SE444415B - Framdrivningsanleggning vid svevfarkoster - Google Patents

Description

8006289-6 tens arbetsskovlar måste man använda lågt belastade löphjul med liten.aerodynamisk inställningsvinkel för arbetsskovlarna.

Sådana löphjul alstrar emellertid en förhållandevis låg reak- tionsdragkraft, dvs. de har låg verkningsgrad. För att öka reak- tionsdragkraften mäste man i detta fall öka diametern hos axial- fläktens löphjul och i motsvarande grad öka framdrivningsanlägg- ningens ytterdimensioner.

Det är dessutom känt, att den reaktionsdragkraft, som alstras av axialfläktens löphjul i en ringformad munstycksanordning kan ökas väsentligt medelst en extra ringformad förklaff, som är anord- nad på ett bestämt avstånd framför ínloppet till framdrivningsan- läggningens ringformade munstycksanordning (jfr. exempelvis den brittiska patentskriften 1 532 UU2). 7 En dylik ringformad förklaff bidrar till att en större luft- mängd kan strömma genom inloppstvärsnittsytan in i den ringformade munstyoksanordningen, eftersom den ringformade förklaffen bidrar till att eliminera luftströmningens avlösning vid den radiella in- sidan av den ringformade munstycksanordningens inloppsdel, varför den reaktionsdragkraft, som skall alstras av framdrivnihgsanlägg- ningen, ökar. p Den av en dylik framdrivningsanläggning alstrade dragkraften kan emellertid i detta fall inte ökas ytterligare genom ökning av den aerodynamiska belastningen och ställvinkeln för arbetsskovlarna på axialfläktens löphjul, eftersom luftströmningen avlöses vid ar- betsskovlarnas perifera del, när ventilklaffarna vrider sig för reversering av reaktionsdragkraftens riktning, såsom påpekats ovan i samband med beskrivningen av verkningssättet hos axialfläkten i den ringformade munstycksanordningen.

Anordnandet av den ríngformade förklaffon framför munstycke- anordningen i framdrivningsanläggningen gör det alltså inte möjligt att i önskad grad öka den reaktionsdragkraft, som skall alstras av svävfarkostens framdrivningsanläggning.

Ett syfte med föreliggande uppfinning är att eliminera des- sa nackdelar med framdrivningsanläggningen.

Det huvudsakliga syftet med föreliggande uppfinning är att åstadkomma en sådan framdrivningsanläggning vid en svävfarkost, som gör det möjligt att väsentligt öka reaktionsdragkraften genom _ användande av axialfläktar med avsevärd aerodynamisk ställvinkel 8006289-si för arbetsskovlar, som är anordnade i en ringformad munstycksan- ordning med ringformad förklaff.

Detta uppnås enligt föreliggande uppfinning i huvudsak genom att vid ökning av reaktionsdragkraften genom stor anfalls- vinkel hos arbetsskovlarna är ledskovelkransen för att förbättra arbetsskovlarnas verkningsgrad och förhindra avlösning vid sko-_ velspetsarna vid dragkraftreversering uppbyggd av krökta plåtar, varvid en konkav del av varje plåt är vänd mot arbetsskovlarnas trycksida.

Den så utformade ledskovelkransen gör det möjligt att bort- föra den i arbetsskovlarnas perifera tvärsnitt avlösta luftströmme- vid avsevärda aerodynamíska belastningar. Den avlösta delen av luftströmmen får i detta fall en hög omkretshastighet (torsionshas- tighet) i rotationsriktningen för arbetsskovlarna och utslungas framför arbetsskovlarna. Samtidigt som den avlösta luftströmmen i detta fall passerar genom skovelgallret i den ríngformade kanalen, vrider den sig tillbaka, varför den inte utövar någon skadlig ro- tationsverkan på den huvuddel av luftströmmen, som tillföres den ringformade förklaffens inloppstvärsnittsyta. Detta resulterar i att luftströmmen inte avlöses ytterligare vid arbetsskovlarna, sam- tidigt som axialfläkten fortsätter att stabilt inmata en stor luft- mängd genom den ringformade munstycksanordningen.

Det är lämpligt, att den ringformade kanalens utloppshöjd utgör 5 till 15% av innerdiametern hos den ringformade munstycke- anordningen, vilket gör det möjligt att - såsom den genomförda un- dersökningen visar - öka reaktíonsdragkraften.

Förhållandet mellan den ríngformade förklaffens ytterdíame- ter och den ringformade munstycksanordningens ytterdiameter kan ligga mellan 0,9:1 och 1,1:1.

Diameterförhållandet av 0,911 användes lämpligen, då sväv- farkostens rörelsehastighet (svävhastighet) är hög, i vilket fall luftmotståndet hos den ringformade munstycksanordníngen med den ringformade förklaffen blir minimalt.

I de fall, då svävfarkosten måste röra sig med låg hastighet, anses diameterförhållandet vara lika med 1,1;1, varvid luftmotstån det ökar i mycket ringa grad, medan den reaktionsdragkraft, som alstras av framdrivningsanläggningen, ökar avsevärt.

Ifall förhållandet mellan förklaffens innerdiameter och den ringformade munstycksanordningens innerdiameter är mellan 1:1 coh 8006289-6 1,1:1, får den ringformade förklaffen i beroende av det valda yt- terdiameterförhällandet en optimal axiell längd av mellan 0,9:1 och 1,1:1. a Det är lämpligt att vridbara ledskovlar är anordnade i den ringformade förklaffens inre genomströmningstvärsnitt.

En sådan teknisk lösning kan användas, när axialfläkten in- nefattar ovridbara arbetsskovlar, varvid den aerodynamiska belast- ningen på arbetsskovlarna kan ändras genom vridning av ledskovlar- Kna, vilka möjliggör en ändring i den s.k. tillslutningsvinkeln för luftströmmen till arbetsskovlarna.i s Uppfinningen beskrives närmare nedan under hänvisning fill bifogade ritning, på vilken fig. 1 schematiskt visar ett vertikalt snitt genom framdrívningsanläggningen enligt uppfinningen vid en. svävfarkost, fig. 2 visar ett vertikalt snitt genom en ringformad munstycksanordning med ringformad förklaff, fig. 3 visar ett tvär- snitt längs linjen III-III i fig. 2, fig. H visar ett tvärgående snitt längs linjen IV-IV i fig. 3 och fig. 5 visar ett vertikalt snitt genom en utföringsform av lyft- och framdrivningsanläggningen med ringformad förklaff.

Framdrivningsanläggningen enligt uppfinningen för en svävfar- kost innefattar en ringformad munstycksanordning 1 (fig. 1), som är försedd med en ringformad, vid dess inlopp anordnad s.k. förklaff 2. I den ringformade munstycksanordningens 1 inloppsdel är anord- nad en axialfläkt med ett löphjul 3, som kan bringas att rotera medelst ett drivsystem Ä. I den ringformade munstycksanordningens 1 utloppsdel är anordnat ett reaktionsmunstycke 5, som är försett med vridbara ventilklaffar 6 och skovlar 7 för reversering av drag- kraftens riktning. Den ringformade förklaffen 2 är anordnad att tillsammans med den ringformade munstycksanordningen 1 bilda en ringformad kanal 8 (fig. 1, 2) med en utloppshöjd a. Den ringfoz- made kanalen 8 utmynnar framför arbetsskovlar 9 i axialfläkten, me- dan i kanalen 8 är anordnat ett skovelgaller 10, som är sammansatt av krökta plåtar 11 (fig. 3), varvid en konkav del 12 av varje plåt 11 är vänd mot arbetsskovlarnas 9 (fig. 3, H) trycksida 13. Det i den ringformade kanalen 8 anordnade skovelgallret 10 (fig. 1, 2) är avsett att utföra två huvudfunktioner, vilka syftar till att öka verkningsgraden hos axialfläkten med löphjulet 3, vilken ökning le- der till en motsvarande ökning av den reaktionsdragkraft, som alst- ras av framdrivningsanläggningen. 8006289-6 Gallrets 10 första funktion består i att dess plåtar 11 ) l ftström som införes i den ringformade kanalen ff _ styr en u , _ "_ _ ( lg' 3 2) ot arbetsskovlarnas 9 P0tflÜï°nSPiktning* Vilket mOJllg_ . m -~ 8"(flg enom att plåtarna 11 (fíE- 3) är Utf°Fmade med den kcnkava gores g " ft den luftefröm som inmatas i den ringformade delen 12, S0m å0F ai °” ” ' . - - - ' _ avlärkas så att den kanalen 8 (flg. 2) 1 en rlktnlng in (flgt ä), F lsådan luftströn_ . Ü - - =' - ,. in ' blir motriktad lophgulets 3 F0Üfit10nSI1k nln? . u _ ' riktning 14 leder som bekant, i praktiken till en okning av nings I ß . H , - 9 sl lf- a 9. Vid den har den aerodynamiska belastningen Då arbets çfv ifn _ _ U g_ q_ k 'vna utföringsformen medför detta en ökning av luttstromning. bes ri . hastigheten i den perifera del av arbetsskovlarna 9, som 1 huvudsak ligger inom den ringformade kanalens 8 höjd a, vilket i sin tur be- främjar en ökning av verkningsgraden och följaktligen en ökning av den av framdrivningsanläggningen alstrade reaktionsdragkraften, när svävfordonet rör sig framåt.

Gallrets 10 andra funktion är att axíalfläkten arbetar sta- bilt utan utpräglad avlösning av luftströmningen vid arbetsskovlar- nas 9 perifera del, ifall det aerodynamiska motståndet i dragmun- styckets 5 luftströmningskanal ökar väsentligt, när dragkraftens riktning reverseras eller reaktíonsmunstycket 5 tillslutes av ven- tilklaffarna 6 och skovlarna 7 (fig. 1). Under dessa driftförhål- landen ökar lufttrycket i munstycket 5 och följaktligen efter ar- betsskovlarna 9, varvid vid en avsevärd ställvinkel d (fig. H) exem- pelvis lika med 200 till H00 för arbetsskovlarna 9 avlöses luft- strömningen vid arbetsskovlarnas 9 periferi. Den avlösta luft- strömmen, vilken - som bekant i praktiken - uppvisar en hög rota- tionshastighet i löphjulets 3 rotationsriktning 15 (fig. 3), ström- mar vid denna utföringsform av framdrivningsanläggningen enligt uppfinningen, in i den ringformade kanalen 8 i en riktning 16 (fig. 2, 3). Gallret 10 med de krökta plâtarna 11 (fig. 3) verkar i det- ta fall så, att den avlösta luftströmmen vrider sig i återgångsrikv- ningen och lämnar den ringformade munstycksanordningen 1 (fig. 2) utan att utöva någon skadlig vridverkan på den huvuddel av luft- strömmen, som tillföres den ringformade förklaffens 2 inloppstvär- snittsyta i en riktning 17. Detta resulterar i att luftströmmen inte avlöses ytterligare vid arbetsskovlarnas 9 periferí samt 1 att axialfläkten fortsätter att arbeta stabilt och tillföra en av- sevärd luftmängd till reaktionsmunstycket 5, vilket bidrar till en ökning av den av framdrivningsanläggningen alstrade reaktionsdrag- i ...___ 8006289-6 e kraften, när svävfarkosten rör sig bakåt¿ Anordnandet av gallret_1O med de krökta plåtarna 11 gör dei således möjligt att använda löphjulet 3 med en stor ställvinkel d (fig. U), exempelvis lika med 200 till ÄOO för arbetsskovlarna 9, varigenom axíalfläkten i den ríngformade munstycksanordningen 1 (fig. 1) med den ringformade förklaffen 2 alstrar en reaktionsdrag- kraft i framdrivningsanläggningen, som är 15-20% större än den som alstras av en liknande framdrivningsanläggning utan skovelgallret 10.

Den ringformade kanalens 8 optimala utloppshöjd a kan utgör: -15% av den ringformade munstycksanordningens 1 innerdiameter D1.

Kanalens 8 höjd a kan inverka pâ ökningen av den av framdrivníngsu- anläggningen alstrade reaktíonsdragkraften. När höjden a ökar, blir reaktionsdragkraften större, eftersom det avlänkbara luftflö- de, som strömmar genom den ringformade kanalen 8, ökar i detta fall.

Förhållandet mellan den ringformade förklaffens 2 yttflrdia- meter D2 och den ringformade munstycksanordningens 1 ytterdiametex D är mellan 0,9:1 och 1,1:1, och bestämmas av svävfarkostens sväv- hastighet.

Ifall svävfarkostens svävhastighet är hög, kan förhållandet D2/D3 i det närmaste utgöra 0,9:1, varvid den ringformade munstycke- anordningens 1 aerodynamiska frontmotstånd blir lägre men den reak- tionsdragkraft, som skall alstras av framdrivníngsanläggningen, då svävhastigheten är låg, blir något mindre, om förhållandet D2/D3 i det närmaste är O,9:1.

Vid låg svävhastighet kan man använda förhållandet D2/D5 ax högst 1,1:1, varvid munstycksanordningens 1 aerodynamiska frontmot- stånd blir något högre men reakfionsdragkraften blir väsentligt större.

Det är lämpligt, att förhållandet mellan den ringformade fär- klaffens 2 innerdiameter Du och den ringformade munstycksanordning- ens 1 innerdiameter D1 är mellan 1:1 och 1,1:1.

Vid detta diameterförhållande Du/D1 får den ringformade för- klaffen 2 den optimala axiella längden i beroende av det valda för- hållandet D2/D3. 1 Ifall löphjulet 3 innefattar de icke vridbara arbetsskovlar- na 9, kan man - i och för reglering av axíalfläktens verkningsgrad och följaktligen den alstrade reaktionsdragkraften - i den ringfor- made förklaffens 2 inre genomströmningstvärsnitt anordna ledskov- lar (fig. 1, U), vilka är uppbyggda av en stationär ståndare 18 7 8006289-6 och en vridbar bakklaff 19, som kan svängas till ett läge 20.

Den enligt uppfinningen föreslagna framdrivningsanläggningen vid svävfarkoster fungerar på följande sätt.

Drivsystemet H (fig. 1) roterar axinlfläktens löphjnl 3, var- igenom luft suges in i den ringformade, med den ringformade förklaf- fen 2 försedda munstycksanordningen 1 i riktningen för pilarna 1H och 17, passerar via arbetsskovlarna 9, strömmar in i reaktionsmun- stycket 5, strömmar ut genom de öppna ventilklaffarna 6 i riktningen 21 och alstrar en reaktionsdragkraft, som framdriver fordonet framåt.

När en reverserad dragkraft skall alstras, tillsluter man medelst ventilklaffarna 6 munstyekets 5 tvärsnittsöppning, varvid luft strömmar utåt via reverseringsskovlarna 7 ooh alstrar den om- kastade dragkraften. Lufttryoket ökar i munstycket 5 och i utrym- met efter arbetsskovlarna 9, virket förorsakar en avlösning av luft- strömningen vid arbetsskovlarna 9, varvid denna avlösning, såsom ht- skrivits ovan, lokaliseras medelst det i den ringformade kanalen 8 anordnade skovelgallret 10.

Detta resulterar i att luftströmningen inte avlöses ytterli- gare, varför axialfläkten fungerar stabilt.

När reaktionsdragkraften skall ändras, kan arbetsskovlarna 9 vridas till ett läge 22 (fig. U). Ifall löphjulet 3 (fig. 3) är utformat med de icke vrídbara arbetsskovlarna 9, kan reaktionsdrag- kraften ändras medelst ledskovlarnas 19 (fig. H) bakklaffar genom att dessa svänges till läget 20. ' I ett antal fall, i synnerhet för svävfarkoster med låg dräk- tighet använder man emellertid en kombinerad stig- och framdriv- ningsanläggning, som i detta fall förses med den ovan beskrivna ringformade munstycksanordningen med ringformad förklaff.

Nedan beskrives något närmare en utföringsform av denna kom- binerade stig- och framdrivningsanläggningned ringformad munstycke- anordning och med ringformad förklaff.

Vid denna kombinerade anläggning vid svävfarkoster, vilken innefattar löphjulet 3 (fig. 5), som är anordnat i den ringformade munstycksanordningen 1 med den ringformade förklaffen 2 och skovel- gallret 10, som är anordnat i den ringformade kanalen 8, delar sin luftströmmen i utrymmet efter arbetsskovlarna 9, varvid den införs dels i en yttre ringformad, med en luftkudde 2U förbunden kanal 23 och dels i ett dragmunstycke 25, som är försett med en reverserings- och styranordning 26. I detta fall kan trycketi utrymmet efter ar- betsskovlarna 9 ökas, när det aerodynamiska motståndet ändras i den ringformade kanalen 23 och i dragmunstyckets 25 luftströmningskanal, varvid luftströmningen i detta fall inte avlöste vid arbetsskovlar'a

Claims (4)

1. 8006289-6 8 9 tack vare att skovelgallret 10 verkar på detovan beskrivna sättet. _ I övrigt fnngerar den kombinerade stig- och framdrivníngsan- läggningen - vad avser ökningen av den nlnLrnde reaktionsdragkrafien och säkerställandet av den stabila funktionen vid höga aerodynamis- ka belastningar på arbetsskovlarna 9 - på exakt samma sätt som den ovan beskrivna framdrivningsanläggningen enligt fig. 1. De ovan beskrivna utföringsformerna av framdrivningsanlägg- nignen och den kombinerade stig- och framdrivningsanläggningen med den ringformade munstycksanordníngen 1, som är försedd med den ring- formade förklaffen 2 och skovelgallret 10, gör det således möjligt att väsentligt öka reaktionsdragkraften jämfört med de kända liknande anläggningarna vid samma diameter hos axialfläktenš löphjul. P a t e n t k r a v l.7 Framdrivningsanläggning vid svävfarkoster. vilken inne- fattar en axialfläkt med arbetsskovlar (9), som är anordnad i en ringformad munstycksanordning (l) med en ringformad, framför denna anordnad förklaff, varvid mellan den ringformade munstycke- anordningen (1) och den ringformade förklaffen (2) är utformad en ringformad kanal (8), vars utlopp är beläget framför arbets- skovlarna (9) och i vilken är anordnad en skovelkrans (10), k ä n n e t e c k n a d a v att vid ökningiav reaktionsdrag- kraften genom stor anfallsvinkel hos arbetsskovlarna (9) är ledskovelkransen (10) för att förbättra arbetsskovlarnas (9) verkningsgrad och förhindra avlösning vid skovelspetsarna vid dragkraftreversering uppbyggd av krökta plåtar (ll), varvid en konkav del (12) av varje plåt (ll) är vänd mot arbetsskovlarnas (9) trycksida (13).

2. Anläggning enligt patentkravet l, k ä n n e t e c k n a d a V att den ringformade kanalens (8) utloppshöjd (a) utgör 5 till 15 % av den ringformade munstycksanordningens (l) innerdia- meter.

3. Avläggning enligt patentkravet l, k ä n n e t e c k n a d a v att förhållandet mellan den ringformade förklaffens (2) ytter- diameter och den ringformade munstycksanordningens (1) ytterdia- meter är mellan 0,9:l och l,l:l, medan innerdiameterförhållandet mellan förklaffen (2) och munstycksanordningen (l) är mellan 1:1 och l,l:l. 7 _ >

4. Anläggning enligt patentkravet l eller 3, k ä n n e - t e c k n a d a v att vridbara ledskovlar är anordnade i den ringformade förklaffens (2) inre genomströmningstvärsnitt.