DE1022054B

DE1022054B - Strahltriebwerk

Info

Publication number: DE1022054B
Application number: DES48623A
Authority: DE
Inventors: Jean Henri Bertin; Louis Alexandre Jules Bauger; Francois Gilbert Paris
Original assignee: SNECMA SAS
Current assignee: Safran Aircraft Engines SAS
Priority date: 1952-03-13
Filing date: 1953-03-10
Publication date: 1958-01-02
Also published as: FR62821E

Description

Strahltriebwerk Die Erfindung betrifft die Anwendung der Nachverbrennung auf Strahltriebwerke, die mit einer oder mehreren pulsierend oder intermittierend arbeitenden Brennkammern versehen sind, die einer zur Spülung der Brennkammern dienenden Einrichtung, z. B. dem Niederdruckteil des Verdichters des Strahltriebwerkes, nachgeschaltet sind und deren intermittierende Auspuffstöße in trompetenförmige Verdünnungsrohre eindringen und dabei die zwischen je zwei Gasstößen in diese Rohre eingeführte Luft vorwärts stoßen.
Gemäß der Erfindung ist eine Einrichtung zum Verbrennen von zusätzlichem Brennstoff in dem wirbelnden Strom von Luft und Gas, der durch das bzw. die trompetenförmigen Rohre erzeugt wird, vorgesehen.
Es ist festgestellt worden, daß die Verbrennung eines Brennstoffes in einem Luft-Gas-Strom, der aus intermittierend gespeisten trompetenförmigen Rohren austritt, unter ausgezeichneten Bedingungen vor sich geht, und zwar infolge der starken Wirbelung, die in dem Strom durch die intermittierend erfolgenden Stöße des Luft-Gas-Gemisches hervorgerufen wird. Es ist insbesondere eine sehr erhebliche Verkürzung der Länge der Flammen festgestellt worden, was anzeigt, daß die Verbrennung äußerst rasch vor sich geht. Ferner ist es nicht notwendig, in dem Strom aus Gas und Luft Schirme anzuordnen, wie sie sonst bei Nachverbrennungskammern, welche von einem kontinuierlichen Strom durchlaufen werden, vorzusehen sind, um Unterdruckzonen zu erzeugen, in denen sich die Flamme festhängen und stabilisieren kann.
Die Brennstoffinjektoren werden einfach hinter den trompetenförmigen Verdünnungsrohren angeordnet. und sie werden gespeist, wenn von dein Triebwerk eine augenblickliche Überleistung verlangt wird.
Einrichtungen zur Einführung von Zusatzbrennstoff in den Strahl eines Rückstoßantriebes sowie für diesen Zweck dienende Nachbrenner sind an sich bekannt; sie sind für sich allein nicht Gegenstand der Erfindung.
Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.
Die Zeichnung stellt einen axialen Längsschnitt durch ein Zweikreis-Turbinenstrahltriebwerk dar, das gemäß der Erfindung ausgebildet ist.
Die Luft tritt in das Triebwerkgehäuse 40 durch eine Öffnung 41 ein und gelangt in einen Niederdruckverdichter 43, der über ein Untersetzungsgetriebe 55 von der Welle einer Gasturbine 52 angetrieben wird.
Die aus dem Xiiederdruckverdichter 43 austretende Luft teilt sich in zwei Ströme: Der eine Strom geht in einen Hochdruckverdichter 53, und die aus diesem austretende, auf einen erhöhten Druck gebrachte Luft speist mit konstantem Druck arbeitende Brennkammern 54, deren Auspuffgase auf die Turbine 52 einwirken, welche die beiden Verdichter 43 und 53 antreibt. Nach einer ersten Entspannung in der Turbine 52 erfolgt die endgültige Entspannung der Gase in einer Düse 56.
Der andere Strom geht zu intermittierend arbeitenden Brennkammern 1 und teilt sich seinerseits in zwei Teile: Der eine Teil strömt an der Außenseite der intermittierend arbeitenden Brennkammern 1 in einen ringförmigen Kanal 46, der zwischen der Außenwandung 40 des Triebwerkes und einer Innenwandung 40a gebildet ist, welche die Antriebsgruppe umgibt und bei f den konvergierenden Teil von trompetenförmigen Verdünnungsrohren 45 speist.
Der andere Teil tritt in das Innere der intermittierend arbeitenden rohrförmigen Brennkammern 1 ein, die in Form eines Kranzes in dem ringförmigen Kanal 46 nebeneinander angeordnet sind.
Die intermittierend arbeitenden Brennkammern 1 sind solche der bereits vorgeschlagenen »kurzen Art«, d. h. solche, die mit besonderen Spüleinrichtungen versehen sind, welche am Eingang der Brennkammern einen Gesamtluftdruck erzeugen, der höher ist als der statische Druck, welcher am Ausgang des Auspuffrohres der Brennkammern herrscht. Es ist ersichtlich, daß jedes Auspuffrohr 3 auf der Achse eines trompetenförmigen Rohres 45 liegt, und die divergierenden Teile aller Rohre 45 münden in einen gemeinsamen Raum, welcher eine ringförmige Ausstoßdüse 42 bildet.
Der Antriebsschub wird auf diese Weise von zwei Strahlen erzeugt, von denen der eine durch die ringförmige Düse 42 austritt und vorwiegend pulsierenden Charakter hat, während der andere, der aus der zentralen Düse 56 austritt, kontinuierlich strömt und im allgemeinen weniger stark ist.
Es sind Nachverbrennungsinjektoren 60 vorgesehen, welche in Form eines Kranzes im Innern der ringförmigen Düse 42 nebeneinander angeordnet sind, welch letztere die Auspuffe aus den trompetenförmigen Rohren 45 aufnimmt. Die Injektoren 60 sind in der Mitte von den Strom führenden konischen Verteilern 61 angeordnet.
Die ringförmige Ausstoßdüse 42 ist in ihrem Querschnitt veränderbar; dieser Querschnitt muß im Nachverbrennungsbetrieb wegen der höheren Temperatur der Gase vergrößert «erden. Die in der Zeichnung als Beispiel wiedergegebene Vorrichtung zum Verändern des Querschnitts arbeitet durch Verschiebung einer konischen Wandung 62, welche mit Hilfe von in Zylindern 64 angeordneten Kolben 63 bewegt wird.
In der Zeichnung sind die beiden äußersten Stellungen der verschiebbaren Wandung 62 dargestellt: Im oberen Teil der Zeichnung ist der Zustand gezeigt, wenn die Nachverbrennung gelöscht ist, und im unteren Teil der Zeichnung ist der Zustand gezeigt, in welchem die Brenner gezündet sind und die verschiebbare Wandung 62 zur Vorderseite des Triebwerkes hin bewegt und der ganze Querschnitt der ringförmigen Düse 42 freigelegt ist.
Die Nachv erbrennungseinrichtung kann auch als Mittel zum Regeln der Gasmenge im Fall einer Düse von konstantem Querschnitt benutzt werden. Durch die zur 1\Tachverbrennung dienenden Brenner wird dann eine Brennstoffmenge eingespritzt, die um so größer ist, je größer die Geschwindigkeit des Triebwerkes relativ zu der Umgebungsluft ist. Die Erhitzung der Luft durch die Nachverbrennung in der Ausgangsdüse 42 vermindert die Abgabe durch Wärmestauung bis auf den optimalen MT ert und gestattet so, der Neigung zur Erhöhung der Abgabe entgegenzuwirken, welche sich aus der "Zunahme des Druckes der Luft im Eingangsverteiler des Triebwerkes auf Grund einer Erhöhung der Geschwindigkeit der Vorwärtsbewegung ergibt.
Die in der Zeichnung veranschaulichte Anlage stellt natürlich nur ein Ausführungsbeispiel für die Erfindung dar.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Strahltriebwerk mit einer oder mehreren pulsierend arbeitenden Brennkammern, die einer zur Spülung der Brennkammern dienenden Einrichtung, z. B. dem Niederdruckteil des Verdichters des Strahltriebwerkes, nachgeschaltet sind und deren intermittierende Auspuffstöße in trompetenförmige Verdünnungsdüsen treten und dort zwischen zwei Verpuffungen eingeführte Luft vor sich herschieben, gekennzeichnet durch eine Einrichtung, welche im Bedarfsfall zusätzlichen Brennstoff in dem wirbelnden Strom von Luft und Gas, welcher durch das bzw. die trompetenförmigen Rohre erzeugt wird, einzuführen gestattet.
2. Strahltriebwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere trompetenförmige Verdünnungsdüsen in einen gemeinsamen Raum münden, welcher eine in die Atmosphäre gehende Ausstoßdüse hat und in welchen der zusätzliche Brennstoff eingespritzt wird.
3. Strahltriebwerk nach Anspruch 1 oder ?, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausstoßdüse in ihrem Austrittsquerschnitt veränderbar ist.