DE2037407A1

DE2037407A1 - Ruckschlag und Schuburrikehrvorrichtung rurFVmäUanak

Info

Publication number: DE2037407A1
Application number: DE19702037407
Authority: DE
Inventors: Albert Asnieres tfauts de Seine Gozlan (Frankreich)
Original assignee: Airbus Group SAS
Current assignee: Airbus Group SAS
Priority date: 1969-07-28
Filing date: 1970-07-28
Publication date: 1971-02-11
Also published as: US3660982A; GB1293232A; DE2037407C3; DE2037407B2

Description

DdMOLLER-BORe D!PL-PHYS. DR. MANITZ DIPL-CHEM. DR. DEUFEL

DIPL-ING. FINSTERWALD DIPL-ING. GRAMKOW ? Γ) ? 7 Λ Π PATENTANWÄLTE

28. Juli 1970 We/Sv - S 2168

SOCIETE NATIONALE INDUSTRIELLE AEROSPATIALE 37, boulevard de Montmorency Paris 16, Seine, Frankreich

Rückschlag- und Schubumkehrvorrichtung für Fluidkanäle

Die Erfindung betrifft eine Rückschlag- und Schubumkehrvorrichtung für Fluidkanäle und insbesondere eine Vorrichtung für ein Strahlrohr und entsprechende Kanäle, beispielsweise hinter einem Schub-Triebwerk, welches gestattet, eine Umkehr der Fluidströmung zu erreichen, indem die Rückkehr zum Ein- f tritt des Primärströmungsinduktors in den Sekundärströmungskanal vermieden wird.

Es ist bekannt, daß die Strahlrohre eines Triebwerkes die Strömung des lluidinduktors oder die Primärströmung aufnehmen, welche von einem Primärkanal ausgesandt werden, wo der .Gesamtdruck erhöht ist und zwar entweder um die Mitnahme in der Sekundärführung eines bestimmten induzierten Durchflusses zu bewirken oder um in diesem Sekundärkanal einen bestimmten Unterdruck aufrechtzuerhalten, wobei der Durchfluß

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Dr. MOIItr-Bofi Or. Mnniti · Dr. D»uW · DIpt.-Ing. Finittrwald Dipl.-Ing. GrSmkow

Irauntdtw·)«. Am BOrgcrpark I β MOndttn 12, ftabtrt KochStraB» I 7 StuUgart - Bad CanmlaU

T«ltfofi (053t) 2 84 87 Ttl.fon (0811) 22 Sl [O₁ Ultx 522050 inbpat Marklilra«. % Tjl.Fon [0/11) 54 72 i)

dort entweder Null oder fast Null ist. Der Mitnahme-, bzw. der Mitreiß-Effekt wird in den zwei Fällen durch fortschreitende totale oder partielle Mischung der Primärströmung und der Sekundärströmung erreicht. Diese Mischung erfolgt entlang der Oberfläche, welche die zwei Strömungen trennt, in einer einzigen Führung, welche als Mischer bezeichnet wird.

Indem der Mischer ausreichend lang gestaltet wird, läßt sich am Ausgang dieses Mischers eine praktisch homogene und gleichförmige Strömung erreichen. Wenn dieser jedoch zu kurz ist, findet nur eine partielle Durchmischung statt.

Es kann im übrigen in bestimmten Fällen erforderlich sein, die Strömungen eines Strahlrohres abzulenken oder aufzugabeln, bevor die Durchmischung des Primärstromes und des Sekundärströmes vollkommen erreicht ist.

Es ist festgestellt worden, daß in solchen Fällen die Leistungen der Strahlrohre aufgrund der Tatsache stark vermindert sind, daß das Druckniveau, welches in der Sekundärführung induziert wird, sich anhebt, während der induzierte Durchfluß abnimmt. Darüberhinaus wird die Strömung oft instabil, was einen erhöhten Vibrationspegel nach sich zieht. ^

Aus einer genauen theoretischen und experimentellen Untersuchung der Anmelderin, welche sowohl Messungen als auch Sichtbarmachungen der Strömung auf Strahlrohren mit abgelenkten Strömungen beinhaltet, geht hervor, daß die Verschlechterung der Leistungen und eventuell die Bedingung der Instabilität des Betriebes in direktem Zusammenhang stehen mit dem Vorhandensein von Bückatrömungen, welche von Zonen der Primärströmung ausgehen^ in welchen der

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statische Druck sich seinem Maximalwert nähert, welcher gleich dem Gesamtdruck der Primärströmung ist. Solche Strömungen richten sich gegen den Eintritt der Sekundärströmung, wo die statischen Drücke schwach sind. Die Zonen erhöhten statischen Drucks der Primärströmung gruppieren sich insbesondere in der Umgebung einer Umkehrwand, welche zur Ablenkung oder zur Aufgabelung der Primärströmung vorgesehen ist, welche vom Strahlrohr ausgesandt wird, denn die Geschwindigkeiten der Strömung haben dort dann ihren geringsten Wert.

Solche Schwierigkeiten finden sich insbesondere bei Turbo- "

Triebwerken von Flugzeugen, welche mit Schubumkehrvorrichtungen ausgestattet sind, bei welcher die Primärströmung mit hoher Temperatur dazu neigt, im Gegenstrom gegen den Kanal der Sekundärströmung wieder stromaufwärts vorzudringen und aufgrund dieser Tatsache Bereiche zu überhitzen, welche für die Konsequenzen nicht ausgelegt sind.

Insbesondere bei Überschallflugzeugen werden häufig EJektions-■ düsen mit Doppelströmung verwendet, welche tatsächlich echte Strahlrohre darstellen, bei welchen die Primärströmung durch die heiße Strömung mit hohem Gesamtdruck gebildet wird, welche vom Triebwerk ausgesandt wird und bei welchen die Sekundärströ- _Λ mung durch Luft gebildet wird, welche von der Ansaugung der ^ Hauptluft des Motors entnommen wird oder bei der Ansaugung von Hilfsluft. Ein'e solch« Art von Strahlrohr besitzt im allgemeinen eine Botationssymmetrie oder eine Konfiguration, welche der Rotationssymmetrie sehr nahekommt. Die verfügbare Mischlänge ist im allgemeinen weit unter dem wünschenswerten Maß, um eine homogene Durchmischung der zwei Strömungen zu erreichen.

Venn Veranlassung besteht, die von einer solchen Düse mit Doppelströmung ausgesandte Strömung stromaufwärts umzulenken,

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beispielsweise um einen kurzen Schub zu erreichen, besteht die Notwendigkeit, eine abgelenkte Strahlrohrströmung zu verwirklichen.

Die Erfindung schafft eine Rückschlag-Ablenkvorrichtung für ein Strahlrohr mit Ablenkung, welche es gestattet, zum großen Teil die obengenannten Nachteile zu vermeiden, welche den Bückströmungen anzurechnen sind und welche die sich daraus ergebenden unangenehmen Folgen begrenzt.

Die erfindungsgemäße Ablenkvorrichtung umfaßt eine Anordnung von Ablenkelementen der IPluidströmung oder von Ablenkeinrichtungen, welche die Strömungen des Fluidinduktors in die stromaufwärts gelegenen Zonen mit geringem statischen Druck richten, da die Strömungen ohnedies die Tendenz hätten, in der Sekundärführung insbesondere in die Seitenbereiche der abgelenkten Strömung zu beiden Seiten ihrer Symmetrieebene wieder aufzusteigen.

Die Lage, die Form und die Abmessung der Ablenkelemente hängt selbstverständlich von den geometrischen, aerodynamischen oder thermodynamischen Eigenschaften der betrachteten Stahlrohre ab.

Die Erfindung wird nachfolgend beispielsweise anhand der Zeichnung beschrieben; in dieser zeigt:

Fig. 1 und 2 schematische Darstellungen im Schnitt, welche ein klassisches Strahlrohr mit kurzer, bzw. langer Mischung zeigen,

Fig. 3 und 4- schematische Darstellungen im Längs- und Querschnitt, welche ein klassisches Strahlrohr mit um 90° aufgegabelter Strömung darstellen,

Fig. ρ und 6 schematische Darstellungen im Längs- und Querschnitt einer Variante mit um weniger als 90° aufgegabelter Strömung,

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Fig. 7 und 8 schematische Darstellungen im Längs- und Querschnitt, welche ein klassisches Strahlrohr mit einfach abgelenkter Strömung darstellen,

Pig. 9 und 10 schematische Darstellungen im längs- und Querschnitt, welche das Strahlrohr der Fig. 3 und 4 darstellen, welches mit einer erfindungsgemäßen Ablenkvorrichtung ausgestattet ist,

5"ig. 11 und 12 schematische Darstellungen im Längs- und Querschnitt, welche das Strahlrohr der Fig. 5 und 6 darstellen, welches mit einer erfindungsge- | mäßen Ablenkvorrichtung ausgestattet ist,

Fig.13 und 14 schematische Darstellungen im Längs- und Querschnitt, welche das Strahlrohr der Fig. 7 und darstellen, welches mit einer anderen erfindungsgemäßen Ablenkvorrichtung ausgestattet ist,

Fig.15 eine schematische Darstellung im Schnitt einer klassischen Schubumkehrvorrichtung für ein Triebwerk mit hinteren Verkleidungsklappen,

Fig. 16 eine schematische Darstellung im Schnitt einer

anderen klassischen Umkehrvorrichtung mit Schiebern und Schaufeln,

Fig.17 und 18 schematische Darstellungen im Schnitt der Schubumkehr vorrichtung en der Fig. 15 und 16, welche mit erfindungsgemäßen RÜGkschlag-Ablenkvorrichtungen ausgestattet sind,

Fig. 19 eine Vergleichsgraphik,

Fig.20 uriL 21 repräsentative Kurven der Gewinne, welche bei einer Triebwerks-Schubumkehrvorrichtung durch die Verwendung erfindungsgemäßer Ablenkvorrich-' tungen erreicht werden,

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Pig. 22 und 23 schematische Darstellungen im Grundriß und

im Schnitt einer Schubumkehrvorrichtung für Flugzeug-Turbo-Triebwerke mit Klappen, welche mit Rückschlag-Ablenkvorrichtungen ausgestattet sind, die der bevorzugten Ausfüiirungsform der Erfindung entsprechen,

Pig. 24 eine perspektivische Ansicht des hinteren

Teils eines Turbo-Triebwerks gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 25 eine perspektivische Ansicht eines Details

einer Rückschlag-Ablenkvorrichtung,

Pig. 26 eine schematische Darstellung im Schnitt,

welche ein Beispiel für einen in die Struktur der Seitenwände integrierte Ablenkvorrichtung zeigt,

Pig. 27 eine Detailansicht einer Variante und Pig. 28 ein Erläuterungsschema.

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liach den Fig. 1 und 2, welche schematische Längsschnitte darstellen, umfaßt ein Strahlrohr allgemein eine Führung 1 dei* Primärströmung fρ, eine Führung 2 der SekuncB:strömung fs, eine Einschnürung 3 und einen Mischer 4. Wenn die Länge I^ des Kischers 4- ausreichend ist, ist die um die symbolisch durch den Pfeil f- angedeutete Oberfläche herum stattfindende Mischung an seinem Austritt homogen und gleichförmig, während, wenn die Länge Ip des Mischers 4' zu gering ist, die Mischung lair teilweise um den Pfeil fp herum erfolgt.

Es kann in bestimmten Fällen notwendig sein, ein Strahlrohr ^

der Art mit kurzem Mischer (siehe Fig.2) zu verwenden und eine Ablenkung nach klassischer Art (siehe Fig. 3» 5» 7) durchzuführen, welche daher noch nicht vollkommen homogen ist.

In einem solchen falle zeigen genaue Beobachtungen, daß die mit den Homogenitätsfehlern der Strömung verbundenen Ibänomene in ihrem Ursprung und in ihren verschiedenen Erscueinuiigen von den Ablenkungsarten oder den Arten der Au%abelun£ abhängen, welchen die Primärströmungen und die Sekundärströmungen unterworfen werden.

Die Analyse dieser Phänomene soll nun in größeren Einzel- λ heiten erläutert werden, indem auf die Zeichnung Bezug genommen wird. *

Die Fig. 3 und 4 stellen schematisch im Horizontalscnnitt und im Vertikalschnitt ein Strahlrohr dar, welches eine vollkommen geführte abgelenkte Strömung aufweist, welche beiderseits der Richtung der Hauptströmungen eine 9O°-Aufgabelung erfährt.

Aus diesen Schemata ist ersichtlich, daß schädliche Rückströmungen 5 von der Zone des Auftreffens der Primärströmung fp auf die gegenüberliegende Wand 6 ausgehen und zwar

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BAD OBlGSWAL

in der Richtung des Kanals der Sekundärströmung 2 in der Umgebung der horizontalen Symmetrie ebene der Fig. 4- und bei der Rückströmung mit der Sekundärströmung fs wieder zusammentreffen. Diese Rückströmungen 5 umgehen den Primärkanal 1, indem sie sich, mit der Sekundär strömung fs mischen und werden mit dieser durch den Mitreiß-Effekt der Primärströmung fp in den Austrittsöffnungen 7 und 8 ausgestoßen, wobei dieser Effekt sich entlang den Mischflächen aufbaut,'welche symbolisch durch die Pfeile fj und f^, angedeutet sind.

Die Fig. 5 und 6 stellen schematisch im Horizontalschnitt und im Längsschnitt ein Strahlrohr dar, welches eine abgelenkte Strömung 100 aufweist, in welcher die Mischung mit Aufgabelung beiderseits der Richtung der Hauptströmüng fp nach einem bestimmten Ablenkwinkel θ geführt ist. Nach diesen Schemata folgen die Rückströmungen 9 einer Bahn, welche der vorher beschriebenen in noch ausgeprägterer Weise benachbart ist.

Die Fig. 7 und 8 stellen schematisch im Horizontalschnitt

\[e,rtika3,
und im cnnitt ein Strahlrohr dar, welches eine ab-

^ gelenkte Strömung 110 aufweist, in welcher die Mischung über eine einzige nicht aufgegabelte Ablenkung 11 geführt ist. Nach diesen Schemata gehen die Rückströmungen 12 von . der Zone des Auftreffens der Primärströmung fp auf der Wand aus und vereinigen sich mit der Sekundärströmung fs über dem Primärkanal 1, um sich dort zu mischen und um bei 11 mit der Sekundärströmung aufgrund des Mitreiß-Effektes, welcher durch den nicht gestörten Hauptstrom der Primärströmung fp erzeugt wird, ausgestoßen zu werden. Der Mitreiß-Effekt entwickelt . sich sodann entlang den Flächen der Mischung, welche durch den Pfeil fr in der Fig. 7 symbolisch angedeutet sind.

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Ausgehend von diesen Grundschemata soll nunmehr gezeigt werden, auf welche Weise eine erfindungsgemäße Rückschlag-Abienkvorrichtung bewirkt, daß die Rückströme der Primärströmung vermindert werden, daß ein Gewinn an Gegenschub in einem Schubumkehrsystem erzielt wird und daß der Gegendruck vermindert lird, welcher sich dem Unterdruck des SekundärStrömungskanals entgegensetzt.

In den Pig. 9 und 10, welche den Strahlrohren mit aufgegabelter Strömung nach der Darstellung in den Fig. 3 und 4 entsprechen, sind gemäß der Erfindung zwei Paare von Ablenkein- " richtungen 12 und 13 symmetrisch angeordnet, welche an den Seitenwänden 14- und 15 des Strahlrohres befestigt sind. Diese Ab lenkeinrichtungen umfassen im wesentlichen elementare Platten mit dem Verlauf eines Parallelepipeds, und ihre Dimensionsparameter (£' , £ ) und ihre Positionsparameter (ß, CC ) hängen von den besonderen Anwendungsbedingungen des Strahlrohres ab, wie beispielsweise von den Strömungsgeschwindigkeiten, den Drücken, den Temperaturen und anderen Faktoren.

Aus den Fig. 9 und 10 ist ersichtlich, daß die Bückströmungen 16 und 17» welche von der Zone hohen statischen Drucks ausgehen, welche in der Umgebung der Wand 6 gegenüber der Pri- λ märströmung und in der Nähe der horizontalen Symmetrieebene gelegen sind, sich in der Ecke verfangen, welche durch jede Ablenkeinrichtung 12 und 13 gegen die Seitenwände 14 und 15 gebildet wird und daß sie stromabwärts zu den Ausgängen 7 und abgelenkt werden, indem sie weiterhin einen integralen Bestandteil der aktiven ürimärströmung bilden. Selbstverständlich darf die Breite nicht übertrieben groß sein, so daß die FrimärströnuiiTig nicht abgefangen wird. Im übrigen ist der WinkelClbevorzugter Weise spitz oder rechtwinklig, während der Winkel ß in der Gegend von 90° liegen kann. In solchen Strahlrohrkombinationen mit gegabelter Strömung können die durch die

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Achsen ox und ox¹ dargestellten Ablenkrichtungen für den Fall, daß die Ablenkungen einander in der Ebene gegenüberstehen, einen Winkel von 180° aufweisen oder irgendeinen anderen für jeden betrachteten Fall geeigneten Winkel θ besitzen.

In den Fig. 11 und 12, welche den in den Fig. 5 twod 6 dargestellten Strahlrohren mit gegabelter Strömung entsprechen, sind zwei Paare von Ablenkeinrichtungen 18 und 19 symmetrisch angeordnet, welche an den Seitenwänden 20 und 21 des Strahlrohres befestigt sind und einen Ablenkwinkel von θ auf v/eisen. Diese Ablenkeinrichtungen umfassen wieder elementare Platten mit dem Verlauf eines Parallelepipeds, und ihre Dimensionsparameter (£ ,oO und ihre Positionsparameter (ß,06 ) sind in gleicher Weise den besonderen Anwendungsbedingungen des Strahlrohres unterworfen. In gleicher Weise ist der Winkel0C vorzugsweise spitz oder rechtwinklig, und der Winkel ß kann in der Gegend des Ablenkwinkels θ liegen.

In den Fig. 13 und 14, welche den in den Fig. 7 und 8 dargestellten Strahlrohren mit einfach abgelenkter Strömung entsprechen, ist eine Ablenkeinrichtung 22 angeordnet, welche einen kegelstumpfförmigen Randabschnitt aufweist, welcher sich der Verzweigung der Primärströmung nach unten und der Führung zu den Seiten und nach oben entgegensetzt, wo der Druck schwach ist. Dieser Hand 22 hindert auch die Rückströmungen 23 daran, gegen den Sekundärkanal 2 zurückzuströmen. Wie es oben der Fall war, sind die Parameter ( #"', ία, 1£ ,P) wieder von den besonderen Anwendungsbedingungen des Strahlrohres abhängig.

Als Abwandlung ist es selbstverständlich, daß in den Fällen mit unsymmetrischen Konfigurationen Veranlassung besteht, die Dimensionsparameter und die Positionsparameter der Ablenkeinrichtungen anzupassen, um dieser Unsymmetrie Rechnung zu tragen.

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Wenn es sich darum handelt, schwere Fluide bei der Anwendung einer gegabelten Düse nach oben und nach unten zu mischen, ist die Anpassung der Parameter in gleicher Weise erforderlich. Iu gleicher Weise kann die Art der Ablenkeinrichtungen für die Rückströmungen, welche schemstisch mit einer einfachen Form beschrieben wurde, aufgrund der Tatsache, daß sie wie eine Tragfläche wirkt, alle im Zusammenhang mit diesen Tragrflächen bekannten Vervollkommnungen aufweisen. Insbesondere kann ein Ablenkelement 25 vielfach sein oder Spalte 24- auf- · weisen, wie es die Fig. 25 angibt.

Da die geometrischen Eigenschaften der Ablenkeinrichtungen von der gewählten Konfiguration und von den Beschaffenheiton der Fluidströmungen abhängen, können sich diese Eigenschaften nach den Erfordernissen ändern. Somit kann beispielsweise dazu Veranlassung bestehen, die Ablenkeinrichtungeii beweglich, defomierbar oder versenkbar zu gestalten, damit sie sich den Betriebsbedingungen anpassen können. Die Ablei.keiiirichtungen können auch im Gegensatz dazu fest sein und einen integralen Bestandteil der Struktur des Strahlrohres bilden, wie es in der Fig. 26 zu sehen ist, wo die Ablenkeinrichtungen 118 und 119 mit den Wänden 120 und 121 fest verbunden sind. -

Es lassen sich auch alle bekannten Einrichtungen verwenden, um ein Hindernis zu bilden und um eine Ablenkung der Fluidströmung au erzeugen, insbesondere kann man die Injektion durch Schlitze oder geeignete öffnungen einer Abdeckung eines komprimierten Fluids anwenden, dessen Gesamtdruck höher ist als derjenige des Primärfluids. In.einem solchen Falle erfolgt die Injektion unter einem Anstellwinkel in entgegengesetzter Richtung zur Rückströmung, welche zum Austritt umgelenkt werden soll.

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Schließlich hat die Anwendung einer erfindungsgemäßen Experimental-Ablenkvorrichtung auf Flugzeugtriebwerke mit Schubumkehr bestimmte Vorteile zeigen können» die mit diesen Einrichtungen erreichbar waren.

Der zwischen den Kurven der Fig. 19 dargestellte Schnitt ist eine Schema der Anordnung, welche zur Durchführung der erforderlichen Messung verwendet wurde, um die fundamentalen Phänomene zu zeigen und um die Wirksamkeit der erfindungsgemäßen Ablenkvorrichtung darzulegen.

Diese Anordnung umfaßt im wesentlichen einen Primärkanal 101, einen Sekundärkanal 102, eine Einschnürung 103, eine äußerste Wand 106, Seitenwände 114 und 115 "und Ablenkeinrichtungen 125» wahrend ein System aus invertierten Pitot-Rohren 107 die Messungen der Drücke Pa und Pb gestattet.

In den Figuren gelten folgende Bezeichnungen:

PJ ■ Gesamtdruck der Primärströmung; Ps = Gesamtdruck der Sekundärströmung; p*b ■ atmosphärischer Druck
Pa * Austrittsdruck
Pb = Eintrittsdruck

Die Fig. 19 zeigt zwei Kennlinien und zwar A ohne Ablenkeinrichtung und B mit Ablenkeinrichtungen, welche die Rückströmungen und ihre bedeutende Verringerung veranschaulicht, welche durch die Einfügung der Ablenkeinrichtungen erreicht wird. Das Vorhandensein der erfindungsgemäßen Ablenkeinrichtung vermindert den Druckgradienten in der Einschnürung tatsächlich erheblich und damit die Bückströmungen im Sekundärkanal_o

Die Fig. 20 zeigt zwei Kennlinien und zwar A ohne Ablenkeinrichtung und B mit Ablenkeinrichtungen, welche den Gewinn an Gegenschub veranschaulichen, welcher durch die Einfügung der

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Ablenkplatten erreicht wird. Der Gegenschub ist in diesem Pail auf den Schub der Primärströmung bezogen.

Die Fig. 21 zeigt zwei Kennlinien und zwar A ohne Ablenkeinrichtung und B mit Ablenkeinrichtungen, welche die Erzeugung eines Unterdrucks in der Sekundärströmung aufgrund der Hinzufügung der Ablenkeinrichtungen veranschaulichen.

Es ist allgemein bekannt, daß die Schubumkehr-Vorrichtungen im wesentlichen die Funktion haben, den vom Triebwerk ausgesandten Gasstrom derart stromaufwärts umzulenken, daß eine Gegenschubkaft erreicht wird, welche das Flugzeug bremst, und es ist in gleicher Weise bekannt, daß bei Überschallflugzeugen die Ejektionsdüsen Doppelstromdüsen sind, welche somit echte Strahlrohre bilden. Die der Schubströmung gegenüberliegende Wand besitzt beispielsweise die Form von zwei Platten, welche drehbar angebracht sind, die eine Verkleidung bilden, wobei die erfindungsgemäße Ablenkvorrichtung in der Nähe der Verkleidungsscharniere angebracht ist.

Die Mehrzahl der Schubumkehr-Vorrichtungen läßt sich in zwei Typen klassifizieren: ϊΙηθ- Schubumkehr-Vorrichtungen der ersten Kategorie (siehe Fig. 15) besteht das Ablenkhindernis aus versenkbaren Platten oder Klappen 27, 28, 29 und 30, welche stromaufwärts von der Ausgangsebene der Austrittsdüse angeordnet sind und welche beim Normalflug in die Stellungen 27', 28', 29', 30' versenkt werden können, und die Umkehrvorrichtungen der zweiten Kategorie (siehe Fig. 16) realisieren die Ablenkung zum Teil durch versenkbare Klappen 31 und 32, welche beim normalen Flug die Stellungen 31' und 32' einnehmen können und durch Ablenkschaufeln 33 und 34, die gemäß 33' -und 3*' versenkbar sind, '

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In diesen zwei Typen von Ablenkvorrichtungen sieht die Erfindung vor, nach der Darstellung der Fig. 17 und 18, welche den Fig. 15 und 16 entspricht, Ablenkeinrichtungeri (35» 36) und (37» 38) gemäß der Erfindung in der Nähe der Seitenwände 39 derart anzuordnen, daß die Rückströmungen 9 dann ausgestoßen werden können, nachdem sie sich in geeigneter Weise mit der Primärströmung fp und mit der Sekundärströmung fs in den Austrittsdüsen 40 und 41 gemischt haben.

Die bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist in ihrer Anwendung auf Schubumkehr-Vorrichtungen der ersten Kategorie schematisch in den Fig. 22 und 23 und in vereinfachter Weise perspektivisch in der Fig. 24 dargestellt.

Gemäß dieser Ausführungsform, welche eine Düse mit Doppelstrom betrifft, besteht das Eintritts-Ablenkorgan aus Klappen 42 und 43, welche um die Achsen Yl-Yl· und Y2-Y2¹ und senkrecht zur Hauptachse des Schubes Z-Z¹ angebracht sind.

Die Fig. 22, welche im oberen Halbschnitt die Art der Gegenschub-Strömungen 44 zeigt, läßt erkennen, daß diese Schwenkung der Klappen 42 und 43 entweder den direkten Austritt der Strömungen (Stellung 42', 43' der Klappen und 45', 46* der Schieber) oder den abgelenkten Austritt gemäße ο - χ (Stellung 42, 4J der Klappen und 45, 46 der Schieber) gestattet.

In einer solchen Konfiguration bilden sich gewöhnlich nach dem Stand der Technik ohne die erfindungsgemäßen Ablenkvorrichtungen beim Betrieb in Schubumkehr Bückströmungen, welche in unangenehmer Weise die Selnmdärführung 202 den Seitenwänden 239 entlang gemäß dem oben beecnriebenen Verfanren indem- sie folgende Κοηρβο#βηζ#η η&αα. sich

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ORIGINAL INSPECTED

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Die Sekundärführung 202 wird unter Druck gesetzt, was eine Vergrößerung des Gesamtwinkels X der Ablenkung der Strömung gemäf:o-x zum Austrittsende hin mit sich bringt und da- :ait eine Verminderung des Gegenschub-Effektes.

Die thermischen und mechanischen Belastungen in der Sekundürfünx'unr/xerden größer, so daß der Konstrukteur verpflich-. * et ist, eine empfindliche Erhöhung der Kassen der Struktur vorzusehen und zwar unter dem !lachteil der Verringerung ihrer Lebensdauer.

n--ii:e Gase dringen in die Sekundär führung«» 202 ein und dringen bio .uim Eintritt vor, wenn der Sekundärdruck fs hinreichend niedrig ist, wenn keine Dichtungsklappe vorgesehen ist.

Die Rückschlag-Ablenkvorrichtungen sind beliebig versenkbar.

Es ist zn erkennen, daß die in den Fig. 24 und 51 dargestellten Ablenkvorrichtungen 47, 48, 49 und 50 sowie die in den Fig. 22 und 23 dargestellten Ablenkvorrichtungen 52 gestatten, die oben aufgezählten Nachteile zu vermeiden und die Leistungen zu verbessern, wie es aus den Kurven der Fig. 19, 20 und 21 ersichtlich ist.

Die Rücksehlag-Ablenkvorrichtungen 47, 48, 49 und 50 bestehen aus versenkbaren Flatten in Gehäusen, welche in den Seitenwänden oder den Ohren der Klappen 55 und 5^ angeordnet sind und zwar aufgrund von Einrichtungen (nicht dargestellt), die ihr Heraustreten nur dann gestatten, wenn die Klappen in der Gegenschub-Stellung sind. Nach der Darstellung in der Fig.24 sind die Kippeinrichtungen der Klappen 42 und 43 um ihre Schwenkachsen und die Ausfahreinrichtungen der Schieber 55 und 56, welcher in dem Teil der externen Struktur 57 untergebracht sind, an sich bekannt und sind daher nicht dargestellt.

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t 1 1

β « θ Λ. #" 40° £# 150-mm

Eine zufriedenstellende Anwendung des Effektes der Rückschlag-Ablenkung auf einen Typ einer Düse mit Doppelstrom eines Strahltriebwerkes mit 150 000 Newton Schub hat zu den folgenden Werten geführt:

mm

Es ist ersichtlich, daß die Erfindung eine neue Ablenkvorrichtung schafft, welche dazu bestimmt ist, die gewöhnlich in den Strahlrohren und analogen Systemen mit abgelenkten Strömungen nach dem Stand der Technik Gegen—Rückströmungen zu vermeiden.

Es ist jedoch festgestellt worden, daß in bestimmten Anwendungsfällen wie beispielsweise Schubumkehr-Vorrichtungen bei Triebwerken eine solche Ablenkvorrichtung ein merkbares Hindernis in den Strömungen vor der Ablenkung darstellen konnte und somit eine empfindliche Gesamtverminderung der Anordnung verursachen konnte.

Die Erfindung sieht daher eine in mehrere Ablenkelemente aufgeteilte Ablenkvorrichtung vor, welche Rückschlageigenschaften aufweist, indem sie gleichzeitig ein Hindernis von geringerer Bedeutung in den zusammentreffenden Strömungen darstellt.

.Die in der lig. 2? als Beispiel ausgewählte Ausführungsform betrifft eine Ablenkvorrichtung, welche gemäß der Erfindung in drei Rückschlag-Ablenkvorrichtungen aufgeteilt ist, welche in Reihe hintereinander gestuft sind, welche insgesamt der stromaufwärtigen direkten Strömung für eine Rückschlageigenschaft, welche derjenigen einer einzigen Ablenkvorrichtung äquivalent ist, ein geringeres Hindernis entgegensetzen»

Es ist zu sehen, daß das Vorhandensein der gen 12 und 13 ein ziemlich bedeutendem Hindernis bildet, welches den natürlichen Verlauf der Sander der Mngangs-MtnatKie

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Strömung stört und am Eintritt Wirbel erzeugt, welche für eine gute Funktion und einem guten Wirkungsgrad der Einrichtung schädlich sind.

In der Tat kommt nach der Darstellung der Elementarskizze, welche aus der Fig. 28 herausgezogen ist, die Eintrittsströmung F entlang der Wand 14 zum Auftreffen auf die Oberfläche der Rückschlagwand 12.

Um diese Störung zu vermeiden, sieht die Erfindung gemäß der Darstellung in der Fig. 27 eine Abwandlung vor und zwar beispielsweise die drei Ablenkvorrichtungen 112, 113 und 114 mit einem Raumbedarf in der Querrichtung "e", welcher kleiner ist als " £ ", welche eine Rückschlagwirkung besitzen, welche einer nicht aufgeteilten einzigen bekannten Ablenkvorrichtung äquivalent sind.

Das Hindernis der Ausdehnung "e", welches der Direktströmung F entgegensteht, ist von wesentlich geringerer Bedeutung als das Hindernis der Ausdehnung ⁿ€ ", und der Wirkungsgrad der Installation insbesondere ist unter den Bedingungen dieser vorzugsweisen Ausführungsform verbessert.

Es ist zu sehen, daß die Rückströmungen F wieder zum Austritt j der Strömung der allgemein abgelenkten Strömung zurückgeschickt werden, sobald die der Strömung vor der Ablenkung F' offen dargebotene Oberfläche deutlich geringer ist als im Falle einer einzigen Ablenkvorrichtung 12.

- Patentansprüche —

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Claims

Patentansprüche

Strahlrohr mit abgelenkter Strömung, dadurch g e ^c e η η zeichnet, daß das Strahlrohr eine Primärführung (1) und eine Sekundärführung (2) umfaßt, wobei der Druck in der Primärführung (1) höher ist als derjenige in der Sekundärführung (2) , wobei die Sekundärströmung (2) und die Primärströmung (1) am Ausgang einer gemeinsamen Einschnürung (3) gemischt sind, wobei die Mischung durch eine gegenüberliegende Wand (6) quer zur allgemeinen Richtung der ζ v/ei Führungen in das Innere- von mindestens einer Austrittsöffnung (7) in einer Symmetrieebene des Strahlrohres abgelenkt wird, daß zumindest eine Rückschlag-Ablenkvorrichtung (12) auf jeder Seite der Symmetrieebene in derUmgebung der Seitenwände (14) und (15) des Strahlrohres vorgesehen ist, welche auf dem Rückweg der Primärströmung angeordnet ist, die durch die Wand (6) abgelenkt wird und welche die Rückströmungen der Primärströmung (1) zum Austritt hin ablenkt, welche die Tendenz hätten, wieder in die Sekundärführung aufzusteigen, indem sie sich seitlich in bezug auf die Austritt soffnung (7) befinden.

Strahlrohr mit abgelenkter Strömung nach Anspruch 1, dadurch gekennz eichnet, daß im Strahlrohr eine Ablenkvorrichtung (22) nach einer Längsrichtung angeordnet ist, welche im wesentlichen in bezug auf die Symmetrjeebene der Ablenkung ausgerichtet ist und nach einer in bezug auf diese Symmetrieebene leicht quer geneigte Ebene angeordnet ist.

Strahlrohr mit gegabelter Strömung nach Anspruch 2, dadurch g ekennz eichnet, daß seitlich zwei Ablenkeinrichtungen (12) und (13) im Winkel nach zwei Richtungen angeordnet sind, welche im wesentlichen der Symmetrieebene der zwei Ablenkungen parallel gegenüberstehen.

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Ablenkeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Ausgangsströmungen (40) und (41) vorgesehen Bind, die unter einem bestimmten stumpfen Winkel iü 1er Symmetrieebene der Ablenkung gegeneinander geneigt

;. SehuLumkehrvorrichtung mit einem Strahlrohr nach Anspruch 1_r dadurch gekennzeichnet, daß die Hindernisse ier Wand, welche einen Schirm für den Verlauf der Mischung der Strömungen bilden, unsymmetrisch in bezug auf die Symmetrieebene der Ablenkung angeordnet sind, daß eine um die Achsei- Ϊ,- Y',- drehb'ar angeordnete Einrichtung gestattet, aiese Wand in der Form von Klappen (42) einer versenkbaren Verkleidung in mehreren Elementen zu kippen, wobei die Ableiikeinrichtungen (47, 48, 49 und 50) in der Umgebung der Drehgelenke der Klappen angeordnet sind.

6. Schubumkehrvorrichtung nach Anspruch 5» dadurch g e k e η η ζ eich net, daß drehbare Schieber (45 und 46) vorgesehen sind, um die Verkleidung auf die Austrittsöffnungen auf Befehl beliebig aufzusetzen oder von den Austrittsöffnungen abzunehmen.

7. Schubumkehrvorrichtung mit einem Strahlrohr nach Anspruch 1, dadurch gekennz eichnet, daß d3,e Hindernisse der Wand, welche einen Schirm bildet, drehbare Schieber (45) aufweisen, deren Drehgelenke auf den Seitenwänden (239) des Strahlrohres in der Nähe der Rückschlag-Ablenkeinrichtungen (51) ineinandergefügt sind.

8. Strahlrohr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückschiag-Ablenkeinrichtungen (12) mit den Seitenwänden (14) fest verbunden sind.

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BAD ORIGINAL

9. Strahlrohr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ablenkeinrichtungen (12) Fluidstrahlen mit hohem Druck sind.

10. Strahlrohr nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η ζ eichnet, daß die Ablenkeinrichtungen (12) beliebig in das Innere der Seitenwände (14) versenkbar sind.

11. Schubumkehrvorrichtung mit einem Strahlrohr nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenwände (14) mit den kippenden Klappen (42) im Bereich ihrer Drehgelenke fest verbunden sind und die kippenden Ablenkeinrichtungen (51) fest tragen.

12. Schubumkehrvorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennz ei chnet, daß die Ablenkeinrichtungen (51) der. Befestigung der Klappen (42) der Verkleidung in den Ohren (54) versenkbar sind.

13. Strahlrohr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kückschlag-Ablenkvorrichtung in mehrere Ablenkelemente (112, 113» .114) unterteilt ist,, welche einen gleichwertigen Rückschlag-Effekt bewirken.

14. Strahlrohr nach Anspruch 13, dadurch g e k e η η ζ eichnet,. daß die Rückschlag-Ablenkelemente (112) mit der entsprechenden Seitenwand (14) fest verbunden sind. · ·

15. Schubumkehr Vorrichtung mit einem Strahlrohr nach Anspruch 14, dadurch gekennz ei chnet, daß die Hin- dernisse der Wand, welche einen Schirm für den Verlauf

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der Mischung der Strömungen bilden, unsymmetrisch in bezug auf die Symmetrieebene der Ablenkung angeordnet sind, daß eine drehbare Einrichtung gestattet, diese Wand in der Form von Klappen (42) einer versenkbaren Verkleidung in mehreren Elementen zu kippen, wobei die entlang der seitlichen Wände des Strahlrohres vorgesehenen Ablenkeinrichtungen (112) in der Nähe der Drehgelenke der Klappen (42) angeordnet sind.

16. Schubumkehrvorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß drehbare Schieber (45) vorgesehen sind, um die Verkleidung nach den Erfordernissen M von den Austrittsöffnungen abzunehmen und auf diö Austritt söffnungen aufzusetzen.

1?. Schubumkehrvorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Hindernisse der Wand, welche den Schirm bilden, drehbar angebrachte Schieber (45) aufweisen, deren Drehgelenke auf den Seitenwänden (239) des Strahlrohres in der Nähe der Rückschlag-Ablenkeinrichtungen (51) zusammengefügt sind.

18. Strahlrohr nach Anspruch 1, dadurch gekennz eich-' η e t, daß die Rückschlag-Ablenkeinrichtung (51) in mehrere Huidstrahlen mit hohem Druck unterteilt ist, welche einen f gleichwertigen Rückschlag-Effekt bewirken.

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