DE1209439B - Flugkoerper mit einer Einrichtung zur Beschleunigung eines Stroemungsmittels fuer den Antrieb - Google Patents

Description

• Flugkörper mit einer Einrichtung zur Beschleunigung eines Strömungsmittels für den Antrieb Schlag- und Drehflügelmechanismen mit starren oder elastischen Flügeln mit oder ohne Steigungsverstellung der Flügel zur Erzeugung von Vortriebs-und Auftriebskräften sind in den verschiedensten Variationen bekannt. Ferner sind Schubdüsen bekannt, die mit festen oder flüssigen Treibstoffen oder mit Druckgasen beaufschlagt werden zum Zweck der Vortriebs- und Auftriebskrafterzeugung bei Flugkörpern.
• Alle diese Vorschläge kranken daran, daß die Kennwerte für Leistungsgewicht, Leistungskonzentration und Bauaufwand bei Kanalschrauben, Axialverdichterstufen und insbesondere bei der mechanisclien Leistunosübertragung sehr ungünstig sind, während atidererseits spezifische Schubleistung und Strahlbelastung günstige Werte besitzen, solange diese Mechanismen ohne Aufheizung des Impulsmeditims arbeiten. Bei mit Druckgas beaufschlagten Schubdüsen mit hohen Strahlgeschwindigkeiten sind die Verhältnisse umgekehrt, die baulichen und gewichtlichen Verhältnisse sind sehr günstig, dagegen liegen die spezifischen Schubleistungen wegen der hohen Strahlbelastung bei sehr niedrigen Werten.
• Die Erfindung vermeidet die Nachteile der bekannten Verfahren und sucht durch Kombination von Rotations-Strahlflügelmechanismen mit Schub- bzw. Mischdüsen günstige Kennwerte für Leistungsgewicht und Leistungskonzentration zu erreichen, und zwar durch Beschleunigung zusätzlicher Stützmassen in hintergeschalteten Düsensätzen, mittels rotierender Strahlflügel hoher kinetischer Energie, welche nach dem Verdrängungsprinzip die zusätzlichen Luftmassen beschleunigen. Dabei werden höhere Wirkungsgrade der Massenbeschleunigung erreicht, als dies mit dem bekannten Ejektorverfahren möglich ist.
• Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß der Primärstrom durch eine rotierende Nabe erzeugt wird, aus der ein Strömungsmittel in tangentialer Richtung aus Düsen mit Tragflächenprofil ausströmt.
• In der Zeichnung ist ein Beispiel der Erfindung dargestellt. Die Erfindung ist nicht auf dieses Beispiel beschränkt. Es sind lediglich die zum Verständnis des Erfindungsgedankens erforderlichen grundlegenden technischen Merkmale dargestellt.
• F i g. 1 zeigt im Längsschnitt eine Hohlnabe mit vier Strahlflügeln und zwei Verstärkerdüsen; F i g. 2 zeigt im Querschnitt die Hohlnabe mit vier tangential angeordneten Profildüsen.
• In F i g. 1. wird von einem Kompressor, vorzugsweise eines Turbinen-Zweikreistriebwerkes, erzeugte Druckluft durch Rohrleitungen 1 und 2 zu den Hohlräumen 3 und 4 einer rotierenden Hohlnabe 5 geleitet. Auf der äußeren Mantelfläche 6 der Hohlnabe sind mehrere Düsen 7 mit tragflächenförmigem Profil angeordnet, aus denen ein Luftstrahl mit tragflächenförmigern Querschnitt ausgestoßen wird und einen rotierenden Strahlflügel bildet. Die Rotation der Hohlnabe wird durch eine tangentiale Ausströmrichtung gegenüber der Mantelfläche der Nabe durch den Strahlschub erzeugt. Der rotierende Strahlflügel besitzt die gleiche Wirkung wie der normale mechanische Propellerflügel, d. h., es werden bestimmte Impulsmassen in der Hauptdüse 8 mit dem Einlaufdiffusor 9 beschleunigt und Schubkräfte erzeugt. Die Strahlrichtung verläuft unter einem bestimmten Winkel zur Achsrichtung, damit die Impulsmasse des Strahlflügels mit der beschleunigten Zusatzmasse mit reduzierter Strahlgeschwindigkeit durch die Hauptdüse 8 ausströmen kann. Die Hohlnabe ist in bekannter Weise drehbar im feststehenden Stützring 10 mit Kugellagern 11 gelagert. Der aus der Hauptdüse 8 austretende Primärstrahl beschleunigt durch seine kinetische Energie auf der inneren Strahlwand zusätzliche Stützmassen durch den Hohlkanal 12 der Nabe und durch den Einlaufdiffusor 13. Weitere Stützmassen werden in der äußeren Sekundärdüse 14 mit dem Einlaufdiffusor 15 durch die kinetische Energie des Primärstrahls auf der äußeren Strahlwand beschleunigt.
• In F i g. 2 ist im Querschnitt der tangentiale Strahlaustritt aus den Profildüsen 15, 16, 17 und 18 dargestellt. Durch die tangentiale Ausströmung aus den Düsen wird der erforderliche Reaktionsdruck für die Rotation der Nabe erzeugt.
• Die Grundlage der vorgeschlagenen Einrichtung zur Impulserzeugung beim Senkrechtstart beruht darauf, daß die für die Impulserzeugung zur Verfügung stehenden hohen Druckverhältnisse, die aus Gründen eines optimalen Leistungsgewichtes des Drucklufterzeugers angestrebt werden müssen, in mehreren Stufen verarbeitet werden, damit die Geschwindigkeitsdifferenz zwischen Primär- und Sekundärstrom in der Düsen-Mischkammer reduziert wird zur Erreichung günstiger Mischwirkungsgrade. Durch die reduzierten Geschwindigkeitsdifferenzen zwischen Primär- und Sekundärstrom werden die Baulängen der Düsen und Mischkammern auf technisch realisierbare Werte reduziert. Ferner können die Düsen mit zusätzlichen Einrichtungen zur Temperaturerhöhung durch Kraftstoffeinspritzung und Verbrennung ausgerüstet werden, oder der primäre Strahlflügel kann durch Ausströmung von Verbrennungsgasen gebildet werden, wobei die rotierende Hohlnabe als Verbrennungskammer ausgebildet wird. Die Flügelnabe kann auch als Kugel oder Kugelschale oder Ellipsoid mit und ohne zentralen Durchströmkanal ausgebildet werden, wobei das Betriebsmittel durch ein in der Rotationsachse liegendes Druckrohr zugeführt werden kann. Die Hohlnabe mit innerem Strömungskanal besitzt den Vorteil gegenüber der geschlossenen Nabe, daß das Flügelfußprofil einen größeren Abstand von der Rotationsachse und damit eine größere Umlaufgeschwindigkeit und höhere Auftriebsbeiwerte am Profil besitzt.
• Mit der Erreichbarkeit optimaler Kennwerte für Leistungsgewicht und Leistungskonzentration bei der Erzeugung von Schubkräften besitzt die vorgeschlagene Einrichtung zur Impulserzeugung für Senkrechtstart- und Landemechanismen die für die Weiterentwicklung erforderlichen technischen Voraussetzungen.

Claims (2)

1. Patentansprüche: 1. Flugkörper mit einer Einrichtung zur Beschleunigung eines Strömungsmittels für den Antrieb mit einem Rohrstück, in dem ein Primärstrom erzeugt wird, um durch dieses Rohrstück und weitere konzentrische Rohrstücke Umgebungsluft anzusaugen, d a d u. r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß der Primärstrom durch eine rotierende Nabe (5) erzeugt wird, aus der ein Strömungsmittel in tangentialer Richtung aus Düsen (7) mit Tragflügelprofil ausströmt.
2. 2. Flugkörper nach Ansprach 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steigung der Düsen (7) im einstellbar ist. 3. Flugkörper nach Anspruch 1 und 2, dadurch orekennzeichnet, daß die Düsen (7) in die Richtung der zu erzeugenden Sekundärströmung geneigt und einstellbar sind. 4. Flugkörper nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Primärströmung der Nabe (5) über hohle Stützstreben (10) zugeführt wird. 5. Flugkörper nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die rotierende Nabe (5) als Druckgasbehälter oder als Brennkammer, der Druckluft und Kraftstoff zugeführt wird, ausgebildet ist. D 6. Flugkörper nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die rotierende Nabe (5) als koaxialer Ring mit zentralem Kanal ausgebildet ist, durch den Umgebungsluft angesaugt wird. 7. Flugkörper nach Anspruch 1 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die rotierende Nabe (5) als rotationssymmetrischßr Hohlkörper, als Hohlkugel, Kugelschale, Ellipsoid mit oder ohne zentralem Durchströmkanal ausgebildet ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Auslegeschrift Nr. 1028 889.