DE2037407B2

DE2037407B2 - Strahlrohr mit einem Kernstromkanal und einem Mantelstromkanal

Info

Publication number: DE2037407B2
Application number: DE19702037407
Authority: DE
Inventors: Albert Asnieres Hauts-de-Seine Gozlan (Frankreich)
Original assignee: Airbus Group SAS
Current assignee: Airbus Group SAS
Priority date: 1969-07-28
Filing date: 1970-07-28
Publication date: 1972-10-19
Also published as: DE2037407A1; GB1293232A; US3660982A; DE2037407C3

Description

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Die Erfindung betrifft ein Strahlrohr mit einem Kernstromkanal und einem Mantelstromkanal, insbesondere für ein Strahltriebwerk, wobei der Gesamtdruck im Kernstromkanal höher ist als im Mantel stromkanal und wobei in einem gemeinsamen, konvergierenden Kanalabschnitt eine Mischung der beiden Ströme erfolgt, worauf der Mischstrom zwecks Ablenkung hinsichtlich seiner Richtung gegen eine Prall- ^6(l wand stößt.

Es kann in bestimmten Fällen erforderlich sein. den Gesamtstrom abzulenken oder aufzugabeln, bevor die Durchmischung der beiden Ströme vollkommen erreicht ist. fi'

Es ist festgestellt worden, daß in solchen Fällen die Leistungen der Strahlrohre aufgrund der Tatsache stark vermindert sind, daß das Druckniveau, welches im Mantelstromkanal induziert wird, sich anhebt, während der induzierte Durchfluß abnimmt. Darüber hinaus wird die Strömung oft. instabel, was einen erhöhten Vibrationspegel nach sich zieht. .

Aus einer genauen theoretischen und experimentellen Untersuchung der Anmelderin, welche sowohl Messungen als auch Sichtbarmachungen der Strömung bei Strahlrohren oder Ejektordüsen mit abgelenkten Strömungen beinhaltet, geht hervor, daß die Verschlechterung der Leistungen und eventuell die Bedingung der Instabilität des Betriebes in direktem Zusammenhang stehen mit dem Vorhandensein von Rückströmungen, welche von Zonen der Primärströmung (Kernstrom) ausgehen, in welchen der statische Druck sich seinem Maximalwert nähert, welcher gleich dem Gesamtdruck der Primärströmung ist. Solche Strömungen richten sich gegen den Fintritt der Sekundärströmung (Mantelstrom), wo die stati sehen Drücke schwach sind. Die Zonen erhöhten sta tischen Drucks der Primärströmung gruppieren sich insbesondere in der Umgebung einer Prallwand, welche zur Ablenkung oder /ur Aufgabelung der Primärströmung. vorgesehenNst, welche vom Strahl rohr oder der Ejektordüse ausgesa.idt wird, denn die Geschwindigkeiten der Strömung haben dort dann ihren geringsten Wen.

Solche Schwierigkeiten finden sich insbesondere bei Turbo-Triebwerken von Flugzeugen, welche mit Schubvorrichtungen ausgestattet sind, bei welcher die Primärströmung (Kernstrom) mit hoher Temperatur dazu neigt, im Gegenstrom gegen den Kanal der Se kundärströmung (Mantelstromkanal) wieder strom aufwärts vorzudringen und aufgrund dieser Tatsache Bereiche zu überhitzen, welche dafür nicht ausgelegt sind.

Insbesondere bei Überschallfl· gzeugen werden hau fig Ejektionsdüsen mit Doppelströmung verwendet, welche tatsächlich echte Strahlrohre darstellen, bei welchen die Primärströmung durch die heiße Strö mung mit hohem Gesamtdruck gebildet wird, welche vom Triebwerk ausgesandt wird und bei weichen die Sekuimärströmung durch Luft gebildet wird, welche aus dem Einlauf der Hauptluft des Motors entnom men wird oder durch Ansaugung von Hilfsluft. Diese Art von Strahlrohr besitzt im allgemeinen eine Rota tionssymmetrie oder eine Konfiguration, welche der Rotationssymmetrie sehr nahekommt. Die verfügbare Mischlänge ist im allgemeinen weit unter dem wünschenswerten Maß, um eine homogene Durchmi schung der zwei Strömungen zu erreichen.

Wenn Veranlassung besteht, den von einer solchen Düse mit Doppelströmung ausgesandten Strahl umzulenken, beispielsweise um einen Bremsschub zu erreichen, besteht die Notwendigkeit, eine abgelenkte Strahlrohrströmung zu verwirklichen.

Aus der deutschen Patentschrift 1,134,594 ist ein Schubwender für ein Zweistromstrahltriebwerk bekannt, welcher eine Einrichtung aufweist, um zu verhindern, daß heiße Abgase in den Triebwerkseinlauf oder den Einlauf eines anderen Triebwerkes gelangen, wobei für jeden Umlenkkörper eine Steuerklappe vorgesehen ist, die in bezug auf jenen bewegbar ist und bei Strahlumlenkung zwischen sich selbst und dem Urnicnkkörper zum Aufspalten der Rückstoßmasse Schlitze öffnet, durch weiche die heißen Abgase strömen können.

Weiterhin ist aus der deutschen Patentschrift 1.207.801 ein Strahlrohr mit Ejektordüse und Strahl-

umkehrctementcn bekannt, an dessen rückwärtigem Ende in den Strahl bewegbare Strahlumlenkelemente befestigt sind, wobei die Ejektordüse nach vorn über das Strahlrohr in eine weniger wirksame oder ganz unwirksame widerstandsarme Stellung verschiebbar s ist.

Ferner ist aus der deutschen Auslegeschrift 1.227.782 eine Schubumkehrvorrichtung für Gasturbi nenstrahltriebwcrke bekannt, welche mit Schwenkklappen ausgestaltet ist, die aus einer ersten Stellung, in der sie seitliche Öffnungen des vorzugsweise divergierenden Strahlrohres abschließen, um an ihren stromunterseitigen Enden liegende Achsen in eine zweite Stellung schwenkbar sind, in der sich ihre stromoberseitigen Enden etwa in der Mitte des Strahlrohres berühren. Bei dieser bekannten Vorrichtung ist die Anordnung so getroffen, daß im Mittelabschnitt der Außenseiten der Schwenkklappen die hinteren Enden von Leitflächen angelenkt sind, die durch eine Schiit/ Zapfen Führung beim Einschwenken der Schwenk klappen in die zweite Stellung unter Freigabe der seit liehen Öffnungen nach außen gespreut werden und mit ihren nach außen gespreizten Enden über den Umfang des Triebwerksgehäuses vorstehen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Strahlrohr mit einem Kernstromkanal und einem Mantelstromkanal der eingangs genannten Art zu erreichen, daß auch bei besonders kurzer Bau weise des Mischers und beim Einsatz einer Schubab lenk oder umkehrvorrichtung eine nahe/u i.omo gene Durchmischung von Kern und Mantelstrom er zielt wird, ohne daß dabei die Gefahr besteht, daß ein Teil des Strahls in den Mantelstromkanal zurück fließt.

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung vor, daß zur Vermeidung eines Rückflusses von Tel· len des Mischstromes in den Mantelstromkanal hinein an uen Kanalwänden seitlich der Prallwand Leitvorrichtungen vorgesehen sind, welche die seitlichen Teile des Mischstromes in die Ablenkrichtung führen. Vorteilhafte Weiterbildungen und bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransnrüchen.

Ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist darin zu sehen, daß der Wirkungs 4i grad von Triebwerken wesentlich erhöht werden kann, wobei gleichzeitig lokalen Überhitzungen wirk sam begegnet ist.

Die Erfindung wird nachfolgend beispielsweise an hand der Zeichnung beschrieben; in dieser zeigt

Fig. 1 und 2 schematische Darstellungen im Schnitt, welche ein klassisches Strahlrohr mit kurzer, bzw. langer Mischung zeigen,

Fig. 3 und 4 schematische Darstellungen im Längs- und Querschnitt, welche ein klassisches Strahlrohr mit um 90° aufgegabelter Strömung darstellen,

Fig. 5 und 6 schematische Darstellungen im Längs- und Querschnitt einer Variante mit um weniger als 90° aufgegabelter Strömung r>o

Fig. 7 und 8 schematische Darstellungen im Längs- und Querschnitt, welche ein klassisches Strahlrohr mit einseitig abgelenkter Strömung darstellen,

Fig. 9 und 10 schematische Darstellungen im Längs- und Querschnitt, welche das Strahlrohr der r,5 Fig. 3 und 4 darstellen, welches mit Leitvorrichtungen ausgestattet ist.

F12. II und 12 schematische Darstellungen im Längs- und Querschnitt, welche das Strahlrohr der Fig. 5 und 6 darstellen, welches mit Leitvorrichtungen ausgestattet ist,

Fig. 13 und 14 schematische Darstellungen im Längs- und Querschnitt, welche das Strahlrohr der Fig. 7 und 8 darstellen, welches mit einer anderen Art von Leitvorrichtung ausgestattet ist,

Fig. 15 eine schematische Darstellung im Schnitt einer klassischen Schubumkehrvorrichtung für ein Triebwerk mit hinteren Prallklappen,

Fig. 16 eine schematische Darstellung im Schnitt einer anderen klassischen Schubumkehrvorrichtung mit Schiebern und Schaufeln,

Fig. 17 und 18 schematische Darstellungen im Schnitt der Schubumkehrvorrichtungen der Fig. 15 und 16, welche mit Leitvorrichtungen ausgestattet sind,

Fig. 19 eine VergleichsgTaphik,

Fig. 20 und 21 repräse· '.ative Kurven der Gewin nc, welche bei einer Triebv,srks Schubumkehrvorrich tung durch die Verwendung von Leitvorrichtungen er reicht werden,

Fig. 22 und 23 schematische Darstellungen im Grundriß und im Schnitt einer Schubumkehrvorrich tung für Flugzeug-Turbo-Triebwerke mit Klappen, welche mit Leitvorrichtungen ausgestattet sind, die der bevorzugten Ausführungsform entsprechen.

Fig. 24 eine perspektivische Ansicht des hinteren Teils eines Turbo-Triebwerks gemäß der bevorzugten Ausführungsform,

F i g. 25 eine perspektivische Ansicht eines Details einer Leitvorrichtung,

Fig. 26 eine schematische Darstellung im Schnitt, welche ein Beispiel für eine in die Struktur der Sei tenwände integrierte Leitvorrichtung zeigt,

Fig. 27 eine Detailansicht einer Variante und

Fig. 28 ein Erläuterungsschema.

Nach den Fig. 1 und 2, welche schematische Längsschnitte darstellen, umfaßt ein Strahlrohr allgemein eine Führung 1 der Primärströmung fp. eine Führung 2 der Sekundärströmung fs, eine Einschnü rung 3 und einen Mischer 4. Wenn die Länge /, des Mischers 4 ausreichend ist, ist die um die symbolisch durch den Pfeil/, angedeutete Oberfläche herum stattfindende Mischung am Austritt des Mischers nahezu vollständig, während, wenn die Länge I₂ des Mischers 4' zu gering ist, die Mischung nur teilweise um den Pfeil/, herim erfolgt.

Es kann in bestimmten Fällen notwendig sein, ein Strahlrohr der Art mit kurzem Mischer (siehe Fig. 2) zu verwenden und eine Ablenkung nach klassischer Art (siehe Fig. 3, 5, 7) durchzuführen, wobei der ab gelenkte Strahl noch nicht vollkommen homogen ist.

In einem solchen Falle zeigen genaue Beobachtungen, daß die mit den Homogenitätsfehlern der Strö mung ve bundenen Phänomene in ihrem Ursprung und in ihren verschiedenen Erscheinungen von den Ablenkungsarten eder den Arten der Aufgabelung abhängen, welchen die Primürrtrömungen und die Sekundärströmungen unterworfen werden.

Die Analyse dieser Phänomene soll nun in größeren Einzelneiten erläutert werden, indem auf die Zeichnung Bezug genommen wird. '

Die Fig. 3 und 4 stellen schematisch im Horizontalschnitt und im Vertikalschnitt ein Strahlrohr dar, welches eine vollkommen geführte abgelenkte Strömung aufweist, welche beiderseits der Hauptströmung eine 90°-Aufgabelung erfährt.

Aus diesen Schemata ist ersichtlich, daß schädliche Rückströmungen 5 von der Zone des Auftreffens der Primärströmung Jp auf die gegenüberliegende Wand 6 ausgehen, und zwar in der Richtung des Kanals der Sekundärströmung 2 in der Umgebung der horizontalen Symmetrieebene der Fig. 4. und bei der Rückströmung mit der Sekundärströmung fs wieder zusammentreffen. Diese Rückströ mungen 5 umgehen den Primärkanal 1. indem sie sich mit der Sekundärströmung fs mischen und wer den mit dieser durch den Mitreiß-Effekt der Primärströmung fp in den Austrittsöffnungen 7 und 8 ausgestoßen, wobei dieser Effekt sich entlang den Mischflächen aufbaut, welche symbolisch durch die Pfeile/₃ und/, angedeutet sind.

Die Fig. 5 und 6 stellen schematisch im Horizon talschnitt und im Längsschnitt ein Strahlrohr dar. wel ches eine abgelenkte Strömung 100 aufweist, in welcher die Mischung mit Aufgabelung beiderseits der Hauptströmung fp nach einem bestimmten Ablenkwinkel Θ geführt ist. Nach diesen Schemata folgen die Rückströmungen 9 einer Bahn, welche der vorher beschriebenen in noch ausgeprägterer Weise benachbart ist.

Die Fig. 7 und 8 stellen schematisch im Horizontalschnitt und im Vertikalschnitt ein Strahlrohr dar. welches eine abgelenkte Strömung 110 aufweist, in welcher die Mischung über eine einzige nicht aufgegabelte Ablenkung 11 geführt ist. Nach diesen Schemata gehen die Rückströmungen 12 von der Zone des Auftreffens der Primärströmung fp auf die Wand 6 aus und vereinigen sich mit der Sekundärströmung fs über dem Primärkanal 1, um sich dort zu mischen und um bei 11 mit der Sekundärströmung aufgrund des Mitreiß-Effektes, welcher durch den nicht gestörten Hauptstrom der Primärströmung fp erzeugt wird, ausgestoßen zu werden. Der Mitreiß-Effekt entwickelt sich sodann entlang den Flächen der Mischung, welche durch den Pfeil /₅ in der Fig. 7 symbolisch angedeutet sind.

Ausgehend von diesen Grundschemata soll nunmehr gezeigt werden, auf welche Weise eine erfindungsgemäße Leitvorrichtung bewirkt, daß die Rückströme der Primärströmung vermindert werden, daß ein Gewinn an Gegenschub in einem Schubumkehrsystem erzielt wird und daß der Gegendruck vermindert wird, welcher sich dem Unterdruck des Sekundärströmungskanals 2 entgegensetzt.

In den Fig. 9 und 10, welche den Strahlrohren mit aufgegabelter Strömung nach der Darstellung in den F i g. 3 und 4 entsprechen, sind zwei Paare von Leitvorrichtungen 12 und 13 symmetrisch angeordnet, welche an den Seitenwänden 14 und 15 des Strahlrohres befestigt sind. Diese Leitvorrichtungen umfassen im wesentlichen elementare Platten mit dem Verlauf eines Parallelepipeds, und ihre Dimensionsparameter (ε, φ) und ihr Positionsparameter (/3, α) hängen von den besonderen Anwendungsbedingungen des Strahlrohres ab, wie beispielsweise von den Strömungsgeschwindigkeiten, den Drücken, den Temperaturen und anderen Faktoren.

Aus den Fig. 9 und 10 ist ersichtlich, daß die Rückströmungen 16 und 17, welche von der Zone hohen statischen Drucks ausgehen, welche in der Umgebung der Wand 6 gegenüber der Primärströmung und in der Nähe der horizontalen Symmetrieebene gelegen sind, sich in der Ecke verfangen, welche durch iede Leitvorrichtung 12 und 13 gegen die Seiten wändc 14 und 15 gebildet wird, und daß sie strom abwärts zu den Ausgängen 7 und 8 abgelenkt werden, indem sie weiterhin einen integralen Bestandteil der aktiven Primärströmung bilden. Selbstverständlich darf die Breite nicht übertrieben groß sein, so daß die Primärströmung nicht abgefangen wird. Im übrigen ist der Winkel α bevorzugter Weise spitz oder rechtwinklig, während der Winkel β in der Gegend von 90° liegen kann. In solchen Strahlrohrkombinationen

ίο mit gegabelter Strömung können die durch die Achsen o.v und o.v' dargestellten Ablenkrichtungen für den Fall, daß die Ablenkungen einander in der Ebene gegenüberstehen, einen Winkel von 180° aufweisen oder irgendeinen anderen für jeden betrachte ten Fall geeigneten Winkel θ besitzen.

In den Fig. 1 1 und 12. welche den in den Fig. 5 und 6 dargestellten Strahlrohren mit gegabelter Strömung entsprechen, sind zwei Paare von Leitvorrichtungen 18 und 19 symmetrisch angeordnet, welche an den Seitenwänden 20 und 21 des Strahlrohres befestigt sind und einen Ablenkwinkel von (-) aufweisen. Diese Leitvorrichtungen umfassen wieder elementare Platten mit dem Verlauf eines Parallelepipeds, und ihre Dimensionsparameter (ε, ό) und ihre Positionsparameter (/i, o) sind in gleicher Weise den besonderen Anwendungsbedingungen des Strahlrohres unterworfen. In gleicher Weise ist der Winkel α vorzugsweise spitz oder rechtwinklig, und der Winkel β kann in der Gegend des> Ablenkwinkcls Θ lieger..

In den Fig. 13 und 14. welche den in den Fig. 7 und 8 dargestellten Strahlrohren mit einfach abgelenkter Strömung entsprechen, ist eine Leitvorrichtung 22 angeordnet, welche einen kegelstumpfförmigen Randabschnitt aufweist, welcher sich der Verzweigung der Primärströmung nach unten und der Führung zu den Seiten und nach oben entgegensetzt, wo der Druck schwach ist. Dieser Rand 22 hindert auch die Rückströmung 23 daran, gegen den Sekundärkanal 2 zurückzuströmen. Wie es oben der Fall war, sind die Parameter {γ. ρ, η, P) wieder von den besonderen Anwendur.gsbedingungen des Strahlrohres abhängig.

Als Abwandlung ist es selbstverständlich, daß in den Fällen mit unsymmetrischen Konfigurationen Veranlassung besteht, die Dimensionsparameter und die Positionsparameter den Leitvorrichtungen anzupassen, um dieser Unsymmetrie Rechnung zu tragen.

Wenn es sich darum handelt, schwere Strömungsmittel bei der Anwendung einer gegabelten Düse nach oben und nach unten zu mischen, ist die Anpassung der Parameter in gleicher Weise erforderlich. In gleicher Weise kann die Art der Leitvorrichtungen für die Rückströmungen, welche schematisch mit einer einfachen Form beschrieben wurde, aufgrund der Tatsache, daß sie wie eine Tragfläche wirkt, alle im Zusammenhang mit diesen Tragflächen bekannten Vervollkommnungen aufweisen. Insbesondere kann ein Leitelement 25 vielfach sein oder Spalte 24 aufweisen, wie es die Fig. 25 angibt.

Da die geometrischen Eigenschaften der Leitvorrichtungen von der gewählten Konfiguration und von der Beschaffenheit des Strömungsmittels abhängen, könnnen sich diese Eigenschaften nach den Erfordernissen ändern. Somit kann beispielsweise dazu Veranlassung bestehen, die Leitvorrichtungen beweglich, deformierbar oder versenkbar zu gestalten, damit sie sich den Betriebsbedingungen anpassen können. Die Leitvorrichtungen können auch im Gegensatz dazu fest sein und einen integralen Bestandteil der Struktur

des Strahlrohres bilden, wie es in der Fig. 26 zu sehen ist, wo die Leitvorrichtungen 118 und 119 mit den Wänden 120 und 121 fest verbunden sind.

Es lassen sich auch alle bekannten Einrichtungen verwenden, um ein Hindernis zu bilden und um eine Ablenkung des Strömungsmittels zu erzeugen, insbesondere kann man die Injektion durch Schlitze oder geeignete Öffnungen einer Abdeckung eines komprimierten Strömungsmittels anwenden, dessen Gesamtdruck höher ist als derjenige des Primärströmungsmittels. In einem solchen Falle erfolgt die Injektion unter einem Anstellwinkel in entgegengesetzter Richtung zur Rückströmung, welche zum Austritt umgelenkt werden soll.

Der zwischen den Kurven der Fig. 19 dargestellte Schnitt ist ein Schema der Anordnung, welches zur Durchführung der erforderlichen Messung verwendet wurde, um die fundamentalen Phänomene zu zeigen und um die Wirksamkeit der Leitvorrichtungen darzulegen.

Diese Anordnung umfaßt im wesentlichen einen Primärkanal 101. einen Sekundärkanal 102. eine Einschnürung 103. eine äußerste Wand 106. Seitenwände 114 und 115 und Leitvorrichtungen 125. während ein System aus invertierten Pitot-Rohren 107 die Messungen der Drücke Pa und Pb gestattet.

In den Figuren gelten folgende Bezeichnungen:
PJ = Gesamtdruck der Primärströmung;
Ps = Gesamtdruck der Sekundärströmung;
Po = atmosphärischer Druck;
Pa = Austrittsdruck;
Pb = Eintrittsdruck;

Die Fig. 19 zeigt zwei Kennlinien, und zwar A ohne Leitvorrichtungen und B mit Leitvorrichtungen, welche die Rückströmungen und ihre bedeutende Verringerung veranschaulicht, welche durch die Einfügung der Leitvorrichtungen erreicht wird. Das Vorhandensein der Leitvorrichtungen vermindert den Druckgradienten in der Einschnürung tatsächlich erheblich und damit die Rückströmungen im Sekundärkanah

Die Fig. 20 zeigt zwei Kennlinien, und zwar A ohne Leitvorrichtungen und B mit Leitvorrichtungen, welche den Gewinn an Gegenschub veranschaulichen, welcher durch die Einfügung der Leitvorrichtungen erreicht wird. Der Gegenschub ist in diesem Fall auf den Schub der Primärströmung bezogen.

Die Fig. 21 zeigt zwei Kennlinien, und zwar A ohne Leitvorrichtungen und B mit Leitvorrichtungen, welche die Erzeugung eines Unterdrucks in der Sekundärströmung aufgrund der Hinzufügung der Leitvorrichtungen veranschaulichen.

Es ist allgemein bekannt, daß die Schubumkehr-Vorrichtungen im wesentlichen die Funktion haben, den vom Triebwerk ausgesandten Gasstrom derart stromaufwärts umzulenken, daß eine Gegenschubkraft erreicht wird, welche das Flugzeug bremst, und es ist in gleicher Weise bekannt, daß bei Überschallflugzeugen die Ejektionsdüsen Doppelstromdüsen sind, welche somit echte Strahlrohre bilden. Die der Schubströmung gegenüberliegende Wand besitzt bei spielsweise die Form von zwei Platten, welche schwenkbar angebracht sind und eine Prallwand bil den. wobei die erfindungsgemäßen Leitvorrichtungen in der Nähe der Plattcngelenke angebracht sind.

Die Mehrzahl der Schubumkehr-Vorrichtungen läßt sich in zwei Typen klassifizieren: Bei Schubum kehr Vorrichtungen der ersten Kategorie (siehe Fig. 15) besteht das Ablenkhindernis aus versenkba ren Platten oder Klappen 27, 28, 29 und 30. welche stromaufwärts von der Ausgangsebene der Austrittsdüse angeordnet sind und welche beim Normalflug in die Stellungen 27'. 28', 29'. 30' versenkt werden kön-

ϊ nen. und die Umkehrvorrichtungen der zweiten Kategorie (siehe Fig. 16) realisieren die Ablenkung zum Teil durch versenkbare Klappen 31 und 32. welche beim normalen Flug die Stellungen 31' und 32' einnehmen können und durch Ablenkschaufeln 33 und

ίο 34. die gemäß 33' und 34' versenkbar sind.

In diesen zwei -Typen von Ablenk vorrichtungen ist vorgesehen, nach der Darstellung der Fig. 17 und 18. welche den Fig. 15 und 16 entspricht. Leitvorrichtungen 35, 36 und 37, 38 in der Nähe der Sei-

Π tenwände 39 derart anzuordnen, daß die Rückströmungen 9 dann ausgestoßen werden können, nach dem sie sich in geeigneter Weise mit der Primärströ mung fp und mit der Sekundärströmung fs in den Austrittsdüsen 40 und 41 gemischt haben.

Die bevorzugte Ausführungsform ist in ihrer Anwendung auf Schubumkehr-Vorrichtungen der ersten Kategorie schematisch in den Fig. 22 und 23 und in vereinfachter Weise perspektivisch in der Fig. 24 dargestellt.

2s Gemäß dieser Ausführungsform, welche eine Düse mit Doppelstrom betrifft, besteht das Ablenkorgan aus Klappen 42 und 43, welche um die Achsen Yl-Yl' und Y2-Y2' und senkrecht zur Hauptachse des Schubes Z-Z' angebracht sind.

Die Fig. 22. welche im oberen Halbschnitt die· Art der Gegenschub-Strömungen 44 zeigt, läßt erkennen, daß diese Schwenkung der Klappen 42 und 43 entweder den Austritt der Strömungen nach hinten (Stellung 42'. 43' der Klappen und 45'. 46' der Schieber) oder den abgelenkten Austritt gemäß ο — χ (Stellung 42, 43 der Klappen und 45, 46 der Schieber) gestat tct.

In einer solchen Konfiguration bilden sich gewöhnlich nach dem Stand der Technik ohne die Leitvor richtungen beim Betrieb in Schubumkehr Rückströ mungen. welche in unangenehmer Weise die Sekun därführung 202 den Seitenwänden 239 entlang gemäß dem oben beschriebenen Verfahren speisen, indem sie folgende Konsequenzen nach sich ziehen:

Die Sekundärführung 202 wird unter Druck ge setzt, was eine Vergrößerung des Gesamtwinkels A der Ablenkung der Strömung gemäß o-.v zum Aus trittsende hin mit sich bringt und damit eine Vermin derung des Gegenschub-Effektes.

so Die thermischen und mechanischen Belastungen in der Sekundärführung 202 werden größer, so daß der Konstrukteur verpflichtet ist. eine empfindliche Erhö hung der Massen der Struktur vorzusehen, und zu ar unter dem Nachteil der Verringerung ihrer Lebens 5 dauer.

Heiße Gase dringen in die Sekundärführung 202 ein und dringen bis zum Eintritt vor. wenn der Se kundärdruck fs hinreichend niedrig ist. wenn keine Dichtungsklappe vorgesehen ist.

Mi Die einen Rückschlag verhindernden Leitvorrich tungen sind beliebig versenkbar.

Es ist zu erkennen, daß die in der Fig. 24 darge stellten Leitvorrichtungen 47, 48, 49 und 50 sowie die in den Fig. 22 und 23 dargestellten Leitvorrich

μ tungen 51 und 52 gestatten, die oben aufgezählten Nachteile zu vermeiden und die Leistungen zu verbessern, wie es aus den Kurven der Fig. 19. 20 und 21 ersichtlich ist.

209543/26«

ίο

Die Leitvorrichtungen 47, 48, 49 und 50 bestehen aus Platten, die in Gehäusen versenkbar sind, welche in den Seitenwänden der Klappen 53 und 54 angeordnet sind, und zwar aufgrund von Einrichtungen (nicht dargestellt), die ihr Heraustreten nur dann gestatten, wenn die Klappen in der Gegenschub-Stellung sind. Die Schwenkeinrichtungen der Klappen 42 und 43 und die Ausfahreinrichtungen der Schieber 55 und 56, welche in dem Teil der externen Struktur 57 untergebracht sind, sind an sich bekannt und daher nicht dargestellt.

Eine zufriedenstellende Anwendung der Leitvorrichtung auf einen Typ einer Düse mit Doppelstrom eines Strahltriebwerkes mit 150 000 Newton Schub hat zu den folgenden Werten geführt:

β= Θα= 40°

ε = 150 mm und δ = 345 mm

Es ist ersichtlich, daß dadurch die Rückströmungen vermieden werden, die gewöhnlich in den bekannten Strahlrohren mit abgelenkten Strömungen auftreten.

Es ist festgestellt worden, daß in bestimmten Anwendungsfällen, wie beispielsweise Schubumkehr-Vorrichtungen bei Triebwerken, eine Ablenkvorrichtung ein merkbares Hindernis in der Strömung vor der Ablenkung darstellen konnte und somit eine empfindliche Gesamtverminderung des Wirkungsgrades der Anordnung verursachen konnte.

Es ist daher eine in mehrere Elemente aufgeteilte Leitvorrichtung vorgesehen, welche ein Hindernis von geringerer Bedeutung in den zusammentreffenden Strömungen darstellt.

Die in der Fig. 27 als Beispiel ausgewählte Ausführungsform weist eine Leitvorrichtung aus drei Elementen auf. welche in Reihen hintereinander angeordnet sind und insgesamt für die stromaufwärtige Strömung ein geringeres Hindernis darstellt, obwohl ihre Wirkung derjenigen einer einzigen Leitvorrichtung äquivalent ist.

Es ist zu sehen, daß das Vorhandensein der Leitvorrichtungen 12 und 13 ein ziemlich bedeutendes Hindernis bildet, welches den natürlichen Verlauf der

ίο Ränder der Eingangs-Mitnahmeströmung stört und am Eintritt Wirbel erzeugt, welche für eine gute Funktion und einem guten Wirkungsgrad der Einrichtung schädlich sind.

In der Tat kommt nach der Darstellung in der

π Fig. 28 die Eintrittsströmung F entlang der Wand 14 zum Auftreffen auf die Leitvorrichtung 12.

Um diese Störung zu vermeiden, ist gemäß der Darstellung in der Fig. 27 eine Abwandlung vorgesehen, und zwar beispielsweise die drei Leitvorrichtungen 112, 113 und 114 mit einem Raumbedarf in der Querrichtung »e«. welcher kleiner ist als »ε«.

Das Hindernis der Ausdehnung »e«. welches der Direktströmung F entgegensteht, ist von wesentlich geringerer Bedeutung als das Hindernis der Ausdeh-

is nung »f«, und der Wirkungsgrad der Installation insbesondere ist unter den Bedingungen dieser vorzugsweisen Ausführungsform verbessert.

Es ist zu sehen, daß die Rückströmungen F wieder •cum Austritt der Strömung der allgemein abgelenkten

so Strömung zurückgeschickt werden, sobald die der Strömung vor der Ablenkung F' offen dargebotene Oberfläche deutlich geringer ist als im Falle einer einzigen Leitvorrichtung 12.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Strahlrohr mit einem Kernstromkanal und einem Mantelstromkanal, insbesondere für ein Strahltriebwerk, wobei der Gesamtdruck im Kern-Stromkanal höher ist als im Mantelstromkanal und wobei in einem gemeinsamen, konvergierenden Kanalabschnitt eine Mischung der beiden Ströme erfolgt, worauf der Mischstrom zwecks Ablenkung hinsichtlich seiner Richtung gegen eine Prallwand stößt, dadurch gekennzeichnet, daß zur Vermeidung eines Rückflusses von Teilen des Mischstromes in den Mantelstromkanai hinein an den Kanalwänden (14, 15; 20, 21) seitlich der Prallwand (6) Leitvorrichtungen (12, 13; 18, 19) vorge- υ sehen sind, welche die seitlichen Teile des Mischstromes in die Ablenkrichtung führen.

2. Straiilrci.f nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die Leitvorrichtungen (12, Ϊ3; 18, 19) mit den Seitenwänden (14, 15; 20, 21) fest ver bunden sind.

3. Strahlrohr nach Anspruch I, dadurch gekenn zeichnet, daß die Leitvorrichtungen (12, 13; 18, 19) Druckmittelstrahlen von hohem Druck sind.

4. Strahlrohr nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die Leitvorrichtungen (12, 13; 18, 19) in das Innere der Seitenwände (14, 15; 20, 21) versenkbar sind.

5. Strahlrohi nach einem der Ansprüche I oder

2 mit schwenkbaren Klapper als Prallwand, da durch gekennzeichnet, daß die Leitvorrichtungen (51) an den schwenkbaren K appen (42) nahe deren Schwehkachsen angeordnet sind.

6. Strahlrohr nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitvorrichtungen (51) an den Seitenteilen (54) der schwenkbaren Klappen (42) angeordnet sind.

7. Strahlrohr nach Anspruch 1 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitvorrichtungen in mehrere Ablenkelemente (112, 113, 114) unterteilt sind, welche gemeinsam die seitlichen Teile des Mischstromes in die Ablenkr -htung führen.

8. Strahlrohr nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Ablenkelemente (112, 113, 114) mit den Seitenvvänden (14) fest verbunden sind.