DE4114319A1

DE4114319A1 - Auslassvorrichtung fuer ein flugzeuggasturbinentriebwerk

Info

Publication number: DE4114319A1
Application number: DE4114319A
Authority: DE
Inventors: Iii Rollin George Giffin; Jeremiah Paul Wolf; Mark Alfred Hilse
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1990-05-07
Filing date: 1991-05-02
Publication date: 1991-11-21
Also published as: FR2661715B1; FR2661715A1; US5154052A; GB2247924B; JP2509012B2; GB9109596D0; GB2247924A; CA2039740A1; JPH0688548A

Description

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf Flugzeuggasturbi nentriebwerke und betrifft insbesondere eine Triebwerksaus laßvorrichtung mit verstellbarer, d. h. im Querschnitt ver änderlicher Schubdüse zum Antreiben eines Flugzeuges mit Unterschall- und Überschallgeschwindigkeit, die den Lärm beim Start verringert.

Gasturbinentriebwerke, die zum Antreiben eines Flugzeuges mit Überschallgeschwindigkeit vorgesehen sind, haben übli cherweise einen hohen spezifischen Schub, um eine relativ geringe Triebwerksgröße zu ermöglichen. Eine große Trieb werksgröße und ein entsprechend hohes Gewicht sind bei ei nem Überschallflugzeug unerwünscht. Der spezifische Trieb werksschub wird in Pfund Schub pro Pfund Luftströmung dar gestellt, und hohe Werte desselben ergeben hohe Triebwerks abgasgeschwindigkeiten. Der Düsenlärm ist jedoch direkt proportional zu exponentiellen Werten der Abgasgeschwindig keiten, und bei einem Hochgeschwindigkeitsziviltransport flugzeug, das mit Fluggeschwindigkeiten von mehr als etwa Mach 2 betreibbar ist, ist der Düsenlärm proportional zur vierten Potenz der Abgasgeschwindigkeit.

Eine Regierungsverordnung begrenzt das akzeptable Ausmaß an Lärm, der durch Flugzeugtriebwerke beim Start und am Anfang des Steigfluges des Flugzeuges erzeugt werden kann. Da der Düsenlärm direkt proportional zur Abgasgeschwindigkeit ist und da relativ kleine Flugzeugtriebwerke mit relativ hohem spezifischem Schub erwünscht sind, sind die Abgasgeschwin digkeiten wesentlich, und es sind wirksame Einrichtungen zum Reduzieren des Lärms erforderlich, welche die Lei stungsfähigkeit des Triebwerks nicht nachteilig beeinflus sen oder den spezifischen Schub nicht verringern.

Da Hochgeschwindigkeitsziviltransport- oder HSCT (high speed civil transport)-Gasturbinentriebwerke für den Vor trieb des HSCT-Flugzeuges mit Überschallgeschwindigkeit be messen sind, sind herkömmliche verstellbare konver gente/divergente Schubdüsen zum effizienten Betreiben des Triebwerks ab dem Start über Unterschall- bis zu Überschallflugzeuggeschwindigkeiten erforderlich. Die Ab gase, die durch die Schubdüse hindurchgeleitet werden, strömen ebenfalls mit Überschallgeschwindigkeit, was zu re lativ großem Düsenlärm des Triebwerks führt.

Herkömmliche Maßnahmen zum Unterdrücken von Düsenlärm bein halten das Vermischen von relativ kalter Umgebungsluftströ mung oder Triebwerksbypassluftströmung mit den Abgasen, um deren Geschwindigkeiten zu reduzieren und dadurch den Dü senlärm zu verringern. Die Luft wird üblicherweise mit Ab gasen über eine herkömmliche Ejektoreinrichtung oder über einen konzentrischen Kühlluftringkanal, welcher um einen in der Schubdüse angeordneten Zentralkörper gebildet ist, ver mischt. Verschiedene Arten von Rinnen oder Rinnenklappen zum Vermischen von Luft niedriger Geschwindigkeit mit den Abgasen hoher Geschwindigkeit sind ebenfalls gebräuchlich.

Herkömmliche Einrichtungen zum Unterdrücken von Triebwerks düsenlärm haben jedoch veränderliche Grade an Effektivität und wären bei einem HSCT-Gasturbinentriebwerk zum Antreiben eines Flugzeuges mit relativ hoher Überschallgeschwindig keit von mehr als etwa Mach 2 relativ groß.

Es ist demgemäß ein Ziel der Erfindung, eine neue und ver besserte Auslaßvorrichtung für ein Gasturbinentriebwerk zu schaffen.

Weiter soll durch die Erfindung eine Auslaßvorrichtung zur Verwendung bei einem Gasturbinentriebwerk zum Antreiben ei nes Flugzeuges mit Überschallgeschwindigkeit geschaffen werden.

Ferner soll durch die Erfindung eine Auslaßvorrichtung für ein Triebwerk zum Antreiben eines Flugzeuges mit Über schallgeschwindigkeit geschaffen werden, die relativ klein ist und ein relativ geringes Gewicht aufweist.

Außerdem soll durch die Erfindung eine Auslaßvorrichtung geschaffen werden, die Einrichtungen aufweist zum Unter drücken des Lärms der Abgase, die aus der Vorrichtung abge geben werden.

Weiter soll durch die Erfindung eine Abgasvorrichtung mit akustischer Dämpfung der Abgase in Kombination mit einer verstellbaren konvergenten/divergenten Schubdüse geschaffen werden.

Ferner soll durch die Erfindung eine Auslaßvorrichtung ge schaffen werden, die bei einem Triebwerk zum Antreiben ei nes Flugzeuges von Start- über Unterschall- und Überschall geschwindigkeit wirksam einsetzbar ist.

Schließlich soll durch die Erfindung eine Auslaßvorrichtung geschaffen werden mit einer Einrichtung zum Unterdrücken des Lärms der Abgase, die während einer Startbetriebsart des Flugzeuges wahlweise betätigbar ist.

Die Erfindung schafft eine Austritts- oder Auslaßvorrich tung für ein Gasturbinentriebwerk zum Antreiben eines Flug zeuges ab dem Start über Unterschall- und Überschallge schwindigkeit. Die Auslaßvorrichtung empfängt Abgase, die am Auslaß eines Grund- oder Kerntriebwerks des Flugzeug gasturbinentriebwerks abgegeben werden. Die Vorrichtung hat ein Gehäuse und eine verstellbare, d. h. im Querschnitt veränderliche konvergente/divergente oder CD (converging- diverging)-Schubdüse, die an dem Gehäuse befestigt ist und einen ersten Düsenhals und einen Auslaß zum Hindurchleiten der aus dem Kerntriebwerk empfangenen Abgase aufweist. Meh rere zurückziehbare Rutschen, Rinnen oder Rinnenklappen (chutes, im folgenden als Rinnenklappen bezeichnet) sind stromaufwärts des Düsenauslasses angeordnet und in einer entfalteten bzw. ausgefahrenen Position positionierbar, in der sie eine konvergente Düse bilden, die einen zweiten Düsenhals mit einem Durchflußquerschnitt hat, der kleiner als der des ersten Düsenhalses ist. Einrichtungen sind vorgesehen zum Leiten von Luft entlang an nach hinten weisenden Oberflächen der Rinnenklappen in die CD-Düse zum Vermischen mit den Abgasen, wenn die Rinnenklappen in der entfalteten Position angeordnet sind, um den Lärm der Abgase zu verringern.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden un ter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Hoch geschwindigkeitsziviltransportflugzeuges, das von Start- über Unterschall- und Überschallgeschwindigkeiten betreibbar ist,

Fig. 2 eine schematische Längsschnittansicht ei nes Gasturbinentriebwerks zum Antreiben des Flugzeuges nach Fig. 1, das eine Aus laßvorrichtung gemäß einer Ausführungs form der Erfindung aufweist,

Fig. 3 eine schematische Längsschnittansicht ei ner Ausführungsform der Auslaßvorrichtung nach Fig. 2, die in einer ersten Position dargestellt ist, in der Rinnenklappen zum Unterdrücken von Abgaslärm entfaltet sind,

Fig. 4 eine schematische Längsschnittansicht der ersten Ausführungsform der Auslaßvorrich tung, die in Fig. 3 dargestellt ist, in einer zweiten Position, in der die Rin nenklappen zurückgezogen und die CD-Düse für einen Betrieb des Flugzeuges mit Transschallgeschwindigkeiten angeordnet ist,

Fig. 5 eine schematische Längsschnittansicht der ersten Ausführungsform der Auslaßvorrich tung nach Fig. 3, die in einer dritten Position gezeigt ist, in der die Rinnen klappen zurückgezogen sind und die CD- Düse für den Betrieb bei Überschallge schwindigkeit des Flugzeuges angeordnet ist,

Fig. 6 eine schematische Längsschnittansicht der ersten Ausführungsform der Auslaßvorrich tung nach Fig. 3, die in einer vierten Position gezeigt ist, in der die Rinnen klappen zurückgezogen sind und die CD- Düse zur Erzielung von Schubumkehr beim Landen des Flugzeuges angeordnet ist,

Fig. 7 eine stromaufwärts gewandte Endansicht der Rinnenklappen nach der Linie 7-7 in Fig. 3,

Fig. 8 eine perspektivische Ansicht von mehreren in Fig. 3 dargestellten Rinnenklappen, die in der entfalteten Position gezeigt sind,

Fig. 9A eine perspektivische Ansicht von zwei be nachbarten Rinnenklappen gemäß einer wei teren Ausführungsform der Erfindung, die in der entfalteten Position angeordnet sind,

Fig. 9B eine schematische Schnittansicht von zwei benachbarten Rinnenklappen nach der Linie 9B-9B in Fig. 9A,

Fig. 9C eine schematische Schnittansicht eines Teils einer Rinnenklappe und eines Teils einer benachbarten Rinnenklappe nach der Linie 9C-9C in Fig. 9B,

Fig. 9D eine alternative Ausführungsform der ra dialen Position von benachbarten Rinnen klappenvertiefungen ähnlich denen gemäß Fig. 9C, die aber radial versetzte Ver tiefungen haben,

Fig. 10 eine Seitenansicht der Rinnenklappen nach Fig. 9A, die in der entfalteten Position in der in Fig. 3 dargestellten Auslaßvor richtung gezeigt sind,

Fig. 11 eine schematische Längsschnittansicht ei ner alternativen Ausführungsform der Aus laßvorrichtung nach Fig. 2, die einen Zentralkörper und in der entfalteten Po sition angeordnete Rinnenklappen auf weist,

Fig. 12 eine schematische Längsschnittansicht ei ner zweiten Ausführungsform der Auslaß vorrichtung nach der Erfindung, die in Fig. 11 dargestellt ist, wobei die Rin nenklappen in einer zurückgezogenen Posi tion für den Betrieb bei Transschallge schwindigkeiten des Flugzeuges angeordnet sind,

Fig. 13 eine schematische Schnittansicht der zweiten Ausführungsform der Auslaßvor richtung, die in Fig. 11 dargestellt ist, wobei die Rinnenklappen zurückgezogen sind und die CD-Düse für den Betrieb des Flugzeuges mit Überschallgeschwindigkeit angeordnet ist,

Fig. 14 eine schematische Schnittansicht der zweiten Ausführungsform der Auslaßvor richtung, die in Fig. 11 dargestellt ist, wobei die Rinnenklappen zurückgezogen sind und die CD-Düse zum Erzielen von Schubumkehr während des Landens des Flug zeuges angeordnet ist,

Fig. 15 eine stromaufwärts gewandte Schnittan sicht der Rinnenklappen nach der Linie 15-15 in Fig. 11,

Fig. 16 eine stromaufwärts gewandte Schnittan sicht von mehreren Streben in der Auslaß vorrichtung nach der Linie 16-16 in Fig. 11,

Fig. 17 eine schematische Schnittansicht der zweiten Ausführungsform der Auslaßvor richtung, die in Fig. 11 dargestellt ist, mit Einrichtungen zum Betätigen der Rin nenklappen und der CD-Düse,

Fig. 18 eine Seitenansicht der Auslaßvorrichtung nach der Linie 18-18 in Fig. 15, die einen Teil der Betätigungseinrichtung zeigt,

Fig. 19 eine schematische Schnittansicht einer dritten Ausführungsform der in Fig. 1 dargestellten Auslaßvorrichtung, die Rin nenklappen in der entfalteten Position zeigt,

Fig. 20 eine schematische Schnittansicht der in Fig. 19 dargestellten dritten Ausfüh rungsform der Auslaßvorrichtung, die die Rinnenklappen in der zurückgezogenen Po sition und die CD-Düse angeordnet für Transschallbetrieb des Flugzeuges zeigt,

Fig. 21 eine schematische Schnittansicht der in Fig. 19 dargestellten dritten Ausfüh rungsform der Auslaßvorrichtung, die mit den Rinnenklappen in der zurückgezogenen Position und mit der auf Überschallbe trieb des Flugzeuges eingestellten CD- Düse gezeigt ist,

Fig. 22 eine schematische Schnittansicht der in Fig. 19 dargestellten dritten Ausfüh rungsform der Auslaßvorrichtung, wobei die Rinnenklappen in der zurückgezogenen Position angeordnet sind und die CD-Düse zum Erzielen von Schubumkehr während des Landens des Flugzeuges positioniert ist,

Fig. 23 eine stromaufwärts gewandte Schnittan sicht der Rinnenklappen der in Fig. 19 dargestellten dritten Ausführungsform der Auslaßvorrichtung nach der Linie 23-23,

Fig. 24 eine stromaufwärts gewandte Schnittan sicht einer alternativen Ausführungsform der in Fig. 23 dargestellten Rinnenklap pen,

Fig. 25 eine stromaufwärts gewandte Schnittan sicht einer alternativen Ausführungsform von umfangsmäßig beabstandeten Rinnen klappen für eine axialsymmetrische Ausführungsform der Auslaßvorrichtung nach der Linie 7-7 in Fig. 3,

Fig. 26 eine stromaufwärts gewandte Schnittan sicht einer alternativen Ausführungsform von umfangsmäßig beabstandeten, radial inneren und radial äußeren Rinnenklappen für eine axialsymmetrische Ausführungs form der Auslaßvorrichtung nach der Linie 23-23 in Fig. 19,

Fig. 27 eine isometrische Ansicht einer einzelnen Rinnenklappe gemäß einer alternativen Ausführungsform, und

Fig. 28 eine isometrische Ansicht einer alterna tiven Ausführungsform einer insgesamt V- förmigen Rinnenklappe.

Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Hochge schwindigkeitsziviltransport- oder HSCT-Flugzeuges 10, das ab dem Start mit Unterschall- und relativ hohen Überschall geschwindigkeiten von beispielsweise mehr als etwa Mach 2 betreibbar ist. Das Flugzeug 10 wird durch zwei oder mehr als zwei Gasturbinentriebwerke 12 und in dieser exemplari schen Ausführungsform durch vier Triebwerke 12 angetrieben, die Abgase 14 abgeben, um Schub zum Antreiben des Flugzeu ges 10 zu erzeugen. Ein herkömmlicher Flugzeugeinlaß 16 empfängt eine Umgebungsluftströmung 18, die zu den Trieb werken 12 geleitet wird.

Fig. 2 zeigt eine schematische Längsschnittdarstellung ei nes der Triebwerke 12, die in Fig. 1 gezeigt sind. Das Triebwerk 12 enthält ein herkömmliches Kerntriebwerk 20 mit einem ringförmigen Auslaß 22 zum Abgeben der Abgase 14 in eine Austritts- oder Auslaßvorrichtung 24 gemäß einer be vorzugten Ausführungsform der Erfindung.

Das Kerntriebwerk 20 ist ein herkömmliches Doppelbypass- Turbofan-Gasturbinentriebwerk, das auf herkömmliche Weise in Reihenströmungsbeziehung einen zweistufigen Fan 26, einen Niederdruckverdichter 28, einen Hochdruckverdichter 30, eine Brennkammer 32, eine Hochdruckturbine 34, eine zweistufige Niederdruckturbine 36 und einen Niederdrucktur binenrahmen 38 mit mehreren umfangsmäßig beabstandeten Rah menstreben 40, welche einen ringförmigen Niederdruckturbi nenauslaß 42 bilden, aufweist. Ein ringförmiges Kerngehäuse 44 umgibt das Kern- oder Grundtriebwerk 20 von dem Fan 26 bis zu dem Niederdruckturbinenauslaß 42 und hat Abstand von einem inneren Gehäuse 46, um einen ringförmigen Bypasskanal 48 zu bilden. Der Bypasskanal 48 weist einen ringförmigen ersten Einlaß 50 auf, der in Strömungsverbindung mit dem Fan 26 angeordnet ist, und einen ringförmigen zweiten Ein laß 52, der stromabwärts von dem ersten Einlaß 50 und in Strömungsverbindung mit dem Niederdruckverdichter 28 ange ordnet ist.

Der erste und der zweite Einlaß 50, 52 sorgen für einen Doppelbypassbetrieb des Kerntriebwerks 20 durch Einleiten von Teilen der durch den Fan 26 und den Niederdruckverdich ter 28 verdichteten Einlaßluftströmung 18 in den Bypasska nal 48 als Bypassluftströmung 54. Der übrige Teil der Ein laßluftströmung 18 wird durch die Hochdruckturbine 30 hin durch- und in die Brennkammer 32 eingeleitet, wo er mit dem Brennstoff vermischt und gezündet wird, um Verbrennungsgase 56 zu erzeugen, die an dem Niederdruckturbinenauslaß 42 ab gegeben werden. Die Hochdruckturbine 34 ist auf herkömmli che Weise sowohl mit dem Niederdruckverdichter 28 als auch mit dem Hochdruckverdichter 30 durch eine erste Welle 58 verbunden, und die Niederdruckturbine 36 ist auf herkömmli che Weise mit dem Fan 26 durch eine zweite Welle 60 verbun den. Der Bypasskanal 48 und der Niederdruckturbinenauslaß 42 geben die Bypassluftströmung 54 und die Verbrennungsgase 56 in den Kerntriebwerksauslaß 22 ab, wo sie miteinander vermischt und aus der Auslaßvorrichtung 24 als die Abgase vermischt und aus der Auslaßvorrichtung 24 als die Abgase 14 abgegeben werden.

Das Kerntriebwerk 20 ist herkömmlich dimensioniert, damit es einen HSCT-Triebwerkszyklus zum Antreiben des Flugzeuges 10 ab Start- über Unterschall- bis zu relativ hohen Überschallgeschwindigkeiten von wenigstens etwa Mach 2 in der exemplarischen Ausführungsform hat. In der HSCT-Ausfüh rungsform wird das Kerntriebwerk 20 einen maximalen äußeren Durchmesser OD des Fans 26 von etwa 1,5 m (fünf Fuß) haben und bewirken, daß etwa 50000 Pfund Startschub durch die Ab gase 14 erzeugt werden, um das Flugzeug 10 mit Über schallgeschwindigkeit von mehr als etwa Mach 2 anzutreiben.

Die Auslaßvorrichtung 24 weist ein Gehäuse 62 auf, das einen Einlaß 64 hat, der in Strömungsverbindung mit dem Kerntriebwerksauslaß 22 angeordnet ist, um die Abgase 14 daraus zu empfangen. In dieser exemplarischen Ausführungs form der Erfindung weist die Auslaßvorrichtung 24 weiter einen herkömmlichen Schubverstärker 66 auf, der ein her kömmliches ringförmiges Flammrohr 68 hat, daß mit Abstand radial einwärts von dem Gehäuse 62 angeordnet ist und ra dial darin eine Verbrennungszone 70 begrenzt. Der Schubver stärker 66 weist außerdem mehrere herkömmliche Flammenhal ter 72 auf, die in dem Gehäuseeinlaß 64 angeordnet sind. Im herkömmlichen Betrieb wird Brennstoff wahlweise in den Schubverstärker 66 stromaufwärts der Flammenhalter 72 ein geleitet und mit der Bypassluftströmung 54 und den Verbren nungsgasen 56 vermischt und in der Verbrennungszone 70 ge zündet und verbrannt, um aus den Abgasen 14 zusätzlichen Schub zu erzeugen.

Die Auslaßvorrichtung 24 weist außerdem eine herkömmliche verstellbare, d.h. im Querschnitt veränderliche konver gente/divergente (CD)-Schubdüse 74 auf, die auf herkömmli che Weise an dem Gehäuse 62 in Strömungsverbindung mit dem Schubverstärker 66 befestigt ist, um die Abgase 14 aus dem Kerntriebwerk 20 zu empfangen. Die CD-Düse 74 hat einen Durchflußquerschnitt A₇ hat, und mit einem ersten Düsenhals 80, der einen Durchflußquerschnitt hat, welcher üblicherweise mit A₈ bezeichnet wird. Die CD-Düse 74 hat weiter einen di vergenten Kanal 82, der sich stromabwärts von dem ersten Düsenhals 80 bis zu einem Auslaß 84 erstreckt, der einen üblicherweise mit A₉ bezeichneten Durchflußquerschnitt hat.

Während des Betriebes des Triebwerks 12 wird ein mit P₈/P₀ bezeichnetes Druckverhältnis üblicherweise an der CD-Düse 76 erzeugt, wobei P₈ den Gesamtdruck an dem Einlaß 78 und P₀ den statischen Druck an dem Auslaß 84 repräsentiert. Da das Triebwerk 12 für den Antrieb des Flugzeuges 10 mit Überschallgeschwindigkeit dimensioniert ist, wird das Druckverhältnis P₈/P₀ Werte erreichen, die wesentlich grö ßer als etwa 1,85 sind, was die CD-Düse 74 zum Beschleuni gen der Abgase 14 auf Überschallgeschwindigkeiten zum Er zielen von zufriedenstellenden Werten des üblicherweise be kannten Gesamtschubkoeffizienten C_fg erforderlich macht. Zum Beispiel, wenn das Triebwerk 12 so bemessen ist, daß es den HSCT-Triebwerkszyklus hat, kann das Druckverhältnis P₈/P₀ Werte von bis zu etwa vier beim Start erreichen, die eine relativ hohe Überschallgeschwindigkeit der Verbren nungsgase 14 mit davon begleiteter Lärmerzeugung ergeben werden. Die Durchflußquerschnitte A₇, A₈ und A₉ sind von wesentlicher Bedeutung, da sie die Hauptfaktoren sind, wel che den Wirkungsgrad festlegen, mit dem aus den Abgasen 14 Schub erzeugt wird. Die Auslaßvorrichtung 24 beeinflußt die Leistungsfähigkeit des Kerntriebwerks 20 ebenfalls wesent lich.

Gemäß der Darstellung in Fig. 2 hat die Auslaßvorrichtung 24 eine axiale Länge L gemessen von dem Einlaß 64 bis zu dem Auslaß 84 und eine Querabmessung D, wobei D entweder ein äußerer Durchmesser bei einer axialsymmetrischen Aus führungsform der Auslaßvorrichtung 24 oder eine Querbrei tenabmessung bei einer insgesamt rechteckigen 2D-Ausfüh rungsform der Auslaßvorrichtung 24 sein kann. Gemäß der Er findung weist die Auslaßvorrichtung 24 Einrichtungen auf zum Unterdrücken von Lärm der Abgase 14 während eines Startbetriebes des Flugzeuges 10, wobei die Einrichtungen relativ klein sein können und die Abmessung D nicht größer als etwa der äußere Durchmesser OD des Fans 26 ist und au ßerdem die Länge L relativ klein sein kann. Zu Vergleichs zwecken, das HSCT-Triebwerk 12, das eine herkömmliche Schalldämpfungseinrichtung (nicht dargestellt) in Form ei nes Zentralkörpers mit einer Einrichtung zum Vermischen von Luft niedriger Geschwindigkeit mit den Abgasen 14 hat, kann einen äußeren Durchmesser D aufweisen, der wesentlich grö ßer als der Fanaußendurchmesser OD bis zu etwa 2 m (7 Fuß) bei dieser besonderen Ausführungsform sein kann, verbunden mit einer Länge L von bis zu etwa 3,5 m (11,5 Fuß).

Bei der Auslaßvorrichtung 24 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung kann die Abmessung D etwa gleich dem Außen durchmesser OD von etwa 1,5 m (5 Fuß) sein, verbunden mit einem Wert der Länge L von nur etwa 1,8 m (6 Fuß). Demgemäß ist die Auslaßvorrichtung 24 relativ klein und leicht, ver gleicht man sie mit herkömmlichen Auslaßvorrichtungen, die herkömmliche Schalldämpfungseinrichtungen haben. Darüber hinaus sorgt die Auslaßvorrichtung 24 nach der Erfindung für eine Schalldämpfung während des Startbetriebes des Flugzeuges 10 unter Beibehaltung von zufriedenstellenden Werten des Gesamtschubkoeffizienten C_fg der CD-Düse 74, ohne nennenswerte aerodynamische Leistungsverluste hervor zurufen.

Fig. 3 zeigt ausführlicher eine Ausführungsform der Auslaß vorrichtung 24 nach der Erfindung. Die Auslaßvorrichtung 24 hat weiter mehrere gegenseitigen Abstand aufweisende, zu rückziehbare Rinnenklappen (chutes) 86, die stromaufwärts des Düsenauslasses 84 in einer Strömungswegoberfläche 88 angeordnet sind. Gemäß den Fig. 3 und 7 weist die Auslaß vorrichtung 24 die CD-Düse 74 in Form einer rechteckigen 2D-Düse auf. Die Auslaßvorrichtung 24 hat eine Längsmittel achse 90, die in dieser Ausführungsform der Erfindung auch die Mittelachse des Triebwerks 12 ist, eine horizontale Querachse 92 und eine vertikale Radialachse 94. Die CD-Düse 74 hat mehrere radial beabstandete Primärklappen 96, die insgesamt parallel zu der Querachse 92 angeordnet sind, um zwischen sich den konvergenten Kanal 76 zu bilden. Jede Primärklappe 96 hat ein stromabwärtiges Ende 98 und ein stromaufwärtiges Ende 100, das üblicherweise mit dem Ge häuse 62 drehbar verbunden ist. Die CD-Düse 74 hat weiter mehrere radial beabstandete Sekundärklappen 102, die sich insgesamt parallel zu der Querachse 92 erstrecken und zwi schen sich den divergenten Kanal 82 bilden. Jede Sekundär klappe 102 hat ein stromabwärtiges Ende 104 und ein strom aufwärtiges Ende 106, das auf übliche Weise mit einem der stromabwärtigen Enden 98 der Primärklappen drehbar verbun den ist, um den ersten Düsenhals 80 zwischen benachbarten Primärklappen 96 zu bilden. Herkömmliche äußere Klappen 108 sind drehbar an ihren stromaufwärtigen Enden mit dem Ge häuse 62 verbunden und drehbar und verschiebbar mit den stromabwärtigen Enden 104 der Sekundärklappen verbunden.

Die Rinnenklappen 86 sind in der Strömungswegoberfläche 88 angeordnet, die Teil der Sekundärklappen 102, der Primär klappen 96 oder des Gehäuses 62 stromaufwärts der Primär klappen 96 sein kann. In der exemplarischen Ausführungs form, die in Fig. 3 gezeigt ist, ist die Strömungswegober fläche 88 die radial innere Oberfläche der Primärklappen 96. Die Klappen 96 weisen komplementäre Öffnungen 111 zum Aufnehmen der Rinnenklappen 86 auf. Die CD-Düse 74 ist an sonsten herkömmlich, mit Ausnahme der Hinzufügung der Rin nenklappen 86. Die Rinnenklappen 86 sind gemäß der Darstel lung in den Fig. 3 und 7 in einer entfalteten, ausgefahre nen Position positionierbar, in der sie in stromabwärtiger Richtung von der Strömungswegoberfläche 88 aus radial ein wärts geneigt sind, um eine konvergente Rinnenklappendüse 112 in Strömungsverbindung mit dem Gehäuseeinlaß 64 zu bil den. Die konvergente Rinnenklappendüse 112 hat einen zwei ten Düsenhals 114 mit einem Durchflußquerschnitt A₈′′, der kleiner ist als der erste Düsenhalsquerschnitt A₈. Die Rin nenklappen 86 sind außerdem in einer zurückgezogenen Posi tion positionierbar, die beispielsweise in Fig. 4 gezeigt ist und in der sie sich insgesamt in der Strömungswegober fläche 88 erstrecken und nicht in die Abgase 14 vorstehen oder diese stören, sondern lediglich die Strömungswegober fläche des herkömmlichen konvergenten Kanals 76 bilden. Einrichtungen 116 sind vorgesehen zum herkömmlichen Posi tionieren der CD-Düse 74 und zum Positionieren der Rinnen klappen 86 in der entfalteten und in der zurückgezogenen Position.

Fig. 3 zeigt die Auslaßvorrichtung 24 in einer Startbe triebsart des Triebwerks 12. Die Primär- und Sekundärklap pen 96, 102 sind vorzugsweise in einer ersten Position her kömmlich positioniert, in der sie insgesamt parallel zu der Längsmittelachse 90 sind, so daß der konvergente Kanal 76 und der divergente Kanal 82 gemeinsam einen insgesamt kon stanten oder etwas divergierenden Durchflußquerschnitt zum Hindurchleiten der Abgase 14 durch die CD-Düse 74 bilden, wobei der erste Düsenhalsquerschnitt A₈ einen maximalen Wert hat. Die Rinnenklappen 86 sind in der entfalteten Po sition so angeordnet, daß sie sich vollständig in den Kanal 76 erstrecken, damit zwischen den Rinnenklappen 86 die kon vergente Rinnenklappendüse 112 und der zweite Düsenhals 114 gebildet sind. Das Kerntriebwerk 20 erfordert herkömmli cherweise einen gewissen vorbestimmten Wert des Düsenhals querschnitts A₈ in der CD-Düse 74, wobei sich dieser Düsen halsquerschnitt A₈ gemäß der Betriebsart des Kerntriebwerks 20 auf vorbestimmte Weise verändert.

In der Startbetriebsart, in der die CD-Düse 74 wie oben be schrieben angeordnet ist, bewirken demgemäß der konvergente Kanal 76 und der erste Düsenhals 80 nicht, daß sich der er forderliche Düsenhalsquerschnitt A₈ ergibt, welcher für den Betrieb des Kerntriebwerks 20 erforderlich ist. Statt des sen sind die Rinnenklappen 86 so bemessen und gestaltet, daß die konvergente Rinnenklappendüse 112 erzielt wird, wo bei der zweite Rinnenklappendüsenhals 114 so bemessen ist, daß der Querschnitt A₈′′ derjenige vorbestimmte Wert A₈ ist, den das Kerntriebwerk 20 in der Startbetriebsart ver langt, anstelle der Verwendung des konvergenten Kanals 76 und des ersten Düsenhalses 80 für diesen Zweck. Die Primär- und Sekundärklappen 96, 102 sind in einer zurückgezogenen Position angeordnet, in der sie sich in radialem Abstand außerhalb von den entfalteten Rinnenklappen 86 befinden, wie es in Fig. 3 gezeigt ist, um die Kanäle 76 und 82 in Form eines Ejektors zu bilden, in den hinein sich die be schleunigten Abgase 14, welche aus dem zweiten Düsenhals 114 empfangen werden, entspannen können, um sich mit der Luftströmung 18 zu vermischen.

Da das Kerntriebwerk 20 mit dem HSCT-Triebwerkszyklus ver sehen ist, müssen die Abgase 14 auf wenigstens Mach 1 be schleunigt werden, damit die Auslaßvorrichtung 24 einen zu friedenstellenden Gesamtschub liefert. Demgemäß sind die Rinnenklappen 86 in der entfalteten Position so bemessen und gestaltet, daß der Durchflußquerschnitt ab dem Einlaß 78 der CD-Düse, welcher auch der Einlaß der Rinnenklappen 86 ist, bis zu dem zweiten Düsenhals 114 abnimmt, um die Abgase 14 auf Mach 1 an dem zweiten Düsenhals 114 zu be schleunigen. Das Querschnittsverhältnis A₇/A₈′′ wird auf herkömmliche Weise bestimmt, und die Rinnenklappen 86 kön nen auf herkömmliche Weise in der entfalteten Position be messen und gestaltet werden, um eine gedrosselte Strömung zu erzielen, d. h. Mach 1 an dem zweiten Düsenhals 114 wäh rend der Startbetriebsart des Kerntriebwerks 20.

Die Rinnenklappen 86 bewirken in der entfalteten bzw. ausgefahrenen Position außerdem, daß Lärm der Abgase 14 gedämpft oder unterdrückt wird, wenn sie in der Startbetriebsart entfaltet sind. Eine Einrichtung 118 ist, wie es beispielsweise in Fig. 3 ge zeigt ist, vorgesehen, um Luft in Form der Umgebungsluft strömung 18 durch das Gehäuse 62 und entlang an den nach hinten weisenden Oberflächen 120 der Rinnenklappen 86 in die CD-Düse 74 zu leiten zur Vermischung mit den Abgasen 14 nur dann, wenn die Rinnenklappen 86 in der entfalteten Po sition angeordnet sind. Die Leiteinrichtung 118 weist, wie es beispielsweise in Fig. 3 gezeigt ist, einen Ejektorluft kanal 122 auf, der sich ab einem Ejektoreinlaß 124 in dem Gehäuse 62 stromabwärts erstreckt, um Umgebungsejektorluft 18 zu empfangen und die Luft 18 zu einem Ejektorauslaß zu leiten, d. h. zu der Öffnung 110 in den Primärklappen 96. Eine Ejektortür 126 in Form einer gelenkigen Lufthutze (scoop) ist in einer offenen Türposition positionierbar, um die stromaufwärts gewandte Lufthutze 126 zum Aufnehmen oder Einfangen der Ejektorluft 18 zu bilden, wenn die Rinnen klappen 86 in der entfalteten Position angeordnet sind. Die Ejektortüren 126 sind außerdem in einer geschlossenen Posi tion positionierbar, um den Ejektoreinlaß 124 abzudecken und den Eintritt von Ejektorluft 18 in den Ejektorkanal 122 zu blockieren, wenn die Rinnenklappen 86 unentfaltet in der zurückgezogenen Position angeordnet sind (die bei spielsweise in Fig. 4 gezeigt ist). Eine Einrichtung 128, bei der es sich um eine herkömmliche Einrichtung handeln kann, ist vorgesehen zum Positionieren der Ejektortüren in der offenen und geschlossenen Position.

Gemäß der Darstellung in den Fig. 7 und 8 weisen die Rin nenklappen 86 vorzugsweise einen insgesamt U-förmigen Hin terrand 130 auf, der einen ersten und einen mit Querabstand an diesem angeordneten zweiten Schenkel 132 bzw. 134, eine Basis 136, welche sich zwischen den Schenkeln an den radial inneren Enden derselben erstreckt, und eine obere Öffnung 138 hat, die sich zwischen den Schenkeln an deren radial äußeren Enden erstreckt. Der Hinterrand 130 ist in den Ab gasen 14 angeordnet, wenn die Rinnenklappen 86 in der ent falteten Position angeordnet sind, um einen Scherumfang zu bilden, wobei die Ejektorluft 18, die durch die Leitein richtung 118 längs des Hinterrandes 130 geliefert wird, die Abgase 14 erfaßt, um sich mit diesen zu vermischen. Wenn die Rinnenklappen 86 in der zurückgezogenen Position ange ordnet sind, ist der Hinterrand 130 aus den Abgasen 14 ent fernt, wie es beispielsweise in Fig. 4 gezeigt ist.

Der Scherumfang repräsentiert eine Scher- oder Reiblinie, wo die Ejektorluftströmung 18, die eine relativ geringe Ge schwindigkeit hat, die Abgase 14, die eine relativ hohe Ge schwindigkeit haben, berührt, um den Lärm zu verringern, der durch die Abgase 14 hoher Geschwindigkeit erzeugt wird. Der Scherumfang hat eine Länge, die durch die Summe der einzelnen Längen des ersten und zweiten Schenkels 132, 134 und der Basis 136 des Hinterrandes der mehreren Rinnenklap pen 86 dargestellt wird. Durch Verwendung von insgesamt U- förmigen Hinterrändern 130 bei mehreren beabstandeten Rin nenklappen 86 wird ein relativ großer Gesamtscherumfang zum wirksamen Dämpfen des Lärms der Abgase 14 erzeugt. Da die Hinterränder 130 (der Scherumfang) an den stromabwärtigsten Enden der Rinnenklappen 86 angeordnet sind, ergeben sie einen relativ großen Scherumfang und sorgen für eine ver besserte Ejektion der Ejektorluftströmung 18.

Da gemäß der Darstellung in Fig. 3 die Rinnenklappen 86 ge neigt werden, um eine konvergente Rinnenklappendüse 112 zu bilden, wird ein statischer Druck P_s8 stromabwärts der Hin terränder 130 erzeugt, wobei der Druck P_s8 relativ niedrig ist, da die Rinnenklappenhinterränder 130 die Abgase 114 in den insgesamt offenen Sammelraum oder Ejektor hinein, der durch die zurückgezogenen Primär- und Sekundärklappen 96, 102 erzeugt wird, überentspannen. Der relativ niedrige Druck P_s8 ergibt die Ejektorwirkung, welche die Ejektor luftströmung 18 von außerhalb des Gehäuses 62 und durch den Ejektorkanal 122 hindurch in die CD-Düse 74 saugt.

Gemäß Fig. 8 weisen die Rinnenklappen 86 weiter vorzugs weise insgesamt dreieckige, querbeabstandete erste und zweite Seitenplatten 140 und 142 auf, welche die Hinter randschenkel 132 und 134 als Basen haben, und eine geneigte untere Platte 144, die sich zwischen den Hypotenusen er streckt. Die Seitenplatten 140 und 142 haben einen herkömm lichen stromaufwärtigen Drehpunkt 146, der an einer Ecke der dreieckigen Platte angeordnet ist und um den die Rin nenklappe 86 schwenkbar ist. Der Drehpunkt 146 kann einfach aus Löchern in den Rinnenklappen 86 bestehen, durch die ein Befestigungsbolzen hindurchgeführt ist, um die Rin nenklappen 86 mit der Primärklappe 96 schwenkbar zu verbin den. Die Seitenplatten 140, 142 und die untere Platte 144 haben eine äußere Oberfläche 148, die den Abgasen 14 zuge wandt ist, so daß, wenn die Rinnenklappe 86 in der entfal teten Position angeordnet ist, die konvergente Rinnenklap pendüse 112 durch die äußeren Oberflächen 148 der unteren Platte 144 und der Seitenplatten 140, 142 gebildet wird.

Die Seitenplatten 140, 142 und die untere Platte 144 haben außerdem innere Oberflächen, welche die nach hinten wei sende Oberfläche 120 bilden, an der die Ejektorluftströmung 18 entlanggeleitet wird, wenn die Rinnenklappen entfaltet sind.

Fig. 4 zeigt die Auslaßvorrichtung 24, bei der die Primär- und Sekundärklappen 96 und 102 der CD-Düse 74 auf übliche Weise in einer zweiten Position für Unter- und Transschall betrieb des Flugzeuges 10 angeordnet sind, wobei sich die Rinnenklappen 86 in der zurückgezogenen Position befinden.

Die zweite Position, die in Fig. 4 gezeigt ist, tritt selbstverständlich über einem Bereich von Positionen der Primär- und Sekundärklappen 96 und 102 auf, die den in Fig. 4 dargestellten Positionen insgesamt gleichen. In dieser Position hat das Flugzeug 10 den Start und den anfänglichen Steigflug beendet und erfordert nicht länger eine Schall dämpfung durch die Rinnenklappen 86. Die Rinnenklappen 86 werden in der zurückgezogenen Position durch eine Rinnen klappenzurückzieheinrichtung 150 angeordnet, die, wie sche matisch gezeigt, mit den radial äußeren Enden 152 der Hin terränder 130 drehbar verbunden ist. Die Ejektorpositio niereinrichtung 128 schließt die Ejektortüren 126 in dieser Betriebsart. Der Durchflußquerschnitt A₈ des ersten Düsen halses 80 hat einen Wert, der kleiner als der Maximalwert ist, welcher der Position des Düsenhalses 80 in der in Fig. 3 gezeigten ersten Position für den Startbetrieb des Trieb werks 12 zugeordnet ist.

Fig. 5 zeigt die Auslaßvorrichtung 24, bei der die CD-Düse 74 in einer dritten Position ist, wobei die Rinnenklappen 86 in der zurückgezogenen Position angeordnet sind, die Tü ren 126 geschlossen sind und der Düsenhalsquerschnitt A₈ des ersten Düsenhalses 80 einen Wert hat, der kleiner als der Maximalwert ist, welcher der in Fig. 3 gezeigten ersten Position zugeordnet ist, und der Durchflußquerschnitt A₉ des Auslasses 84 einen Maximalwert hat. Die CD-Düse 74 ist auf herkömmliche Weise positioniert, um die konvergente Düse 76 zum Beschleunigen der Abgase 14 auf Mach 1 an dem ersten Düsenhals 80 und zum weiteren Beschleunigen der Ab gase 14 in dem divergenten Kanal 82 auf Überschallgeschwin digkeiten für maximalen Schub des Triebwerks 12 zu bilden, wie es an sich bekannt ist.

Fig. 6 zeigt die Auslaßvorrichtung 24, bei der die CD-Düse 74 auf herkömmliche Weise so positioniert ist, daß die Pri märklappen 96 einander berühren, um den Austritt der Abgase 14 aus den Auslässen 84 zu blockieren und einen Schubum kehrbetrieb zu bewirken. In dieser Betriebsart sind mehrere herkömmliche Schubumkehrtüren 154, die mit den Primärklap pen 96 drehbar verbunden sind, geöffnet, um nach vorn ge wandte Schubumkehrauslässe 156 zu bilden. In dieser Be triebsart sind die Rinnenklappen 86 ebenfalls in der zu rückgezogenen Position angeordnet, und die Ejektortüren 126 sind geschlossen.

Die Fig. 9A, 9B, 9C und 10 zeigen eine weitere Ausführungs form der Erfindung, bei der die ersten und zweiten Schenkel des Hinterrandes der Rinnenklappen 86 schlangenlinienförmig sind, um den Scherumfang zu vergrößern. In dieser Ausfüh rungsform sind der erste und zweite Schenkel 132, 134 des Hinterrandes zinnenförmig ausgebildet, damit sich ein grö ßerer Scherumfang ergibt und um eine divergente Rinnenklap pendüse 158 zwischen benachbarten Rinnenklappen 86 zu bil den.

Jede Rinnenklappenseitenplatte 140 und 142 hat einen li nearen Zwischenabschnitt 160 mit Abstand stromaufwärts von und insgesamt parallel zu den Schenkeln 132 und 134 des Hinterrandes und insgesamt rechtwinkelig zu der Längsmitte lachse 90. Diese Rinnenklappen 86 haben insgesamt ebene stromaufwärtige Teile 162 der Seitenplatten 140 und 142, die sich von dem stromaufwärtigen Drehpunkt 146 aus zu dem Zwischenabschnitt 160 erstrecken, wie es in den Fig. 9A und 9B gezeigt ist, und von einander weg geneigt sind, so daß benachbarte Teile 164 der Rinnenklappen 86 konvergieren, um die Abgase 14 zu dem Düsenhals 114 zu leiten.

Stromabwärtige Teile 164 der Seitenplatten 140 und 142 er strecken sich von dem Zwischenabschnitt 160 aus zu den Hin terrandschenkeln 132 und 134. Die stromabwärtigen Seiten plattenteile 164 weisen mehrere radial beabstandete Vertie fungen 166 auf, welche die schlangenlinien- oder zinnenför migen Hinterrandschenkel 132 und 134 bilden und vorzugs weise U-förmig sind und rechtwinkelige oder abgerundete Ec ken haben. Jede Vertiefung 166 verjüngt sich von dem Zwi schenabschnitt 160 aus zu dem Hinterrand 130 hin und hat eine Tiefe d, die von einem Wert null an dem Zwischenab schnitt 160 bis zu einem Maximalwert an den Hinterrand schenkeln 132 und 134 reicht.

Gemäß der ausführlicheren Darstellung in den Fig. 9B und 9C kann der Teil des stromabwärtigen Seitenplattenteils 164, der radial zwischen benachbarten Vertiefungen 166 angeord net ist, als ein Scheitel 167 bezeichnet werden, und die Vertiefungstiefe d erstreckt sich deshalb von den Scheiteln 167 aus rechtwinkelig einwärts zu einer entgegengesetzten Seitenplatte und Vertiefung 166. In dieser Ausführungsform divergieren entgegengesetzte Scheitel 167 an benachbarten Seitenplatten 140 und 142 einer Rinnenklappe 86 voneinander weg und sind relativ zu dem stromaufwärtigen Teil 162 der Seitenplatten 140 und 142 nach außen geneigt, und entgegen gesetzte Vertiefungen 166 konvergieren zueinander hin und sind relativ zu den Seitenplatten 140 und 142 einwärts ge neigt. Die Gesamttiefe d ist in einer bevorzugten Ausfüh rungsform relativ zu dem stromaufwärtigen Teil 162 gleich aufgeteilt, so daß die Vertiefung 166 relativ zu ihr symme trisch ist und sich der Scheitel 167 von null an dem Zwi schenabschnitt 160 auf d/2 an dem Hinterrand 130 verjüngt, und der Boden der Vertiefung 166 ist bei einem Maximalwert von d/2 relativ zu dem stromaufwärtigen Teil 162 an dem Hinterrand 130 angeordnet.

Die Vertiefungen 166 von benachbarten Seitenplatten 140 und 142 jeder Rinnenplatte 86 sind in der in Fig. 9C darge stellten Ausführungsform radial miteinander ausgerichtet und einander zugewandt. Benachbarte Vertiefungen 166 einer einzelnen Rinnenklappe 86 konvergieren relativ zueinander, wogegen benachbarte Vertiefungen 166 zwischen benachbarten Rinnenklappen 86 relativ zueinander divergieren. Durch diese Anordnung der Vertiefungen 166 wird die divergente Rinnenklappendüse 158 zwischen benachbarten Rinnenklappen 86 gebildet und erstreckt sich von dem Zwischenabschnitt 160 zu dem Rinnenklappenhinterrand 130. Der Rinnenklappen zwischenabschnitt 160 bildet den zweiten Rinnenklappendü senhals 114, der in dieser Ausführungsform der Rinnenklap pen 86 einen Durchflußquerschnitt A₈′′ hat. Der Hinterrand 130 ist deshalb in dieser Ausführungsform nicht ein Düsen hals mit minimalem Durchflußquerschnitt, sondern ein Rin nenklappenauslaß 168 mit maximalem Rinnenklappendurchfluß querschnitt.

In alternativen Ausführungsformen können die stromaufwärti gen Seitenplattenteile 162 parallel zueinander sein, die Vertiefungen 166 können relativ zu den stromaufwärtigen Seitenplattenteilen 162 unsymmetrisch sein, wobei z.B. die Scheitel 167 koplanar zu ihnen sind, und/oder die Rinnen 166 können relativ zueinander radial versetzt sein. Die letztgenannte exemplarische alternative Ausführungsform ist in Fig. 9D gezeigt, in der eine Vertiefung 166 mit einem entgegengesetzten, benachbarten Scheitel 167 radial ausge richtet ist, statt mit einer weiteren Vertiefung 166, wie es in Fig. 9C gezeigt ist.

Die Rinnenklappen 86 sind so bemessen und haben einen der artigen gegenseitigen Abstand, daß, wenn die Rinnenklappen 86 in der entfalteten Position angeordnet sind, die in Fig. 10 gezeigt ist, die Rinnenklappen 86 die konvergente Rin nenklappendüse 112 zwischen den stromaufwärtigen Seiten plattenteilen 162 und den unteren Platten 144 zum Beschleu nigen der Abgase 14 auf Mach 1 an dem zweiten Düsenhals 114 bilden, der an dem Zwischenabschnitt 160 gebildet ist. Die Vertiefungen 166, welche die divergente Rinnenplattendüse 158 bilden, sind so bemessen und haben einen derartigen ge genseitigen Abstand, daß die Abgase 14 in der divergenten Rinnenklappendüse 158 auf eine Geschwindigkeit weiter be schleunigt werden, die größer als Mach 1 ist. Diese Ausfüh rungsform der Rinnenplatten 86 verringert den statischen Druck P_s8 an den Hinterrändern 130 der Rinnenklappen 86 weiter, um die Druckdifferenz zwischen der Umgebungsejek torluftströmung 18 und der CD-Düse 74 weiter zu vergrößern und die Ejektion oder das Einsaugen der Ejektorluftströmung 18 durch die Rinnenplatten 86 zu verbessern. Da die diver gente Rinnenklappendüse 158 außerdem die Abgase 14 auf Überschallgeschwindigkeiten beschleunigt, wird die Leistung der Auslaßvorrichtung 24 verbessert, was einen verbesserten Gesamtschubkoeffizienten C_fg der Auslaßvorrichtung 24 er gibt.

Die Primärklappen 96 sind zwar in Fig. 10 so dargestellt, daß sie zu der Mittelachse 90 insgesamt parallel sind und einen Kanal 76 mit insgesamt konstantem Querschnitt bilden. Sie können jedoch in stromabwärtiger Richtung radial nach außen geneigt sein, so daß der Kanal 76 divergiert, um bei der Bildung des divergenten Rinnenklappenkanals 158 mitzu wirken.

Die Fig. 11 und 15 zeigen eine zweite Ausführungsform der Auslaßvorrichtung 24 nach der Erfindung. In dieser Ausfüh rungsform weist die Auslaßvorrichtung 24 weiter mehrere um fangsmäßig beabstandete, sich radial erstreckende hohle Streben 170 auf, die auch in Fig. 16 gezeigt sind. Die Streben 170 sind in dem Niederdruckturbinenauslaß 42 ange ordnet, wobei jede Strebe einen Auslaß 172 an ihrem radial inneren Ende und einen Einlaß 174 an ihrem radial äußeren Ende hat und mit dem Bypasskanal 48 in Fluidverbindung ge bracht werden kann, um einen Teil der Bypassluft 54 aus dem Kanal 48 als umgekehrte Luftströmung 176 in die Strebe 170 zu leiten. Herkömmliche verstellbare, d. h. im Querschnitt veränderliche Bypassinjektoren (variable area bypass injec tors oder VABIs) 178 sind auf herkömmliche Weise wahlweise positionierbar, um das Ausmaß der Bypassluftströmung 54 zu steuern, die zwischen benachbarten Streben 170 und radial einwärts des Schubverstärkerflammrohres 68 geleitet wird.

Die Auslaßvorrichtung 24 weist weiter einen ringförmigen Zentralkörper 180 auf, der in Strömungsverbindung mit den Strebenauslässen 172 angeordnet ist, um die umgekehrte Luftströmung 176 zu empfangen. Der Zentralkörper 180 er streckt sich von den Streben 170 aus und zwischen den Pri märklappen 96 stromabwärts. Eine Einrichtung in Form von zwei radial beabstandeten Auslaßklappen 182 ist an einem stromabwärtigen Ende des Zentralkörpers 180 vorgesehen zum wahlweisen Abgeben der umgekehrten Luftströmung 176 aus dem Zentralkörper 180 und an den Rinnenklappen 86, wenn diese in der entfalteten Position angeordnet sind. Die Auslaß klappen 182 sind in einer offenen Position positionierbar, wenn die Rinnenklappen in der entfalteten Position angeord net sind, wie es in Fig. 11 gezeigt ist, und sind in einer geschlossenen Position positionierbar, in der sie den Aus tritt der umgekehrten Luftströmung 176 verhindern, wenn die Rinnenklappen 86 in der zurückgezogenen Position sind, wie es z. B. in Fig. 12 gezeigt ist. In der entfalteten Position der Rinnenklappen, die in Fig. 11 gezeigt ist, sind die Auslaßklappen 182 an den Rinnenklappenhinterrändern 130 an geordnet, so daß die Abgase 14 mit der Ejektorluftströmung 18, die durch die Rinnenklappen 86 hindurchgeleitet wird, und mit der umgekehrten Luftströmung 176, die aus den Aus laßklappen 182 austritt, vermischt werden, um den Lärm der Abgase 14 zu dämpfen.

In dieser Ausführungsform der Erfindung weisen die Ejektor türen 126 mehrere axial beabstandete, gelenkig befestigte Luftklappen 126b auf, die in der offenen Türposition bewir ken, daß die Ejektorluftströmung 18 zwischen benachbarten Luftklappen 126b empfangen wird, um durch den Ejektorkanal 122 zu den Rinnenklappen 86 geleitet zu werden.

Die Auslaßvorrichtung 24 weist in dieser zweiten Ausfüh rungsform der Erfindung einen Schubverstärker 66b auf, der axial zwischen den Streben 170 und den Rinnenklappen 86 und radial zwischen dem Gehäuse 62 und dem Zentralkörper 180 angeordnet ist. Mit Ausnahme dieser zusätzlichen Gebilde, die oben für die zweite Ausführungsform der Erfindung be schrieben worden sind, welche in Fig. 11 gezeigt ist, gleicht die Auslaßvorrichtung 24 nach Fig. 11 im Aufbau und in der Funktion insgesamt der ersten Ausführungsform der Auslaßvorrichtung 24, die in Fig. 3 gezeigt ist.

Die Betriebsarten der zweiten Ausführungsform der Auslaß vorrichtung 24, die in den Fig. 12, 13 und 14 gezeigt sind, sind den Betriebsarten direkt analog, die in den Fig. 4, 5 bzw. 6 gezeigt sind. In den Fig. 12, 13 und 14 sind die Rinnenklappen 86 in der zurückgezogenen Position angeord net, die Auslaßklappen 182 sind geschlossen, die Ejektortü ren 126b sind geschlossen, und die CD-Düse 74 ist herkömm lich angeordnet und wird herkömmlich betrieben.

Die Fig. 17 und 18 sowie Fig. 15 zeigen eine Ausführungs form der Positioniereinrichtung 116, die in Fig. 3 gezeigt ist, zum Positionieren der Primär- und Sekundärklappen von sämtlichen Ausführungsformen der Erfindung, die oben be schrieben worden sind, wobei die CD-Düse 74 die Form einer rechteckigen 2D-CD-Düse hat. Das Gehäuse 62 weist zwei querbeabstandete Seitenwände 184 auf, mit denen ein her kömmlicher erster und herkömmlicher zweiter Linearstellan trieb 186 bzw. 188 drehbar verbunden sind. Der erste Stell antrieb 186 weist eine ausfahrbare erste Stange 190 auf, die mit zwei ersten Lenkern 192 drehbar verbunden ist. Je der erste Lenker 192 ist mit einem ersten Hebel 194 drehbar verbunden, der mit einem stromaufwärtigen Primärklappenende 100 fest verbunden ist. Durch Ausfahren und Zurückziehen der ersten Stange 190 wird die Primärklappe 96 um ihr stromaufwärtiges Ende 100 geschwenkt, um den Querschnitt A₈ des Düsenhalses 80 zu vergrößern bzw. zu verkleinern.

Der zweite Stellantrieb 188 weist eine ausfahrbare zweite Stange 196 auf, die mit zwei zweiten Lenkern 198 drehbar verbunden ist, welche ihrerseits mit zwei zweiten Hebeln 200 drehbar verbunden sind. Die zweiten Hebel 200 sind mit den stromaufwärtigen Enden der äußeren Klappen 108 fest verbunden. Durch Ausfahren und Zurückziehen der zweiten Stangen 196 werden die äußeren Klappen 108 geschwenkt, die ihrerseits die Sekundärklappen 102 relativ zu den Primär klappen 96 schwenken, um den Durchflußquerschnitt A₉ des Auslasses 84 zu vergrößern bzw. zu verkleinern. Eine her kömmliche Steuereinrichtung 202 ist mit dem ersten und zweiten Stellantrieb 186 und 188 betriebsmäßig verbunden, um den Betrieb der CD-Düse 74 auf vorbestimmte Weise zu steuern.

Die Klappen 126b können durch einen Klappen- bzw. Türstellantrieb 204 po sitioniert werden, der auf herkömmliche Weise an einem Ende mit dem Gehäuse 62 drehbar verbunden ist und an einem ent gegengesetzten Ende eine ausfahrbare Stange 206 aufweist, die mit einer Gleichlaufstange 208 drehbar verbunden ist, welche mit Hebeln 210 drehbar verbunden ist, die mit den Luftklappen 126b fest verbunden sind. Der Türstellantrieb 204 ist betriebsmäßig mit der Steuereinrichtung 202 verbun den, die bewirkt, daß die Türstange 206 ausgefahren wird, um die Luftklappen 126b zu schließen, und daß die Stange 206 zurückgezogen wird, um die Luftklappen 126b zu öffnen.

Bei allen oben beschriebenen Ausführungsformen der Erfin dung hat die Rinnenklappenzurückzieheinrichtung 150 die Form eines herkömmlichen linearen Stellantriebs 212 (von denen nur einer gezeigt ist), welcher an einem Ende an dem Gehäuse 62 drehbar angelenkt ist und an seinem anderen Ende eine ausfahrbare Stellantriebsstange 214 aufweist. Ein Querverbindungsträger 216 ist mit der Stellantriebsstange 214 fest verbunden und weist mehrere Rinnenklappenlenker 218 auf, die jeweils mit einer der Rinnenklappen 86 an de ren radial äußeren Enden 152 drehbar verbunden sind. Die Steuereinrichtung 202 ist betriebsmäßig mit dem Rinnenklap penstellantrieb 212 verbunden, um die Stange 214 zum Posi tionieren der Rinnenklappen 86 in der zurückgezogenen Posi tion zurückzuziehen und um die Stange 214 zum Positionieren der Rinnenklappen 86 in der entfalteten Position auszufah ren, je nach Bedarf.

Die Auslaßklappen 182 haben jeweils ein sich stromaufwärts erstreckendes Glied 220, das mit ihnen fest verbunden ist. Die Glieder 220 sind mit einer ausfahrbaren Stellantriebs stange 222 eines Klappenstellantriebs 224 drehbar verbun den. Der Stellantrieb 224 ist herkömmlich und mit dem Ge häuse 62 drehbar verbunden sowie mit der Steuereinrichtung 202 betriebsmäßig verbunden zum Ausfahren der Stange 222 zum Öffnen der Klappen 182 und zum Zurückziehen der Stange 222 zum Schließen der Klappen 182, je nach Bedarf.

Die Fig. 19-22 zeigen eine dritte Ausführungsform der Aus laßvorrichtung 24 nach der Erfindung. In dieser dritten Ausführungsform haben die Rinnenklappen 86 die Form von er sten Rinnenklappen 86a, die nicht in den Primärklappen 96 wie bei der ersten und zweiten Ausführungsform angeordnet sind, sondern in den Sekundärklappen 102 und am stromauf wärtigen Ende 106 derselben drehbar sind. Wie in der zwei ten Ausführungsform der Erfindung, die beispielsweise in Fig. 11 gezeigt ist, weist die dritte Ausführungsform eben falls die Streben 170 und den Zentralkörper 180 zum Leiten der umgekehrten Luftströmung 176 auf. Statt der Auslaßklap pen 182 sind zweite Rinnenklappen 86, d.h. zweite Rinnen klappen 86b an dem stromabwärtigen Ende des Zentralkörpers 180 angeordnet. Sowohl die ersten Rinnenklappen 86a als auch die zweiten Rinnenklappen 86b sind im wesentlichen identisch, mit Ausnahme der Größe, und sind beide in einer entfalteten Position positionierbar, in der sie sich in die Abgase 14 erstrecken, und in der zurückgezogenen Position, in der sie sich insgesamt wie die Sekundärklappen 102 bzw. der Zentralkörper 180 erstrecken. Fig. 19 zeigt die ersten und zweiten Rinnenklappen 86a und 86b angeordnet in der entfalteten Position, in der ihre Hinterränder 130a bzw. 130b miteinander radial ausgerichtet sind. In dieser drit ten Ausführungsform der Erfindung haben die Ejektortüren 126 die Form von Klappentüren 126c, die an ihren stromauf wärtigen Enden angelenkt sind und in einer offenen Position positionierbar sind, in welcher sie radial einwärts geneigt sind, um die Umgebungsluftströmung 18 durch den Ejektorka nal 122 und durch die ersten Rinnenklappen 86a zu leiten, und in einer geschlossenen Position, die z.B. in Fig. 20 gezeigt ist, in der die Türen 126c die Umgebungsluftströ mung 18 daran hindern, in den Ejektorkanal 122 einzutreten.

Die dritte Ausführungsform der Auslaßvorrichtung 24, die in den Fig. 20-22 dargestellt ist, spricht in ihren Betriebs arten mit den Betriebsarten der zweiten Ausführungsform überein, die beispielsweise in den Fig. 12-14 gezeigt sind. In diesen drei Betriebsarten für Transschall-, Überschall- und Schubumkehrbetrieb sind die ersten und zweiten Rinnen klappen 86a und 86b in der zurückgezogenen Position ange ordnet, und die Ejektortüren 126c sind geschlossen. In der Schubumkehrbetriebsart der Auslaßvorrichtung 24, die in Fig. 22 gezeigt ist, sind die Primärklappen 96 so angeord net, daß sie den Zentralkörper 180 berühren, um die Abgase 14 daran zu hindern, durch den Auslaß 84 zu strömen. Eine gelenkige Schubumkehrtür 226, die sich von dem stromaufwär tigen Primärklappenende 100 aus erstreckt, ist in einer of fenen Position zusammen mit einer Schiebetür 228 angeord net, um einen Schubumkehrströmungskanal 230 zu öffnen, der die Abgase 14 in insgesamt stromaufwärtiger Richtung lei tet, um eine Schubumkehr zu erzielen. Die erste Tür 226 wird herkömmlich positioniert, und die zweite Tür 228 wird ebenfalls herkömmlich positioniert, z. B. durch einen Stell antrieb 232. Wenn die Auslaßvorrichtung 24 nicht in der Schubumkehrbetriebsart ist, die in Fig. 22 gezeigt ist, sind die erste und zweite Tür 226 und 228 geschlossen, um den Durchtritt der Abgase 14 durch den Schubumkehrströ mungskanal 230 zu blockieren.

In den Fig. 19 und 23 sind die ersten und zweiten Rinnen klappen 86a und 86b ausführlicher gezeigt. Die ersten Rin nenklappen 86a sind den zweiten Rinnenklappen 86b zuge wandt, und diese bilden gemeinsam zwischen sich die konver gente Rinnenklappendüse 112, wenn die Rinnenklappen 86a und 86b in der entfalteten Position angeordnet sind. Die ersten und zweiten Rinnenklappen 86a und 86b sind vorzugsweise miteinander radial ausgerichtet, wobei die CD-Düse 74 eine rechteckige 2D-Düse ist. Die ersten Rinnenklappen 86a sind quer miteinander ausgerichtet insgesamt parallel zu der Querachse 92, und ebenso sind die zweiten Rinnenklappen 86b quer miteinander ausgerichtet und insgesamt parallel zu der Querachse 92. In dieser dritten Ausführungsform der Erfin dung sind die Hinterränder 130 der ersten und zweiten Rin nenklappen 86a und 86b in einer gemeinsamen axialen Posi tion längs der Längsmittelachse 90 radial ausgerichtet, um den zweiten Rinnenklappendüsenhals 114 an den Hinterrändern 130a und 130b zu bilden. In einer alternativen Ausführungs form der Erfindung könnten jedoch die Rinnenklappen 86a und 86b auch die Form der Rinnenklappen 86 haben, die in den Fig. 9 und 10 gezeigt sind. Die ersten Rinnenklappen 86a empfangen die Umgebungsejektorluftströmung 18, und die zweiten Rinnenklappen 86b empfangen die umgekehrte Luft strömung 176 aus dem Zentralkörper 180 zum Vermischen mit den Abgasen 14. Diese dritte Ausführungsform der Erfindung bewirkt, daß ein relativ großes Ausmaß des Scherumfangs an den Hinterrändern 130 sowohl der ersten Rinnenklappen 86a als auch der zweiten Rinnenklappen 86b gebildet wird.

In Fig. 24 ist eine weitere Ausführungsform der ersten und zweiten Rinnenklappen 86a und 86b gezeigt, welche in Fig. 23 dargestellt sind. In dieser Ausführungsform sind die zweiten Rinnenklappen 86b längs der Querachse 92 relativ zu den ersten Rinnenklappen 86a versetzt und gleichabständig zwischen benachbarten ersten Rinnenklappen 86a angeordnet. Die Querbreite D dieser Ausführungsform für den HSCT-Trieb werkszyklus ist insgesamt etwa gleich dem in Fig. 2 darge stellten Fanaußendurchmesser OD und beträgt beispielsweise etwa 178 cm (70 Fuß). Die kollektiven Durchflußquerschnitte der ersten Rinnenklappen 86a, durch die die Ejektorluft 18 hindurchgeht, betragen etwa 9675 cm² (1500 Quadratzoll), die der zweiten Rinnenklappen 86b, durch die die umgekehrte Luft 176 hindurchgeht, betragen etwa 1290 cm² (200 Quadrat zoll), und die des zweiten Düsenhalses 114 (A₈′′), durch die die Abgase 14 hindurchgehen, betragen 7095 cm² (1100 Quadratzoll).

Bei den hauptsächlichen drei Ausführungsformen der Auslaß vorrichtung, die oben beschrieben sind, könnte die CD-Düse 74 entweder eine insgesamt rechteckige 2D-Düse oder eine axialsymmetrische ringförmige Düse sein, wie es durch die schematischen Darstellungen derselben gezeigt ist. Die drei obigen Ausführungsformen sind insbesondere unter Bezugnahme auf die bevorzugte 2D-Düsenanordnung beschrieben worden. In einer axialsymmetrischen Ausführungsform der CD-Düse 74 können die Rinnenklappen 86 jedoch umfangsmäßig und gleich winkelig beabstandet voneinander angeordnet sein, wie es in Fig. 25 gezeigt ist. Fig. 25 zeigt eine stromaufwärts ge wandte Ansicht der Rinnenklappen 86 nach der Linie 7-7 in Fig. 3 für eine axialsymmetrische Ausführungsform. Die Rin nenklappen 86 würden sich von den Primärklappen 96 aus ra dial einwärts erstrecken.

Fig. 26 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung mit einer axialsymmetrischen CD-Düse 74 und ist eine An sicht in Blickrichtung stromaufwärts nach der Linie 23-23 in Fig. 19. Sowohl die ersten Rinnenklappen 86a als auch die zweiten Rinnenklappen 86b sind umfangsmäßig und gleich winkelig beabstandet voneinander angeordnet. In einer be vorzugten Ausführungsform sind die zweiten Rinnenklappen 86b in bezug auf die entsprechenden ersten Rinnenklappen 86a radial ausgerichtet.

Fig. 27 zeigt eine weitere Ausführungsform einer relativ einfachen, insgesamt U-förmigen Rinnenklappe 86c, die in den verschiedenen Ausführungsformen der oben beschriebenen Auslaßvorrichtung 24 benutzt werden könnten. In dieser Aus führungsform sind die Seitenplatten 140a und 142a relativ klein, ergeben aber einen beträchtlichen Hinterrand 130.

Fig. 28 zeigt eine weitere Ausführungform einer Rinnen klappe 86d, die insgesamt V-förmig ist, aber einen relativ großen Scherumfang an dem Hinterrand 130 ergibt.

Es sind zwar bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung be schrieben worden, im Rahmen der Erfindung sind jedoch Modi fizierungen möglich.

Beispielsweise sind Merkmale der oben beschriebenen ver schiedenen Ausführungsformen zwischen diesen Ausführungs formen untereinander austauschbar. Andere Arten von her kömmlichen CD-Düsen könnten in Verbindung mit den Rinnen klappen 86 benutzt werden, wie beispielsweise herkömmliche CD-Düsen mit Zentralkörper. Jede Art von Kerntriebwerk könnte ebenfalls benutzt werden, um das Flugzeug mit Über schallgeschwindigkeit anzutreiben, einschließlich Turbo fan/Staustrahl-Triebwerken. In allen Ausführungsformen er geben die Rinnenklappen 86 den für einen wirksamen Betrieb des Kerntriebwerks 20 erforderlichen Düsenhalsquerschnitt A₈′′, wenn sie entfaltet sind, während sie außerdem die Hochgeschwindigkeitsabgase 14 mit Luft niedriger Geschwin digkeit (z. B. der Ejektorluftströmung 18, der umgekehrten Luftströmung 176) zur Schalldämpfung umgeben. Weiter können herkömmliche Schallschluckplatten an den verschiedenen Strömungswegoberflächen zur weiteren Schalldämpfung vorge sehen werden.

Claims

1. Auslaßvorrichtung für ein Flugzeuggasturbinentriebwerk (12) mit einem Kerntriebwerk (20), das einen Auslaß (22) für den Austritt von Abgasen (14) hat, gekennzeichnet durch:
ein Gehäuse (62) mit einem Einlaß (64) zum Empfangen der Abgase (14) aus dem Kerntriebwerksauslaß (22);
eine im Querschnitt veränderliche konvergente/divergente Düse (74), die an dem Gehäuse (62) befestigt ist und einen ersten Düsenhals (80) aufweist, der einen Durchflußquer schnitt (A₈) hat, und einen Auslaß (84), der einen Durch flußquerschnitt (A₉) hat, zum Hindurchleiten der Abgase (14);
mehrere beabstandete zurückziehbare Rinnenklappen (86), die stromaufwärts des Düsenauslasses (84) in einer Strömungswegoberfläche (88) angeordnet und in einer entfal teten bzw. ausgefahrenen Position positionierbar sind, in der sie in stromab wärtiger Richtung radial von der Strömungswegoberfläche (88) weg geneigt angeordnet sind, um eine konvergente Düse (112) in Strömungsverbindung mit dem Gehäuseeinlaß (64) zu bilden, die einen zweiten Düsenhals (114) aufweist, der einen Durchflußquerschnitt (A₈′′) hat, welcher kleiner als der erste Düsenhalsquerschnitt (A₈) ist, und in einer zu rückgezogenen Position positionierbar sind, in der sie sich insgesamt in der Strömungswegoberfläche (88) erstrecken; und
eine Einrichtung (118) zum Leiten der Luft entlang an nach hinten gewandten Oberflächen der Rinnenklappen (86) in die konvergente/divergente Düse (74) zur Vermischung mit den Abgasen (14), wenn die Rinnenklappen (86) in der entfalte ten bzw. ausgefahrenen Position angeordnet sind.

2. Auslaßvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß die im Querschnitt veränderliche konver gente/divergente Düse (74) aufweist:
mehrere beabstandete Primärklappen (96), die zwischen sich einen konvergenten Kanal (76) bilden, wobei jede Primär klappe (96) ein stromabwärtiges Ende (98) und ein stromauf wärtiges Ende (100) hat, das mit dem Gehäuse (62) drehbar verbunden ist;
mehrere beabstandete Sekundärklappen (102), die zwischen sich einen divergenten Kanal (82) bilden, wobei jede Sekun därklappe (102) ein stromaufwärtiges Ende (106) hat, das mit einem der stromabwärtigen Primärklappenenden (98) dreh bar verbunden ist, um den ersten Düsenhals (80) zu bilden, und ein stromabwärtiges Ende (104), das mit dem Gehäuse (62) drehbar und verschiebbar verbunden ist; und
wobei die Primär- und Sekundärklappen (98, 102) positio nierbar sind in:

einer ersten Position, in der der erste Düsen halsquerschnitt (A₈) größer als der zweite Düsenhalsquerschnitt (A₈′′) ist und die Rinnen klappen (86) in der entfalteten Position ange ordnet sind;
einer zweiten Position, in der die Rinnenklappen (86) in der zurückgezogenen Position angeordnet sind und der erste Düsenhalsquerschnitt (A₈) einen Wert hat, der kleiner als ein Maximalwert des ersten Düsenhalsquerschnittes (A₈) ist; und einer dritten Position, in der die Rinnenklappen (86) in der zurückgezogenen Position angeordnet sind, wobei der erste Düsenhalsquerschnitt (A₈) einen Wert hat, der kleiner als der Maximalwert des ersten Düsenhalsquerschnittes (A₈) ist, und
wobei der Düsenauslaßquerschnitt (A₉) einen Ma ximalwert hat.

3. Auslaßvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich net, daß die erste Position einer Startbetriebsart des Flugzeuggasturbinentriebwerks (12) entspricht, daß die zweite Position einem Transschallbetrieb des Flugzeuggasturbinentriebwerks (12) entspricht und daß die dritte Position einem Überschallbetrieb des Flugzeuggastur binentriebwerks (12) entspricht.

4. Auslaßvorrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch Einrichtungen zum Positionieren der Rinnenklappen (86), der Primärklappen (98) und der Sekundärklappen (102).

5. Auslaßvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, ge kennzeichnet durch einen Schubverstärker (66), der strom aufwärts der Rinnenklappen (86) angeordnet ist.

6. Auslaßvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, da durch gekennzeichnet, daß die konvergente/divergente Düse (74) eine zweidimensionale oder 2D-Düse ist, die einen ins gesamt rechteckigen Strömungsweg hat.

7. Auslaßvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, da durch gekennzeichnet, daß die konvergente/divergente Düse (74) eine axialsymmetrische Düse ist, die einen ringförmi gen Strömungsweg hat.

8. Auslaßvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, da durch gekennzeichnet, daß sie für das Leiten der Abgase aus dem Kerntriebwerk (20) dimensioniert ist und einen Betriebszyklus zum Antreiben des Flugzeuges (10) mit Überschallgeschwindigkeit hat.

9. Auslaßvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeich net, daß die Flugzeugüberschallgeschwindigkeit größer als etwa Mach 2 ist.

10. Auslaßvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeich net, daß das Kerntriebwerk (20) einen Fanaußendurchmesser (OD) hat und daß der Auslaß (84) der konvergen ten/divergenten Düse (74) eine maximale Querlänge (D) hat, die insgesamt gleich dem Fanaußendurchmesser (OD) ist.

11. Auslaßvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Rinnenklappen (86) jeweils einen insgesamt U-förmigen Hinterrand (130) mit einem er sten und einem mit Querabstand von diesem angeordneten zweiten Schenkel (132, 134), einer Basis (136), die sich zwischen den Schenkeln (132, 134) an deren radial inneren Enden erstreckt, und einer oberen Öffnung (138), die sich zwischen den Schenkeln (132, 134) an deren radial äußeren Enden erstreckt, haben, wobei der Hinterrand (130) in den Abgasen (14) angeordnet ist, wenn die Rinnenklappe (86) in der entfalteten Position ist, um einen Scherumfang zu bil den, wobei Luft, die durch die Leiteinrichtung (118) gelie fert wird, längs des Hinterrandes (130) die Abgase (14) zur Vermischung mit denselben berührt und wobei der Hinterrand (130) aus den Abgasen (14) entfernt ist, wenn die Rinnen klappe (86) in der zurückgezogenen Position ist.

12. Auslaßvorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekenn zeichnet, daß der erste und zweite Schenkel (132, 134) des Hinterrandes (130) gerade sind.

13. Auslaßvorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekenn zeichnet, daß der erste und zweite Schenkel (132, 134) des Hinterrandes (130) schlangenlinienförmig sind, um den Scherumfang zu vergrößern.

14. Auslaßvorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekenn zeichnet, daß der erste und zweite Schenkel (132, 134) des Hinterrandes (130) zinnenförmig ausgebildet sind, um den Scherumfang zu vergrößern.

15. Auslaßvorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekenn zeichnet, daß die Rinnenklappe (86) weiter eine erste und eine zweite Seitenplatte (140, 142) aufweist, die dreieckig und beabstandet sind und den Hinterrand (130) als Basis ha ben, und eine geneigte untere Platte (114), die sich zwi schen ihren Hypotenusen erstreckt, wobei die Seitenplatten (140, 142) einen stromaufwärtigen Drehpunkt (146) haben, der an einer Ecke der dreieckigen Platte (140, 142) ange ordnet ist und um den die Rinnenklappe (86) schwenkbar ist.

16. Auslaßvorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekenn zeichnet, daß die Rinnenklappen (86) in der entfalteten Po sition so angeordnet sind, daß die konvergente Rinnenklap pendüse (112) durch die äußeren Oberflächen der unteren Platte (144) und der Seitenplatten (140, 142) der Rinnen klappen (86) gebildet wird.

17. Auslaßvorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekenn zeichnet, daß der zweite Düsenhals (114) durch die Rinnenklappenhinterränder (130) gebildet wird.

18. Auslaßvorrichtung nach Anspruch 16 oder 17, dadurch ge kennzeichnet, daß die Rinnenklappenseitenplatten (140, 142) jeweils einen Zwischenabschnitt (160) mit Abstand stromauf wärts von und insgesamt parallel zu den Hinterrandschenkeln (132, 134) aufweisen, um einen insgesamt ebenen stromauf wärtigen Teil (162) zu bilden, der sich von dem Zwischenab schnitt (160) aus zu dem stromaufwärtigen Drehpunkt (146) erstreckt, und einen stromabwärtigen Teil (164), der sich von dem Zwischenabschnitt (160) aus zu den Hinterrandschen keln (132, 134) erstreckt, wobei der stromabwärtige Seiten plattenteil (164) mehrere radial beabstandete Vertiefungen (166) aufweist, die jeweils eine Tiefe (d) haben und sich zu einer Vertiefung einer entgegengesetzten Seitenplatte der Rinnenklappe (86) erstrecken, wobei die Vertiefungen (166) konisch zulaufen, so daß sie eine Tiefe mit dem Wert null an dem Zwischenabschnitt (160) haben, der bis zu einem Maximalwert an den Hinterrandschenkeln (132, 134) zunimmt, um den zweiten Düsenhals (114) an den Rinnenklappenzwi schenabschnitten (160) und eine divergente Rinnenklappen düse (158) zu bilden, die sich von den Zwischenabschnitten (160) aus zu den Rinnenklappenhinterrändern (130) zwischen benachbarten Rinnenklappen (86) erstreckt.

19. Auslaßvorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekenn zeichnet, daß die Vertiefungen (166) zinnenförmig ausgebil det sind.

20. Auslaßvorrichtung nach Anspruch 18 oder 19, dadurch ge kennzeichnet, daß die Vertiefungen (166) von benachbarten Seitenplatten (140, 142) jeder Rinnenklappe (86) radial miteinander ausgerichtet und einander zugewandt sind.

21. Auslaßvorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Rinnenklappen (86) so be messen und voneinander beabstandet sind, daß die Rinnen klappen (86), wenn sie in der entfalteten Position angeord net sind, die konvergente Rinnenklappendüse (112) bilden, welche bewirkt, daß die Abgase (14) an dem zweiten Düsen hals (114) auf Mach 1 beschleunigt werden und daß die Ab gase (14) in der divergenten Rinnenklappendüse (158) auf eine Geschwindigkeit von mehr als Mach 1 beschleunigt wer den.

22. Auslaßvorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekenn zeichnet, daß die Primärklappen (96) eine radial innere Oberfläche aufweisen, die die Strömungswegoberfläche bil det, und daß die Rinnenklappen (86) mit den Primärklappen (96) an den stromaufwärtigen Primärklappenenden (100) dreh bar verbunden sind.

23. Auslaßvorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekenn zeichnet, daß die Primärklappen (96) eine radial innere Oberfläche aufweisen, welche die Strömungswegoberfläche bildet, und daß die Rinnenklappen (86) mit den Primärklap pen (96) an den stromaufwärtigen Primärklappenenden (100) drehbar verbunden sind.

24. Auslaßvorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekenn zeichnet, daß die untere Rinnenklappenplatte (144) eine innere Ober fläche aufweist, die die nach hinten gewandte Oberfläche zum Leiten der Luft bildet, und daß die Luftleiteinrichtung (118) einen Ejektorluftkanal (122) aufweist, der sich von einem Ejektoreinlaß (124) in dem Gehäuse (62) zum Empfangen von Umgebungsejektorluft (18) zu einem Ejektorauslaß (110) in der Primärklappe in Strömungsverbindung mit der inneren Oberfläche (96) der un teren Rinnenklappenplatte (144) erstreckt, und eine Ejek tortür (126), die in einer offenen Position positionierbar ist, um den Ejektoreinlaß (124) freizugeben, wenn die Rinnenklappe (86) in der entfalteten Position ist, damit die Ejektorluft durch den Ejektorkanal (122) entlang an der inneren Oberfläche der unteren Platte (144) und dem Rinnen klappenhinterrand (130) durch die Abgase (14) gesaugt wer den kann, welche zwischen benachbarten Rinnenklappen (86) strömen, und in einer geschlossenen Position positionierbar ist, um den Ejektoreinlaß (124) abzudecken und den Eintritt der Ejektorluft (18) in den Ejektorkanal (122) zu blockie ren, wenn die Rinnenklappe (86) in der zurückgezogenen Po sition ist.

25. Auslaßvorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekenn zeichnet, daß die Ejektortür (126) mehrere beabstandete, angelenkte Luftklappen (126b) aufweist, die in der offenen Position der Tür (126) bewirken, daß die Ejektorluft (18) zwischen benachbarten Luftklappen (126b) empfangen wird.

26. Auslaßvorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekenn zeichnet, daß die Ejektortür (126) eine gelenkige Lufthutze aufweist, die in der offenen Position der Tür (126) eine stromaufwärts gewandte Lufthutze zum Empfangen der Ejektor luft (18) bildet.

27. Auslaßvorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekenn zeichnet, daß die Sekundärklappen (102) eine radial innere Oberfläche aufweisen, die die Strömungswegoberfläche bildet, und daß die Rinnenklappen (86) mit den Sekundär klappen (102) an dem stromaufwärtigen Sekundärklappenende (106) drehbar verbunden sind.

28. Auslaßvorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekenn zeichnet, daß die Rinnenklappen (86) so bemessen sind und derartigen gegenseitigen Abstand haben, daß die Rinnenklap pen (86), wenn sie in der entfalteten Position angeordnet sind, die konvergente Rinnenklappendüse (112) bilden, wel che bewirkt, daß die Abgase (14) an dem zweiten Düsenhals (114) auf Mach 1 beschleunigt werden.

29. Auslaßvorrichtung nach Anspruch 11, wobei das Kern triebwerk (20) einen Niederdruckturbinenauslaß (42) zum Ab geben von Verbrennungsgasen in das Gehäuse und einen den Niederdruckturbinenauslaß (42) umgebenden Bypasskanal (48) zum Abgeben von verdichteter Bypassluft in das Gehäuse auf weist, gekennzeichnet durch:
mehrere gegenseitigen Umfangsabstand aufweisende, sich ra dial erstreckende hohle Streben (170), die in dem Niederdruckturbinenauslaß (42) angeordnet werden können, wobei jede Strebe (170) einen Auslaß (172) und einen Einlaß (174) hat, der in Strömungsverbindung mit dem Bypasskanal (48) angeordnet werden kann, um einen Teil der Bypassluft aus dem Bypasskanal (48) als umgekehrte Luftströmung (176) in die Strebe (170) zu leiten;
einen Zentralkörper (180) , der in Strömungsverbindung mit den Strebenauslässen (172) angeordnet ist, um die umge kehrte Luftströmung (176) zu empfangen, und sich von den Streben (170) aus stromabwärts und zwischen den Primärklap pen (96) erstreckt; und
eine Einrichtung (182) zum wahlweisen Abgeben der umgekehr ten Luftströmung (176) aus dem Zentralkörper (180) und an den Rinnenklappen (86).

30. Auslaßvorrichtung nach Anspruch 29, dadurch gekenn zeichnet, daß die Einrichtung zum Abgeben der umgekehrten Luftströmung (176) ein Paar Auslaßklappen (182) aufweist, die an einem stromabwärtigen Ende des Zentralkörpers (180) angeordnet und in einer offenen Position positionierbar sind, wenn die Rinnenklappen (86) in der entfalteten Posi tion sind, um die umgekehrte Luftströmung (176) mit den Ab gasen (14) zu vermischen, die an den Auslaßklappen (182) vorbeileitbar sind, und in einer geschlossenen Position, in der sie die Abgabe der umgekehrten Luftströmung verhindern, wenn die Rinnenklappen in der zurückgezogenen Position sind.

31. Auslaßvorrichtung nach Anspruch 30, dadurch gekenn zeichnet, daß die Auslaßklappen (182) an den Rinnenklappen hinterrändern (130) angeordnet sind.

32. Auslaßvorrichtung nach Anspruch 31, gekennzeichnet durch einen Schubverstärker (66b), der axial zwischen den Streben (170) und den Rinnenklappen (86) und radial zwi schen dem Gehäuse (62) und dem Zentralkörper (180) angeord net ist.

33. Auslaßvorrichtung nach Anspruch 29, dadurch gekenn zeichnet,
daß die Primärklappen (96) eine radial innere Oberfläche aufweisen, die die Strömungswegoberfläche bildet, und daß die Rinnenklappen (86) erste Rinnenklappen (86a) umfassen, die mit den Primärklappen (96) an den stromaufwärtigen Pri märklappenenden drehbar verbunden sind;
daß die Einrichtung (182) zum Abgeben der umgekehrten Luftströmung mehrere zweite Rinnenklappen (86b) aufweist, die in dem Zentralkörper (180) angeordnet und den ersten Rinnenklappen (86a) zugewandt sind; und
daß die ersten und zweiten Rinnenklappen (86a, 86b) in der entfalteten Position angeordnet werden, um die konvergente Rinnenklappendüse (112) zwischen sich zu bilden, daß die ersten Rinnenklappen (86a) die Umgebungsejektorluftströmung (18) von außerhalb des Gehäuses (62) zur Vermischung mit den Abgasen (14) leiten und daß die zweiten Rinnenklappen (86b) die umgekehrte Luftströmung (176) zur Vermischung mit den Abgasen (14) leiten.

34. Auslaßvorrichtung nach Anspruch 33, dadurch gekenn zeichnet,
daß die untere Platte (144) der ersten Rinnenklappe (86a) eine innere Oberfläche aufweist, die die nach hinten ge wandte Oberfläche zum Leiten der Luft bildet; und
daß die Luftleiteinrichtung (118) einen Ejektorluftkanal (122) aufweist, der sich von einem Ejektoreinlaß (124) in dem Gehäuse (62) aus erstreckt, um Umgebungsejektorluft (18) an einem Ejektorauslaß in der Primärklappe (96) in Strömungsverbindung mit der inneren Oberfläche der unteren Platte (144) der ersten Rinnenklappe (86a) zu empfangen, und eine Ejektortür (126) , die in einer offenen Position positionierbar ist, um den Ejektoreinlaß (124) freizugeben, wenn die erste Rinnenklappe (86a) in der entfalteten Posi tion ist, um zu gestatten, daß Ejektorluft (18) durch den Ejektorkanal (122) hindurch entlang an der inneren Oberflä che der unteren Platte (144) und dem Hinterrand (130) der ersten Rinnenplatte (86a) durch die Abgase (14) gesaugt wird, die zwischen benachbarten ersten Rinnenplatten (86) hindurchströmen können, und in einer geschlossenen Posi tion, um den Ejektoreinlaß (124) abzudecken und den Ein tritt der Ejektorluft (18) in den Ejektorkanal (122) zu blockieren, wenn die erste Rinnenplatte (86a) in der zu rückgezogenen Position ist.

35. Auslaßvorrichtung nach Anspruch 34, dadurch gekenn zeichnet, daß die konvergente/divergente Düse (74) eine rechteckige zweidimensionale oder 2D-Düse ist, daß die er sten Rinnenklappen (86a) quer ausgerichtet sind und daß die zweiten Rinnenklappen (86b) quer ausgerichtet sind.

36. Auslaßvorrichtung nach Anspruch 35, dadurch gekenn zeichnet, daß die zweiten Rinnenklappen (86b) relativ zu den ersten Rinnenklappen (86a) quer versetzt sind.

37. Auslaßvorrichtung nach Anspruch 35, dadurch gekenn zeichnet, daß die ersten Rinnenklappen (86a) mit den zwei ten Rinnenklappen (86b) radial ausgerichtet sind.

38. Auslaßvorrichtung nach einem der Ansprüche 34 bis 37, dadurch gekennzeichnet, daß die konvergente/divergente Düse (74) eine ringförmige, axialsymmetrische Düse ist, daß die ersten Rinnenklappen (86a) in umfangsmäßigem und gleichwin keligem Abstand voneinander sind und daß die zweiten Rin nenklappen (86b) in umfangsmäßigem und gleichwinkeligem Ab stand voneinander sind.

39. Auslaßvorrichtung nach Anspruch 38, dadurch gekenn zeichnet, daß die zweiten Rinnenklappen (86b) mit den er sten Rinnenklappen (86a) radial ausgerichtet sind.