SE517926C2 - Anordning för att med minskad signatur släppa ut varma gaser - Google Patents

Description

25 30 35 51 7 9 2 6 IÅÉÉ - IIS? Éff? 2 farkosten är utförd med plana ytor som är elektriskt ledande och genom att den inte har några kaviteter med inre höm som ger en spridd reflektion av den mottagna strålningen. Utan denna signaturanpassning, reflekteras strålningen okontrollerati ett stort polärt vinkelintervall och kommer beroende på fordonets beskaffenhet att i varierande mån återstrålas till sändningsplatsen. Särskilt stor andel återstrålas om fordonet råkar innefatta områden utformade som hömreflektorer.

Hos de kända utsläppen tas normalt inte någon hänsyn till den återstrålande radarenergin. De har oftast nakna kavitesbildande utlopp även om de är signaturanpassade för IR-strålning. Ett vanligt känt utförande är ett avgasrör som är omgärdat av ett rör till vilket tillförs friskluft. Tlllförseln av denna luft kan drivas medelst en elektrisk fläkt eller genom att avgasema verkar som en drivgas i en till ejektor bildad del av utloppet.

Nackdelama hos de kända lösnlngama på problemet är att: - de inte tillräckligt beaktar problemen med den röjande vänneavgivningen och/eller återstrålningen av radarenergi - de ofta anlitar komplicerad utrustning, exv.elektriska fläktar, som gör anordningama komplicerade och dyra att tillverka och underhålla samt sårbara i en stridsmiljö.

Redogörelse för uppfinningen Tekniskt problem Syftet med uppfinningen är att åstadkomma en inledningsvis nämnd anordning för att minska signaturen för exv. fordon och fartyg med utsläpp av varma gaser. Med anordningen skall deras utstrålning och/eller återreflektion av exv. IR värme resp. radarstrålning från anordningar för dessa utsläpp minskas till en acceptabel nivå.

Lösningen Detta syfte uppnås genom att anordningen givits de kännetecken som framgår av efterföljande krav.

Enligt uppfinningen föreslås en anordning för utsläpp som innefattar ett blandningsdon och ett skyddsorgan. l blandningsdonet uppblandas de varma gaserna med en andra gas, som är svalare än de varma gasema, för att svalka dessa. Denna andra gas kan vara en gas som redan haft en användning i enheten, 10 15 20 25 30 35 517 926 3 exv. farkosten, men är företrädesvis luft från den atmosfär som omger farkosten.

Anordningen är inrättad att därefter föra blandgasflödet till denna atmosfär.

Skyddsorganet är relativt farkosten placerat utanför blandningdonet eller åtminstone delar av detta, exv. ett avlopp, för att bemästra spaningsstrålningen så att dessa delar ej återreflekterar strålningen mer än acceptabelt.

Dessutom föreslås att skyddsorganet är inrättat att föra hela eller delar av det nämnda blandgasflödet till atmosfären. För ändamålet är skyddsorganet försett med kanaler för ledning av gaser. Dessa gaser kan vara endast blandgaser. l det föredragna utförandet används dock sådana kanaler även för att tillföra den andra gasen, friskluften från omgivningen, till blandningsdonet. Vid riktningsväxling av gasströmmama kan samma kanaler användas. De delar av skyddsorganet vilka uppvämis av blandgaser kan genom värmeledning kylas av de delar vilka genomströmmas av sval friskluft. Härigenom kyls blandgasema, även innan de strömmar ut i omgivningen.

Blandningsdonet kan vara en motordriven fläkt men företrädesvis, om de varma gasema har övertryck, en av dessa driven ejektor. Denna är enkel och klarar sig utan motor eller andra rörliga delar. Dessutom blandas gasema väl i ejektoms utloppsdysa, vilket minskar temperaturskillnaderi blandgasen och därigenom dess maxtemperatur. Förutom användningen av en konventionell ejektor, föreslås användningen av en ejektor anpassad för ändamålet och som bildas av bl. a. ett antal ledskovlar.

Anordningen för utsläpp föreslås i en ytterligare utveckling även innefatta ett utrymme till vilket blandningsdonets utlopp skulle kunna vara anslutet. Men enligt det föredragna utförandet hyser utrymmet i huvudsak hela blandningsdonet.

Utrymmet skulle kunna vara placerat utanför farkosten, men är företrädesvis beläget innanför en öppning exv. i farkostens sida och är begränsat utåt av skyddsorganet som täcker denna öppning. lnåt begränsas utrymmet gastätt av ett skålformigt skal, som i sin periferi är fästat vid farkostens sida. Ett rör som är draget genom ett hål i skalet används för att leda den varma gasen till blandningsdonet.

Skyddsorganet skulle kunna bemästra den mottagna spaningsstrålningen genom att absorbera denna. Skyddsorganet skulle då kunna vara täckt med ett poröst absorberande material som tillåter exv. blandgasers genomsilning. Men såsom i det n « u o ø ; . o u | v: 10 15 20 25 30 35 517 926 - 4 a o | | n n - Q - u nu 4 föredragna utförandet föreslås att detta sker dels genom att strålningen hindras att tränga in i utrymmet för att där reflekteras av delar hos blandningsdonet, dels genom att reflekteras kontrollerat av skyddsorganets ytteryta i en oskadlig riktning på samma sätt som för de delar av fordonet som omger utsläppet. Detta uppnås om de nämnda kanalemas öppningar vid skyddsorganets ytteryta har en omkrets vars storleksordning är mindre än spaningsstrålningens våglängd, och om skyddsorganets ytteryta är plant och ijämnhöjd, flush, med farkostsväggen, samt har vissa materialegenskaper. Organet bör för god effektivitet innehålla ett elektriskt ledande material och helst vara i galvanisk eller konduktiv kontakt med fordonens stomme.

Om skyddsorganet dessutom är arrangerat med god passning i farkostsväggen, erhålls ej några återstrålande kaviteteri skarvama mellan organet och farkosten i övrigt. Om spalter inte kan undvikas, bör dessa fyllas igen med ett strålnings- absorberande medel. Anordningen kommer då att betraktas som en del av farkostsväggens plana avsnitt och lämnar inget eller mycket litet tillskott till exv. farkostens radarsignatur. Ytterytan behöver inte vara helt plan. Den skulle kunna ha en pyramid- eller ryggåsforrn exv. om den omgivande fordonsväggen inte är plan.

För att inte öka farkostens lR-signatur, är utsläppsanordningen inrättat med avskärrnande element för att förhindra värme, speciellt lR-strålning, att stråla ut direkt till omgivningen från de varma gaser och delar av anordningen som är uppvärmda av dessa gaser. De avskärmande elementen kan finnas i skydds- organet exv. i form av galler eller som delar av blandningsdonet, såsom de nämnda ledskenoma för en ejektor.

Fördelar Med uppfinningen erhålls en enkel anordning för utsläpp av varma gaser från en farkost utan att nämnvärt öka fordonens signatur. Här kan nämnas att utsläppet är användbart även på båtar hos vilka man tidigare släppte avgaserna under vattenytan för minskad IR-signatur. Med bättre sonarsystem är dock detta ej längre möjligt.

Figurbeskrivning Ett föredraget utförande skall närmare beskrivas med hänvisning till bifogade figurer vars hänvisningssiffror betecknar motsvarande delar i figurema. 10 15 20 25 30 35 si v 926 ::_::;:-:;:: 5 Fig 1a visar i ett horisontellt längdsnitt ett första alternativ av anordning- en enligt uppfinningen för utlopp av motoravgaser från en pansarvagn.

Fig 1b visar anordningen från fig 1a i ett vertikalt längdsnitt Ib - Ib, som roterats 90°.

Fig 2 visar i ett längdsnitt ett skyddsorgan från anordningen från figurerna 1a och 1b i detalj.

Fig 3 visar i ett längdsnitt ett andra alternativ av anordningen.

Fig 4 visar i ett längdsnitt ett skyddsorgan från anordningen från fig 3 i detalj.

Föredraget utförande Utförandet kommer att beskrivas med hjälp av två altemativ av ett utlopp för motoravgaser hos en pansarvagn. Det som speciellt skiljer altemativen åt, är dels blandningsdonens uppbyggnad, dels placeringen av dessa don i förhållande till vagnens pansarhölje. Uppfinningen är inte begränsad till de nedan beskrivna kombinationema av blandningsdon och placeringar.

Figurerna 1a och 1b visar ett utlopp vars blandningsdon är en konventionellt utformad ejektor. Denna är inbyggd i ett utrymme som är inrättat innanför pansarhöljet. Det utlopp som visas i fig 3 har däremot en för ändamålet speciellt utformad ejektor som är inbyggd i ett utrymme, som i princip befinner sig utanför pansarhöljet. l figurema 1a och 3 är beteckningarna 1 och 2 sidoväggar av pansarplåt hos pansarvagnen. l öppningar 3, 4 i dessa väggar är de nämnda utloppen 5, 6 infällda.

Avgasrör 7, 8 är dragna från varje pansarvagns motor till dess utlopp.

Utloppet 5 i figurerna 1a och 1b har som huvuddelar en ejektor 9, ett skyddsorgan 10 och ett begränsningsskal 11. Detta skal är utformat som ett parallellepipediskt tråg och omsluter tillsammans med skyddsorganet 10 ett utrymme 12 i vilket ejektom är placerad. Skalet är utfört av stålplåt och ogenomträngligt för gaser och gastätt fästat på insidan av vagnens sidovägg vid öppningskanten medelst ej visade skruvar samt en tätande och värmeisolerande planpackning. Härigenom är utrymmet helt skilt ifrån vagnens inre. Vagnens avgasrör är draget till utrymmet genom ett genomgående hål 13 i skalets ena gavel. En ej visad värrneisolerande och tätande glandpackning finns mellan röret och skalet omkring nämnda hål. s o o n 0 n oo o: 10 15 20 25 30 35 51 7 926 šï* Iššï-Išf Ejektom 9 är en flerstegsejektor och innefattar ett antal delar som är rotationssymmetriskt uppbyggda på en gemensam längdaxel varvid den ena delen är belägen på ett avstånd från den andra, i ordningföljden: ett huvudmunstycke 14, två mellanmunstycken 15 och en expansionsdysa 16. Var och en av delarna, liksom avstånden mellan dessa, har genom beräkningar och utprovningar givits en sådan form och storlek att ejektorn fått de önskade egenskapema.

Huvudmunstycket 14 är rörformigt av pressad värmetålig stålplåt och medelst gängor fästat på änden av avgasröret, som sticker in ett stycke i utrymmet. Det har mot sin fria ände minskande diameter, vars slutmått har stor betydelse för ejektoms funktion. De två mellanmunstyckena 15 är likfonniga, varvid det senare mellanmunstycket är något större än det föregående. De är ringformigt utförda av pressad plåt med avtagande diameter liksom huvudmunstycket och är vart och ett fästat med ett dubbelstöd 17 av plåt vid skalets botten.

Expansionsdysan16, som också är av pressad plåt, har en ingångsdel som liknar mellanmunstyckena. Dysan övergår emellertid, efter ett inskjutet väl avrundat mellanled, i ett expansionsröri vars ände expansionsdysan är medelst svetsning fästad vid en mellanvägg av stålplåt 18 omkring ett i väggen genomgående hål.

Mellanväggen, som är svetsad vid skalets botten och sidor, uppdelar utrymmet i en blandningsavdelning 19 och en utloppsavdelning 20.

Skyddsorganet 10 begränsar nämnda utrymme 12 mot omgivningen 21 och verkar som ett till skalet passande lock som också ansluter till vagnssidan. Skydds- organets utförande beskrivs enklast genom att ange utloppets funktion. Når avgaser strömmar ut från ejektommunstycke, bildas ett undertryck i ejektorn.

Friskluft från omgivningen sugs då till utrymmets blandningsavdelning 19 genom kanaler gjorda i skyddsorganet eller exv. genom en spalt mellan detta och vagnsväggen. Avgasema blandas därvid med denna friskluft till blandgaser som förs ut till utrymmets utloppsavdelning 20, vars övertryck verkar för att dessa gaser förs till omgivningen genom andra kanaler gjorda i skyddsorganet eller exv. genom en spalt utanför detta.

Skyddsorganet är dessutom inrättat så att radarstrålning beter sig på samma sätt på dess ytteryta som på de väggytor som omger skyddsorganet samt så att det inte 10 15 20 25 30 35 51 7 926 šïï= jjI=rII=I'1* 7 . släpper ut någon värrnestrålning från varma gaser och delar som finns innanför skyddsorganet.

För att det nämnda utrymmet skall vara beläget innanför vagnens pansarhölje, innefattar skyddsorganet en platta 22, se Fig 2, som i färdigt utförande har samma skyddsvärda som vagnens väggar. Plattan görs lämpligen av pansarplåt, något tjockare än pansarplåten i vagnens väggar. Den har genomgående strömningshål 23 för passage av friskluft och blandgaser. Hålen är gjorda med laser och har en diameter i ytterytan som är anpassad till fiendens radar, såsom beskrivet i inledningen. Hål med d = 9 mm har valts till ett antal som är så stort att ett acceptabelt strömningsmotstånd hos gasströmmarna erhålls.

Plattans utsträckning är bestämd bl. a. av stoneken på hålen och avståndet mellan dessa. Plattan bör ha elektrisk förbindelse med vagnsväggen och vara väl inpassad med ytterytan ijämnhöjd med vagnsväggens ytteryta. Den skulle kunna vara fästad med t. ex. skruvar men är i detta alternativ fastsvetsad i väggens pansarplåt. Det innanför plattan belägna skalet 11 är naturligtvis dimensionerat efter plattans och ejektoms storlek.

För att förhindra lR-vänne att stråla ut genom platthålen, innefattar skyddsorganet en skärmplåt 24 med hål 25 av samma diameter och centrumavstånd som hos plattan men förskjutna en halv delning i både längds- och tvärled. Skännplåten är belägen innanför plattan på ett avstånd från denna som något överstiger hålen diameter.

Altematlvt utförande Det alternativa utlopp, som visas i fig 3 torde försvaga pansarskyddet mindre eftersom det nämnda utrymmet befinner sig utanför pansarhöljet. Det är därför lämpat för fordon med ett kraftigare pansar än det ovan beskrivna utloppet. Det sårbara området i höljet är då begränsat till ett hål 30 för avgasröret l stället för den del av plattan 22 som innehåller hålen 23.

Liksom det tidigare beskrivna utloppet, innefattar detta alternativ ett begränsningsskal 31 för ett utrymme 32, en i utrymmet placerad som blandningsorgan fungerande ejektor 33 samt ett skyddsorgan 34. Det trågformade skalet är av pansarplåt och av samma tjocklek som vagnväggens 2. Det har ungefär samma parallellepipediska invändiga dimensioner som det först beskrivna 10 15 20 25 30 35 517 926 8 utloppets. Skalet är med horisontell huvudriktning längs kanten fastsvetsat i sidoväggens 2 öppning 4 och kommer därigenom att utgöra en del av pansarhöljet.

Det har, förutom en botten, två plana parallella skalsidor, varav golvsidans insida 35 är visad, samt två gavlar. Hela utrymmets öppning är sluten av skyddsorganet 34, som är fästat längs periferin medelst skruvar mot pansarhöljet så att dess plana ytteryta är flush med vagnssidans.

Ejektorn 33, som verkar med huvudsakligen tvådimensionellt riktade gasströmmar, innefattar ett antal ejektordelar 36, 40, 41 och 42, beskrivna nedan. Dessa är profiler av stålplåt, dvs. med samma tvärsnitt utefter sina längder, och sträcker sig parallellt med skalets gavlar mellan insidan 35 hos golvsidan och insidan hos den motstående taksidan. Avgasröret 8, som i det centralt placerade hålet 30 med en värmeisolerande tätning tränger igenom skaltrågets ena gavel, mynnar uti en fördelningslåda 36, som sprider avgasema i lodled.

Fördelningslådan är har ett symmetriskt U-format tvärsnitt och består av ett mellanstycke 37 och två sidostycken 38. Mellanstycket är försett med ett centralt placerat hål i vilket avgasröret 8 är infört med en mellanliggande värmeisolerande tätning. Spalten mellan sidostyckena är avsmalnande mot utgångsöppningen så att denna öppning får en genom utprovning lämplig area för dess funktion som ejektorns munstycke. Fördelningslådan äri sina ändar värmeisolerat fästad i botten- resp. taksidans insida. Fördelningslådan är placerad med sitt symmetriplan parallellt med skyddsorganets 34 ytteryta.

Ejektordelarna innefattar dessutom dels, i den del av utrymmet som är uppdelat av fördelningslådans symmetriplan och vänd åt skyddsorganet, ett antal ledskenor 40 och en dysplåt 41, dels i den andra delen av utrymmet en styrplåt 42 som sträcker sig från fördelningslådans öppning lika långt som dysplåten till skalets botten.

Ledskenorna, som har funktion som mellanmunstycken, har räta eller företrädesvis cirkelbågsformade tvärsnitt. I det senare fallet är de placerade med den ena bågkanten strax innanför skyddsorganet och ungefärligen vinkelrätt mot detta. De har en sådan storlek att avståndet mellan den andra bågkanten och det nämnda symmetriplanet ökar för varje ytterligare ledskena sett från fördelningslådan. Efter den sista ledskenan finns dysplåten 41 som är anordnad att, tillsammans med styrplåten 42, skapa en förträngning och ejektorns expansionsdysa. 10 15 20 25 517 926 9 Skyddsorganet 34 behöveri detta alternativ ej ha pansarskyddande egenskaper. Ej heller behöver det kunna skärrna av IR-trålning lika mycket, eftersom ledskenorna kan ombesörja detta, där utrymmets hetaste delar finns. Skyddsorganet, se Fig 4, innefattar en ytterplåt 43 utförd av en stålplåt med hål liknande dem i det första utförandets skyddsorgan. lnnanför denna plåt finns en eller två tunna förskjutna innerplåtar 44 för att säkerställa att ingen IR-strålning läcker ut. I den del av skyddsorganet som släpper in friskluft kan lnnerplåtama, beroende på ledskenomas utformning enligt ovan, helt eller delvis utelämnas.

Utförandenas funktion De varma avgaserna, (heldragna pilar), strömmar ut från ejektoms munstycke och drar med sig sval friskluft från omgivningen (glesstreckade pilar) genom skyddsorganet in i ejektom. Där blandas de två gasema med varandra.

Blandningen förbättras ytterligare i ejektoms expansionsdysa, vilken även är nödvändig för ejektoms effektivitet. Gasblandningen (tätstreckade pilar), som är betydligt svalare än de varma gasema, trycks genom en annan del av skyddsorganet ut till atmosfären. I farkoster placeras lämpligen skyddsorganets inloppsdel framför dess utloppsdel. I stillastående enheter nedanför denna. En ytterligare kylning av både blandningen och den del av skyddsorganet som släpper ut dessa gaser åstadkoms genom att värme leds genom skyddsanordningen från den del som släpper ut blandgaser till den del som släpper in friskluft. lnnerplåtama är därför företrädesvis gjorda av ett material med god värmeledningsförrnåga, exv. aluminium. Den mottagna radarstrålningen reflekteras av skyddsorganet bort från avsändaren på samma sätt som den omgivande väggen hos exv. fordonet.

Skyddsorganet sörjer ev. tillsammans med delar hos ejektorn även för att skärrna av IR-strålning från varma delar i utsläppsanordningen. ons nu

Claims (9)

10 15 20 25 30 35 517 926 10 Patentkrav

1. Anordning för utsläpp med minskad signatur av varma gaser från ett avlopp (7, 8) hos en enhet, vilken anordning innefattar ett don för blandning (9, 33) av de varma gaserna med friskluft från enhetens omgivning till en gasblandning som är anordnad att föras ut till enhetens omgivning, k ä n n e t e c k n a d a v gt anordningen innefattar även ett skyddsorgan (10, 34), som relativt enheten är placerat utanför donet för blandning eller delar av denna, Q skyddsorganet är inrättat att bemästra inkommande spaningsstrålning såsom radarstrålning, och g nämnda skyddsorgan innefattar genomgående kanaler (23, 25) för att föra åtminstone delar av gasblandningen till omgivningen.

2. Anordning enligt krav 1, kä n n ete ck n a d a v att skyddsorganet innefattar delar som är tillverkade av ett elektriskt ledande material, att nämnda skyddsorgan innefattar en mot omgivningen vänd plan yta, och att kanalerna har en utformning som förhindrar genomgång av den inkommande spaningsstrålningen.

3. Anordning enligt krav 1 eller 2, k ä n n e t e c k n a d a v att varje kanal har en öppning mot omgivningen vars omkrets inte överstiger spaningsstrålningens våglängd.

4. Anordning enligt krav 1, 2 eller 3, k ä n n e t e c k n a d a v att skyddsorganet har genomgående öppningar (23, 25) för att föra åtminstone delar av friskluften från omgivningen till donet för blandning.

5. Anordning enligt något av ovanstående krav, k ä n n e te c k n a d a v att skyddsorganet är infällti en vägg (1, 2) hos enheten med sin plana yta flush med en ytteryta hos väggen.

6. Anordning enligt något av ovanstående krav, k ä n n e t e c k n a d a v att anordningen även innefattar ett utrymme (12, 32), som inrymmer åtminstone delar av donet för blandning, företrädesvis hela detsamma och att utrymmet är avgränsat av dels ett skal (11, 31) mot enhetens övriga utrymmen, dels skyddsorganet mot enhetens omgivning.

7. Anordning enligt något av ovanstående krav, k ä n n e t e c k n a d a v att donet för blandning är en av de varma gasema driven ejektor.

8. Anordning enligt något av ovanstående krav, k ä n n e t e c k n a d a v att skyddsorganet har element (24, 44) för att skärma för strålning till omgivningen från varma delar av donet för blandning.

9. Anordning enligt krav 8, k ä n n e t e c k n a d a v att skyddsorganets element innefattar delar av donet för blandning, exv. ejektorns ledskenor (40).