DE858159C

DE858159C - Rohrkoerper oder Duese fuer den Durchgang eines relativ dazu mit UEberschallgeschwindigkeit bewegten Stroemungsmittels

Info

Publication number: DE858159C
Application number: DEL8654A
Authority: DE
Inventors: Rene Leduc
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1947-02-28
Filing date: 1951-04-01
Publication date: 1952-12-04

Description

Die Erfindung bezieht sich auf rohrförmige Körpez, die für den Durchgang eines niit >_,`berschallgeschwindig'keit bewegten Strömungsmittels bestimmt ist.
Es hat sich gezeigt, daß die Grenzschichtprobleme, die bei Unterschallgeschwindigkeiten auftreten, sehr verschieden von denjenigen sind, die bei Überschallgeschwindigkeiten auftreten. Insbesondere ist festgestellt worden, daß, wenn die Begrenzungsfläche einer Düse in der Bewegungsrichtung eines durch die Düse mit Überschallgeschwindigkeit-hindurchströmenden Mittels konvergiert, der Druck in der Düse in dieser Richtung zunimmt, wie die Grenzschicht an Dicke zuzunehmen bestrebt ist. Dieses Bestreben kann groß genug sein, um ein Blockieren der Düse und die Erzeugung einer Stoßwelle zu verursachen.
Gemäß der Erfindung wird dem Bestreben der Grenzschichi an Dicke zuzunehmen wenigstens teilweise durch die Anbringung von Öffnungen entgegengewirkt, die gleichmäßig über die Grenzfläche des konvergierenden Teils verteilt sind und durch Kanäle mit einer Zone von wesentlich geringerem Druck außerhalb des Körpers in Verbindung stehen.
Es ist hervorzuheben, daß diese Öffnungen gleichmäßig verteilt sein müssen. Die Ausübung einer Saugwirkung an ausgewählten Punkten, wie sie bereits vorgeschlagen worden ist, um ein Ablösen der Grenzschicht zu verhindern, kann der der Erfindung zugrunde liegenden Aufgabe nicht gerecht werden.
Die Verteilungsdichte der Öffnung hängt von dem Ausmaß ab, in dem das Strömungsmittel abgezogen werden muß, um den Druck herabzusetzen. Sie kann so groß sein, daß die Gesamtfläche der Öffnungen etwa halb so groß ist wie der gesamte Flächeninhalt der Grenzfläche des konvergierenden Abschnitts der Düse.
In der Zeichnung sind zwei Beispiele von rohrförmigen Körpern oder Düsen nach der Erfindung dargestellt.
Der in Fig. i wiedergegebene Rohrkörper weist eine Düse auf, die einen konvergierenden Einlaßteil i hat. Über diesem Teil der Düse nimmt der Druck zu, wenn ein Strömungsmittel, das sich mit Überschallgeschwindigkeit bewegt, hindurchströmt. In gleicher Weise besteht für die Grenzschicht eine wachsende Tendenz, an Dicke zuzunehmen, wenn der Durchmesser abnimmt.
Die Wand des Körpers ist hohl, und die Grenzfläche des konvergierenden Teils ist mit Öffnungen versehen, die durch Kanäle 2, 3, 4 usw. mit dem Innern des Körpers und durch einen Auslaß i i mit einer Zone außerhalb des Körpers an der Austrittsseite desselben in Verbindung stellen, wo der Druck wesentlich niedriger als in dem konvergierenden Teil i ist. Somit wird eine Saugwirkung durch die Kanäle 2, 3, :4 usw. ausgeübt und hierdurch Luft aus der Grenzschicht abgezogen. wodurch die Dicke derselben abzunehmen bestrebt ist.
Die Öffnungen müssen regelmäßig über die Grenzfläche verteilt sein und müssen eine solche Gesamtfläche bilden, daß eineLuftmenge abgezogen wird, die von der Geschwindigkeit des Strömungsmittels abhängt. Bei Geschwindigkeiten bei der Größenordnung von iooo m in der Sekunde ergab sich, daß die abzuziehende Luftmenge mehr als i kg je Sekunde und je Ouadratmeter der Grenzfläche beträgt. Die Kanäle für das Abziehen der Luft aus der Grenzschicht können durch die Poren eines porösen Materials gebildet werden, das die Grenzfläche des konvergierenden Teils des Körpers darstellt.
Im Innern der Düse kann ein Erhitzer 5 vorgeseihen sein. Die Außenfläche des Körpers soll glatte flache Kurven in der Bewegungsrichtung des Strömungsmittels oder überhaupt keine Kurven in dieser Richtung aufweisen. Ein Beispiel eines Rohrkörpers der letzteren Art ist in Fig. 2 dargestellt. bei dem die äußere Grenzfläche 12 zylindrisch ist und die innere Grenzfläche 13 weitgehend dieselbe Form wie in Fig. i hat.

Claims

PATSNTAxsPHCC 11e: i. Rohrkörper oder Düse für den Durchgang eines relativ dazu mit Überschallgeschwindigkeit bewegten Striiinungsmittels mit einem in der Bewegungsrichtung des Mittels konvergierenden Teil, über dem der Druck in dieser Richtung zunimmt, wie die Grenzschicht an Dicke zuzunehmen bestrebt ist, dadurch gekennzeichnet, daß diesem Bestreben wenigstens teilweise durch die Ausbildung zahlreicher kleiner Öffnungen entgegengewirkt wird, die gleichförmig über die Grenzfläche des konvergierenden Teils verteilt sind und durch Kanäle mit einer Zone von wesentlich geringerem Druck außerhalb des Körpers bzw. der Düse in Verbindung stehen.
2. Rohrkörper nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanäle durch die Poren eines porösen Materials gebildet werden, das die Grenzfläche des konvergierenden Teils darstellt.
3. Rohrkörper nach Anspruch i oder.2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gesamtfläche der Öffnungen etwa halb so groß wie der gesamte Flächeninhalt derGrenzfläche des konvergierenden Teils ist.