depth which is less than ο, ιο /) and preferably less than o.of) D. where i) the diameter of the nozzle in front of the blades, ie generally the diameter of the outlet of the nozzle, and when the blades are provided in sufficient number that the space between two successive blades is less than the depth of the blades.

Dies stellt eine der Verbesserungen dar, welche den Gegenstand der Erimdung bilden.This is one of the improvements that are the subject of the invention.

Diese Verbesserung gestattet außerdem, die Schaufeln aus dünnem lilech herzustellen, wobei die Ränder· gerade gelassen oder abgerundet oder abgeschrägt werden können, und die Verwendung von dünnem lilech führt zu dem wichtigen Vorteil einei- Kostenersparnis gegenüber profilierten Schaufeln, die einer sorgfältigen Bearbeitung bedürfen. This improvement also allows the blades to be made from thin lilech, with the edges · can be left straight or rounded or beveled, and the use of thin lilech leads to the important advantage of cost savings compared to profiled ones Shovels that require careful machining.

Die Krfindung ist von allgemeiner Bedeutung. und sie ist nicht nur auf Ablenkvorrichtungen anwendbar, dit· mit festen oder von einem gasförmigen Medium gebildeten Hindernissen arbeiten, welche in einem Teil des Düsenquerschnittcs zum Vorstellen gebracht bzw. 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 Zentrifugalwirkung abgeleitet sein kann.The discovery is of general importance. and it is not only applicable to deflectors, dit · with solid or from a gaseous Medium-formed obstacles work, which in a part of the nozzle cross section to introduce brought or generated, but also applicable to devices in which the Deflection introducing force generated in any way and, for example, by one on the gases the centrifugal effect exerted by the jet can be derived.

6i) Die Krfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert.6i) The invention is based on the following Drawing explained in more detail, for example.

Fig. ι ist ein axialer llalbschnitt, welcher den hinteren Teil der Düse eines Rückstoßtriebwerkes und ein Ablenkschaufelgittcr gemäß einer Ausführungsform der Erfindung darstellt;Fig. Ι is an axial llalbschnitt, which the rear part of the nozzle of a recoil engine and depicts a diverter vane grid in accordance with an embodiment of the invention;

Fig. 2 ist eine Rückansicht auf das Schaufclgittcr und die Düse;Figure 2 is a rear view of the vane grille and the nozzle;

Fig. 3 stellt eine abgeänderte Art der Befestigung der Zugstangen dar.Fig. 3 shows a modified way of fastening the tie rods.

In Fig. ι ist mit 1 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. 1, 1 denotes the rear part of the nozzle of a recoil engine, 2 denotes the inner wall of this nozzle (which is shown as a body of revolution in the example shown) and 3 denotes the outer skin of the engine. On both sides of the plane, which passes through the axis AA of the nozzle and is perpendicular to the plane of the drawing, two profiled blade-like rods 4, 4 'are arranged symmetrically, which are parallel to each other and are pivotably mounted at their ends in supports 5, which on the End of the nozzle are attached to two diametrically opposite points.

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 Linien dargestellte Lage gebracht werden. Iu 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 Achse A-A hindurchgehenden diametralen Ebene abgelenkt, wie dies durch den Pfeil F angedeutet ist (es kann natürlich auch irgendein anderes System von Ablenkhindcrnissen 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 Randzoue der Ströme des abgelenkten Strahles durch diese Fläche geführt wird; 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.The pivot axes of these profiled rods 4, 4 'can be connected to one another by two pinions in such a way that the rods can be pivoted by the same angle in opposite directions. The rods 4, 4 'can be brought into the position shown by solid lines or in the position shown by dash-dotted lines by the pilot by means of a control device (not shown). In the position shown by solid lines, the profiled rods 4, 4 'oppose the least resistance to the jet, and the jet leaves the nozzle in the normal direction. If, on the other hand, the rods are in the position shown by dash-dotted lines, they form an obstacle to the flow of the beam, and the beam is deflected on both sides of the diametrical plane passing through the axis AA , as indicated by the arrow F ( any other system of distraction obstacles can of course also be used). Behind the nozzle there is a curved or convex surface 6 which lies outside the normal path of the jet and is curved in such a way that the edge of the currents of the deflected jet is guided through this surface; this surface 6 extends outward at 7 in the direction desired for the deflection. In the zone of the two streams which the jet forms by opening and dividing on either side of the diametrical plane AA , there is a row of blades 8, which serve to divide the deflected jet into as many partial flows as there are spaces between the blades are present, and on the other hand, to guide each of these partial flows and to give the deflection of the jet the desired angular value.

Bei dem dargestellten Beispiel werden die Schaufeln 8 von ringförmigen Teilen gebildet, die durch Vertiefen von Ringen aus dünnem Blech erhalten sind, welche ihrerseits aus Blcchtafcln ausgeschnitten worden sind, wobei die Kanten 9 der Schaufeln gerade gelassen oder abgerundet oder abgeschrägt werden können. Die Schaufeln 8 sindIn the example shown, the blades 8 are formed by annular parts which by deepening rings made of thin sheet metal, which in turn are made of sheet metal have been cut out, with the edges 9 of the blades left straight or rounded or can be beveled. The blades 8 are

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derart dimensioniert, 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 Tiefe h (in radialer Richtung zwischen ihrem Außenrand und ihrem Innenrand gemessen), die kleiner als ¹Ao des Durchmessers D der Ausgangsöffnung der Düse und vorzugsweise kleiner als ^e/ioo dieses Durchmessers ist.dimensioned in such a way that they lie outside the jet emerging from the nozzle in the normal direction of flow and thus the peripheral part of the jet cannot rub against them and they also lie within the air flow which flows over the outer housing 3 of the engine. The blades 8 have a depth h (measured in the radial direction between their outer edge and their inner edge) which is less than ¹ Ao of the diameter D of the outlet opening of the nozzle and preferably less than ^e / 100 of this diameter.

Ferner ist der Zwischenraum i zwischen zwei aufeinanderfolgenden Schaufeln kleiner als die Tiefe*.Furthermore, the gap i between two successive blades is smaller than the depth *.

Auf diese Weise wird ein enges Gitter von geringem radialen Raumbedarf erhalten. Dieses Gitter kann konisch verlaufen, wie dies in Fig. 1 dargestellt ist, wobei der mittlere Durchmesser derIn this way, a narrow lattice with little radial space requirement is obtained. This Lattice can be tapered, as shown in Fig. 1, the mean diameter being the

Schaufeln vom Ende der Düse aus zunimmt. Das Gitter kann auch zylindrisch verlaufen.Vanes from the end of the nozzle increases. The grid can also be cylindrical.

Die Schaufeln werden durch Zugstangen 10 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 10 sind durch in den Schaufeln 8 vorgesehene Öffnungeh und durch rohrförmige Zwischenstücke 11 hindurchgeführt, die mit den Schaufeln abwechseln und dazu dienen, zwischen den Schaufeln den gewünschten Abstand aufrechtzuerhalten. Die Zugstangen 10 gehen außerdem durch öffnungen in dem Ablenkrand 6, 7, um diesen gleichfalls zu befestigen, und durch ein rohrförmiges Zwischenstück 12 hindurch, welches den Ablenkrand 6, 7 in dem gewünschten Abstand von der Düse hält. Die Zugstangen 10 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 10 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 Aufbaues zu gewährleisten.The blades are held by tie rods 10 made of steel of high strength, formed for example by sections of piano wire and distributed around the axis AA of the nozzle according to the generatrices of a cone or a cylinder, depending on the shape given to the blade grid. These tie rods 10 are passed through openings provided in the blades 8 and through tubular intermediate pieces 11 which alternate with the blades and serve to maintain the desired spacing between the blades. The tie rods 10 also go through openings in the deflecting edge 6, 7 in order to also fasten it, and through a tubular intermediate piece 12 which keeps the deflecting edge 6, 7 at the desired distance from the nozzle. The tie rods 10 are threaded at 13 at their end adjacent to the nozzle and are connected by a sleeve 14 with two opposing threads with threaded bolts 15 which are screwed into the nozzle at 16. The tie rods 10 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 tie rods and the rigidity of the entire structure.

Bei der dargestellten Ausführungsform ist die Befestigung der Zugstangen 10 hinter der Düse an der Wandung 19 eines ringförmigen Sammelraumes vorgenommen, welcher mit der Förderseite des Luftverdichters des Triebwerkes verbunden ist und einen ringförmigen Spalt 20 speist, welcher den Ausgangsquerschnitt der Düse durch Gaseinschnürung zu regeln gestattet.In the embodiment shown, the attachment of the tie rods 10 is behind the nozzle made of the wall 19 of an annular collecting space, which is connected to the delivery side of the Air compressor of the engine is connected and an annular gap 20 feeds which the Allowed to regulate the outlet cross-section of the nozzle by gas constriction.

Bei der in Fig. 3 wiedergegebenen abgeänderten Ausführungsform ist jede Zugstange 10 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 21 der verschiedenen Zugstangen und ihre zugehörigen Ansätze 22 miteinander durch einen Stahldraht 23 vereinigt sind, der durch die Ansätze und die Gelenkstücke hindurchgeführt ist.In the modified embodiment shown in Fig. 3, each tie rod 10 is theirs Attachment to the nozzle is provided with a joint piece 21 which has a perforated attachment 22 cooperates, which is attached to the rear of the nozzle, the articulations 21 of the various Tie rods and their associated lugs 22 together by a steel wire 23 are united, which is passed through the approaches and the joint pieces.

Wie aus Fig. 1 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 deshalb, weil sich das Ablenkhindernis 4, 4' parallel zu der genannten Ebene erstreckt. Die Unterbrechung der Schaufeln in diesem Teil liefert den Vorteil, daß das Totgebiet der Strömung, das sich hinter dem Hindernis 4, 4' zu bilden sucht, wenn sich dieses in Ablenkstellung befindet, leichter mit Außenluft gespeist werden kann, wodurch die Einleitung der Ablenkung erleichtert wird.As can be seen from FIG. 1, a part of the blades in the vicinity of the plane passing through the axis AA is interrupted on both sides of this plane. This zone is actually not reached by the deflected beam, for the reason that the deflection obstacle 4, 4 'extends parallel to the said plane. The interruption of the blades in this part has the advantage that the dead zone of the flow which tries to form behind the obstacle 4, 4 'when this is in the deflecting position can be more easily supplied with outside air, which facilitates the initiation of the deflection will.

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.According to a modification, the blades (or some of them), instead of being from a certain Number of separate annular parts are formed, even from a single one Part consisting, which is formed by a strip with a curved cross-section that becomes a cylindrical or conical helix is wound.

Claims

PATENT CLAIMS:

1. Device for deflecting a jet with a blade grating which is arranged on the outside of the normal path of the jet, characterized in that the blades have a depth which is less than ¹ Ao of the diameter of the nozzle in front of these blades and preferably less than Vioo this diameter is.

2. Device according to claim 1, characterized in that that the distance between two consecutive blades is less than that Depth of these blades is.

3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the blades from thin sheet metal with a curved cross-section with straight, rounded or beveled ones Edges are made.

1 sheet of drawings