DE1109415B

DE1109415B - Duesenstock fuer aerodynamische Windkanaele

Info

Publication number: DE1109415B
Application number: DED30202A
Authority: DE
Inventors: Hans Gehringer; Dr-Ing Erwin Bauer
Original assignee: Dinglerwerke AG
Current assignee: Dinglerwerke AG
Priority date: 1959-03-13
Filing date: 1959-03-13
Publication date: 1961-06-22

Description

Düsenstock für aerodynamische Windkanäle Für Versuchsarbeiten an aerodynamischen Windkanälen, die der Luftfahrtforschung dienen, ist es unerläßlich, die Form der der Meßstrecke vorgelagerten Luftdüsen der zu erzielenden Luftgeschwindigkeit anzupassen. Da unterschiedliche Mach-Zahlen verschiedenartig geformte Düsen erfordern, deren Anzahl bei großen Meßbereichen erheblich ist, so ist man dazu übergegangen, die Düsenwände verstellbar zu machen, und zwar dadurch, daß sie an einzelnen Punkten abgestützt werden, wobei die Abstützungsvorrichtung in irgendeiner Weise verschieblich gestaltet ist. Infolge der hierbei auftretenden Verformung der Blechwand und durch die Luftdruckdifferenz zwischen Außen-und Innenseite treten im Innern der Wand erhebliche Spannungen auf, die eine plastische Verformung des Düsenbleches hervorrufen, -welche die Einrichtung unbrauchbar macht. Je weiter die Stützpunkte auseinanderliegen, desto größer muß die Wandstärke der Haut gehalten werden, um die durch den Luftdruck hervorgerufenen Kräfte ohne starke Verformung der Wand durch die Stützpunkte ableiten zu können. Je stärker die Wand ist, desto höher aber werden die auftretenden Spannungen.
Diese Nachteile werden durch die Erfindung wirksam behoben. Sie besteht in einem Düsenstock für aerodynamische Windkanäle mit veränderlicher, flexibler, auf quer zur Düsenachse verstellbaren Abstützungen ruhender Düsenwand und ist dadurch gekennzeichnet, daß die verstellbare Wand durch eine beliebige Anzahl von quer zur Düsenachse verschiebbaren, zu einem einheitlichen Block zusammengefaßten Lamellen gebildet ist und als Wand eine elastische, leicht verformbare, in Längsrichtung gespannte Haut in Form eines dünnen Stahlbleches oder einer Kunststoff-Folie verwendet wird, die eine weitgehende Anpassungsfähigkeit an die leichtverstellbarenLamellen zuläßt. Als Folge hiervon ergibt sich ein weit größerer Verstellbereich der Düsen als mit den bekannten Einrichtungen, zumal durch die Verminderung der Stärke der Verkleidung sich gleichzeitig die Biegebeanspruchung verringert. Dadurch, daß jede einzelne Lamelle verschiebbar ist, läßt sich der jeweilige Verlauf der Düse stufenförmig ausbilden.
Die die einzelnen Stufen ohne Bildung von Knicken überbrückende dünne gespannte Haut kann, wenn sie aus Blech besteht, beispielsweise durch magnetische Kräfte angezogen werden. Die aus einer Kunststoff-Folie gebildete Haut kann ebenso wie die Blechhaut durch besondere an ihr angebrachte Haltevorrichtungen an den einzelnen Lamellen des Düsenblocks festgehalten werden, und zwar derart, daß in Richtung der Düsenachse eine Verschiebung der Haut relativ zu den Lamellen möglich ist, während sie senkrecht zur Düsenachse festgehalten ist.
In weiterer Ausbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, die die Düsenwand gestaltenden Lamellen durch starre Wände voneinander zu trennen, damit jede einzelne Lamelle lediglich diejenige Kraft aufzunehmen hat, die dem Druckunterschied des Lamellenabstandes entspricht. Hierdurch wird bei Verstellung der Lamellen im Betrieb die Reibung, die durch den axialen Druck zwischen den Lamellen entsteht, weitgehend verringert. Außerdem ist es zweckmäßig, den Druck aus dem Düsenraum durch Bohrungen auf die Unterseite der Lamellen zu leiten, wodurch die Kraft in der Verstelleinrichtung für die Lamellen wesentlich vermindert werden kann.
In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigt Fig. 1 einen senkrechten Längsschnitt durch eine Düse, Fig. 2 eine Draufsicht auf die Anordnung nach Fig. 1, Fig. 3 einen Schnitt nach A-A, Fig. 4 einen senkrechten Schnitt durch eine Düse anderer Ausführung.
Zwischen den parallelen Wänden 1 der Düse 2 sind die Lamellen 3 in Querrichtung eingebracht und durch die mittels der Federn 4 gespannte Blech- oder Kunststofihaut 5 überzogen (Fig. 1, 2).
Auf die Lamellen 3 wirken die auf der parallel zur Düsen achse verlaufenden Welle 6 sitzenden Nocken 7 verschiedener Größe. Durch Drehen der Welle 6 (Fig. 3) werden die Lamellen 3 gegenüber der Haut 5 verschieden weit vor- oder zurückgeschoben und somit der Verlauf der Düsenform weitgehend geändert.
Jede Nockenwelle kann auch quer zur Düsenachse verlaufen und die Verstellung der Lamellen durch hand- oder motorbetätigte Schraubenspindeln, hydraulische Zylinder und ähnliche Einrichtungen bewirkt werden, ebenso wie auch die Spannung der den Düsenblock umhüllenden Haut in der Längsrichtung auf hydraulischem Wege, beispielsweise durch hydraulische Zylinder, erfolgen kann. Zweckmäßig geschieht die Steuerung der Verstellmechanismen zentral.
In dem in Fig. 4 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Lamellen 3 durch die starren Wände 8 voneinander getrennt und außerdem mit den Bohrungen 9 versehen, welche den Düsenraum 2 mit dem Raum 10 unterhalb der Lamellen 3 verbinden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Düsenstock für aerodynamische Windkanäle mit veränderlicher flexibler Düsenwand, die auf quer zur Düsen achse verstellbaren Abstützungen ruht, dadurch gekennzeichnet, daß die verstellbare Wand durch eine beliebige Anzahl von quer zur Düsenachse verschiebbaren, zu einem einheitlichen Block zusammengefaßten Lamellen (3) gebildet ist und als Wand eine elastische, leicht verformbare, in Längsrichtung gespannte Haupt (5) in Form eines dünnen Stahlblechs oder einer Kunststoffolie verwendet wird.
2. Düsenstock nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Lamellen (3) durch auf einer Welle (6) sitzende Nocken (7) verstellbar sind.
3. Düsenstock nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Lamellen (3) durch von Hand oder motorisch angetriebene Schraubenspindeln verstellbar sind.
4. Düsenstock nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Lamellen (3) hydraulisch verstellbar sind.
5. Düsenstock nach den Ansprüchen 1, 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung der Verstellmechanismen zentral erfolgt.
6. Düsenstock nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Haut (5) hydraulisch in der Längsrichtung gespannt wird.
7. Düsenstock nach den Ansprüchen 1 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß Stahlblechhaut (5) magnetisch an die Lamellen (3) herangezogen wird.
8. Düsenstock nach den Ansprüchen 1, 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Haut (5) mittels an ihr angebrachten Haltevorrichtungen derart mit den einzelnen Lamellen (3) verbunden ist, daß in Richtung der Düsenachse eine Verschiebung der Haut relativ zu den Lamellen möglich ist, während sie senkrecht zur Düsenachse festgehalten ist.
9. Düsenstock nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die die Düsenwand bildenden Lamellen (3) durch starre Wände (8) voneinander getrennt sind.
10. Düsenstock nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß jede Lamelle (3) mit den Düsenraum (2) mit der Unterseite (10) der Lamellen verbindenden Bohrungen (7) versehen ist.

In Betracht gezogene Druckschriften: Britische Patentschrift Nr. 697 708; USA.-Patentschriften Nr. 2472949, 2 788 020; Zeitschrift »The Aeroplane«, 1956, S. 344 bis 349.

Zeitschrift »Aircraft Engineering«, 1955, 5. 109 bis 113.