DE60219345T2

DE60219345T2 - Strahldüsenmischer

Info

Publication number: DE60219345T2
Application number: DE60219345T
Authority: DE
Inventors: Jack H. Calabassas Anderson
Original assignee: Anderson Jack Calabassas
Current assignee: Anderson Jack Calabassas
Priority date: 2001-12-07
Filing date: 2002-12-07
Publication date: 2007-12-20
Anticipated expiration: 2022-12-08
Also published as: US6854260B2; ATE358772T1; DE60219345D1; EP1451461B1; HK1066582A1; EP1451461B8; WO2003050403A1; US20110265448A1; US20050247046A1; US20050262826A1; EP1451461A1; US8069647B2; AU2002351309A1; US7111448B2; US20030196425A1

Description

1. Gebiet der Erfindung
Diese Erfindung betrifft Strahldüsenmischer für Flugzeug-Strahltriebwerke und insbesondere Verbesserungen beim Bewirken einer besseren Kühlung und eines geringeren Geräuschpegels in den Abgasen, die von solchen Triebwerken ausströmen, und beim Erhöhen der Leistung und der Treibstoff-Effizienz.
2. Beschreibung des Standes der Technik und anderer Überlegungen
Lärm-(Dezibel) Pegel in Flugzeug-Strahltriebwerken werden mittels Gesetzen und Verordnungen durchgesetzt, speziell verkündigt durch die International Civil Aviation Organization (ICAO), Anhang 16. Gegenwärtig muss ein kommerzielles Düsen-Flugzeug, das über 34.000 kg (75.000 Pfund) wiegt, Stufe 3/Kapitel 3 Lärm-(Dezibel) Pegel-Anforderungen erfüllen, die einen erlaubten Dezibel-Lärm-Pegel festsetzen. Gemäß Anhang 16, Stufe 4/Kapitel 4 -Anforderungen wird ein geringerer Maximal-(Dezibel) Pegel beauftragt, und zwar eine Reduzierung von mindestens 10 Dezibel von gegenwärtigen Stufe 3/Kapitel 3-Pegeln aus. Solch eine Lärm-Reduzierung wird bewirkt, indem die primären, heißen Abgase in einem internen Mischer mit sekundärer Umleitungs-Kühlluft gemischt werden und indem durch die Verwendung eines Satzes von innerhalb des Triebwerks positionierter Nasen die einzelnen Kerne der Abgase in eine Mehrzahl kleinerer Kerne aufgebrochen werden. Bei einigen Triebwerken ist ein zweiter Satz an Nasen in einem externen Mischer hinter dem ersten Satz am Ende des Treibwerks positioniert. Ein Schubumkehrer-Modul ist an dem Triebwerks-Gehäuse am Triebswerks-Ende unter Verwendung eines von der STANG-Verkleidung verdeckten Bedienungs-Mechanismus befestigt. Da das Triebwerk speziell entworfene Dimensionen hat, muss der zweite Satz an Nasen derart konfiguriert werden, dass er Platz für das bestehende Triebwerks-Design hat, welches eine End-Austrittsflächen-Dimension von 7.097 cm² (1.100 Zoll²) hat, an Stelle das Triebwerk zu rekonfigurieren, um den zweiten Satz an Nasen einzupassen. Solch eine Triebwerks-Rekonfiguration ist unpraktisch und teuer. Somit erforderte die Richtung auf das Erfüllen der Stufe 3/Kapitel 3-Lärm-Erfordernisse hin das Entwickeln eines verschieden konfigurierten zweiten Satzes an Nasen, deren Design nicht ständig solche Erfordernisse erfüllt und, wenn das Nasen-Design erfüllt, sind die Nasen schwierig und teuer herzustellen und der Mischer ist teuer, um an dem Triebwerk nachgerüstet zu werden.
Einige Triebwerke haben die Verwendung eines zweiten Satzes an Nasen oder eines externen Mischers nicht eingesetzt, beispielsweise eines, das von Pratt & Whitney in deren JT8D-217/219-Serie hergestellt wurde. Gegenwärtig weist dieses Triebwerk einen internen 12-Nasen-Mischer auf und ist nur für die Stufe 3/Kapitel 3-Lärmpegel zertifiziert. Es gab einen Wunsch, dieses bestimmte Triebwerk für Stufe 4/Kapitel 4-Lärmpegel zu qualifizieren, jedoch die Kosten für diese Aktion zu minimieren mit vorzugsweise keinen Änderungen an seinen Schubumkehr-Komponenten vor allem wegen der Kosten und anderer ökonomischer Gründe. Um dieses Triebwerk auf Stufe 4/Kapitel 4-Lärmpegel zu bringen, ist eine zusätzliche 2-Dezibel-Reduktion beim Düsen-Lärm notwendig. Solch eine Nachrüstung ist eine Herausforderung, die noch nicht angenommen wurde.
Ein Fest-Geometrie-Mischer/Auswerfer-Lärm-Unterdrückungs-System für Turbofan-Flugzeug-Triebwerke ist in EP 0 635 632 A1 offenbart, bei dem ein Interner-Fluss-Mischer an dem rückseitigen Ende eines Turbofan-Triebwerks zum Invertieren der Triebwerks-Lüfter- und -Kern-Ströme befestigt ist.
Zusammenfassung der Erfindung
Diese und andere Probleme werden vermieden und die Stufe 4/Kapitel 4-Anforderungen werden von dieser Erfindung sowohl erfüllt als auch übertroffen, nicht nur für das oben genannte Pratt & Whitney JT8D-217/219-Serien-Triebwerk, sondern auch für andere Triebwerke. Diese Erfindung offenbart ein Strahltriebwerk und ein Verfahren zum Kühlen von Abgasen eines Strahltriebwerks gemäß den beigefügten unabhängigen Ansprüchen. Bevorzugte Ausführungsbeispiele dieser Erfindung sind in den beigefügten abhängigen Ansprüchen beschrieben.
Der Zweitstufen- oder externe Düsen-Nasen-Mischer dieser Erfindung weist eine Anzahl an Nasen auf, welche gleich in ihrer Anzahl zu denen des Erststufen- oder internen Mischers sind, und wobei alle Zweitstufen-Mischer-Nasen identische geformt sind. Während sich die Nasen von der Mischer-Befestigung axial nach außen zu der Triebwerksnase erstrecken, dehnen sie sich von einer im Wesentlichen ringförmigen Basis axial nach innen zu einer wellenförmigen Konfiguration aus, deren Spitzen in ihrer Höhe zunehmen. Die Nasen weisen komplexe Kurven auf, deren inneren und äußeren Oberflächen ein Vermischen der entsprechenden vorher vermischten Umleitungs-Kühlluft-Heißgas-Abgase von dem internen Mischer und zusätzlicher Umgebungs-Kühlluft verstärken und dadurch auch Lärm reduzieren. An ihrem Ende bleibt der von den Nasen umfasste Bereich im Wesentlichen der gleiche (6.871 bis 7.226 cm² (1.065 bis 1.120 Zoll²)) wie bei dem Strahltriebwerk, für das er entworfen wurde, welcher für das Pratt & Whitney JT8D-217/219-Serien-Triebwerk 7.065 bis 7.129 cm² (1.095 bis 1.105 Zoll²) beträgt. Bei anderen Triebwerken ist der Nasen-Endbereich mit dem des in Frage stehenden Triebwerks konsistent.
Zum Beispiel beträgt für das Pratt & Whitney JT8D-217/219-Serien-Triebwerk die Länge des externen Mischers 30,48 cm ±7,62 cm (12 Zoll ±3 Zoll). Die essentielle kreisförmige Basis der Nasen an dem Mischer-Einlass hat eine lineare Dimension von 101 cm (39,7 Zoll) rund, was eine Fläche von 7.890 cm² (1.223 Zoll²) bereitstellt. An dem Mischer-Auslass an der vollen Höhe der regulär wellenförmigen Nasen beträgt die Dimension des Mischers, die die Nasen an ihrer größten Höhe begrenzt, auch 101 cm (39,7 Zoll) Durchmesser, auf Grund der Kammuschel-förmigen Nasen-Form beträgt die von den Nasen eingeschlossene Fläche jedoch 6.871 bis 7.226 cm² (1.065 bis 1.120 Zoll²), was zu der Fläche des existierenden Auspuff-Endrohrs passt.
Die Austrittsform hat elliptisch geformte Nasen und ist zu einer 25,4 × 6,35 cm² (10 × 2,5 Zoll²) Ellipse (±5,08 cm (±2 Zoll) Hauptachse und ±1,27 cm (±0,5 Zoll) Nebenachse) proportional. Diese Kurvenseiten helfen, von dem Abgas-Druck verursachter Störung zu widerstehen.
Konsistent mit der obigen Diskussion ist ein wichtiger und bevorzugter Design-Parameter, den externen Mischer dieser Erfindung mit einer im Allgemeinen zylindrischen Konfiguration und mit einer Länge so kurz wie möglich zu formen, so dass er nicht mit den existierenden Schubumkehrer-Toren an dem Ende des Auspuff-Endrohrs interferiert. Als ein Ergebnis erlaubt der Mischer dieser Erfindung die Verwendung existierender Schubumkehrer ohne eine jegliche Modifikation daran zu benötigen. Lediglich ein Teil der STANG-Verkleidung muss in ihren inneren Dimensionen leicht verringert werden, um für den internen Mischer Platz zu bieten. Auch das existierende Auspuff-Endrohr wird um ungefähr 12,7 cm (5 Zoll) gekürzt.
Funktionell lenken die inneren Oberflächen der Nasen, dass die auftreffenden Heißgase, die vorher mittels des ersten Satzes an Nasen des internen Mischers mit der sekundären Umleitungs-Kühlluft vermischt wurden, in alle Richtungen auf das Innere des Mischers hin, im Wesentlichen 45° bis 60°, um ein kräftiges Vermischen der Gase zu erreichen. In ähnlicher Weise wird zusätzliche Umgebungs-Kühlluft von den äußeren Oberflächen der Nasen dazu gezwungen, sich außerdem mit den intern vermischten Gasen zu vermischen. Diese Aktionen verursachen die kleineren Gaskerne, die von dem Erststufen-Mischer gebildet wurden, in unzählige Formen aufzubrechen, die sowohl kühler als auch wesentlich Lärm-vermindert sind. Zum Teil agieren die internen Konturen der Nasen als Ausformungen, um einen Hebe-Effekt zu produzieren, welcher die primären heißen und kalten Ströme vor dem Eintreten in die Düse zum Vermischen veranlasst. Die externen Konturen der Nasen agieren als Vertiefungen, die einen Venturi-Effekt erzeugen und den kühleren sekundären Fluss von Umgebungsluft beschleunigen. Die Nasen agieren hierbei kollektiv als ein Injektor zum Leiten des kühleren Umgebungs-Sekundärflusses in den vorher vermischten Primärfluss, wenn dieser die Düse verlässt. Diese Aktionen reduzieren außerdem den Lärmpegel. Ferner helfen die gebogenen Seiten der Nasen, von dem Abgasdruck verursachter Störung zu widerstehen. Ein verbesserndes weiteres Ergebnis ist, dass der beschleunigte Gas/Luft-Strom dabei hilft, große, vorher abgebremste Mischungen schneller zu bewegen, um die Effizienz des Strahltriebwerks mittels Erhöhens seines Schubs zu erhöhen, das heißt, ein verbesserter spezifischer Schub-Treibstoff-Verbrauch (TSFC = thrust specific fuel consumption) wird auf eine ungefähr 3%-Verbesserung geschätzt. Solch ein TSFC tritt durch eine bessere dynamische Vermischung der Umleitungs- oder Lüfter-Leitung und der Turbinen-Abgase auf. Es spricht das Problem der Übertragung von einem heißen Hochgeschwindigkeits-Volumen zu einem kühleren Langsamgeschwindigkeits-Volumen an. Dieses Vermischen gleicht die mit dem Strahltriebwerk-Abgas verbundenen ungleichen Fluss-Geschwindigkeiten aus, reduziert die Spitzen-Geschwindigkeiten der Strahltriebwerks-Kerne und erhöht die geringeren Umleitungs-Geschwindigkeiten des internen Umleitungs-Flusses des Strahltriebwerks. Da Lärm eine Funktion der Düsen-Abgas-Geschwindigkeit in der siebten Potenz ist und da die Spitzen-Geschwindigkeiten des Kern-Flusses reduziert sind, wird hierdurch der Düsen-Lärm reduziert.
Wie oben erwähnt, beträgt die axiale Länge des Mischers dieser Erfindung 30,48 cm ±7,62 cm (12 Zoll ±3 Zoll), was bedeutet, dass es einen geringeren Abstand zwischen dem Düsen-Ausgang und den Schaufeln des Schubumkehrers gibt. Der Effekt eines solch verringerten Abstandes ist, dass mehr des Schubs des Triebwerks von den Schaufeln aufgefangen wird und somit zum Abbremsen des Flugzeugs verwendet werden kann, wenn benötigt.
Verschiedene Vorteile ergeben sich aus dieser Anordnung. Der Strahltriebwerks-Mischer dieser Erfindung passt in und ist anbringbar an dem existierenden Triebwerks-Ausgang, dessen Fläche, wie oben bemerkt, 7.065 bis 7.129 cm² (1.095 bis 1.105 Zoll²) Austritts-Fläche für das Pratt & Whitney JT8D-217/219-Serien-Triebwerk beträgt. Die Nasen dieser Erfindung können gleichmäßig und leicht geschneidert gemacht werden, um ein effizientes Vermischen von Abgasen mit der Umgebungsluft und die begleitende Reduzierung des Lärms bereitzustellen. Der Bedarf, den existierenden Schubumkehrer an sich zu modifizieren, wird vermieden, da der Mischer an den existierenden Triebwerks-Ausgang anbringbar und befestigbar ist; lediglich geringe Dimensions-Änderungen an der existierenden STANG-Verkleidung und dem Auspuff-Endrohr und der äußeren Trommel werden benötigt, ohne dass anderweitig irgendwelche Änderungen an anderen Komponenten wie beispielsweise dem Schubumkehrer, den Schubumkehrer-Toren und deren Befestigungen benötigt werden. Die Effizienz beim Betrieb des Strahltriebwerks wird erhöht, mit der Begleiterscheinung einer Einsparung an Treibstoff und dessen Kosten. Schubumkehrer-Abbremsen des Flugzeugs wird verbessert.
Andere Ziele und Vorteile sowie ein besseres Verständnis dieser Erfindung werden aus der folgenden Erklärung einer beispielhaften Ausführungsform und den beigefügten Zeichnungen davon entstehen.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1a und 1b sind perspektivische Ansichten eines End-Abschnitts einer Strahltriebwerks-Düsenanordnung, an die sowohl ein Schubumkehrer als auch ein externer Zweitstufen-Strahldüsen-Mischer wie in dieser Erfindung verkörpert befestigt ist.
2 ist eine schematische Zeichnung, die das Innere des in 1 gezeigten Strahltriebwerks mit einem bekannten internen Erststufen-Mischer in dem Inneren des Triebwerks und dem erfindungsgemäßen externen Zweitstufen-Strahldüsen-Mischer am Ende des Triebwerks darstellt, einschließlich der Abnahme des Abstandes zwischen dem Strahldüsen-Mischer dieser Erfindung und den Schubumkehrer-Schaufeln, wenn verglichen mit seiner Nicht-Verwendung.
3a ist eine Ansicht des Triebwerks und seines in 2 dargestellten internen Mischers aufgenommen entlang der dortigen Linie 3-3, und 3b ist eine perspektivische Ansicht des Konus und der umgebenden Schaufeln des internen Mischers.
4 ist eine perspektivische Ansicht der externen Zweitstufen-Mischer-Anordnung dieser Erfindung, bei der deren zwölf identisch geformten Nasen zu sehen sind. Die vier wellenförmigen Querschnitte, #1 bis #4, die verschieden durch die Nasen des Mischers hindurch passieren und sich von dem Ende der Mischer-Anordnung in Richtung ihres Punktes der Befestigung an dem Ende des Triebwerks erstrecken, sind repräsentativ für alle Ebenen, die durch alle der Nasen hindurch passieren. Ein fünfter Querschnitt #5, der rund ist, erstreckt sich über den Ring, der den Mischer an dem Triebwerks-Ende verankert. Ein sechster Querschnitt #6 ist hinter der Ebene des fünften Querschnitts #5 positioniert und in aufeinander folgenden Figuren zu sehen. Auf diese sechs Querschnitte wird in aufeinander folgenden Figuren als nummerierte Ebenen #1-#6 definierend Bezug genommen.
5 ist eine Ansicht des externen Mischers dieser Erfindung aufgenommen senkrecht zu und entlang der Achse der in 4 dargestellten Mischer-Anordnung und stellt auch dar, wie die Nasen die heiße Gas/Luft-Mischung zerstreuen und aufbrechen.
5-1 bis 5-5 stellen die Bereiche dar, die von den Nasen in den entsprechenden Querschnitten #1-#6 enthalten sind. Die Querschnitte, die auf den inneren Oberflächen der Nasen dargestellt oder positioniert sind, definieren innere Mischerbereiche innerhalb ihrer zugehörigen Ebenen, jeweils 7.097 cm² (1.100 Zoll²) in Ebene #1 (5-1), 7.161 cm² (1.110 Zoll²) in Ebene #2 (5-2), 7.226 cm² (1.120 Zoll²) in Ebene #3 (5-3), 7.445 cm² (1.154 Zoll²) in Ebene #4 (5-4), und 7.890 cm² (1.223 Zoll²) in Ebene #5 (5-5), die sich in die Ebene 6 für eine Befestigung an einem existierenden Pratt & Whitney JTBD-217/219-Serien-Triebwerk hinein erstreckt.
6 ist eine Seitenansicht, aufgenommen 90° mit Bezug auf den in 5 dargestellten Mischer, dieses Mischers und seiner vier wellenförmigen Querschnitte und seines fünften kreisförmigen Querschnitts entlang der Ebenen #1-#5. Die kreisförmige Konfiguration der Nasen in der Ebene #5 erstreckt sich im Allgemeinen zylindrisch mit dem gleichen Durchmesser bis zu ihrem Ende in Ebene #6.
7 ist eine vergrößerte Ansicht einer Einblendung der Nasen und der gleichen vorher dargestellten vier wellenförmigen Querschnitte und des fünften kreisförmigen Querschnitts, wie in 4 bis 6 dargestellt.
8 ist eine Ansicht der in 7 dargestellten Nase herunter schauend auf die Spitze der Nase, bei der die verschiedenen Querschnitte die sich verändernde Krümmung der Nase anzeigen, wie sie sich entlang der Mischerachse durch die Querschnitte oder Ebenen #1-#6 hindurch erstreckt.
9 ist eine Seitenansicht der in 4 bis 8 dargestellten Nase und stellt verschiedene Nasen-Krümmungen dar, während sie sich entlang der Mischerachse erstreckt, mit spezieller Bezugnahme auf die Ebenen 1-6 mit ihrem Befestigungsende an der Düse oder dem Auspuff-Endrohr.
10 stellt die Umriss-Linien einer Nase zwischen seinen Ebenen #1-#6 dar, während auf die Nase herunter geschaut wird.
11 ist eine Ansicht einer ganz bestimmten der in 9 dargestellten Abschnitts-Krümmungen zusammen mit Kleinteilen für ihre Befestigung an der Düse oder dem Auspuff-Endrohr.
12 ist eine schematische Darstellung, nicht maßstabsgetreu, einer Triebwerks-Düsen-Anordnung und modifizierter STANG-Verkleidungen zum Anpassen des in dieser Erfindung verkörperten Strahldüsenmischers.
13 ist eine perspektivische Ansicht einer der STANG-Verkleidungen, die zum Anpassen an den Mischer dieser Erfindung modifiziert wurde.
14 ist ein Graph, der die Verbesserung des Nettoschubs gegenüber Triebwerks-Druckverhältnis in einem Pratt & Whitney JT8D-217/219-Serien-Triebwerk bescheinigt, wenn die Verwendung des externen Zweitstufen-Mischers dieser Erfindung mit derjenigen einer Standard-Düse verglichen wird, worin das Triebwerks-Druckverhältnis definiert ist als das Maß des Treibwerks-Abgasdrucks dividiert durch Umgebungsdruck.
15 ist ein Graph, der die Verbesserung des TSFC (thrust specific fuel consumption = spezifischer Schub-Treibstoff-Verbrauch) gegenüber dem Schub in einem Pratt & Whitney JT8D-217/219-Serien-Triebwerk demonstriert, wenn die Verwendung des externen Zweitstufen-Mischers dieser Erfindung mit derjenigen einer Standard-Düse verglichen wird.
16 ist ein Graph vorläufiger Flugtestdaten eines McDonnell-Douglas MD-80 Flugzeugs als Beweis für die Verbesserung des Treibstoff-Verbrauchs, was NAMPP (nautical air miles per pound of fuel = nautische Flugmeilen pro Pfund Treibstoff) betrifft, gegenüber Machscher Zahl in einem Pratt & Whitney JT8D-217/219-Serien-Triebwerk, wenn die Verwendung des externen Zweitstufen-Mischers dieser Erfindung mit derjenigen einer Standard-Düse verglichen wird.
Detaillierte Beschreibung
Da diese Erfindung insbesondere mit Bezug auf das Pratt & Whitney JT8D-217/219-Serien-Triebwerk ersonnen wurde, ist die nachfolgende Beschreibung besonders darauf ausgerichtet; jedoch soll sie so verstanden werden, dass diese Erfindung gleichwertig für die Verwendung in anderen Strahltriebwerken relevant ist und somit nicht auf ein bestimmtes Strahltriebwerk beschränkt ist.
Dementsprechend stellen 1a und 1b eine Düsenanordnung 18 dar, die sich beispielsweise auf ein Pratt & Whitney JT8D-217/219-Serien-Strahltriebwerk beziehen, an welche ein von dieser Erfindung umfasster Strahldüsenmischer 20 an ihrem Abgas-Ende 19 angebracht ist. Die Anordnung 18 trägt auch einen Schubumkehrer mit einem Paar an Schubumkehrer-Schaufeln 22. Die Befestigung der Schubumkehrer-Schaufeln an der Anordnung 20 wird mittels Stangen 24 bewirkt, die schwenkbar mit einem innerhalb der Verkleidungen 26 untergebrachten Paar von diametral entgegengesetzt Mechanismen verbunden sind, wovon eines in 1 dargestellt ist. Die Verkleidungen sind an entgegengesetzten Seiten der Anordnung gesichert. Die Schubumkehrer und die Verbindungsstangen sind von konventionellem Design und sind unmodifiziert, wenn sie mit dieser Erfindung gekoppelt werden. Die Verkleidungen sind ebenfalls von konventionellem Design, jedoch ist ein Teil der dadurch bedeckten Struktur leicht modifiziert, wie weiter unten mit Bezug auf 12 und 13 erklärt werden wird.
Wie auch in 2 dargestellt, ist der Mischer 20 wegen seiner hinzugefügten axialen Länge näher an den Schubumkehrer-Schaufeln 22 angeordnet, wenn sie als Bremse eingesetzt werden. Solch eine nähere Positionierung wird durch die verschiedenen Längen „x" und „y" in 2 dargestellt. Das verbesserte Ergebnis einer solchen näheren Positionierung erlaubt es den Schaufeln, einen größeren Teil des Abgases zu Abbrems-Zwecken als früher erhältlich einzufangen. Es ist jedoch wichtig, dass der Mischer 20 nicht zu nahe an den Schaufeln 22 positioniert ist, so dass der Fluss der zurück gerichteten Abgase nicht ungünstig beeinflusst wird und dass die Tore, Verbindungen und der Mischer nicht schädlich beansprucht werden.
Die interne Verteilung der Düsenanordnung 18, wie sie an einem Düsentriebwerk befestigt ist, ist in den 2, 3a und 3b dargestellt. Ein Triebwerk 28 weist Turbinenschaufeln 30 und Kompressor- oder Verdichterschaufeln 31 auf, die zusammen an einer gemeinsamen Welle 32 innerhalb eines zweiteiligen Gehäuses 34a und 34b aneinander befestigt sind. Zur Vereinfachung sind die den Turbinenschaufeln 30 vorangehenden Brenner nicht dargestellt. Heiße Abgase verlassen die Turbinenschaufeln als ein Kern 36. Eine Umgehungsleitung oder ein Verdichterrohr 38 umgibt das Gehäuse 34b, um den Durchfluss von Kühlluft von dem Umgebungsäußeren zum Erststufen- oder internen Strahldüsenmischer 42 des Triebwerks zu gewährleisten, wie mittels einseitig mit Pfeilen versehenen Strichen 39 gezeigt. Der Kern 36 aus heißem Gas wird dazu veranlasst, sich innerhalb einer Erststufen-Mischerkammer 40 mit der Kühlluft zu vermischen, indem der darin positionierte Erststufen-Strahldüsenmischer 42 verwendet wird. Wie am Besten in den 2, 3a und 3b dargestellt ist, weist der interne Erststufen-Strahldüsenmischer 42 zwei Sätze an Nasen 44 und 46 auf, die entsprechend nach innen und nach außen geneigt sind, um die Kühlluft und die heißen Gase in der Kammer 40 zu richten und zu vermischen. Die Nasen 44 und 46 sind um einen in einem Konus 47 endenden Kern herum angeordnet. Wie oben erwähnt, zählt die Summe der einwärts gerichteten Kühlluft-Nasen 44 bzw. der auswärts gerichteten Heißgas-Nasen 46 jeweils zwölf, konsistent mit dem Pratt & Whitney JT8D-217/219-Serien-Düsentriebwerks-Design. Diese resultierende Beimischung teilt den Kern 36 in einen kleineren kühleren Zentralkern und zwölf umgebende kleine Kerne aus vermischten Heißgasen und Kühlluft verschiedener Geschwindigkeiten auf, die nichtsdestoweniger trotz immer noch extrem heiß sind und einen inakzeptabel hohen Lärmpegel erzeugen. Diese kleineren Zentral- und umgebenden Kerne breiten sich in Richtung des Endpunkts 19 der Düsenanordnung für Zweitstufen-Mischung und Kühlung mittels des externen Zweitstufen-Strahldüsenmischers 20 dieser Erfindung aus.
Der externe Zweitstufen-Strahldüsenmischer 20 und seine Komponententeile sind in 4 bis 11 dargestellt. Der Mischer 20 weist zwölf identische Nasen 48 auf, um in der Anzahl den zwölf Kühlluft-Nasen und den zwölf Heißgas-Nasen und den zwölf kleineren Heißgas-Kernen des internen Mischers zu gleichen. Zur Vereinfachung der Herstellung werden zwölf Abschnitte, jeweils eine Nase aufweisend, hergestellt und die Abschnitte werden auf beiden Seiten der Nasen zusammengeschweißt, wie zum Beispiel mittels der Schweißlinien 50 identifiziert. Kombiniert erstrecken sich die Nasen von einem kreisrunden Abschnitt durch eine Mehrzahl von größer werdenden wellenförmigen Abschnitten hindurch, wie beispielsweise durch die Querschnitte #1-#6 veranschaulicht. Der Übergang von einer runden Konfiguration bei Querschnitt #5 zu der gebogenen oder wellenförmigen Konfiguration bei Querschnitt #1 ist eine sehr glatte komplexe Kurve und minimiert folglich Luftstrom-Störung und zieht und maximiert das Vermischen der Heißgase mit benachbarter Luft und reduziert hierdurch Lärm. Dies wird erreicht, indem synchronisierte Querschnitte und eine Mehrzahl von gewichteten und vermischenden Zähnen zwischen den Querschnitten verwendet werden. Solch ein Design wird unter Verwendung von aus dem Stand der Technik bekannter CAD-Software bereitgestellt.
Wie oben dargestellt, beschränken die Querschnitte, wie sie auf den inneren Oberflächen der Nasen porträtiert und mittels Schattierung in 5-1 bis 5-1 dargestellt sind, interne Mischerbereiche innerhalb der von den Querschnitten definierten Ebenen, beziehungsweise 7.097 cm² (1.100 Zoll²) bei Ebene #1 (5-1), 7.162 cm² (1.110 Zoll²) bei Ebene #2 (5-2), 7.226 cm² (1.120 Zoll²) bei Ebene #3 (5-3), 7.445 cm² (1.154 Zoll²) bei Ebene #4 (5-4), und 7.890 cm² (1.223 Zoll²) bei Ebene #5 (5-5). Die Querschnittsflächen von Ebene #5 bis Ebene #1 nimmt arithmetisch ab, um 5%, 2,5%, 1,25%, etc.
Der sich zwischen die Querschnitte #5 und #6 erstreckende Abschnitt ist eine Verlängerung des zum Querschnitt #5 benachbarten Abschnitts und wird zum Befestigen des Mischers 20 an der das Pratt & Whitney JT8D-217/219-Serien-Triebwerk beendenden Düse verwendet und hat eine äquivalente 7.890 cm² (1.223 Zoll²) Fläche. Ein ringförmiges verstärkendes Trageband 52 (siehe insbesondere 11) verbindet die Nasen an ihrem kreisförmigen Abschnitt benachbart zu Querschnitt #5, während ein Bandring 54 an den Nasen 48 an deren Basisabschnitten 55 bei ihrer größten Welle bei Querschnitt #1 angebracht ist.
11 stellt auch die Anbringung des Mischers 20 an der Düsenanordnung oder dem Auspuff-Endrohr 18 dar. Insbesondere ist der Mischer am Ende 19 der Düsenanordnung und an einem Dopplerring 70 befestigt. Sowohl das Ende 19 als auch der Dopplerring sind nach außen abgewinkelt und, verglichen mit früheren Düsenanordnungen, um ungefähr 12,7 cm (5 Zoll) kürzer.
Wie zum Beispiel in 7 und 11 dargestellt, zwingen die inneren Oberflächen der Nasen das auftreffende Heißgas-Umgehungskühlluft-Gemisch von dem internen Mischer 42 in alle Richtungen auf das Innere des internen Mischers 20 zu, das heißt im Wesentlichen 45 bis 60, wie durch mehrere mittels einseitig mit Pfeilen versehene Striche 56 in 5 gezeigt, um ein kräftiges Vermischen der Gase zu erreichen. Zur gleichen Zeit wird zusätzliche Umgebungs-Kühlluft von den äußeren Oberflächen der Nasen zum weiteren Vermischen mit den intern vermischten Gasen veranlasst. Diese Aktionen verursachen, dass die kleineren Gaskerne vom internen Mischer 42 in unzählige Formen aufbrechen, die sowohl kühler als auch erheblich reduziert im Geräusch sind. Zum Teil agieren die internen Konturen der Nasen als Ausformungen oder Kanäle 64, um ein ähnliches aerodynamisches Verhalten wie die Außenhaut der Flugzeugflügel zum Erzeugen eines Hebeeffekts zu erzeugen. Dieser Hebeeffekt veranlasst, dass sich die primären heißen und kalten Ströme vermischen, bevor sie in die Düse eintreten. Die externen Konturen der Nasen, die als Vertiefungen 66 agieren, sind derart entworfen, dass sie als eine Mehrzahl von Venturis agieren und somit den kühleren sekundären Fluss an Umgebungsluft beschleunigen. Diese Anordnung formt effektiv einen Injektor, um den kühleren sekundären Umgebungsfluss in den zuvor vermischten primären Fluss zu zwingen, wenn dieser die Düse verlässt. Dieser Vorgang verringert weiter den Lärmpegel.
Zusätzlich sind auf beiden Seiten des Bandes 54 des externen Mischers Beulen 72 ausgebildet, die als Wirbelerzeuger agieren, um zu verhindern, dass vermischter Gasfluss an dem Band 54 anklebt, und um auf diese Weise den Vermischungsvorgang zu steigern.
Diese zuvor erwähnte Beschleunigung hilft auch dabei, die Effizienz der Kraftstoff-Luft-Verbrennung in dem Triebwerk zu erhöhen. Indem ein erhöhter Fluss produziert wird, werden die Abgase schneller von dem Triebwerk ausgestoßen und somit wird die Notwendigkeit des Triebwerks und seines Umgehungskompressors zum Aufwenden von Energie beim Bewegen dieser Gase abgeschwächt.
Zusätzlich sind die Nasen elliptisch geformt und sind proportional zu einer 25,4 × 6,35 cm² (10 × 2,5 Zoll²) Ellipse, plus oder minus 5,08 cm (2 Zoll) Hauptachse, und plus oder minus 1,27 cm (0,5 Zoll) Nebenachse. Diese gekurvten Seiten helfen dabei, durch den Abgasdruck verursachter Verzerrung zu widerstehen.
Da der Mischer 20, wie beispielsweise in 4, 5 und nachfolgend dargestellt, einen von den Nasen umfassten Bereich von 6.871 cm² (1.065 Zoll²) in der Ebene #1 und einen Bereich von 7.890 cm² (1.223 Zoll²) in der Ebene #5, wo der Mischer mit der Düsenanordnung 18 verbunden ist, aufweist, ist es möglich, den Mischer ohne irgendeine Modifikation der Schubumkehrer 22 zu verwenden. Als ein Ergebnis ist es lediglich notwendig, die von den Verkleidungen 26 bedeckte Struktur leicht zu rekonfigurieren. Solch eine Rekonfiguration ist in 12 und 13 dargestellt und wird mittels Entfernens lediglich eines kleinen Teils von jeder solcher Struktur bewirkt, insbesondere der Teil, der durch die parallelen gestrichelten Linien 58 angezeigt wird. Außerdem ist auch eine Zunge 59 entfernt.
Obwohl nicht exklusiv können die folgenden Punkte in der Zusammenfassung dieser Erfindung fortschrittlich sein.

A. Als einen wichtigen Design-Parameter besitzt der Mischer eine Länge, die so kurz wie möglich ist, z.B. 30,48 cm ±7,62 cm (12 Zoll ±3 Zoll). Die Nasenform beginnt mit einer kreisförmigen oder runden Konfiguration bei 101 cm (39,7 Zoll) und endet mit einer gebogenen oder wellenförmigen Konfiguration bei gleichem Durchmesser (101 cm (39,7 Zoll)) und einer Fläche von 6.871 cm² (1.065 Zoll²) bis 7.097 cm² (1.100 Zoll²), was zu der existierenden Fläche des Auspuff-Endrohrs passt. Indem der Mischer kurz gehalten wird, greift er nicht störend in die existierenden Schubumkehrer-Tore am Ende des Auspuff-Endrohres ein.
B. Der Mischer ist derart entworfen, dass er an dem existierenden Auspuff-Endrohr mit minimalem Eingriff in existierende Komponenten, wie beispielsweise den Schubumkehrer, die Schubumkehrer-Tore, die Stang-Verkleidungen, die äußeren Verkleidungen, befestigt werden kann.
C. Der Mischer hat elliptisch geformte Nasen, deren Formen proportional zu einer 25,4 × 6,35 cm² (10 × 2,5 Zoll²) Ellipse (plus oder minus 5,08 cm (2 Zoll) Hauptachse, und plus oder minus 1,27 cm (0,5 Zoll) Nebenachse) sind. Diese gekurvten Seiten helfen dabei, durch Abgasdruck verursachter Verzerrung zu widerstehen.
D. Der Übergang in den Nasen von einer runden zu einer bogenförmigen Form bildet eine sehr glatte Kurve, um Luftstrom-Verzerrung und -Zug zu minimieren und das Vermischen der Heißgase mit benachbarter Luft zu maximieren. Dies wird erreicht, indem sechs synchronisierte Querschnitte und viele gewichtete und mischende Keile zwischen den Querschnitten verwendet werden. Das Design wurde unter Verwendung von aus dem Stand der Technik bekannter CAD-Software, Surfcam von Surfwave, Inc., erreicht.
E. Der Querschnittsbereich des Mischers, aufgenommen entlang seiner Achse, nimmt arithmetisch ab, ungefähr 5%, 2,5%, 1,25%, etc., bis sein Ende erreicht ist.
F. Die inneren Nasen-Oberflächen des Mischers rampen die Abgase nach innen, statt einfach den Luftstrom aufzuteilen, und zur gleichen Zeit zieht die äußere Oberfläche Außenluft in den Mischer unter Verwendung eines Typs von NACA-Leitung (Tragflächen-Luft-Schaufel), so dass der Abgaslärm reduziert ist, wenn die Heißgase und die Kühlluft vermischt werden.
G. Die Kontur-Linien der genasten Oberflächen bilden eine gleichförmige anfängliche Schräge, was wünschenswert ist, um gleichen Druck sicherzustellen, während die Abgase nach innen zurück gerichtet werden.
H. Ein Testen des finalen Nasen-Form-Designs mit Modellen stellte sicher, dass die Nasen mit relativer Einfachheit von einem flachen Bogen geformt werden würden, und mit minimaler Verzerrung oder Spannung, welche andererseits durch Material-Dehnung und -Kompression verursacht worden wären, während der flache Bogen in die gewünschte Konfiguration gezwungen wird. Solch eine Einfachheit der Herstellung ist verantwortlich für die Auswahl des bevorzugten Materials, welches eine Luft- und Raumfahrt-Legierung, Inconel 625, aufweist, ein schwierig zu bearbeitendes Material.
I. Zwölf Nasen werden verwendet, um zu den existierenden zwölf Schaufeln in dem Triebwerk zu passen, die die Abgase umher wirbeln und drehen, wenn sie das Triebwerk verlassen. Die zwölf „heißen Punkte" innerhalb des Auspuff-Endrohrs, die von den existierenden Schaufeln erzeugt werden, werden von den zwölf Nasen dieser Erfindung aufgebrochen, wodurch jegliche unerwünschte heiße Punkte minimiert werden.
J. Die Nasenform bildet eine komplexe zusammengesetzte Oberfläche, mit so viel wie möglich Anwendung von an allen Positionen verwendeten Radien, um auf diese Weise Zug zu minimieren und um die am weichsten mögliche Gasfluss-Rückrichtung zu ermöglichen.

Ein Vorabtesten dieser Erfindung, wie in einem Pratt & Whitney JT8D-217/219-Serien-Strahltriebwerk verwendet, hat entschlossene Verbesserungen in der Leistung offenbart, wenn mit der konventionellen Technologie verglichen wird. Solche Daten, wie sie in 14 bis 16 dargestellt sind, basieren auf dem gegenwärtigen Testen. Es soll somit verstanden werden, dass abschließende Testergebnisse verschiedene Daten beweisen können. Wie in diesen graphischen Wiedergaben der Vorabtestdaten dargestellt, demonstriert der externe oder Zweitstufen-Mischer dieser Erfindung nichts desto weniger trotz eine verbesserte Leistung gegenüber derjenigen, die mit konventionellen Systemen erreichbar sind.
14 offenbart basierend auf einem vernünftigen Zusammenpassen aller Triebwerks-Parameter, wie beispielsweise Triebwerks-Umdrehungen pro Minute (UPM), Abgas-Temperatur (AGT) und Treibstoff-Pumpdaten, dass diese Erfindung einen Anstieg beim Schub in dem mittleren Bereich des Triebwerks-Druck-Verhältnis (EPR) demonstriert, das heißt, Triebwerks-Abgas-Druck geteilt durch Umgebungsdruck. Diese Tests wurden unter Verwendung des externen oder Zweitstufen-Mischers dieser Erfindung durchgeführt, wenn verglichen mit der Verwendung einer Standard-Düse (Seriennummer 48099 wie detailliert in einem Dokument von United Technologies Corporation (UTC) für seine Pratt & Whitney Triebwerke, benannt „JT8D-209, -217, -217A, -217C, -219, Turbofan Engines Engine Manual Part No. 773128", das ein anfängliches Ausgabedatum von 01.07.1979 trägt und am 15.11.2001 überarbeitet wurde).
15 enthüllt, dass diese Erfindung innerhalb eines mittleren Schubbereichs von 3.175 bis 6.804 kg (7.000 bis 15.000 Pfund) Schub auf den TFC (spezifizierter Treibstoff-Verbrauch) um einen Faktor von ungefähr 2% bis 3% verbessert. Das folgende Beispiel wird gegeben, um den bei Annahme eines 2%-igen Anstiegs im Treibstoff-Verbrauch erhaltenen ökonomischen Vorteil zu demonstrieren. Eine durchschnittliche Triebwerks-Treibstoff-Verbrennung von 3.175 kg (7.000 Pfund) an Treibstoff pro Stunde konvertiert in einen ungefähren Verbrauch an 3.785 Liter (1.000 Gallonen) pro Stunde an Treibstoff. Basierend auf einer angenommenen jährlichen Flugverwendung eines McDonnel-Douglas MD-80 Flugzeugs in Höhe von ungefähr 2.000 Stunden pro Jahr verbraucht das Flugzeug ungefähr 7.570.800 Liter (2.000.000 Gallonen) an Treibstoff pro Jahr. Bei Kosten in Höhe von $ 1,00 pro 3,785 Liter (1 Gallone), wären die jährlichen Treibstoffkosten für solch ein Flugzeug $ 2.000.000. Somit würde sich für eine wie von dieser Erfindung bereitgestellte 2%-ige Verbesserung beim Treibstoff-Verbrauch die Ersparnis auf $ 40.000 pro Flugzeug summieren.
16 vergleicht die Verbesserung in nautischen Luftmeilen pro Pfund Treibstoff (NAMPP) gegenüber Mach-Zahl für ein McDonnel-Douglas MD-80 Flugzeug durch Verwendung gegenüber Nicht-Verwendung dieser Erfindung. Hier zeigen Vorab-Flugdaten einen erhöhten NAMPP der „Strahldüse" über alle Punkte auf der Kurve, wenn diese Erfindung angewendet wird, über seine Nicht-Verwendung der „Basislinie Düse".
Es wird darauf hingewiesen, dass in der vorangegangenen Exposition, wo Dimensionen, Flächen, etc. ausgedrückt werden, das englische Einheitensystem in demjenigen Falle Vorrang genießen soll, in dem irgendein Fehler bei der Umrechnung aus dem englischen Einheitensystem in das metrische Einheitensystem auftritt.

Claims

Strahltriebwerk, das von einem röhrenförmigen Gehäuse (34a) umgeben ist und innerhalb des röhrenförmigen Gehäuses (34a) einen internen Erststufen-Mischer (42), der eine Anzahl von internen Erststufen-Mischer-Nasen (44) aufweist, und außerdem einen Schubumkehrer (22) zum Einfangen des Schubs des Strahltriebwerks aufweist, wobei das Strahltriebwerk aufweist: einen mit dem Ende des internen Erststufen-Mischers (42) verbundenen externen Zweitstufen-Mischer (20), wobei der externe Zweitstufen-Mischer (20) nicht von einem Gehäuse umgeben ist und eine mit Umgebungsluft in Kontakt stehende Außenseite aufweist und eine Mehrzahl von identisch geformten externen Zweitstufen-Mischer-Nasen (48) aufweist, die hinsichtlich ihrer Anzahl derjenigen der internen Erststufen-Mischer-Nasen (44) gleich sind; wobei jede der externen Zweitstufen-Mischer-Nasen (48) eine konturierte Außenfläche aufweist, um Umgebungs-Kühlluft durch den externen Zweitstufen-Mischer (20) hindurch zu zwingen und mit Gasen des internen Erststufen-Mischers (42) zu vermischen.
Strahltriebwerk gemäß Anspruch 1, wobei die internen Erststufen-Mischer-Nasen (44) Heißgase von der Verbrennung in dem Strahltriebwerk mit Umgehungsluft (39) vermischen, um die Geschwindigkeit der Heißgase zu verringern, und bei dem die externen Zweitstufen-Mischer-Nasen (48) Innenflächen aufweisen, die als Kanäle (64) konfiguriert sind, um das vermischte Heißgas/Umgehungsluft-Gemisch weiter zu vermischen und um außerdem die Geschwindigkeiten des vermischten Heißgas/Umgehungsluft-Gemisches gleichzumachen und dadurch den Strahltriebwerks-Lärm zu reduzieren.
Stahltriebwerk gemäß Anspruch 2, bei dem die Außenfläche der externen Zweitstufen-Mischer-Nasen (48) als Vertiefungen (66) konfiguriert ist, um Umgebungsluft, die sich außerhalb des röhrenförmigen Gehäuses (34a) befindet, in die Vermischung mit dem zusätzlich vermischten Heißgas/Umgehungsluft-Gemisch zu ziehen und um die Geschwindigkeiten des vermischten Heißgas/Umgehungsluft-Gemisches noch weiter gleichzumachen und dadurch den Strahltriebwerks-Lärm weiter zu reduzieren.
Strahltriebwerk gemäß Anspruch 1, bei dem die externen Zweitstufen-Mischer-Nasen (48) a) mit Konturen auf ihren Innenflächen konfiguriert sind, um auftreffende Heißgase von dem Strahltriebwerk in Richtung dem Inneren des externen Zweitstufen-Mischers (20) zu zwingen, und b) mit Konturen auf ihren Außenflächen zum Vermischen der Heißgase mit Umgebungs-Kühlluft konfiguriert sind, um Gaskerne auszubilden, die kleiner als diejenigen sind, die von dem internen Erststufen-Mischer (42) gebildet werden, und um die kleineren Gaskerne in unzählige Formen, die sowohl kälter als auch Lärm-vermindert sind, aufzubrechen.
Strahltriebwerk gemäß Anspruch 4, bei dem die Innenflächen der externen Zweitstufen-Mischer-Nasen (48) als Ausformungen (64) geformt sind, um den Fluss des Heißgas/Kühlluft-Gemisches zu beschleunigen und um dadurch die Effizienz des Strahltriebwerk-Schubs zu verbessern.
Strahltriebwerk gemäß Anspruch 4, bei dem die Außenflächen der externen Zweitstufen-Mischer-Nasen (48) als Vertiefungen (66) konfiguriert sind.
Strahltriebwerk gemäß Anspruch 1, bei dem die externen Zweitstufen-Mischer-Nasen (48) in ihrer Höhe von einer kreisförmigen Konfiguration benachbart zu dem internen Erststufen-Mischer (42) zu einer wellenförmigen Konfiguration am Ende des externen Zweitstufen-Mischers (20) zunehmen.
Strahltriebwerk gemäß Anspruch 7, wobei das Strahltriebwerk eine räumlich existierende End-Austrittsfläche (19) aufweist und bei dem die externen Zweitstufen-Mischer-Nasen (48) am Ende des externen Zweitstufen-Mischers (20) eine externe Zweitstufen-Mischer-Fläche aufweisen, deren Dimension im Allgemeinen gleich derjenigen des Strahltriebwerks-End-Austrittsfläche (19) ist.
Strahltriebwerk gemäß Anspruch 8, wobei sowohl die Strahltriebwerks-End-Austrittsfläche (19) als auch die Zweitstufen-Mischer-Endfläche jeweils 7.097 cm² betragen.
Strahltriebwerk gemäß Anspruch 8, wobei ein vorher existierender Schubumkehrer, der konventionelle Schubumkehrer-Tore aufweist, an dem Strahltriebwerk befestigt ist und bei dem der externe Zweitstufen-Mischer (20) eine axiale Länge aufweist, die ausreichend kurz ist, um nicht die Bewegung der Schubumkehrer-Tore zu behindern.
Strahltriebwerk gemäß Anspruch 10, wobei der vorher existierende Schubumkehrer und seine Schubumkehrer-Tore an dem Strahltriebwerk mittels von Verkleidung umgebenen Mechanismen befestigt sind und bei dem ein Teil der Verkleidung in seiner inneren Dimension leicht verringert ist, um für den externen Zweitstufen-Mischer (20) Platz zu haben.
Strahltriebwerk gemäß Anspruch 8, bei dem die externen Zweitstufen-Mischer-Nasen (48) a) auf ihren Innenflächen als Ausformungen (64) konfiguriert sind, um auftreffende Heißgase von dem Strahltriebwerk in Richtung dem Inneren des externen Zweitstufen-Mischers (20) zu zwingen, und b) auf ihren Auflenflächen als Vertiefungen (66) zum Vermischen der Heißgase mit Umgebungs-Kühlluft konfiguriert sind, um Gaskerne auszubilden, die kleiner als diejenigen sind, die von dem internen Erststufen-Mischer (42) gebildet werden, und um die kleineren Gaskerne in unzählige Formen, die sowohl kälter als auch Lärm-vermindert sind, aufzubrechen.
Strahltriebwerk gemäß Anspruch 12, bei dem die externen Zweitstufen-Mischer-Nasen (48) elliptisch geformt sind, um beim Widerstehen gegen Verformung zu helfen, die sonst vom Druck der Abgase verursacht wird.
Strahltriebwerk gemäß Anspruch 7, bei dem die Zunahme der Höhe der externen Zweitstufen-Mischer-Nasen (48) von ihrer kreisförmigen Konfiguration zu ihrer wellenförmigen Konfiguration einen weichen Kurvenübergang bildet, um Luftstrom-Verformung und -Widerstand zu minimieren und Vermischung von Heißgasen von dem Strahltriebwerk mit Umgebungsluft zu maximieren.
Strahltriebwerk gemäß Anspruch 1, bei dem der externe Zweitstufen-Mischer (20) aus einer Mehrzahl von aneinander befestigten Abschnitten gebildet ist, wobei jeder eine einzelne der externen Zweitstufen-Mischer-Nasen (48) aufweist.
Strahltriebwerk gemäß Anspruch 1, bei dem die externen Zweitstufen-Mischer-Nasen (48) mit Ausformungen (64) und Vertiefungen (66) zum Einsetzen von größtmöglichen Radien für alle Oberflächen davon konfiguriert sind, um Widerstand zu minimieren und eine weichest mögliche Umleitung des Gasflusses daran entlang zu erlauben.
Strahltriebwerk gemäß Anspruch 1, wobei der Schubumkehrer (22) Schaufeln aufweist, die in eine Schubumkehr-Position einsetzbar sind, und wobei die externen Zweitstufen-Mischer-Nasen (48) eine axiale Länge aufweisen, die den Abstand verringert, der sonst zwischen dem Ende des internen Erststufen-Mischers (42) und den Schaufeln existiert, wenn diese in ihrer Schubumkehr-Position eingesetzt sind, um einen verbesserten Einfang des Schubs mittels der Schaufeln zu ermöglichen.
Strahltriebwerk gemäß Anspruch 2, ferner aufweisend mit dem Ende des externen Zweitstufen-Mischers (20) verbundene Beulen (72), die als Wirbelerzeuger dienen, um zu verhindern, dass sich der vermischte Gasfluss an dem Nasen-Ende anlagert und um dadurch den Mischungsvorgang zu verstärken.
Verfahren zum Kühlen von Abgasen eines von einem röhrenförmigen Gehäuse (34a) umgebenen Strahltriebwerks, das innerhalb des röhrenförmigen Gehäuses (34a) einen internen Erststufen-Mischer (42) mit einer Anzahl von internen Erststufen-Mischer-Nasen (44) aufweist, und zum Vermindern von Triebwerks-Abgas-Lärm, aufweisend die folgenden Schritte: • Verwenden eines externen Zweitstufen-Mischers (20), der nicht von einem Gehäuse umgeben ist und eine mit Umgebungsluft in Kontakt stehende Außenseite aufweist und an den internen Erststufen-Mischer (42) angeschlossen ist; • Verwenden einer Mehrzahl von identisch geformten externen Zweitstufen-Mischer-Nasen (48), die hinsichtlich ihrer Anzahl derjenigen der internen Erststufen-Mischer-Nasen (44) gleich sind; und • Konfigurieren der externen Zweitstufen-Mischer-Nasen (48) a) auf ihren Innenflächen derart, dass sie auftreffende Heißgase von dem Strahltriebwerk in Richtung dem Inneren des externen Zweitstufen-Mischers (20) zwingen, und b) auf ihren Außenflächen zum Vermischen mit Umgebungs-Kühlluft derart, dass Gaskerne ausgebildet werden, die kleiner als diejenigen sind, die von dem internen Erststufen-Mischer (42) gebildet werden, und dass die kleineren Gaskerne in unzählige Formen, die sowohl kälter als auch Lärm-vermindert sind, aufgebrochen werden.
Verfahren gemäß Anspruch 19, ferner aufweisend den Schritt des Vergrößerns der Höhe der externen Zweitstufen-Mischer-Nasen (48) von einer kreisförmigen Konfiguration benachbart zu dem internen Erststufen- Mischer (42) zu einer wellenförmigen Konfiguration am Ende des externen Zweitstufen-Mischers (20).