DE1192058B

DE1192058B - Beam deflection device made up of several pivotable rings arranged one behind the other

Info

Publication number: DE1192058B
Application number: DED39489A
Authority: DE
Inventors: Hans Lemmerzahl
Original assignee: Dornier Werke GmbH
Current assignee: Dornier Werke GmbH
Priority date: 1962-07-28
Filing date: 1962-07-28
Publication date: 1965-04-29

Description

Strahlumlenkeinrichtung aus mehreren hintereinander angeordneten schwenkbaren Ringen In senkrecht startenden Flugzeugen können verschiedene Triebwerke und Triebwerksanordnungen zur Anwendung kommen. Es gibt Flugzeugausführungen, in denen zu den für den Vorwärtsflug notwendigen Triebwerken noch zusätzlich Triebwerke für den Start- und Landevorgang eingebaut sind, und Ausführungen, in denen die Triebwerke so ausgebildet sind, daß sie zum Senkrecht- wie auch zum Horizontalflug geeignet sind. Letztere haben entweder schwenkbar aelagerte Triebwerke oder fest eingebaute Triebwerke mit Einrichtungen zur Strahlumlenkung. Durch die Umlenkeinrichtung wird während der Start- und Landephase der Gasstrahl zum Boden gerichtet und so das senkrechte Fliegen ermöglicht. Für den Horizontalflug wird die Umlenkeinrichtung in ihre Mittellage zurückgeschwenkt.Beam deflection device made up of several pivotable ones arranged one behind the other Rings Various engines and engine arrangements can be used in aircraft that take off vertically come into use. There are aircraft designs in which to those for the forward flight necessary engines also additional engines for the take-off and landing process are installed, and versions in which the engines are designed so that they are suitable for vertical as well as horizontal flight. The latter have either Pivoting mounted engines or permanently installed engines with devices for beam deflection. The deflection device is used during the take-off and landing phase the gas jet is directed towards the ground and thus enables vertical flying. For During level flight, the deflection device is swiveled back into its central position.

Bekannt sind Umlenkeinrichtungen mit schwenkbaren, halbkreisförmigen Krümmerseginenten. Im ausgefahrenen Zustand leiten sie den Gasstrahl aus der horizontalen Richtung senkrecht nach unten. Die Umlenkung ist nur nach dieser Seite möglich.Deflection devices with pivotable, semicircular ones are known Manifold segments. When extended, they direct the gas jet out of the horizontal Direction vertically downwards. The redirection is only possible to this side.

Die oben beschriebenen Umlenkeinrichtungen sind von der Mittellage aus nur in einer Richtung, hauptsächlich nach unten, mehr oder weniger weit schwenkbar. In einigen Fällen ist jedoch eine Ab- lenkung des Schubstrahles auch in entgegengesetzter Richtung und somit auch ein größerer Winkel des Schwenkbereiches erforderlich. Zum Beispiel bei Hubtriebwerken soll durch eine Ablenkung nach hinten eine zusätzliche Vorwärtsbeschleunigung und durch Ablenken nach vorne eine Bremsung bewirkt werden.The deflection devices described above can only be pivoted to a greater or lesser extent from the central position in one direction, mainly downwards. In some cases, however, a waste deflection of the thrust jet in the opposite direction and hence a larger angle of the pivoting range required. In the case of lifting engines, for example, an additional forward acceleration should be achieved by deflecting backwards and braking should be effected by deflecting forwards.

Bei anderen bekannten Anordnungen sind biegsame Rohrkrümmer vorgesehen, um mit ihrer Hilfe schwenkbare Ausstoßdüsen für Strahltriebwerke zu erhalten, wobei die Düsen nach entgegengesetzten Richtungen hin verschwenkt werden können. Hierbei besteht der Rohrkrümmer aus einer größeren Anzahl von zylindrischen Ringgliedern, die miteinander durch die diametral gegenüberliegende Gelenke verbunden sind. Es sind dabei äußere Ringe vorgesehen, die aus Doppelringen mit zwei konzentrischen Wandungen bestehen. In die Zwischenräume zwischen die beiden Wandungen werden innere Ringe so eingefügt, daß sie den Abstand zwischen zwei aufeinander foll-enden und durch die Gelenke miteinander verbundenen äußeren Ringen überbrücken. Die Innenrin-e weise an ihren Rändern kreisförmige Wülste auf, die in die Zwischenräume der Doppelpassen und für eine Abdichtung sorgen sollen. Z-iii2 andere bekannte Anordnung mit biegsamen e St##-,11#llai-#strittsrohr besteht ebenfalls aus einer Reihe von beweglichen Ringen, die aber nicht zylindrisch ausgebildet sind, sondern sich konusförmic, verjüngen und einander teilweise überdecken. Die Herstellung derartiger biegsamer Rohrkrümmer ist kompliziert, und außerdem ist das Problem der Ab- dichtung schwierig. Wie die eine der genannten Anordnungen erkennen läßt, ist dazu eine genaue und kostspielige Bearbeitung der Dichtflächen und Wülste nötig. Auch ist ein Verklemmen der einzelnen Ringe wegen ihrer unterschiedlichen Aufheizung durch die heißen Treibgasstrahlen möglich. Beide bekannte Anordnungen erfordern wegen ihrer konstruktiven Ausbildung eine große Anzahl von Ringen, um eine nennenswerte Umlenkung der Treibgasstrahlen zu erreichen. Dieser Umstand hat eine erhebliche Verlängerung der gesamten Triebwerksanordnung zur Folge. Hinzu kommt noch die damit verknüpfte beträchtliche Gewichtserhöhung. Diese Nachteile fallen besonders stark ins Gewicht bei Strahltriebwerken, die als reine Hubtriebwerke eingesetzt werden sollen und deren Bauhöhe bzw. Triebwerkslänge somit stark begrenzt ist.In other known arrangements, flexible pipe bends are provided in order to obtain with their aid pivotable jet nozzles for jet engines, which nozzles can be pivoted in opposite directions. Here, the elbow consists of a large number of cylindrical ring members that are connected to one another by the diametrically opposed joints. There are outer rings are provided, which consist of double rings with two concentric walls. Inner rings are inserted into the spaces between the two walls in such a way that they bridge the distance between two outer rings that end on one another and are connected to one another by the joints. The inner rings have circular beads on their edges, which should fit into the spaces between the double rings and ensure a seal. Z-iii2 another known arrangement with flexible e St ## -, 11 # llai- # strittsrohr also consists of a series of movable rings, which are not cylindrical, but conical, taper and partially overlap one another. The production of such flexible elbow is complicated, and also the problem of waste is difficult seal. As one of the arrangements mentioned reveals, an exact and costly machining of the sealing surfaces and beads is necessary for this. Jamming of the individual rings is also possible because of their different heating by the hot propellant gas jets. Because of their structural design, both known arrangements require a large number of rings in order to achieve a significant deflection of the propellant gas jets. This fact results in a considerable lengthening of the entire engine arrangement. In addition, there is the associated considerable increase in weight. These disadvantages are particularly significant in the case of jet engines which are intended to be used as pure lifting engines and whose overall height or engine length is therefore severely limited.

Es ist auch eine Anordnung zur Strahlumlenkung für Hubtriebwerke mit angebautem Hubgebläse bekannt. Das Gehäuse für das Hubtriebwerk, wie auch für das konzentrisch dazu liegende Gebläse, ist am Strahlaustritt von teilsphärischer Form. Zusätzlich ist jeweils ein Ring von entsprechender sphärischer Gestalt vorgesehen, der um eine quer zur Triebwerksachse liegende Achse schwenkbar ist. Durch diesen ehnzigen, den austretenden Strahl einhüllenden Ring ist eine geringe Strahlablenkung für Steuerzwecke in entgegengesetzten Richtungen möglich. Der Umlenkbereich ist aber zu aering, um eine wirklich wirksame Steuerung beim Senkrechtstart bzw. beim Schwebe- und übergangsflug zu gewährleisten.There is also an arrangement for beam deflection for lifting engines with mounted lifting fan known. The housing for the lift engine, as well as for the Concentric fan is partially spherical in shape at the jet outlet. In addition, a ring of a corresponding spherical shape is provided in each case, which is pivotable about an axis lying transversely to the engine axis. Through this The unique ring that envelops the emerging beam is a low beam deflection possible for control purposes in opposite directions. The deflection area is but too aering to have a really effective control during vertical takeoff or during To ensure hovering and transitional flight.

Der Erfindung lag die Aufgabe zu-runde, den C LD Nachteil des einseitigen und des zu geringen SchwenkbarIkeitsbereiches der bekannten Umlenkeinrichtungen zu beseitigen. Außerdem soll die Länge der Triebwerksanordnung bzw. die Bauhöhe bei Hubtriebwerken möglichst gering gehalten werden. Die Erfindung geht dabei von Strahltriebwerken mit Strahlumlenkeinrichtungen aus, bei denen mehrere hintereinander angeordnete sich verjüngende und sich teilweise überdeckende bewegliche Ringe angeordnet sind. Das Ziel wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß jeder nachfolgende Ring mit dem vorher-ehenden Rine über ein Paar diametral gegenüberliegender Laschen verbunden ist. Vorteilhafterweise werden die Ringe hierbei in an sich bekannter Weise als Kugelzonen ausgebildet. Durch die hier vorgeschlagene Anordnung kann eine große Umlenkung der austretenden Treibgasstrahlen mit wenigen Ringen erreicht und damit eine geringe Bauhöhe der Triebwerke eingehalten werden. Weiterhin ist die Möglichkeit geschaffen, daß ein Gasstrahl von im wesentlichen gleichbleibendem Querschnitt beibehalten werden kann. Trotz Verwendung mehrerer aufeinanderfolgender Ringe bleibt die Gesamtzahl der nötigen Ringe gegenüber den bekannten Anordnungen mit biegsamen Rohrkrümmern sehr gering.The invention had the object to Round to eliminate the C LD disadvantage of the unilateral and insufficient SchwenkbarIkeitsbereiches the known deflection. In addition, the length of the engine arrangement or the overall height in the case of lifting engines should be kept as low as possible. The invention is based on jet engines with jet deflection devices in which a plurality of tapering and partially overlapping movable rings are arranged one behind the other. The aim is achieved according to the invention in that each subsequent ring is connected to the previous ring by a pair of diametrically opposed tabs. The rings are advantageously designed as spherical zones in a manner known per se. Due to the arrangement proposed here, a large deflection of the exiting propellant gas jets can be achieved with a few rings and thus a low overall height of the engines can be maintained. Furthermore, the possibility is created that a gas jet of essentially constant cross section can be maintained. Despite the use of several successive rings, the total number of rings required remains very small compared to the known arrangements with flexible pipe bends.

An Hand der Zeichnung F i g. 1 und 2 sei die Erfindung näher erläutert.With reference to the drawing F i g. 1 and 2 the invention is explained in more detail.

In der Zeichnung F i g. 1 sei der Auslauf eines Hubtriebwerkes dargestellt, der mit einer Umlenkeinrichtung gemäß der Erfindung versehen ist. Die Umlenkeinrichtung befindet sich in ihrer Mittellage. Der Schubstrahl wird nicht abgelenkt. Die Umlenkeinrichtung selbst besteht aus einer Anzahl als Kugelzonen ausgebildeter Ringe A" A, usw. Infolgedessen können die Ringe kugelgelenkartig ineinandergreifen. Die einzelnen Ringe sind jeweils über ein Paar einander diametral gegenüberliegender Gelenkpunkte n mit dem vorhergehenden Ring verbunden. Am obersten Ring sind im Ausführungsbeispiel die Gelenkpunkte für den nachfolgenden Ring fest angeordnet. Für den nachfolgenden Ring sind die Gelenkpunkte beweglich angeordnet. Hierfür ist jeweils ein Paar diametral gegenüberliegender Laschen m vorgesehen, welche die Verbindung zwischen zwei aufeinanderfolgenden Ringen herstellen. Die Koppelung der kugelgelenkartigen Ringe A erfolgt so, daß sie eine seitliche Verschiebung der einzelnen Kugelringe während der Schwenkbewegung erlaubt. Die hierfür notwendigen Laschen m werden je nach Zahl der Ringe A eingesetzt. In dem gezeigten Beispiel ist nur eine Lasche dargestellt.In the drawing F i g. 1 shows the outlet of a lifting mechanism which is provided with a deflection device according to the invention. The deflection device is in its central position. The thrust jet is not deflected. The deflection device itself consists of a number of rings A ″ A, etc. designed as spherical zones. As a result, the rings can interlock like a ball joint. The individual rings are each connected to the preceding ring via a pair of diametrically opposite hinge points n pivot points for the subsequent ring fixed. for the subsequent ring, the pivot points are arranged to be movable. for this purpose, a pair of diametrically opposed tabs m is provided respectively, which establish the connection between two consecutive rings. the coupling of the ball joint type rings a is such that it comprises a Lateral displacement of the individual ball rings during the pivoting movement is allowed. The tabs m required for this are used depending on the number of rings A. In the example shown, only one tab is shown.

Die Laschen m können durch Federkraft in ihre dem Zustand der Nichtumlenkung zugeordnete Ruhelage zurückgeführt werden. So können die Laschen selbst z. B. als Federelemente ausgebildet werden und durch ihre Spannkraft die Kugelringe A in ihre Ruhelage zurückführen und infolgedessen in einer solchen Lage halten, daß sie dem Gasstrahl einen strömungstechnisch günstigen Verlauf geben. Ebenfalls ist es möglich, die Lage der Kugelringe A vorher zu bestimmen, so daß sie bei der Verschwenkung in gewünschter Anordnung arretieren. Durch die z. B. teleskopartige Verstellvorrichtung K kann die Umlenkung in den eingezeichneten Richtungen erfolgen.The tabs m can be returned to their rest position associated with the non-deflection state by spring force. So the tabs themselves z. B. are designed as spring elements and return the ball rings A to their rest position by their clamping force and consequently hold them in such a position that they give the gas jet a fluidically favorable course. It is also possible to determine the position of the ball rings A beforehand so that they lock in the desired arrangement when they are pivoted. Through the z. B. telescopic adjusting device K can be deflected in the directions shown.

Eine Umlenkung mitileren Ausmaßes zeigt F i ge. 2. Größere Winkelbereiche für die Umlenkung lassen sich durch eine entsprechend höhere Zahl der kugelgefenkartigen Ringe A erreichen. In der Zeichnung ist der übersicht halber eine einfache Verstellvorrichtung K gezeigt. Falls diese für die gewünschte Einstellung nicht ausreicht, kann eine andere verwendet werden, die an mehreren Punkten angreift. In F i g. 2 ist die Schwenkung nach der einen Richtung gezeigt. Es ist aber auch möglich, in der entgegengesetzten Richtung auszuschwenken.A redirection of moderate extent is shown in FIG. 2. Larger angular ranges for the deflection can be achieved by a correspondingly higher number of spherical pin-like rings A. For the sake of clarity, a simple adjusting device K is shown in the drawing. If this is not sufficient for the desired setting, another can be used, which attacks at several points. In Fig. 2 shows the pivoting in one direction. But it is also possible to swing out in the opposite direction.

Die Umlenkeinrichtung kann nach der Triebwerksdüse angebracht oder auch für den Düsenauslauf ausgebildet werden, so daß sie im letzteren Falle ein Bestandteil der Düse selbst ist.The deflection device can be attached or downstream of the engine nozzle can also be designed for the nozzle outlet, so that in the latter case it is a Is part of the nozzle itself.

Eine Verwendung der Umlenkeinrichtung ist im besonderen bei senkrechten Hubtriebwerken möglich. Die hier vorgeschlagene Bauweise erlaubt eine verhältnismäßig große Umlenkung, verglichen mit anderen Umlenkeinrichtungen gleicher Bauhöhe, so daß sie ebenfalls gut in Gondeln an den Flügelenden verwendet werden kann, wobei bekanntlich eine geringe Bauhöhe der Triebwerke erforderlich ist.One use of the deflection device is in particular with vertical Hoist drives possible. The construction proposed here allows a relatively large deflection, compared to other deflection devices of the same overall height, see above that it can also be used well in nacelles at the wing tips, with as is known, a low overall height of the engines is required.

Besonders günstig ist die Möglichkeit der großen Richtungsänderung des Schubstrahles, die durch die erfindungsgemäße Umlenkeinrichtung gegeben ist, bei Kurz- und Senkrechtstartflugzeugen. Das Triebwerk kann hier für den Hub, den Vorwärtsschub und außerdem durch Richten des Gasstrahles nach vorn zum Bremsen verwendet werden.The possibility of large changes in direction is particularly favorable of the thrust jet, which is given by the deflection device according to the invention, for short and vertical take-off aircraft. The engine can here for the hub, the Forward thrust and also used for braking by directing the gas jet forward will.

Claims

Claims: 1. Jet engine with a jet deflection device made up of several tapering and partially overlapping movable rings arranged one behind the other, d a d urch g e - indicates that each subsequent ring is connected to the preceding ring via a pair of diametrically opposite tabs.

2. Jet engine according to claim 1, characterized in that the tabs are returned to their rest position associated with the non-deflection state by spring force. Documents considered: German Auslegeschrift No. 1 101877; British Patent No. 688,231; USA. Pat. No. 3,041,830.