DE1057881B - Einrichtung zum Umlenken eines mit grosser Energie stroemenden Gasstrahles, insbesondere des Schubstrahles eines Rueckstossantriebes fuer Fahrzeuge - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Strahlablenkvorrichtungen an Fahrzeugen an sich sind bereits bekannt. Sie haben den Zweck, beispielsweise ein Flugzeug entweder mit Hilfe des Triebwerkstrahles zu steuern oder bei der Landung seine Fahrt zu bremsen.

In der einen Gruppe der mechanischen Ablenkvorridhtungen besteht die einfachste Form in sogenannten Störklappen, die eine Ablenkung des strömenden Mediums bzw. des Triebwerkstrahles in der Randzone herbeiführen. Eine weitere Bauform dieser Ablenkvorrichtungen besteht in Klappen, die von außen in den Triebwerkstrahl einschwenkbar und in einem von der Größe der Fahrtrichtungsänderung bzw. des Bremsschubes abhängigen Winkel zum Strahl einstellbar angeordnet sind.

Bei der anderen Gruppe der mechanischen Ablenkvorrichtungen sind vorzugsweise symmetrisch, profilierte oder verstellbare Leitelemente dauernd im Bereich des Triebwerkstrahles angeordnet, die in der Ablenkstellung den Strahl entweder in einer Ebene oder in mehreren Ebenen nach außen ablenken oder ihm einen Drall erteilen.

Auf diese Weise wird der Strahl den eigentlichen zu· Schaufelgittern zusammengestellten Umlenkschaufeln zugeführt. Diese Schaufelgitter umgeben den Triebwerkstrahl in zylindrischer oder kegeliger Form, wobei sich die Gitter bei normaler Fahrt, also bei nicht abgelenktem Strahl, in einer unwirksamen Stellung befinden und in eine wirksame Stellung bewegt werden können, in der sie in den umzulenkenden Strahl hineinragen. In der unwirksamen Stellung sind die Schaufelgitter bzw. die das Gitter bildenden Segmente entweder von dem teleskopartig verschiebbaren hinteren Teil des Schubrohres verdeckt oder über die Außenhaut des Schraubrohres ausgefahren und von einem Schutzmantel umgeben.

Die in Zusammenhang mit der Erfindung vorzugsweise betrachteten, unter Verwendung von in der Düse angeordneten beweglichen, in Ebenen ablenkenden oder drallerzeugenden Leitelementen arbeitenden Umlenkvorrichtungen weisen — von den Nachteilen für die dauernd den heißen Treibgasen ausgesetzten Bauteile abgesehen ·— verschiedene Mangel auf. Bei einer vorzugsweise betrachteten Vorrichtung dieser Art entsteht beim Drehen der drallerzeugenden Leitelemente in der Düse ein unerwünschter Überdruck, der aber nur so lange allmählich ansteigt, solange der äußere Teil des Strahles an den eigentlichen Umlenkringen angreift. Nach einer geringfügigen weiteren Drehung der drallerzeugenden Leitelemente um etwa 2° hängt der Strahl aber voll in die Umlenkringe ein, und die auf die Umlenkringe ausgeübte Kraft und der Überdruck in der Düse steigen sprunghaft an. Der eigentliche Bremsschub setzt also schlagartig ein. Ab-Einrichtung zum Umlenken

eines mit großer Energie

strömenden ,Gasstrahles,

insbesondere des Schubstrahles

eines Rückstoßantriebes für Fahrzeuge

Anmelder:

VEB Entwicklungsbau Pirna, ■
Pirna, Sonnenstein

Heinrich Enderlen, Pirna,
ist als Erfinder genannt worden

gesehen von der Bremshärte und den mechanischen Beanspruchungen ist dies auch deshalb nachteilig, weil ein Anschweben ohne Schub mit voller Drehzahl erforderlich ist, um schnell durchstarten zu können^ wobei' vor dem Aufsetzen kein Bremsschub entstehen darf. Aus diesen Eigenschaften ergibt sich ein Wirkungsgrad für den Bremsschub, der im Mittel zwischen 40 und 60%, im besten Falle bei 70% liegt. Ferner ist eine Rückwirkung auf das Triebwerk, insbesondere auf den Verdichter, in unerwünschter Höhe vorhanden, weil der mit dem Wirkungsgrad zunehmende Druck vor der Austrittsöffnung der Düse bis zu 80% ansteigen kann. Hierdurch ist die Gefahr einer Pumpwirkung gegeben.

Zur Verringerung dieses Druckanstieges hat man daher vorgeschlagen, eine, axial verschiebbare Nadel zur Änderung des Düsenquerschnitts zu verwenden. Dabei ergab sich, daß zu jeder Winkelstellung der drallerzeugenden Leitelemente eine bestimmte Nadelstellung gehört und das Ausregulieren des Drucksprunges beim Einhängen des Strahles in die Umlenkschaufeln eine hohe Präzision der Koordinierung von Leitelementverstellung und Nadelverschiebutig erfordert. Aus der Notwendigkeit der hierfür benötigten Einrichtungen resultiert eine verwickelte störanfällige Bauart, denn es ist je eine Verstelleinrichtung für die Betätigung der drallerzeugenden Leitelemente, für das Ausfahren der Umlenkringe und für das Verschieben der Düsennadel erforderlich.

Eine solche infolge der Notwendigkeit von zwei oder drei Verstelleinrichtungen komplizierte Bauart bei nur 2° Verstellbewegung für die drallerzeugenden Leitelemente als entscheidende Größe zwischen Brems-

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oder Vorwärtsschub bei soblagartigem Einsetzen des Bremsschubes würden der Erfüllung der an eine brauchbare Strahlumlenkvorrichtung zu stellenden Forderungen, z. B. geringe Druckrückwirkungen auf das Triebwerk und Möglichkeit des Durchstartens, zuwiderlaufen. Infolge der Kegelform des Bremsstrahles tritt dieser nach allen Seiten aus. Es ist daher erforderlich, die Umlenkringe in den Bereichen abzudecken, in denen der Strahl an Zellenteilen, beispielsweise an den Tragflügeln, auftreffen könnte. Dies bedeutet aber ebenfalls eine Wirkungsgradverscblechterung, weil der Strahl infolge einer rotationssymmetrischen Drallbewegung entsteht und daher nur in der geschlossenen Kegelform die aus ihm in Abhängigkeit vom Kegelwinkel resultierende Energie voll ausnutzen kann.

Die Aufgabe der Erfindung besteht deshalb darin, eine den heißen Treibgasen nicht dauernd ausgesetzte Vorrichtung zu schaffen, die den an eine Strahlbremsvorrichtung zu stellenden Forderungen gerecht wird, und dabei einen höheren Bremsschub- und Strahlwirkungsgrad zu erzielen.

Dies wird erfindungsgemäß an einer Einrichtung, bei der ein oder mehrere Schaufelgitter aus einer unwirksamen Stellung, in der sie in eine Verkleidung zurückgezogen sind, in eine wirksame Stellung bewegt werden können, in der sie in den umzulenkenden Strahl hineinragen, durch ein oder mehrere Schaufelgitter erreicht, die in der wirksamen Stellung außerhalb des Strahlquerschnittes querab von den in den Strahl hineinragenden Schaufelgittern liegen und den von diesen nach außen umgelenkten Strahl auffangen und nach vorn umlenken.

Für die bauliche Ausführung des Erfindungsgegen-Standes bestehen verschiedene Möglichkeiten. Eine nach der Erfindung bevorzugte Ausführung besteht darin, daß die Schaufelgitter als an einer Schubstange in Form einarmiger Hebel schwenkbar gelagerte Klappen ausgebildet sind, an denen etwa in ihrer Mitte je ein Lenker angreift, dessen anderes Ende zusammen mit der Schubstange in einer parallel zur Düsenachse angeordneten gemeinsamen Führung längsverschiebbar ist.

Ein weiteres bauliches Merkmal des Erfindungsgegenstandes besteht darin, daß die Strahldüse eckigen, vorzugsweise quadratischen Austrittsquerschnitt aufweist. Dies ist insofern von Vorteil, als dadurch eine Beeinträchtigung der Tragflügel durch den umgelenkten Treibgasstrahl vermieden wird, ohne daß sich der Wirkungsgrad des Bremsschubes verschlechtert. In der weiteren Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes ist bei einem eckigen Austrittsquerschnitt der Düse außerhalb der oberen oder unteren Düsenwand ein einziges Schaufelgitter angeordnet, wobei das in den Bereich des aus der Düse austretenden Strahles bewegbare Sohaufelgitter in seiner Ablenkendstellung den gesamten Querschnitt des austretenden Strahles erfaßt. In diesem Falle wird der gesamte Treibgasstrahl von einer einseitig angeordneten Schaufelgittereinheit um 180° nach vorn umgelenkt. Eine äquivalente Ausführungsart besteht darin, daß je ein Schaufelgitter außerhalb der oberen und unteren Düsenwand in zueinander parallelen oder konvergierenden Ebenen angeordnet ist und die in den Bereich des aus der Düse austretenden Strahles bewegbaren Schaufelgitter in ihrer Ablenkendstellung je den halben. Querschnitt des austretenden Strahles erfassen. In einem solchen Falle wird der gesamte Treibgasstrahl in zwei gleich großen Teilstrahlen um 180° nach vorn umgelenkt. Es ist nach der Erfindung natürlich auch eine Kombination in der Form möglich, daß bei Anordnung je einer Schaufelgittereinheit auf der oberen und unteren Seite der Düse wahlweise die obere oder untere Schaufelgittereinheit aus der unwirksamen in die wirksame Stellung überführbar ist. Ein weiteres bauliches Merkmal des Erfindungsgegenstandes besteht darin, daß jede Schaufelgittereinheit für die unwirksame Stellung in einen flossenartigen Behälter einziehbar ist.

In der Zeichnung ist die Erfindung an einem Ausführungsbeispie-1 erläutert. Es zeigt

Abb. 1 eine Ansicht auf das Endstück des StrömungskanalsmiteingefahrenenSchaufelgittereinheiten, teilweise geschnitten,

Abb. 2 eine Ansicht wie nach Abb. 1, jedoch mit ausgefahrenen Schaufelgittereinheiten.

Der Strömungskanal 1 ist im Bereich des Austrittsquerschnittes rechteckig bzw. quadratisch ausgebildet. An der Außenseite der oberen und unteren Kanalwand ist je ein flossenartiger Behälter 2, 3 parallel zur Strömungsrichtung des Treibgasstrahles bzw. zur Längsachse des Kanals 1 oder mit den Düsenwänden konvergierend angeordnet. In jedem dieser Behälter 2 sind Schubstangen 4, 5 längsverschiebbar, an deren einem Ende je zwei mit Umlenkschaufeln 6 bestückte Schaufelgitter 7, 8 bzw. 9, 10 als einarmige Hebel schwenkbar gelagert sind. Um diese Schaufelgitter bewegen zu können, greifen etwa in der Mitte der Hebelarmlänge Lenker 11, 12 bzw. 13, 14 an, deren anderes Ende mittels Bolzen in Schlitzen 15 geführt ist, die in den Behältern 2 ebenfalls parallel zurLängsachse des Strömungskanals 1 bzw. mit den Düsenwänden konvergierend verlaufen. Jeder Schaufelgittereinheit ist ein Antriebselement 16 bzw. 17 zugeordnet, das mit den mit entsprechender Verzahnung verse'henen Zugstangen 4, 5 in Wirkungsverbindung steht. Das Aus- und Einfahren der Schaufelgittereinheiten wird durch den Antrieb 18 mechanisch vorgenommen, und zwar in der Weise, daß ein Verbindungsmittel 19 die Bewegungen des Antriebes nach Größe und Richtung auf die den Schaufelgittereinheiten zugeordneten Antriebselemente 16 bzw. 17 überträgt. In dieser oder ähnlicher Form ist es natürlich auch möglich, die Schaufelgittereinheiten wahlweise einzeln aus- und einzufahren. Die Achsen der Gelenkbolzen für die Lagerung der Schaufelgitter 7, 8 bzw. 9, 10 an den Schubstangen 4, 5 und der Führungsbolzen für die Lenker 11, 12 bzw. 13, 14 in den im Behälter 2 befindlichen Schlitzen 15 sind so angeordnet, daß beim Aus- und Einfahren der Schaufelgittereinheiten die auftretenden Kräfte und die nach Länge und An-Ordnung gegebenen Hebelarme entsprechende Momente auslösen, um die Schaufelgitter zwangläufig zusammenzuklappen oder zu spreizen. Beim Zusammenklappen der Schaufelgitter schieben sich die Umlenkschaufeln 6 der Gitter 7, 8 bzw. 9, 10 jeder Seite ineinander, um beim Weiterbewegen der Schubstangen 4, 5 in die flossenartigen Behälter 2, 3 eingefahren zu werden, so daß bei normaler Fahrt keine wesentliche Erhöhung des Widerstandes und somit kaum eine Leistungsverminderung eintritt. Um das Entstehen von Momenten in der für das Manövrieren —insbesondere beim Einfahren — der Umlenkgitter notwendigen Weise zu fördern, sind an den Lenkern 11, 12 bzw. 13, 14 an rahmenfest gelagerten Rollen 20 entlanggleitende bogenförmige Führungen 21 vorgegebener Krümmung und Lage angeordnet, durch die verhindert wird, daß die Zugstangen und Lenker in die Behälter 2, 3 eingefahren werden, ohne daß sich die gespreizten Schaufelgitterarme 7, 8 bzw. 9, 10 schließen. In ge-

schlossenem Zustand gleiten dann die Lenker 11, 12 bzw. 13, 14 sowie die Schaufelgitter 7, 8 bzw. 9, 10 und die Führungen 21 beim weiteren Einfahren unter den Rollen 20 hinweg.

Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht darin, daß angesichts der Möglichkeit, den Treibgassträhl von den Tragflächen fernzuhalten, nicht nur ein Teil des Treibgasstrahles, sondern der gesamte Strahl um 180° umgelenkt wird und somit die gesamte Strahlenergie zum Bremsen genutzt werden kann. Ferner werden nach der Erfindung Druckrückwirkungen auf das Triebwerk vermieden, weil vor der Düsenaustrittsöfinung keine Energie zur Drallerzeugung entnommen wird. Infolge der Anordnung der Schaufelgitter nach der Erfindung ist weiterhin die Möglichkeit gegeben, den Schub bei voller Drehzahl bis zum maximalen Bremsschub genau zu dosieren, weil durch die Gitter immer größere Querschnitte des Strahles allmählich herausgeschnitten und umgelenkt werden.

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Einrichtung zum Umlenken eines Gasstrahles, insbesondere des Schubstrahles eines Rückstoßantriebes, bei der ein oder mehrere Schaufelgitter aus einer unwirksamen Stellung, in der sie in eine Verkleidung zurückgezogen sind, in eine wirksame Stellung bewegt werden können-, in der sie in den umzulenkenden Strahl hineinragen, gekennzeichnet durch ein oder mehrere weitere Schaufelgitter (7, 10), die in der wirksamen Stellung außerhalb des Strahlquerschnittes querab von den in den Strahl hineinragenden Schaufelgittern (8, 9) liegen und den von diesen nach außen umgelenkten Strahl auffangen und nach vorn umlenken.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaufelgitter (7, 8, 9, 10) als an einer Schubstange (4, 5) in Form einarmiger Hebel schwenkbar gelagerte Klappen ausgebildet sind, an denen etwa in ihrer Mitte je ein Lenker (11, 12, 13, 14) angreift, dessen anderes Ende zusammen mit der Schubstange in einer parallel zur Düsenachse angeordneten gemeinsamen Führung längsverschiebbar ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahldüse eckigen, vorzugsweise quadratischen Austrittsquerschnitt aufweist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß außerhalb der oberen oder unteren Düsenwand ein einziges Schaufelgitter angeordnet ist, wobei das in den Bereich des aus der Düse austretenden Strahles bewegbare Schaufelgitter in seiner Ablenkendstellung den gesamten Querschnitt des austretenden Strahles erfaßt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß je ein Schaufelgitter (7, 10) außerhalb der oberen und unteren Düsenwand in zueinander parallelen oder konvergierenden Ebenen angeordnet ist und die in den Bereich des aus der Düse austretenden Strahles bewegbaren Schaufelgitter in ihrer Ablenkendstellung je den halben Querschnitt des austretenden Strahles erfassen.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 5 bei Anordnung je einer Schaufelgittereinheit auf der oberen und unteren Seite der Düse, dadurch gekennzeichnet, daß wahlweise die obere oder untere Schaufelgittereinheit aus der unwirksamen in die wirksame Stellung überführbar ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß jede Schaufelgittereinheit für die unwirksame Stellung in einen flossenartigen Behälter einziehbar ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Britische Patentschrift Nr. 780669.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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