DE2638883C2 - Schubdüse - Google Patents
SchubdüseInfo
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- F02K1/06—Varying effective area of jet pipe or nozzle
- F02K1/08—Varying effective area of jet pipe or nozzle by axially moving or transversely deforming an internal member, e.g. the exhaust cone
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Schubdüse gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1. Eine derartige
Schubdüse ist aus der DE-OS14 26 402 bekannt.
Die Erfordernisse des Flugbetriebs für die zu erwartenden Flugzeugformen schließen die Verwendung von
konventionellen Düsensystemen aus. Die üblicherweise für den Unterschallflug verwendete konvergente Düse
verliert ihren Wirkungsgrad, da die Abgasstromgeschwindigkeit die Schallgeschwindigkeit nicht übersteigen
kann (Machzahl 1). Die konvergent-divergente Schubdüse gestattet eine gesteuerte Expansion und Beschleunigung
der Abgase, nachdem diese die Schallgeschwindigkeit erreichen. Diese Düsen besitzen jedoch
einen sehr schmalen optimalen Betriebsbereich und müssen als Düsen mit variablem Querschnitt ausgelegt
werden, um dieses Merkmal zu kompensieren. In der Vergangenheit wurden zwar solche Düsen mit variablem
Querschnitt in Betracht gezogen. Es wurden jedoch bisher keine Schubdüsen gefunden, welche für eine
Anpassung an einen weiten Bereich der Flugbedingungen der erwarteten zukünftigen Luftfahrzeuge befriedigend
sind.
Es ist Aufgabe der Erfindung eine Schubdüse der eingangs genannten Gattung derart auszugestalten, daß
eine einfache und schnelle Änderung des Querschnittes der Engstelle ermöglicht wird.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Patentanspruches 1
gelöst.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist in dem Unteranspruch gekennzeichnet.
Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, daß im Unterschallbetrieb die
Schubdüse wie ein Austrittskonus mit variablem Engstellenquerschnitt und mit einem niedrigen inneren
Querschnittsverhältnis wirkt Die variable Engstdlc wird dabei durch die Verbindung zwischen der mittleren
und der rückwärtigen Klappe zusammen mil der Austrittskante der Hülle mit festem Durchmesser bcgrcn/i.
Im Überschallbetrieb, wie er bei einem Betrieb mit Nachverbrennung auftritt, wird die Düsenen^stcllc in
der Düse dadurch verschoben, daß die vordere und miulere Klappe so eingestellt werden, daß sie die Engslelle
im Zusammenwirken mit dem gegenüberstehenden Teil der Hülle mit festem Durchmesser bilden. Dabei bilden
der verbleibende Teil der Hülle und die rückwärtige Klappe Expansionsoberflächen für den Abgasstrom zur
Beschleunigung der Strömung zum Düsenauslaß. Auf diese Weise wird in Folge der optimalen Kombination
für das Verhältnis von inneren und äußerem Querschnitt eine hohe Leistung bei Überschall erreicht.
Ferner führen bei der vereinfachten Schubdüse gcmaß der Erfindung die erforderlichen beweglichen Teile
eine Doppelfunktion aus, um Redundanz zu beseitigen. Dabei ergibt sich eine Vereinfachung der Düsenherstellung
und ei?.e Gewichtsverringerung. Und schließlich ist die Schubdüse gemäß der Erfindung mechanisch sinnvoll,
da sie sich gut in bereits vorhandene und zu erwartende Triebwerke und Flugzeugrahmen einfügt und
realistische Stellsysteme benutzt, um Gewichtserhöhungen und mechanische Instabilitäten zu vermeiden. Ein
solches System kann Belastungen bei Flugmanövern mit hoher Leistung aushalten.
Die Erfindung wird nun anhand der Beschreibung und Zeichnung von Ausführungsbeispielen näher erläutert.
F i g. 1 zeigt ein seitliches Profil, teilweise im Schnitt und zeigt schematisch ein Gasturbinentriebwerk als ein
Ausführungsbeispiel der Erfindung.
F i g. 2 zeigt eine vergrößerte schematische Darstellung der Schubdüse des Triebwerks nach F i g. 1 in einer
Betriebsart
F i g. 3 ist eine vergrößerte Ansicht ähnlich F i g. 2 und zeigt die Schubdüse in einer weiteren Betriebsart.
F i g. 3 ist eine vergrößerte Ansicht ähnlich F i g. 2 und zeigt die Schubdüse in einer weiteren Betriebsart.
Fig.4 ist ein seitliches Profil, teilweise im Schnitt
ähnlich der Fig. 1 und zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung, welche mit einem Gasturbinentriebwerk
und dem Rahmen eines Luftfahrzeuges integriertist.
Fig.5 ist eine Ansicht der Schubdüse nach Fig.4
entlang der Linie 5-5.
Fig. 1 zeigt schematisch ein Gasturoinentriebwerk
10 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Das Triebwerk 10 enthält ein Kerntriebwerk 12, ein Gebläse 14 mit Gebläsestufen 16 und 18 und eine Gebläseturbine
20, welche durch die Welle 22 mit dem Gebläse 14 verbunden ist. Das Kerntriebwerk 12 enthält
einen Axialstromverdichter 24 mit einem Rotor oder Läufer 26. Die Luft tritt am Einlaß 28 ein und wird
zunächst durch die Gebläsestufe 16 verdichtet. Ein erster Teil der verdichteten Luft tritt in den äußeren Gebläsebypaßkanal
30 ein, welcher teilweise durch eine Ringwand 32 und eine umschließende Gebläsegondel 34
definiert ist. Ein zweiter Teil der Luft wird durch die Gebläsestufe 18 weiter verdichtet und erneut aufgeteilt,
wobei ein Teil in den inneren Bypaßkanal 36 eintritt, welcher teilweise durch das Kerntriebwerk 12 und die
umschließende Wand 32 gebildet ist. Ein weiterer Teil tritt in den Einlaß 38 zum Kerntriebwerk ein. Die Ströme
in den Kanälen 30 und 36 werden letztendlich durch die Gebläseschubdüse ausgestoßen.
Die am Einlaß 38 eintretende verdichtete Luft wird
durch den Axialstromverdichter 24 weiter verdichtet und dann an einen Brenner 42 abgegeben, wo Brennstoff
verbrannt wird, um die Verbrennungsgase mit hoher Energie zu erhalten, welche eine Tui bine 44 antreiben.
Die Turbine 44 treibt ihrerseits den Rotor 26 über eine Welle 46 an, wie dies üblicherweise in einem Gasturbinentriebwerk
geschieht Die heißen Verbrennungsgase werden dann zur Gebläseturbine 20 weitergeleitet
und treiben diese an. Diese Turbine treibt ihrerseits das Gebläse 14. Man erhält dadurch Schubkraft, daß von
dem Gebläse 14 Luft aus den Kanälen 30 und 36 über die Gebläseschubdüse ausgestoßen wird und weiterhin
Verbrennungsgase aus einer Schubdüse 48 des Kerntriebwerks ausgestoßen werden. Zur Erreichung einer
Schubsteigerung kann der Energiegehalt der Luft im Kanal 36 mit Hilfe eines Hilfsbrenners oder Kanalbrenners
50 gesteigert werden.
Die obige Beschreibung berücksichtigt bereits viele zukünftige Gasturbinentriebwerke des Typs mit »variablem
Zyklus« oder mit »Multi-Bypaß«. Die Erfindung kann auf jedes Gasturbinentriebwerk angewendet werden,
und ist nicht notwendigerweise auf das in F i g. 1 gezeigte Ausführungsbeispiel beschränkt
In den F i g. 2 und 3 ist die Gebläseschubdüse 40 und
die Schubdüse 48 für das Kerntriebwerk mit weiteren Einzelheiten gezeigt Betrachtet man zunächst die
Schubdüse 48 für das Kerntriebwerk, so ist ersichtlich, daß ein Strömungsweg 52 für den Abgasstrom des
Kerntriebwerkes teilweise durch einen ringförmigen einstellbaren Innenkörper 54 und eine damit zusammenwirkende
koaxiale ringförmige feste Wand 56 mit im wesentlichen gleichbleibendem Durchmesser gebildet
ist. Wie noch erläutert wird, bildet die Änderungsmöglichkeit für den Querschnitt des Strömungsweges
des Abgasstroms für das Kerntriebwerk, wie sie durch den verstellbaren Innenkörper erhalten wird, ein wesentliches
Element zur Erreichung einer maximalen Leistung durch das Triebwerk in allen Flugbetriebsarten.
Der einstellbare Innenkörper 54 gemäß den Fig. 1
bis 3 weist drei in Reihe miteinander verbundene Klappen auf. (Zur Vereinfachung wird nur eine Hälfte der
Ausströmdüse gezeigt, obwohl die Ausströmdüse im wesentlichen ringförmig ist.) Die am weitesten vorn gelegene
Klappe 58 (links in F i g. 2) ist über ein Gelenk 60 mit dem relativ starren stationären Rahmenteil oder
Tragteil 62 verbunden, das entweder aus einem Element zur Begrenzung des Strömungsweges oder, wie gezeigt,
aus einem Element des inneren Tragteils bestehen kann. Ähnlich ist die hintere Klappe 64 über ein Gelenk 66 mit
dem relativ starren mittleren Strömungskörper 68 verbunden. Die dazwischen liegende Klappe 70 ist antriebsmäßig
mit den Klappen 58 und 64 in einer noch beschriebenen Weise zur Vervollständigung der Begrenzung
des Strömungsweges verbunden. Da die Klappe 54 einen allgemein ringförmigen Querschnitt besitzt, sind
in dem beschriebenen Ausführungsbeispiel die Klappen 58, 64 und 70 ersichtlicherweise jeweils repräsentativ
für eine Anzahl von Klappen, welche um den Umfang des Innenkörpers 54 herum verlaufen und zusammen
mit der Hülle 56 den ringförmigen Strömungsweg 52 definieren. Zur Klarheit der Darstellung wird jeweils
jedoch nur eine einzige Klappe abgebildet.
Die Verbindungsstelle 71 der Klappen 58 und 70 ist eine Gelenkverbindung oder eine bewegliche Verbindung.
Auf der Klappe 58 ist ein konkaver, allgemein sphärischer Sitz 72 ausgebildet und wirkt mit einer konkaven,
allgemein sphärischen Fläche 74 auf dem vorderen Ende der Klappe 70 zur Bildung eines Kniegelenkes
zusammen. Obwohl in einigen Anwendungsfällen eine positive mechanische Verbindung (nicht gezeigt) zwischen
den Elementen 72 und 74 erforderlich sein kann, wird angenommen, daß die Druckbelastung auf die
Klappe 58 durch das Abgas ausreichend ist, um einen innigen Kontakt zwischen den beiden Elementen in einigen
Anwendungsfällen aufrecht zu erhalten. Das vordere Ende der Klappe 70 ist mit einem Gestänge 76 mit
einem ersten Schlitten 78 verbunden, welche mit Hilfe ίο eines ersten Stellgliedes 80 axial verschoben werden
kann. Infolge der Gelenkverbindungen 82 und 84 wird bei dem Verschieben des Schlittens 78 nach vorne und
hinten bewirkt, daß die beweglichen Klappen 58 und 70 sich an der Verbindungsstelle 71 radial nach außen bzw.
nach innen bewegen.
In ähnlicher Weise ist die Verbindung 86 zwischen den Klappen 72 und 74 eine bewegliche Verbindung
oder Gelenkverbindung und enthält eine Kurvenscheibe 88 auf dem rückwärtigen Ende der Klappe 70, welche
in einer Kurvenscheibenspur oder Nut 90 beweglich ist, die auf dem vorderen Ende der Klappe 64 ausgebildet
ist Die Verbindung 86 ist über ein Scharnier 92 mit einem Gestänge 84 verbunden, das seinerseits bei 96 mit
einem zweiten axial beweglichen Schlitten 98 verbunden ist Ein Stellglied 100 liefert die Antriebskraft zur
Verschiebung des Schlittens 98 nach vorwärts und rückwärts und damit zur Bewegung der Verbindungsstelle
86 radial nach außen bzw. nach innen. Auf diese Weise kann die Bewegung der Verbindungsstelle 71 unabhängig
von der Bewegung der Verbindungsstelle 86 gesteuert werden. Wie noch nachstehend ersichtlich, ergibt das
Zusammenwirken von Gelenklappen und beweglichen Verbindungen einen recht gut definierten Strömungsweg für den ganzen Flugbetriebszyklus.
Beim Betrieb verhält sich im Ultraschallbetrieb nach F i g. 2 die Schubdüse wie in Strömungskörper mit einer Engstelle mit variablem Querschnitt und niedrigem innerem Querschnittsverhältnis. Die Klappen 54 und 70 befinden sich in der ausgestreckten Lage an der Verbindung 86, während die Verbindungsstelle 71 eingezogen ist. Das Stellglied 100 wird dazu benutzt, den Querschnitt der Düsenengstelle 102 zu optimieren, welcher durch die Verbindung 86 und die Austrittskante (das stromabwärtige Ende) der Hülle 56 gebildet wird, und zwar als Funktion des Betriebszustandes des Triebwerks, wobei das Stellglied durch ein nicht gezeigtes Steuerorgan für das Triebwerk gesteuert wird. Während dieser Betriebsart wird die Klappe 58 fest gehalten. Wenn im Unterschallbetrieb die Triebwerksleistung so vergrößert wird, dann wird der Querschnitt 102 der Düsenengstelle programmgemäß ansteigen. Wenn der Nachbrennerbetrieb in dem Gebläse-Kanal 36 (Fig. 1) eingeleitet wird, muß einerseits der Querschnitt der Engstelle verringert und andererseits das Düsenquer-Schnittsverhältnis vergrößert werden (das Verhältnis des Düsenquerschnittes am Düsenauslaß zum Querschnitt an der Düsenengstelle) wegen des Anstiegs des Druckverhältnisses. Dies kann erreicht werden, daß die Düsenengstelle mit dem Stellglied 80 geschlossen wird. Es wird daher der Schlitten 78 nach vorne verschoben (nach links), und dadurch werden die Klappen 58 und 70, wie in F i g. 3 gezeigt, radial nach außen bewegt. In dieser Betriebsart ist der Schlitten bereits durch das Stellglied 100 voll in seine rückwärtige Stellung verschoben. Daher wird im Überschallbetrieb die Düsenengstelle 102' innerhalb der Düse dadurch verschoben, daß die Klappen 58 und 70 so eingestellt werden, daß sie die Engstelle im Zusammenwirken mit dem gegenüberste-
Beim Betrieb verhält sich im Ultraschallbetrieb nach F i g. 2 die Schubdüse wie in Strömungskörper mit einer Engstelle mit variablem Querschnitt und niedrigem innerem Querschnittsverhältnis. Die Klappen 54 und 70 befinden sich in der ausgestreckten Lage an der Verbindung 86, während die Verbindungsstelle 71 eingezogen ist. Das Stellglied 100 wird dazu benutzt, den Querschnitt der Düsenengstelle 102 zu optimieren, welcher durch die Verbindung 86 und die Austrittskante (das stromabwärtige Ende) der Hülle 56 gebildet wird, und zwar als Funktion des Betriebszustandes des Triebwerks, wobei das Stellglied durch ein nicht gezeigtes Steuerorgan für das Triebwerk gesteuert wird. Während dieser Betriebsart wird die Klappe 58 fest gehalten. Wenn im Unterschallbetrieb die Triebwerksleistung so vergrößert wird, dann wird der Querschnitt 102 der Düsenengstelle programmgemäß ansteigen. Wenn der Nachbrennerbetrieb in dem Gebläse-Kanal 36 (Fig. 1) eingeleitet wird, muß einerseits der Querschnitt der Engstelle verringert und andererseits das Düsenquer-Schnittsverhältnis vergrößert werden (das Verhältnis des Düsenquerschnittes am Düsenauslaß zum Querschnitt an der Düsenengstelle) wegen des Anstiegs des Druckverhältnisses. Dies kann erreicht werden, daß die Düsenengstelle mit dem Stellglied 80 geschlossen wird. Es wird daher der Schlitten 78 nach vorne verschoben (nach links), und dadurch werden die Klappen 58 und 70, wie in F i g. 3 gezeigt, radial nach außen bewegt. In dieser Betriebsart ist der Schlitten bereits durch das Stellglied 100 voll in seine rückwärtige Stellung verschoben. Daher wird im Überschallbetrieb die Düsenengstelle 102' innerhalb der Düse dadurch verschoben, daß die Klappen 58 und 70 so eingestellt werden, daß sie die Engstelle im Zusammenwirken mit dem gegenüberste-
henden Teil der Hülle 56 mit festem Durchmesser bilden. Dabei bildet gleichzeitig der übrige Hüllenteil im
Zusammenwirken mit den Klappen 70 und 54 eine Expansionsfläche für den Abgasstrom zur Beschleunigung
der Strömung zur Austrittsebene 104 für die Düse. Auf diese Weise wird eine hohe Leistung bei Überschall
erreicht infolge der optimalen Anpassung für das innere und äußere Querschnittsverhältnis.
Eine Erzielung des gleichen Programms für den Düsenquerschnitt ohne den einstellbaren Innenkörper ge- ίο
maß den beschriebenen Ausführungsbeispielen der Erfindung würde erfordern, daß entweder ein Kernaustrittskonus
und sein zugehöriger Mechanismus nach vorwärts oder rückwärts bewegt wird oder die Hülle 56
mit einer verschiebbaren Verlängerung versehen wird. Diese letztere Anordnung würde jedoch ein gewisses
Risiko beinhalten, da jegliche hydraulische Stelleinrichtung notwendigerweise zwischen sehr heißen Gasströmen
angeordnet wäre. Offensichtlich ergeben die beschriebenen Ausführungsbeispiele der Erfindung eine
bedeutende Verbesserung gegenüber solchen Lösungswegen. Obwohl in den F i g. 1 bis 3 die Kernschubdüse
als Ringdüse mit einstellbarem Austrittskonus gezeigt ist, kann die Konzeption auch gleich gut ausgeführt werden
in Form einer Düse des »zweidimensionalen« oder »rechteckförmigen« Typs, welcher ein im wesentlichen
konstantes Querschnittsprofil wie in den F i g. 2 und 3 besitzt, und dadurch eine bessere Integration zwischen
dem Flugzeugrahmen und der Schubdüsenstruktur gestattet
In den Fig.4 und 5 ist eine zweidimensionale (im
wesentlichen rechteckförmige) Schubdüse als Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt, welche in einen
Flugzeugrahmen 156 integriert ist Das Triebwerk 10' enthält strömungsmäßig in Reihe einen Diffusor 150,
einen Übergangskanal 152 und eine Schubdüse 48'. Nachbrenner 154 in einer bekannten Bauform sind in
dem Übergangskanalabschnitt enthalten, um in der üblichen Weise eine Schubsteigerung zu erhalten.
Im allgemeinen verbessert sich die Integration einer Schubdüse mit dem Rumpf oder der Tragfläche 156
eines Luftfahrzeugs in dem Maße, wie das Verhältnis (s/h) zwischen der Spannweite und der Höhe des Schubstrahis
ansteigt (siehe F i g. 4 und 5), da ein langer flacher Kanal die Aufwölbung auf ein Minimum bringt welche
zur Unterbringung des Schubsystems in der Tragfläche benötigt wird. Bevorzugt ist daher dieses Verhältnis so
groß wie es praktisch möglich ist
Die Schubdüse 48' enthält im wesentlichen die Hälfte
der Kernschubdüse 48, wie sie in dem Querschnitt nach den F i g. 2 und 3 erscheint und arbeitet ihrer Funktion
nach in der gleichen Weise. Obwohl dies nicht abgebildet ist kann eine Vielzahl von Stelleinrichtungen verwendet
werden, um die nötige Verstellung zu erhalten. Daher ist die Anordnung gemäß den F i g. 2 und 3 auf
einen weiten Bereich von Schubdüsen anwendbar.
Weiterhin sind zur Vereinfachung der Darstellung doppelte Stellglieder 80 und 100 abgebildet Es könnte
jedoch auch ein einziges Stellsystem geeignet konstruiert werden, um eine ähnliche Funktion auszuführen.
Die Gebläseschubdüse 40 nach den F i g. 2 und 3 weist einen Aufbau mit einem zweifachen ringförmigen Bypass
auf bestehend aus einem koaxialen ringförmigen äußeren Bypaßkanal 30 und einem inneren Bypaßkanal
36 mit einer gemeinsamen Zwischenwand 32. Die Wand
32 endet gemäß F i g. 2 in einer Klappe 106 mit variabler Stellung. Die Klappe bildet ein Ventil und kann mit Hilfe
eines Stellgliedes 108 so eingestellt werden, daß sie die Strömung entweder durch den Kanal 30 oder den Kanal
36 sperrt.
Wie in F i g. 1 gezeigt, ist der innere Kanal 36 mit einem Kanalbrenner oder Nachbrenner 50 ausgestattet
zur Steigerung des Energiegehaltes der Strömung im inneren Kanal, um im Überschallbetrieb einen erhöhten
Schub zu liefern. Daher ist der Kanal 36 mil einer bekannten thermischen Verkleidung oder Auskleidung
112 für Kühlzwecke ausgestattet, wie dies an sich bekannt ist.
Die radial innere Wand des Kanals 36 endet in zwei durch Gestänge betätigten beweglichen Klappen 114
und 116, welche einen ringförmigen Gebläseaustrittskörper 118 mit variabler Geometrie bilden. Die vorderste
Klappe 114 (in F i g. 2 links) ist durch ein Gelenk mit
einer starren Struktur verbunden, beispielsweise bei 120 mit der Strebe 119. Das rückwärtige Ende der Klappe
116 ist durch ein Gelenk mit der stationären H ülle 56 bei
122 verbunden. Die Klappen 114 und 116 sind mit Hilfe
einer verstellbaren Gelenkverbindung 124 verbunden, welche eine Anordnung aus Kurvenscheibe und Spur
enthält Ein Gestänge 130 ist antriebsmäßig mit der Klappe 114 bei 132 verbunden und überträgt die Bewegung
von einem Stellglied 134 auf die Klappe 114. Insbesondere
wird bei der Verschiebung des Schlittens 136 nach vorwärts und rückwärts durch das Stellglied 134
der Gebläseaustrittskonus 118 zu einer radialen Bewegung nach außen bzw. innen veranlaßt. Um die Einwirkung
des aerodynamischen Widerstandes auf das Gestänge 130 auf ein Minimum zu bringen, ist dasselbe in
einer vorhandenen Hohlstrebe 119 untergebracht, welche
die ringförmige Hülle 56 stützt Das Stellglied 134 ist in der Nähe der Mittelachse des Triebwerkes in dem
Kerntriebwerk angeordnet, um die Kompliziertheit der Hydraulik zu verringern und eine ausreichende Kühlung
für dieselbe zu schaffen.
Die radial äußere Wand 34 des Kanals 30 endet in einer verschiebbaren Hülle 138, welche teleskopartig in
der Gebläsegondel 34 aufgenommen ist und in eine nach rückwärts verlängerte Stellung mit Hilfe eines geeigneten
Stellsystems 140 ausgefahren werden kann. Die Hülle 138 wirkt zusammen mit dem verstellbaren Gebläseaustrittskonus
118 zur Bildung einer Engstelle 142 (kleinster Strömungsquerschnitt) zwischen diesen Teilen.
Wenn die Hülle 138 eingezogen wird (siehe F i g. 2) dann wird die Engstelle an der Austrittskante der Hülle
gebildet Andererseits wirken in der ausgeschobenen Stellung (Fig.3) die Hülle 138 und die Klappe 116 zusammen
zur Bildung eines Expansionsteils der Schubdüse zur Beschleungigung der Strömung.
Die Klappe 106 ist so gestaltet daß sie mit dem Austrittskörper 118 in der Betriebsart ohne Nachbrenner
nach Fi g. 3 zur Bildung der Engstelle 142 zwischen diesen beiden Teilen zusammenwirkt In der Betriebsart
ohne Nachbrenner nach F i g. 2 wirkt die Klappe 106 mit dem Austrittskonus 118 und der Hülle 138 zusammen
zur Bildung eines Paars von koaxialen ringförmigen Engstellen 142' zwischen diesen Teilen (es wird erwartet
daß im Unterschallbetrieb die Klappe 106 verwendet werden kann, um die Strömung im äußeren Kanal
oder im inneren Kanal vollständig zu sperren). Im Unterschallbetrieb
wird ersichtlicherweise die Engstelle für den Bypaßkanal (oder mehrere Engstellen) in allgemeiner
Ausrichtung mit der Austrittskante der Hülle 138 gebildet
Im Unterschallbetrieb ohne Nachverbrennung gemäß F i g. 2 ist der Kanalbrenner außer Betrieb und der
Gesamtquerschnitt der Gebläseengstelle wird durch
7
den verstellbaren Austrittskörper gesteuert und die Strömungsaufteilung zwischen den Kanälen wird durch
die zwischengefügle Klappe 106 verändert. In dieser Betriebsart ist die verschiebbare Hülle 138 in ihre Stellung
zurückgezogen, in der sie mit der Klappe 106 axial 5 ausgerichtet ist. In Abhängigkeit von der gewünschten
Strömungsaufteilung können zwei Engstellen für die koaxialen ringförmigen Kanalströme gebildet werden.
Durch die Bildung der Engstellen an den Austrittsenden beider Kanäle wird der Strömungswiderstand auf ein
Minimum gebracht, und die Kanalströme können sich gleichförmig und frei ausdehnen.
In der Betriebsart mit Nachverbrennung (Fig.3)
wird die Energie in der inneren Kanalströmung mit Hilfe des Kanalbrenners 50 gesteigert, die einstellbare
Klappe i06 befindet sich in der geschlossenen Stellung relativ zum äußeren Kanal und die verschiebbare Hülle
138 ist nach rückwärts über die Düsenengstelle hinaus verlängert. Die verschiebbare Hülle 138 und der verstellbare
Austrittskörper 118 ergeben die erforderliche Möglichkeit zur Änderung des Verhältnisses des Engstellenquerschnittes
und des Auslaßquerschnittes für die Gebläsedüse, so daß diese bei ihren Kennwerten für fs:
maximale Leistung arbeiten kann. Typischerweise wird j|
der Engstellenquerschnitt relativ weit geöffnet sein, wie 25 j|
in Fig.3, wobei das Stellglied 134 den Schlitten 136 sf
nach rückwärts drückt und damit bewirkt, daß das Ge- f|
stange 130 die Klappen 114 und 116 radial nach innen l|
schiebt. ||
In anderen Ausführungsbeispielen können beispiels- 30 ff
weise mehrfache Stellglieder durch ein einziges inte- ||
griertes Stellsystem ersetzt werden. Weiterhin können $
Stellglieder der verschiedensten Bauformen verwendet werden.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
35
40
45
50 ti
55
60
65
Claims (2)
1. Schubdüse mit einer im Querschnitt verstellbaren Engstelle, die zwischen einer festen Wand und
einem aus zwei in Strömungsrichtung hintereinanderliegenden, durch ein Gelenk verbundenen Klappen
aufgebauten Innenkörper gebildet ist, wobei die vordere Klappe mit ihrem vorderen Ende und die
hintere Klappe mit ihrem hinteren Ende mit einem stationären Tragteil gelenkig verbunden sind und
wobei die Querschnittsänderung durch Verschieben des die Klappen verbindenden Gelenks in Richtung
zu der festen Wand oder von dieser weg erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen
die vordere (58) und die hintere Klappe (64) eine mittlere Klappe (70) gelenkig eingefügt ist, und daß
die beiden Gelenk (71, 86), die die Klappen (58, 70, 64) miteinander verbinden, unabhängig voneinander
in Richtung zu der festen Wand (56) und von dieser weg verschiebbar sind.
2. Schubdüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Innenkörper (54) und
der festen Wand (56) ein im Querschnitt ringförmiger Strömiungskanal (38) gebildet ist, und daß der als
Rotationskörper ausgebildete Innenkörper (54) eine Vielzahl von kreisförmig angeordneten vorderen
(58) mittleren (70) und hinteren Klappen (64) aufweist, wobei die in Umfangsrichtung benachbarten
Gelenke (71,86), die die Klappen (58,70,64) miteinander
verbinden, antriebsmäßig gekoppelt sind.
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