NO145628B - Todimensjonal dyse. - Google Patents

Description

Den foreliggende oppfinnelse vedrører en todimensjonal

dyse som omfatter et rektangulært innløp, faststående sider som løper bakover fra hver side av innløpet, en øvre og en nedre konvergerende klaff som er dreibart lagret om henholds-

vis en første akse og en andre akse mellom de faststående sider, idet aksene er anordnet mellom de respektive klaffers ender, en øvre og en nedre divergerende klaff hvis fremre ende er dreibart forbundet med den bakre ende av henholdsvis den øvre og den nedre konvergerende klaff, samt en anordning for aktivering av de øvre klaffer og de nedre klaffer.

I kjenteekshaustdysekonstruksjoner med trykkmodulerende egenskaper anvendes det vanligvis dreibart lagrete klaffer for å blokkere aksial strømning inne i en kanal, og konstruk-sjonene er utstyrt med dører i motorcellen eller motorhuset for å lede ekshaustgasser forover for å frembringe bakover-rettet trykk.

En todimensjonal dyse som er utstyrt med konvergerende

og divergerende klaffer er kjent fra US-patentskrifter 2.858.

668 og 2.880.575.

Dysen ifølge nevnte US-patentskrift 2.858.668 er utstyrt med et nokså komplisert system for aktivering av klaffene, og dysen er ikke hensiktsmessig for trykkreverserende drift idet den bare er innrettet til å variere dyseåpningen mellom et maksimum og et minimum.

Tilsvarende gjelder for dysen ifølge det andre nevnte US-patentskri ft.

Formålet med den foreliggende oppfinnelse er å frembringe en enkel, todimensjonal dyse som er egnet for anvendelse ved både subsonisk, supersonisk og trykkreverserende drift.

Dysen ifølge oppfinnelsen er kjennetegnet ved at en øvre

og en nedre utvendig klaff i deres fremre ende er dreibart

lagret mellom de faststående sider og i deres bakre ende er dreibart forbundet med den bakre ende av henholdsvis den øvre

i

og den nedre divergerende klaff, og at den øvre konvergerende klaff og den nedre konvergerende klaff er bevegelig til en trykkreverserende stilling hvor den fremre ende av de konvergerende klaffer regulerér arealet for trykkreverseringsportene i deres trykkreverserende stilling.

De konvergerende klaffer er stort sett balansert til enhver tid, og de konvergerende klaffers nedstrømsparti kontrollerer dysehalsarealet og tjener som forbindelse til den fremre ende av de divergerende klaffer, mens den fremre ende av de konvergerende klaffer kontrollerer reverseringsport-arealet. Når de konvergerende klaffers nedstrømsende dreies innover for reduksjon av dysehalsarealet til under det minimum som er nødvendig for drift uten etterbrenning, begynner de konvergerende klaffejrs oppstrømsende å åpne en utløpsport. Videre dreining av de konvergerende klaffer innover resulterer i ytterligere reduksjon av dysehalsarealet og økning av rever-seringsportarealet, slik at summen av disse arealer er stort sett konstant.

Når de to konvergerende klaffer berører hverandre ved dysens midtlinje, er aksial strømning fullstendig blokkert slik at alle ekshaustgasser strømmer ut gjennom de øvre og nedre avløpsporter. I en stilling av de konvergerende klaffer mellom foroverrettet og reversert trykk vil det foreligge en "null"-trykkstilling.

Trykkregulering ér også mulig ved bevegelse av det ene klaffsystem til dettes trykkreverserings-stilling mens det andre klaffsystem forblir i sin aksiale trykkstilling.

Oppfinnelsen viL bli nærmere forklart i det etterfølgende under henvisning til de medfølgende tegninger, hvori: Fig. 1 viser en anbringelse av en todimensjonal dyse på en gassturbinmotor. Fig. 2 viser et forstørret, skjematisk riss av tre sym-metriske stillinger av klaffene. Fig. 3 viser et lite, skjematisk riss av et parti av klaffene som bare har et nedadrettet trykk. Fig. 1 viser en<[>turbojetmotor 2 som omfatter en vanlig kompressorseksjon, en,brennerseksjon samt en turbinseksjon med en ekshaustkanal og todimensjonal dyse 4. Motoren 2 kan

i

omfatte en etterbrenner eller være en annen type gassdanner. Den todimensjonale dyse 4 har rektangulært tverrsnitt og kan være forbundet med den sirkelformete ekshaustkanal i en motor ved hjelp av en overgangsseksjon. Overgangsseksjonen fører strømmen fra et sirkelformet tverrsnitt til et rektangulært tverrsnitt mens strømningsarealet holdes stort sett konstant.

Den todimensjonale dyse 4 omfatter to sideplater 8 som løper bakover fra den bakre ende av motoren 2. Et klaffsystem er anordnet oventil og nedentil i dysen 4, idet hvert system har fire samvirkende klaffer 10, 12, 11, 13 og 14, 16, 17, 18. Hver klaff 10 og 14 er dreibart lagret mellom sideplatene 8

på aksler A og B. Den fremre ende av hver av klaffene 10 og 14 samvirker med henholdsvis den øvre og den nedre ende av turbo-jetmotorens 2 rektangulære utløp. Hver øvre og nedre ende er dannet av to atskilte vegger 3 og 5 med en sammenkoplende, bakovervendende del 7 med buet flate C, slik at den fremre ende av klaffene 10 og 14 derved kan beveges mens det utøves en tetningsfunksjon. Den fremre ende av klaffen 12 er dreibart forbundet med den bakre ende av klaffen 10, og den fremre ende av klaffen 16 er dreibart forbundet med den bakre ende av klaffen 14 på samme måte.

Klaffenes 11 og 17 fremre ender er dreibart lagret mellom sideplatene 8 på aksler D og E. For å frembringe en styrebevegelse av endene av klaffene 12 og 16 er den bakre ende av klaffen 12 dreibart forbundet med den bakre ende av klaffen 11, og den bakre ende av klaffen 16 er dreibart forbundet med den bakre ende av klaffen 17 på samme måte. Det fremgår at hver av klaffene 10 og 14 dreies symmetrisk om sin aksel, idet de kan bevege seg mellom stillinger som i fig. 2 er vist med henholdsvis heltrukne, strekete og prikkstrekete linjer.

Den stilling av klaffsystemet som er vist med heltrukne linjer i fig. 2 angir stillingen hvor dysehalsarealet er størst (AJ maks), mens stillingen med prikkstrekete linjer angir stillingen hvor dysehalsarealet er mindre (AJ min). Det kan sees at i den med heltrukne linjer viste stilling av klaffsystemet som omfatter klaffene 10, 12 og 11, er den fremre ende av klaffen 10 anbrakt ved den indre kant av den øvre flate C,

og den med heltrukne linjer viste stilling av klaffsystemet som omfatter klaffene 14, 16 og 17, er den fremre ende av klaffen 14 anbrakt ved den indre kant av den nedre flate C. Denne

plassering anbringer de fremre ender av klaffene 10 og 14 på en måte slik at det oppnås jevn strøm av ekshaust fra turbojet-motoren når ekshausten! passerer fra motoren til dysen 4.

Til hver av klaffene 10 og 14 er det festet en aksel 20 og 22 som løper under klaffene, slik at akslenes senterlinjer danner akser A og B. Akslenes 20 og 22 ender er lagret i sideplatene 8. For å aktivére det øvre klaffsystem er en arm 24 festet til den del av akselen 20 som rager gjennom sideplaten 8 med en sylinder- og stempelenhet innkoplet mellom motorens ytre og den frie ende av armen 24 for dreining av akselen 20

og derved aktivere det; øvre klaffsystem. For å aktivere det nedre klaffsystem er en arm 28 festet til den del av akselen 22 som rager gjennom sideplatene 8 med en sylinder- og stempelenhet 30 innkoplet mellom det ytre av motoren og den frie ende av armen 28 for dreining av akselen 22 og derved aktivere det nedre klaffsystem.

En kontrollanordhing 50 leder fluidum til enhetene 26 og 30 for å frembringe drift av klaffsystemene i dysen 4. Styre-anordningen 50 kan lede fluidum til enhetene 26 og 30 slik at disse beveges samlet på samme måte, eller hver kan styres separat for å frembringe vilkårlig ønsket stilling av de to øvre og nedre klaffsystemer. Mens det i fig. 2 er vist symmetrisk stilling for (1) størst dysehalsareal og (2) minst dysehalsareal samt (3) trykkreversering, er det vist forskjellige stillinger for det øvre og det nedre klaffsystem i trykkreverserende stilling, mens det øvre klaffsystem er vist i stillingen med minst dysehalsareal.

Det kan sees at denne innstilling bare gir et nedad av-bøyet trykk med en liten del foroverrettet trykk. Annen for-skjellig innstilling kan benyttes.

Klaffene 13 og 18 er anordnet utenfor henholdsvis klaffen 10 og klaffen 14 for frembringelse av en jevn kledning over det ytre av dysens 4 øvre og nedre partier. Klaffen 13 er i dens bakre ende dreibart lagret mellom sideplatene 8 på akselen F, og klaffen 18 er i sin bakre ende dreibart lagret mellom sideplatene 8 på akselen G. Klaffens 13 bakre ende er på hver side utstyrt med akseltapper som løper gjennom sideplatene 8. Samme måte for dreibar lagring benyttes for klaffen 18. Akslene F og G er anbrakt like utenfor akslene D og E.

Under drift av motoren hvor klaffsystemene bare beveges mellom de stillinger som er vist med heltrukne linjer og de stillinger som er vist med prikkstrekete linjer, er klaffenes 13 og 18 fremre ender anbrakt i hakk 34 og 36 i den øvre og den nedre vegg 3. Hver av klaffene 13 og 18 er fjærforspent til lukket stilling. Fjærforspenningsanordningen kan være av spoletype og anordnet om dreieakslene for klaffene 13 og 18, med en strekkfjær mellom hver av klaffene opp til dens fremre ende og festet til den faststående del av motoren 2, såsom veggen 3, eller det kan anvendes en annen fjærforspennings-anordning. Når et klaffsystem beveges fra stillingen angitt med prikkstrekete linjer, den med minste dysehalsareal, til en ønsket stilling med reversert trykk, åpner den fremre ende av klaffen 10 eller 14 sin samvirkende klaff 13 eller 18 mot fjærforspenningsanordningen, slik at ekshaust får passere fra dysen mellom flaten C og klaffen 10 eller 14. Fig. 3 viser et eksempel hvor bare ett klaffsystem beveges til en stilling hvor ekshaust får strømme utover og forbi klaffen 14 i dennes fremre ende.

Trykkvektorkontroll kan frembringes med dette dysearrange-ment ved individuell innstilling av det øvre og det nedre klaffsystem. En stilling for frembringelse av oppadrettet vektortrykk vil være å anbringe det nedre system i den stilling som er vist med prikkstrekete linjer (slik som vist i fig. 2)

og det øvre klaffsystem i den stilling som er vist med heltrukne linjer (som vist i fig. 2). For å frembringe nedadrettet vektortrykk reverseres stillingene for de øvre og de nedre klaffsystemer, dvs. at det øvre klaffsystem anbringes i den stilling som er vist med prikkstrekete linjer mens det nedre klaffsystem anbringes i den stilling som er vist med heltrukne linjer. Varierende grader av trykkregulering kan oppnås ved annen innstilling mellom de ovennevnte stillinger.

Etter denne type av vektorkontroll henvises det til fig.

3 hvor det ene klaffsystem føres forbi det normale drifts-område for dysen for ordinær motorregulering mellom stillingen som gir åpning med henholdsvis minst og størst areal. Denne sistnevnte innstilling omfatter bevegelse av klaffen 10 eller 14 til en stilling hvor ekshaust dirigeres mellom flaten C og den fremre kant av enten klaffen 10 eller klaffen 14. De konvergerende klaffer 10 og 14 kan være dreibart lagret slik at når de dreies innover for reduksjon av dysehalsarealet til under det minimum som er nødvendig og klaffens oppstrømsende begynner å danne en a<y>løpsport, er reduksjonene i dysehalsareal og reduksjonene i portareal slik at summen av disse arealer forblir konstant i overgangsperioden mellom det minste dysehalsareal som er nødvendig for etterbrenning og reverserings-stilling.

Claims (3)

1. Todimensjonal dyse som omfatter et rektangulært innløp, faststående sider (8) som løper bakover fra hver side av inn-løpet, en øvre og en nedre konvergerende klaff (10,14) som er dreibart lagret om henholdsvis en første akse (A) og en andre akse (B) mellom de faststående sider (8), idet aksene (A,B) er anordnet mellom de respektive klaffers ender, en øvre og en nedre divergerende klaff (12,16) hvis fremre ende er dreibart forbundet med den bakre ende av henholdsvis den øvre og den nedre konvergerende klaff (10,14), samt en anordning (26,30) for aktivering av de øvre klaffer (10,12) og de nedre klaffer (14,16), karakterisert ved at en øvre og en nedre utvendig klaff (11,17) i deres fremre ende er dreibart lagret mellom de faststående sider (8) og i deres bakre ende er dreibart forbundet med den bakre ende av henholdsvis den øvre og den nedre divergerende klaff (12,16), og at den øvre konvergerende klaff (10) og den nedre konvergerende klaff (14) er bevegelig til en trykkreverserende stilling hvor den fremre ende av de konvergerende klaffer (10,14) regulerer arealet for trykkreverseringsportene i deres trykkreverserende stilling.

2. Dyse i samsvar med krav 1, karakterisert ved at den fremre kant av hver av de konvergerende klaffer (10,14) danner en tettende forbindelse med en bakovervendende, buet flate (7), idet hver buet flate er festet til motoren (2) og rager utad fra henholdsvis den øvre og den nedre kant av det rektangulære innløp til en ytre kant. •

3. Dyse i samsvar med krav 1 eller 2, karakterisert ved at en strømlinjeformende klaff (13,18) er anordnet utvendig for hver av de konvergerende klaffer (10,14) og er dreibart lagret i dens bakre ende mellom de faststående sider (8), mens den fremre kant av hver strømlinjeformende klaff (13,18) er anordnet opp til den ytre kant av den buete flate (7) ved den fremre kant av den tilhørende av de konvergerende klaffer (10,14), ved hjelp av en anordning for for-spenning av hver strømlinjeformende klaff (13,18) i denne stilling, idet den fremre ende av hver av de konvergerende klaffer (10,14) berører dens tilhørende strømlinjeformende klaff (13,18) når denne beveges utover forbi den ytre kant av den buete flate (7) hvor den strømlinjeformende klaff blir beveget til en åpen stilling.