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Ausströmdüse Die Austrittsstrahlen von Rückstoßtriebwerken und alle
Gasstrahlen großer Abmessung, die mit hoher Geschwindigkeit in die Atmosphäre treten,
erzeugen ein erhebliches Geräusch, dessen Wirkungen für in der Nähe befindliche
Personen störend und gegebenenfalls gesundheitsschädigend sind.
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Um dieses Geräusch zu vermindern, hat es sich als zweckmäßig erwiesen,
die Vermischung des Strahls mit der Atmosphäre zu verbessern und zu beschleunigen,
was allgemein dazu führt, daß die Mischfläche zwischen den beiden Medien vergrößert
oder die Geschwindigkeit der Atmosphärenluft vor ihrem Inberührungkommen mit dem
Strahl erhöht wird, um die Relativgeschwindigkeiten der beiden Medien herabzusetzen.
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An einer Schubdüse für Strahltriebwerke ist bereits vorgeschlagen
worden, durch an den Enden offene Kanäle, die den Heißgaskanal durchdringen, diesem
zum Zweck der Geräuschdämpfung Umgebungsluft zuzuführen.
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Ferner ist ein Turbostrahltriebwerk bekannt, bei welchem in einem
zentralen Konusteil ein Verstellmechanismus untergebracht ist, dem von außen her
Luft zugeführt wird, um diesen Verstellmechanismus zu kühlen. Zu diesem Zweck sind
zwischen der Außenwand des Strahltriebwerks und der konisch verlaufenden Wand des
Verstellmechanismus in radialer Richtung verlaufende Luftdurchtrittsrohre vorgesehen.
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Ferner sind fischschwanzförmig ausgebildete Düsen bekannt, die jedoch
nicht als Ringdüsen ausgebildet sind und bei denen die Luft lediglich an der Außenwandung
der fischschwanzförmigen Düse entlangstreift. Schließlich ist eine Schalldämpfereinrichtung
für Düsenstrahlgeräte, insbesondere Flugzeug-Strahltriebwerke, bekannt, bei welcher
an einer Strahldüse ein ringförmiger Diffusoransatz vorgesehen ist, der im Querschnitt
Kegelstumpfform hat, und bei welchem am Austrittsende Zähne zur Geräuschverminderung
vorgesehen sind. Bei dieser bekannten Schalldämpfereinrichtung ist jedoch die Zufuhr
von Luft in das Innere des ringförmigen Diffusoransatzes nicht vorgesehen.
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Der Hauptzweck der Erfindung besteht darin, eine Ausströrndüse zu
schaffen, welche einerseits eine Mischfläche zwischen den beiden Medien Atmosphärenluft
und Strahl vergrößert bzw. die Geschwindigkeit der Atmosphärenluft vor ihrem Inberührungkommen
mit dem Strahl erhöht wird.
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Dabei geht die Erfindung von einer Ausströmdüse für Gase hoher Geschwindigkeiten,
insbesondere einer Schubdüse für Strahltriebwerke aus, bei der an den Enden offene
Kanäle den Gaskanal durchdringen und dem Gas Umgebungsluft zuführen, und gemäß der
Erfindung ist die Düse am Austrittsende in an sich bekannter Weise flachgedrückt,
und die Luftkanäle liegen in der Ebene der größten Düsenausdehnung und verlaufen
etwa in Richtung der Düsenlängsachse.
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Nach einer praktischen Ausführungsforin der Erfindung können die Lufteinlaßkanäle
in an sich bekannter Weise konvergierend ausgebildet sein, und weiterhin kann in
an sich bekannter Weise eine zentrale Gasauslaßöffnung von kleinem Querschnitt vorgesehen
sein.
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Die Erfindung hat einmal den besonderen Vorteil, daß die Berührungsfläche
zwischen dem Strahl und der Atmosphäre erhöht wird, so daß die Vermischung beider
Medien rascher erfolgt, wodurch das Geräusch herabgesetzt wird. Ferner bewirkt die
Mischfläche am inneren Umfang des Strahls ein Ansaugen von Atmosphärerfluft in die
Luftleitung, obwohl sich ein Unterdruck an den konvergierenden Teilen der Leitungen
und daraus eine Erhöhung des Schubs ergibt.
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Durch diesen ergänzenden Schub wird die Vergrößerung der inneren Reibung
gegenüber üblichen Düsen kompensiert, und es sind daher praktisch keinerlei Schubverluste
vorhanden. Außerdem wird durch den Verlauf der Luftkanäle in Richtung der Düsenlängsachse
eine günstige Gesamtströmung der seitlich eintretenden Atmosphärenluft erreicht.
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Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung beispielsweise
näher erläutert.
F i g. 1 ist eine Stmansicht e;lier Ausf
ührunasform einer Ausströmdüse gemäß der Erfindung; F i g. 2 ist eine Seitena-sicht
der Ausströmdüse; F i g. 3 ist ein Schnitt durch die Ausströmdüse nnch Lipie
11.--111 der F i a. 2.
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Di-, m clen F i 1 bis 3 wieder e#",eL-e-.i.e Au##-trön-:-düse
hat eine Außenwand 1, die mit einem Flansch la zu ihrer Beiestigung an einem
ihr vorau sgehenden kreisförmigen Rohr eines Triell--;"e-Äks versehen ist und in
einer öffnup-2 in Form emes abgeflachten ringförmigen Schlitzes endigt. Eine doppelt
gekrümmte Fläche 3 begrenzt zwei seitliche Leitungen 4 und 5, welche
Atmosphärenluft in das Innere der länglichen öffpung 2 b (F i
g. J) führen, die durch, den inneren Rand 2 a des Schlitzes 2 begrenzt wird.
Die Fläche 3 kann mit der Außenwand 1 der Ausströmdüse durch Sireben
3a verbunden sein, die in zweckentsprechender Weise profiliert sind, um dem Strom
des Strahls einen kleinsten Widerstand darzubieten. Die Eingangsöffnungen
6 und 7 der seitlichen Leitungen 4 und 5 haben einen Gesanitquerschnitt,
der größer als der innere Querschnitt der Miglichen Öffnan;- 2 b ist, so
daß die Atmosphärenluft, welche durch den aus dem Schlitz 2 austretenden Strahl
angesaugt wird, in den Leitungen 4 und 5 in Geschwindigkeit versetzt wird,
bevor sie mit dem rinaförmiaen Strahl in Berührung gelangt.
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Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß den F i g. 1
bis
3 tritt ferner ein kleiner Teil des Rückstoßstrahls läp(ys der Achse der
Auströmdüse durch eine zusätzfiche öffnung 8 aus. Dies hat den Vorteil, daß
die Saugwirkung erhöht und die Geschwindigkeit der in die Leitungen 4 und
5 eingesaugten Luft auf Grund des kleinen Querschnittes dieser öffnung weiter
vergrößert wird, ohne das Geräusch zu verstärken, während dadurch außerdem die Herstellung
der doppelt gekrümmten Fläche 3 erleichtert wird.
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Die Eingangsöffnungen 6 und 7 der Leitungen 4 und
5 können die Atmosphärenluft unmittelbar ansaugen. Sie können auch mit einem
System verbunden sein, welches die Grenzschicht verschiedener Teile der Oberfläche
des Luftfahrzeugs, beispielsweise seiner Flügel, gemäß einem bekannten Prinzip absaugt,
wobei die Induktion der Luft durch den inneren Teil des in Form eines Ringes austretenden
Auspuffstrahls ganz oder teilweise durch die Energie dieses Absaugens der Grenzschicht
bewirkt werden kann.
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Die Schicht des dem ringförmigen Schlitz austretenden Heißgasstrahls
braucht an den verschiedenen Punkten nicht die gleiche Dicke zu haben.
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Bei einem Strahltriebwerk mit Nachverbrennung ist die durch die angetriebene
Atmosphärenluft bewirkte Kühlung der Inneafläche 3 der Ausströmdüse ausreichend,
-am die Wandungen ohne zusätzliche Hilfsmittel zu kühlen.
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Die Ausströmdüse gemäß der Erfindung läßt sieh auch leicht im Rumpf
des Luftfahrzeugs sowie an den Flügeln oder in getrennten Motorgehäusen anbrin-en.
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