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DE1085720B - Strahltriebwerk - Google Patents

Strahltriebwerk

Info

Publication number
DE1085720B
DE1085720B DEN10539A DEN0010539A DE1085720B DE 1085720 B DE1085720 B DE 1085720B DE N10539 A DEN10539 A DE N10539A DE N0010539 A DEN0010539 A DE N0010539A DE 1085720 B DE1085720 B DE 1085720B
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
nozzle
fuel
compressor
engine
fixed
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DEN10539A
Other languages
English (en)
Inventor
Arnold William Morley
Alfred Robert Mortimer
Alan Leslie Davies
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Napier Turbochargers Ltd
Original Assignee
D Napier and Son Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by D Napier and Son Ltd filed Critical D Napier and Son Ltd
Publication of DE1085720B publication Critical patent/DE1085720B/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23RGENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
    • F23R3/00Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel
    • F23R3/02Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the air-flow or gas-flow configuration
    • F23R3/16Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the air-flow or gas-flow configuration with devices inside the flame tube or the combustion chamber to influence the air or gas flow
    • F23R3/18Flame stabilising means, e.g. flame holders for after-burners of jet-propulsion plants
    • F23R3/20Flame stabilising means, e.g. flame holders for after-burners of jet-propulsion plants incorporating fuel injection means
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64DEQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
    • B64D27/00Arrangement or mounting of power plants in aircraft; Aircraft characterised by the type or position of power plants
    • B64D27/02Aircraft characterised by the type or position of power plants
    • B64D27/16Aircraft characterised by the type or position of power plants of jet type
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02KJET-PROPULSION PLANTS
    • F02K1/00Plants characterised by the form or arrangement of the jet pipe or nozzle; Jet pipes or nozzles peculiar thereto
    • F02K1/78Other construction of jet pipes
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F42AMMUNITION; BLASTING
    • F42BEXPLOSIVE CHARGES, e.g. FOR BLASTING, FIREWORKS, AMMUNITION
    • F42B15/00Self-propelled projectiles or missiles, e.g. rockets; Guided missiles
    • F42B15/10Missiles having a trajectory only in the air

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Supercharger (AREA)

Description

  • Strahltriebwerk Die Erfindung bezieht sich auf Strahltriebwerke mit Brennkraftturbinen für Flugzeuge oder Geschosse. Bei solchen Triebwerken findet ein Verdichter mit axialein Ein- und Auslaß Anwendung, der mit dem Einlaßende einer oder mehrerer Brennkammern verbunden ist, deren Ausl -aß mit dem Düsenring od. dgl. einer mit dem Verdichter gleichachsig angeordneten Axialturbine in Verbindung steht. Die Läufer der Turbine und des Verdichters sind hierbei unmitte lbar miteinander verbunden. Die Verbrennungsgase werden nach dem Durchgang durch die Turbine mittels einer Rückstoßdüse ausgestoßen.
  • Es sind Strahltriebwerke dieser Art bekannt, bei denen ein äxial durchströmter Luftverdichter vorgesehen ist, der ein Verdichtergehäuse und zwei je einen einzelnen Kranz von Laufschaufeln aufweisende Läufer enthält. Diese laufen im Gehäuse gegensinnig um 'und bilden einen zweistufigen Überschallverdichter. Ferner enthalten diese Triebwerke wenigstens eine Brennkammer, der von diesem Verdichter Luft und durch andere Mittel Brennstoff zugeführt wird, sowie eine zweistufige Turbine, die mit Verbrennungsprodukten aus der Brennkammer (oder den B rennkammern) gespeist wird und zwei gegensinnig umlaufende, unmittelbar mit je einem Läufer der Verdichter gekuppelte Läufer enthält. Schließlich sind diese Strahltriebwerke mit einem an die Turbine angeschlossenen und in einer festen Rückstoßdüse endendem Gas-Auslaßkanal versehen.
  • Nach der Erfindung ist ein solches Strahltriebwerk mit einer Rückstoßdüse der an sich bekannten, konvergent-divergenten Form und einer abwerfbaren Ansatzdüse mit einem, an sich bekannten, konvergenten Teil versehen, die die Gase von der festen Düse aufnimmt und an ihrem rückwärtigen Ende eine Rückstoßdüse besitzt, und des weiteren mit einer lösbaren, die Ansatzdüse an der festen Düse befestigenden Verbindung sowie mit Abwerfmitteln zum Trennen der lösbaren Verbindung ausgestattet; das Strahltriebwerk besitzt ferner eine die Abwerfinittel betätigende und die Ansatzdüse beim Erreichen eines bes timmten Atmosphärendrucks abwerfende Steuereinrichtung mit einem auf den Druck der umgebenden Luft ansprechenden Glied und ein stopfenartiges, innerhalb der festen Düse angebrachtes Organ, außerdem eine von der Ansatzdüse getragene, das stopfenartige Organ vom engsten Teil der festen Düse fernhaltende Vorrichtuner und schließlich eine Feder od. dgl., die das stopfenartige Organ selbsttätig in den engsten Teil-der festen Düse befördert und deren freien Querschnitt verringert, sobald die Ansatzdüse abgeworfen ist.
  • Hier sei bemerkt, daß ein Strahltriebwerk mit einer konvergent-divergenten Hauptdüse an sich bekamit ist. Das bekannte Triebwerk aber enthält außer dieser Hauptdüse keine abwerfbare Ansatzdüse und daher auch weder Mittel zum Abwerfen einer Ansatzdüse noch eine Vorrichtung zum Verringern des Hauptdüsenquerschnitts nach dem Abwurf. Des weiteren ist es an sich bekannt, innerhalb fester Düsen voil konvergent-divergenter Form zur Regelung des Abgasstroines ein stopfenartiges, axial verschiehbares Organ anzubringen.
  • Die Erfindung bietet den bekannten Strahltriebwerken gegenüber die Möglichkeit, Brennstoff für das »Wiederaufheizen« in die _TIaupt- und/oder in die Ansatzdüse einzuspritzen, sofern letztere mit der Hauptdüse verbunden. ist. Andererseits sind die Befestigungsmittel für die - Ansatzdüse lösbar, um letztere freizugeben, sobald während des Fluges be- stimmte Flugbedingungen err ' eicht worden sind.
  • Unter »Wiederaufheizen#< ist wie üblich das Einspritzen von Brennstoff in das zur Düse strömende Gas zu verstehen, so daß der Brennstoff zusammen mit der noch unverbrauchten Luft verbrennt, die zusammen mit den Brenngasen aus der Turbine austritt; auf diese Weise werden die Menge und die Geschwindigkeit der aus der Düse austretenden Gase vergrößert.
  • Bekanntlich ist das genaueEinhalten der theoretisch zu forder * nden Betriebsbedingungen bei solchen Strahltriehwerken von besonderer- Bedeutung. Daher stellt es einen Vorteil der Eifindung gegenüber den bekannten Strahltrieb#,verl#:cn dar, daß es mit den angegebenen Mitteln möglich ist, einen einwandfreien Betrieb auch beim Start und beim Flug in niedrigen Höhen zu gewährleisten. Dies ist insbesondere durch die abwerfbare Ansatzdüse und das stopfenartige Organ erreicht, das den Querschnitt der Hauptdüse beim Abwerfen automatisch verringert.
  • Vorteilhaft ist fernerhin, daß das gesamte Triebwerk nach dein Lösen der Ansatzdüse vom Gewicht dieser Düse entlastet ist. Bekanntlich ist gerade bei Strahltriebwerken größter Wert auf ein möglichst geringes Totgewicht zu legen; außerdem läßt sich durch diesen Abwurf die Verlagerung des Gesamtschwerpunktes wieder ausgleichen, die durch den Brennstoffverbrauch im Betriebe entsteht, da der Brennstoff für gewöhnlich in am vorderen Ende des Flugkörpers liegenden Behältern untergebracht ist.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt.
  • Fig. 1 zeigt schematisch und in Seitenansicht ein mit dem Triebwerk ausgestattetes Geschoß; Fig. 2 und 3 veranschaulichen in zwei senkrecht aufeinanderstehenden Ebenen geführte Querschnitte durch die Achse des Triebwerkes; sie zeigen einerseits die linke, andererseits die rechte Seite des Triebwerkes; zusammen können beide Schnitte als ein einziger Querschnitt durch das gesamte Triebwerk aufgefaßt werden; Fig. 4 zeigt schematisch die Steuerungsanlage des Triebwerkes; Fig. 5 zeigt schematisch und im Querschnitt eine Ausführungsform der in der Steuerungsanlage des Triebwerkes vorgesehenen Brennstoff-Steuervorrichtung.
  • Bei der dargestellten Ausführungsforin ist das Triebwerk in ein Geschoß eingebaut, das außen etwa die in Fig. 1 veranschaulichte Form hat. Das Triebwerk liegt hinter der Mitte der Gesamtlänge.
  • Das Triebwerk hat einen ringförmigen Einlaßkanal A, dem die Luft durch eine Einlaßöffnung A' zugeführt wird. Diese Einlaßöffnung ist nach vorn gerichtet, und ihre äußere Wandung wird durch eine Klappe B gebildet, die um einen Zapfen BI schwenkbar ist. Der wirksame Durchgangsquerschnitt der nach vorn gerichteten Einlaßöffnung kann daher verändert werden. Die innere Wand der Einlaßöffnung wird aus dein hinteren Ende einer kurzen, rampenartigen Leitfläche B2 gebildet.
  • Der ringförmige Einlaßkanal besitzt eine im wesentlichen zylindrische Außenwandung A2 und eine etwa kegelstumpfförmige Innenwandung, die von der Außenwandung mittels stromlinienartig gestalteter Flächen A4 gehalten wird; auf diese Weise entsteht ein Einlaßkanal von allmählich sich verringerndem Querschnitt, dessen Durchmesser sich jedoch allmählich vergrößert bis zum Übergang in die ringförnlige Lufteinlaßöffnung C eines Axialverdichters Cl. Die Innenwandung A3 des Lufteinlaßkanals trägt mittels Rippen D ein Gehäuse D' für Lager D2, in denen das vordere Ende einer Läuferwelle E gelagert ist. Dieses vordere Ende steht mit einer Brennstoffpumpe F in Verbindung, die gleichfalls von der InnenwandungA3 des Lufteinlaßkanals gehalten wird.
  • Das hintere Ende der Außenwandung A2 des Lufteinlaßkanals ist mit dem Gehäuse des Verdichters Cl verbunden. Dieses Gehäuse hat am Innenumfang etwa die Gestalt eines kurzen Kegelstumpfes; das hintere Ende des Kompressors CI ist starr mit dem vorderen Ende eines Axialdifftisors verbunden, der gleichachsig angeordnete Innen- und Außenwandungen Gl und G2 aufweist. Der Durchmesser der Außenwandung G2 ist etwa gleichbleibend bzw. vergrößert sich von seinem vorderen zum hinteren Ende nur geringfügig. Der Durchmesser der Innenwandung Gl dagegen verringert sich progressiv von der vorderen Kante aus nach hinten zu.
  • Die Innenwandung Gl des Diffusors G, die von der Außenwand mit Hilfe geeigneter, radialer Streben Gs od. dgl. getragen wird, trägt ein Lager H für das vordere Ende einer zweiten Läuferwelle Hl. Diese Läuferwelle ist hohl ausgebildet, und durch sie erstreckt sich der hohle Teil Ei der Läuferwelle E hindurch.
  • Die Läuferwelle E, Ei trägt unmittelbar hinter dem Lager D2 einen Verdichterläufer 1, während die Läuferwelle HI an ihrem vorderen Ende, und zwar unmittelbar hinter dein Läuferl einen LäuferJ1 trägt. Die Läuferwellen E und H sind so angeordnet, daß sie in entgegengesetzten Richtungen umlaufen können. Die beiden Verdichterläufer J und Jl bilden also gegenläufige Läufer und zusammen einen zweistufigen Überschallverdichter. Das hintere Ende! des Diffusors G öffnet sich unmittelbar in ein ringförmiges Brennkammergehäuse K, das ein ringförrniges Flammrohr bzw. die eigentliche Brennkammer Kl üblicher Form enthält. Das vordere Ende dieser Brennkammer ragt, wie die Zeichnung erkennen läßt, etwas in den Diffusor G hinein.
  • Das hintere Ende des Brennkammergehäuses steht mit einem Turbinengehäuse L in Verbindung, und das hintere Ende des Flammrohres Kl ist in üblicher Weise mit dem Düsenkranz LI der Turbine L verbunden.
  • Die Turbine L besteht aus zwei Läufern L2 und L3, die je auf einer Welle H2 bzw. E2 angeordnet sind. Diese beiden Wellen bilden die hinteren Enden der beiden Läuferwellen E und H. Die Läufer L2 und L3 sind durch einen ortsfesten Leitschaufelkranz L4 voneinander getrennt, der am Gehäuse L angeordnet ist. Der Turbinenleitschaufelkranz L3 liegt unmittelbar vor dem vorderen Ende eines ringförmigen Abgaskanals M, dessen Außenwandung starr mit dem Turbinengehäuse L verbunden ist und mittels Streben M', die radial nach innen durch die Innenwandung hindurchragen, ein Lagergehäuse M2 trägt, Dieses Gehäuse trägt ein Paar im Abstand voneinander angeordneter Lager M5, in denen die Welle E2 ruht Aus der Zeichnung ist zu ersehen, daß der Wellenteil E2 mit dem Wellenteil E durch einen Abschnitt Ei verbunden ist, der im wesentlichen nur Torsionsbeanspruchungen unterworfen ist, da die beiden Wellenteile E und E2 beide doppelt gelagert sind.
  • Das hintere Ende H2 der Welle I-11 ruht in einem Lager Hs, das von der Innenwandung des Gehäuses K getragen wird. Diese wiederum stützt sich in dem Düsenkranz L' ab.
  • Der ringförmige Abgaskanal M hat einen mittleren Durchmesser, der sich von vorn nach hinten allmählich verringert. Dieser Abgaskanal geht in das vordere Ende eines ringförmigen Düsenkanals Über, der konvergierend-divergierend ausgebildet ist und in eine normale Düse M4 einmündet. Der Teil N des Triebwerkgehäuses erstreckt sich über das hintere Ende der Düse hinaus, wie dies in der Zeichnung zu erkennen ist; er bildet einen kegelstumpfförmigen Sitz für das vordere Ende einer lösbaren Ansatzdüse 0;- diese Düse läuft in eine konvergierende Düsenmündung 01 aus und ist anfänglich fest mit dem hinteren Ende des Triebwerkes verbunden, und zwar mittels mehrerer wegsprengbarer Bolzen 02. Diese Bolzen können durch eine Explosion züm Bruch gebracht werden, die in an sich bekannter Weise durch einen elektrischen Zündstrom ausgelöst wird.
  • Im Innern der Düse M4 liegt ein stopfenartiger Teil W, der in dem Ende einer Trägeranordnung Wl verschiebbar ist. Diese Anordnung ist starr mit dem Lagergehäuse M2 verbunden und weist eine Feder W2 auf, die das Bestreben hat, den Teil W in den engeren Teil der Düse M4 zu drücken. Befindet sich die Ansatzdüse 0 in ihrer gesicherten Betriebsstellung, so sorgt ein von der Düse 0 getragenes Glied Ws dafür, daß der stopfenartige Teil W in seiner vorderen Endstellung gehalten wird.
  • Die Anordnung ist derart getroffen, daß, wenn die Ansatzdüse 0 sich in ihrer Betriebsstellung befindet, die konvergierende Düse 01 die wirksame Düse des Triebwerks bildet; wenn dagegen durch Sprengen der Bolzen 02 die Ansatzdüse 0 von dem übrigen Teil des Triebwerks freigegeben wird und sich von dem Triebwerk löst, so wird die Düse M4 zur wirksamen Düse. Die plötzliche Unterbrechung, die an der Stelle erfolgt, wo diese Düse am inneren Ende der Innenwandung des Ansatzes 02 endet, gibt die Gewähr dafür, daß die Gase durch die Düse M4 ausgestoßen werden, so als wenn sie das äußerste hintere Ende des Triebwerkes bildet. Im gleichen Augenblick bewegt sich der Teil W nach hinten in den engeren Teil der Düse M4 und bestimmt so genau den wirksamen Querschnitt dieser Düse, nachdem die Düse 0 ausgestoßen worden ist.
  • Innerhalb der Ansatzdüse 0 sind mehrere Brennstoffeinspritzdüsen 03 angeordnet; ihnen kann Brennstoff durch eine Leitung 04 zugeführt werden. Wenn die Düse 0 sich in ihrer Betriebslage befindet, steht die Leitung 04 mit einer Leitung 05 zur Zuführung von Wiederaufheizbrennstoff in Verbindung. Die Verbindung zwischen der Leitung 04 und der im Triebwerk verlegten Leitung 05 erfolgt mittels einer an sich bekannten Kupplung, die, wenn sie unterbrochen wird, selbsttätig die Leitung 05 verschließt. Wird also die Düse 0 beim Bruch der Bolzen 02 freigegeben und die Verbindung zwischen den Leitungen 04 und 05 unterbrochen, so wird die Leitung 05 geschlossen, so daß aus ihr kein weiterer Brennstoff austreten kann.
  • Die Anordnung ist also so getroffen, daß Brennstoff für Wiederaufheizzwecke den Brennstoffdüsen 03 zugeführt werden kann, wenn die Ansatzdüse 0 sich in ihrer Betriebsstellung befindet; jede weitere Brennstoffzufuhr durch die Leitung 05 wird aber selbsttätig unterbrochen, wenn die Ansatzdüse 0 gelöst wird.
  • Die Form der Düse 0 und des konvergierenden Düsenmundes 01 kann so gewählt werden, daß die hinreichende Versorgung des Triebwerks mit Brennstoff für Wiederaufheizzwecke durch Zufuhr des Brennstoffs durch die Leitungen 05, 04 zu den Brennstoffdüsen 03, beispielsweise während des Startes und beim Flug in niedrigen Höhen, gewährleistet ist. Umfang und Querschnitt der Düse M4 andererseits kann so ausgebildet sein, daß ein ordnungsmäßiger Betrieb unter Verzicht auf Wiederaufheizbrennstoff stattfindet, wenn die Ansatzdüse 0 gelöst worden ist. Auf diese Weise ist die beste Düsenform und der beste DÜsenquerschnitt für beide Betriebsverhältnisse gewährleistet; überdies ist das gesamte Triebwerk im Betriebe nach dem Lösen der Düse 0 von dem Gewicht dieser Düse entlastet. Damit wird nicht nur das zu fördernde Gewicht reduziert, sondern es wird gleichzeitig bis zu einem gewissen Grade die am vorderen Ende des Triebwerks stattfindende Gewichtsverminderung kompensiert, die dadurch entsteht, daß Brennstoff aus dem Vorratsbehälter verbraucht wird, der, wie die Zeichnung (Fig. 2) erkennen läßt, bei P in der Flugrichtung vor dein Lufteinlaßkanal A liegt.
  • Für den Normalbetrieb sind Brennstoffdüsen K2 in der Brennkammer Kl angeordnet, die durch Brennstoffleitungen K3 gespeist werden.
  • In den Fig. 4 und 5 ist die Einrichtung zur Zuführung des Brennstoffs und zur Regelung der Brennstoffzufuhr schematisch veranschaulicht. Sie weist eine Brennstoffpumpe F auf, die, wie schon erwähnt, von einer der Läuferwellen des Triebwerks antreibbar ist. Die Pumpe fördert den Brennstoff über ein in bekannter Weise membrangesteuertes Ventil Q und eine Vorrichtung QI mit regelbarere Durchtrittsdüse. Der Druckabfall des der Leitung K3 zugeführten Brennstoffes ist in bekannter Weise durch das membrangesteuerte Ventil Q aufrechterhalten. Die Einstellung der Vorrichtung Ql mit der kalibrierten Öffnung ist abhängig von der Einstellung zweier Hülsen Q2 und Qs. Die Stellung der Hülse Q2 wird elektrisch mittels einer elektromagnetisch betriebenen Vorrichtung Q4 geregelt. Diese Vorrichtung arbeitet in Abhängigkeit von der Spannung eines Elektrogenerators R, dessen Spannung von seiner Umlaufgeschwindigkeit abhängt. Der Generator R ist von einem der Triebwerkwellen antreibbar, d. h. also die Stellung der Hülse Q2 hängt von der Umlaufgeschwindigkeit dieser Welle ab. Die Stellung der anderen Hülse Q3 ist mittels einer hydraulischen Servovorrichtung S regelbar, deren Ventil S' mittels einer auf Druckänderung ansprechenden Membran steuerbar ist. Die beiden Seiten dieser Membran werden einerseits von dem Gesamtdruck, anderseits von dem im Einlaßkanal A herrschenden und durch ein Rohr S3 abgesogenen statischen Druck beeinflußt.
  • Wie die Zeichnung erkennen läßt, liefert die Pumpe F durch eine Leitung T und über eine Vorrichtung T' mit regelbarer Düsenöffnung Brennstoff auch in die Leitung 05. Diese Leitung 05 führt zur Wiederaufheiz-Einspritzdüse 03; in der Leitung 05 liegt auch eine Bruchscheibe 742 od. dgl., die nur dann zu Bruch geht, wenn der Druck des von der Pumpe F gesteuerten Brennstoffs einen bestimmten Wert erreicht. Die kalibrierte Düsenöffnung der Vorrichtung T' ist mittels einer Servovorrichtung T3 steuerbar. Auch diese wird von dem Ventil S' beherrscht, so daß die beiden Vorrichtungen mit Kaliberdüsen QI und Tl von dem Ventil S' steuerbar, d. h. abhängig sind von dein Gesamtdruck und dem statischen Druck in dem Einlaßkanal A.
  • Der durch die Kaliberdüsenvorrichtung Ql hindurchtretende Brennstoff gelangt durch eine Bruchscheibe K4 od. dgl., die gleichfalls nur dann zu Bruch geht, wenn der Druck des von der Pumpe F gelieferten Brennstoffs einen bestimmten Wert erreicht. Der Brennstoff gelangt zu den Einspritzdüsen K2 in der Brennkammer Kl. Gegebenenfalls kann dieser Brennstoff um den Stromerzeuger R herumgeführt werden, um ihn zu kühlen. Aus der Leitung 05 wird Brennstoff durch eine Leitung U abgezweigt und durch ein Servoventil Ul hindurchgeführt, das mittels einer dem Atmosphärendruck ausgesetzten Aneroidkapsel U2 steuerbar ist; der Brennstoff gelangt auf diese Weise zu einer hydraulisch betätigten Servoeinrichtung U3. Wenn in der Leitung 05 Druck herrscht und eine hinreichend große Höhe erreicht ist, so dient diese ServoeinrJchtung U3 dazu, die Klappe B in der in Fig. 1 mit strichpunktierten Linien angedeuteten Lage zu halten, bei welcher der Querschnitt der Einlaßöffnung über seinen Normalwert hinaus vergrößert ist. Das Servoventil Ul und die Aneroidkapsel U2 sind so angeordnet, daß beim Erreichen einer bestimmten Höhe das Ventil Ul in eine Stellung gelangt, in der« die Servovorrichtung U3 bewirkt, daß die Klappe B in die in Fig. 1 mit vollausgezogenen Linien veranschaulichte Stellung geklappt wird. Im gleichen Augenblick oder bei einer etwas anderen Höhe bewirkt die Verstellung des Ventils Ul auch die Betätigung eines Mikroschalters V. Dieser Schalter schließt den zu den Sprengbolzen 02 führenden Stromkreis; dies hat zur Folge, daß die Ansatzdüse 0 freigegeben wird und die Hauptdüse M4 zur Wirkung kommt.
  • Die Zeichnung läßt weiterhin erkennen, daß mit dem von der Pumpe F unter Druck geförderten Brennstoff eine Servovorrichtung Y steuerbar ist. Mittels dieser Vorrichtung können aerodynamisch wirksame Stenerrippen od. dgl. betätigt und die weiter oben erwähnten hydraulischen Servovorrichtungen in Wirkung gesetzt werden.
  • Wie aus Fig. 5 zu erkennen ist, ist die Brennstoffsteuerungseinrichtung mit den Kaliberdüsenvorrichtungen Ql und T', welche von den Servovorrichtungen S und T3 in Abhängigkeit von den Ventilen S' betätigt werden, von der Wirkung der Mernbran S2 abhängig, auf deren einen Seite der im Einlaßkanal A herrschende Gesamtdruck lastet, während auf die andere Seite der Membran der statische Druck in dem Einlaßkanal A und die Kraft einer Feder Z einwirken-.
  • Die mit Öffnungen versehene Folgehülse S4 des Ventils S' steht über einen Hebel X mit dem Kolben der Servovorrichtung S in Verbindung. Die Bewegung des Kolbens S und damit der Hülse Q3 wird daher in genauem Verhältnis -auf das Ventil S' übertragen. Andererseits hat die Bewegung der Servovorrichtung T3 und damit der Steuerhülse der Kaliberdüsenvorrichtung T' keine unmittelbare Einwirkung auf die Bewegung der Hülse S', vielmehr werden bei der Verstellung des Ventils S' jene Teile so gesteuert, daß die auf die Membran S2 einwirken-den Kräfte zur Folge häben, daß das Ventil S' seine neutrale Stellung einnimmt.
  • Im Betriebe werden die Läufer des Brennkraftturbinentrieb-,verks mechanisch oder durch Durchpressen von Arbeitsmittel durch das Triebwerk so lange in Umlauf gesetzt, bis sie eine Umlaufgeschwindigkeit erreicht haben, bei welcher -der Druck des von der Pumpe F gelieferten Brennstoffs so angestiegen ist, daß die Bruchscheiben K4 zerplatzen; nunmehr wird Brennstoff den Düsen K2 zugeführt, und er wird dort in bekannter Weise zur Entzündung «gebracht,' so daß der selbsttätige Betrieb der Brennkraftturbine einsetzen kann. Die Drehzahl der Läufer steigt dann so lange an, bis der Brennstoffdruck ausreicht, um die Bruchscheibe T2 zu zerbrechen. Von diesem Augenblick an wird der Brennstoff auch den Düsen 03 zugeführt. In diesem Zeitpunkt befindet sich das Triebwerk bereits in der Luft, sei es, daß es mittels eines Katapultes oder einer Raketenhilfseinrichtung gestartet worden ist, sei es, daß es durch seine eigenen Vortriebskräfte in der Luft gehalten wird. Die Zufuhr des Brennstoffs sowohl zu den Düsen K2 als auch zu den Düsen 03 wird also selbsttätig durch die Servovorrichtungen S und T3 geregelt, und zwar in Ab- hängigkeit von dem Servoventil S". Letzteres ist wiederum abhängig von der Steuerung durch die Membran S2 und damit abhängig von dein im Einlaßkanal A herrschenden Gesamtdruck und dem statischen Druck. Dieser Betriebzustand wird im wesentlichen konstant aufrechterhalten, wenn das Triebwerk entsprechend dem -vorbestimmten Machzahlverhältnis zwischen den Triebwerksteilen, auf welche der durch das Triebwerk hindurchtretende Gasstrom auftrifft, einen bestimmten Betriebszustand erreicht hat. Während der anfänglichen Betriebsperiode hält die Servovorrichtung U:t, U3 die Klappe B in ihrer vollgeöff -neten Stellung. Beim Erreichen einer bestimmten Flughöhe bewegt die Aneroidkapsel U2 jedoch das Servoventil Ul in eine solche Lage, daß die KlappeB in ihre normale Stellung bewegt wird, die in Fig. 1 mit voll ausgezogenen Linien veranschaulicht ist. In dieser Stellung wird die Klappe anschließend gehalten. Im gleichen Zeitpunkt oder anschließend bewirkt die Kapsel U2 auch das Schließen des im Sprengstromkreis liegenden Schalters V, so daß die Sprengbolzen 02 zersprengt werden und die Ansatzdüse 01 freigegeben wird; damit kommt die Hauptdüse M4 zur Wirkung. Die Brennstoffleitung 05 wird dabei selbsttätig nach Abtrennung der Brennstoffleitung 04 geschlossen.
  • Bei dem weiteren Fluge des Triebwerks wird die Brennstoffzufuhr zu den Düsen K2 von der Servovorrichtung S gesteuert, und zwar in Abhängigkeit von dem Servoventil S" und damit von der Meinbran S2 entsprechend dem Gesamtdruck und dem statischen Druck im Einlaßkanal A; es werden also die Arbeitsbedingungen innerhalb des ganzen Brennkraftturbinentriebwerks weiterhin konstant -gehalten.

Claims (1)

  1. PATENTANSPRUCH: Strahltriebwerk mit axial durchströmtem Luftverdichter, der ein Verdichtergehäuse und zwei je einen einzelnen Kranz von Laufschaufeln aufweisende Läufer enthält, die im Gehäuse gegensinnig umlaufen und einen zweistufigen Überschallverdichter bilden, ferner mit wenigstens einer Brennkammer, der von diesem Verdichter Luft und durch andere Mittel Brennstoff zugeführt wird, und mit einer zweistufigen Turbine, die mit Verbrennungsprodukten aus der Brennkammer gespeist wird und zwei gegensinnig umlaufende, unmittelbar mit je einem Läufer des Verdichters gekuppelte Läufer enthält, sowie mit einem an die Turbine angeschlossenen und in einer festen Rückstoßdüse endenden Gas-Auslaßkanal, gekennzeichnet durch die an sich bekannte konvergentdivergente Form der Rückstoßdüse (Mg), durch eine abwerfbare- Ansatzdüse (0) mit einem an sich bekannten konvergenten Teil (01), die die Gase*von der festen Düse aufnimmt und an ihrem rückwärtigen Ende eine Rückstoßdüse besitzt, ferner durch eine lösbare, die Ansatzdüse (0) an der festen Düse (M3) befestigende Verbindung (02), durch Abwerfmittel zum Trennen der lösbaren Verbindung, durch eine die.Abwerfmittel betätigende und die Ansatzdüse (0) beim Erreichen eines bestimmten Atmosphärendrucks abwerfende Steuereinrichtung mit einem auf den Druck der umgebenden Luft ansprechenden Glied, durch ein stopfenartiges, innerhalb der festen Düse (M3) angebrachtes Organ (W), durch eine von der Ansatzdüse (0) getragene und das stopfenartige Organ (W) vom engsten Teil der festen Düse (M3) fernhaltende Vorrichtung (W3) und schließlich durch eine Feder (W2) od. dgl., die das stopfenartige Organ (W) selbsttätig in den engsten Teil der festen Düse (M3) befördert und deren freien Querschnitt verringert, sobald die Ansatzdüse (0) abgeworfen ist.
DEN10539A 1954-04-27 1955-04-21 Strahltriebwerk Pending DE1085720B (de)

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