DE1208195B

DE1208195B - Jet pipe, especially when arranged in the wing of an aircraft, the thrust jets of which can be directed vertically downwards for take-off and landing

Info

Publication number: DE1208195B
Application number: DEH50526A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Werner Eick
Original assignee: Ernst Heinkel Flugzeugbau GmbH
Current assignee: Ernst Heinkel Flugzeugbau GmbH
Priority date: 1963-10-11
Filing date: 1963-10-11
Publication date: 1965-12-30

Description

Strahlrohr, insbesondere bei Anordnung im Tragflügel eines Flugzeugs, dessen Schubstrahlen für den Start- und Landevorgang vertikal nach unten geleitet werden können Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung bei einem Strahltriebwerk für Flugzeuge, insbesondere bei Anordnung im Tragflügel, dessen Schubstrahlen für den Start- und Landevorgang vertikal nach unten geleitet werden können.Jet pipe, especially when arranged in the wing of an aircraft, whose thrust jets are directed vertically downwards for take-off and landing The invention relates to a device in a jet engine for aircraft, especially when arranged in the wing, whose thrust jets for the take-off and landing process can be directed vertically downwards.

Es sind Umlenkvorrichtungen bekannt, die zur Ab- lenkung eines Gasstrahles einen Rohrkrümmer verwenden, der bei Nichtablenkung des Strahls über das Ende des festen Strahlrohrs geschwenkt wird. Leztteres ist aber nur möglich, wenn der Rohrkrümmer auf der Ablenkseite eine sehr scharfe Krümmung hat, was zu Strömungsverlusten führt.Deflection devices are known which use a pipe bend to deflect a gas jet, which bend is pivoted over the end of the fixed jet pipe when the jet is not deflected. The latter is only possible if the pipe bend has a very sharp curve on the deflection side, which leads to flow losses.

Die Erfindung soll diesen Nachteil beseitigen. Erfindungsgemäß ist der Rohrkrümmer für die Marschfahrt in die äußere Verkleidung des Strahltriebwerks in axialer Richtung einführbar, indem er übereinanderschiebbare Teile aufweist, die eine den Umfang der Strahldüse übersteigende öffnung freigeben. Vorzugsweise greifen an den Rohrkrümmer Schubstangen an, die in Gleitschienen geführt sind und zum Ein-und Ausfahren des Rohrkrümmers dienen.The invention is intended to eliminate this disadvantage. Is according to the invention the pipe bend for the cruise into the outer casing of the jet engine insertable in the axial direction by having parts that can be pushed one on top of the other, which open an opening which exceeds the circumference of the jet nozzle. Preferably attack the pipe bend push rods that are guided in slide rails and serve to extend and retract the elbow.

Um den Rohrkrümmer im ausgefahrenen Zustand verschwenken zu können, ist jeweils eine Schubstange am oberen Teil und eine weitere am unteren Teil des Rohrkrümmers angelenkt, und eine Vorrichtung dient zum unterschiedlichen Ausfahren der Schubstangen und damit zur Winkelverstellung des ausgefahrenen Rohrkrümmers.In order to be able to swivel the pipe elbow when it is extended, is a push rod on the upper part and another on the lower part of the Articulated pipe elbow, and a device is used for different extension the push rods and thus to adjust the angle of the extended pipe elbow.

Zur Richtungsänderung der senkrecht nach unten aus dem Rohrkrümmer austretenden Schubstrahlen ist an der Auslaßseite des Rohrkrümmers eine teleskopartig verschiebbare Hülse vorgesehen, die verstellbare Schaufeln zur Ablenkung der Schubstrahlen im Sinne der Erleichterung der Transition aufweist.To change the direction of the straight down from the pipe elbow exiting thrust jets is telescopic on the outlet side of the elbow Slidable sleeve provided, the adjustable blades for deflecting the thrust jets in the sense of facilitating the transition.

Vorteilhaft sind die verstellbaren Schaufeln hohl ausgebildet und werden vorzugsweise von durch eine Kompressorstufe geförderte Kühlluft durchströmt.The adjustable blades are advantageously designed and hollow are preferably flowed through by cooling air conveyed by a compressor stage.

Zur Unterstützung der Ablenkwirkung der Schaufeln sind die Kanäle der hohlen Schaufeln an ihrer Ausmündung derart geneigt, daß die austretenden Kühlluftströme eine zusätzliche Ablenkung der Ab- gasströme bewirken.In support of the deflecting action of the vanes the channels of the hollow blades are inclined to their orifice such that the exiting cooling air flows gas streams, an additional deflection of the exhaust effect.

Die Erfindung ist in den Zeichnungen beispielsweise dargestellt. Es zeigt F i g. 1 einen Schnitt durch eine Umlenkvorrichtung im eingefahrenem Zustand; der ausgefahrene Zustand ist strichpunktiert angedeutet, F i g. 2 einen Schnitt nach der Linie II-II der Fig. 1, F i g. 3 eine Leitschaufelanordnung mit Kühlluftzufuhr, F i g. 4 eine Leitschaufel in vergrößertem Maßstab, F! g. 5 eine Einzelheit in v#rgrößertein Maßstab, F i g. 6 eine Umlenkvorrichtiing im Schnitt für eine Anordnung des Triebwerks ini Tragflügel, F i g. 7 ein Anwendungsbei,spiel für eine solche Umlenkvorrichtung im Zusammenhang mit einer kombinierten Staustrahl- und Stiahltriebwerksanlage, perspektivisch dagestellt, F i g. 8 eine geänderte Ausführungsform einer Umlenkvorrichtung in geschlossenem Zustand, F i g. 9 die gleiche Vorrichtung in geöffnetem Zustand.The invention is illustrated in the drawings, for example. It shows F i g. 1 shows a section through a deflection device in the retracted state; the extended state is indicated by dash-dotted lines, FIG . 2 shows a section along the line II-II in FIG. 1, FIG. 3 shows a guide vane arrangement with cooling air supply, FIG. 4 shows a guide vane on an enlarged scale, F ! G. 5 shows a detail on an enlarged scale, FIG . 6 shows a deflection device in section for an arrangement of the engine in a wing, FIG . 7 shows an application example for such a deflection device in connection with a combined ramjet and jet engine system, shown in perspective, FIG . 8 shows a modified embodiment of a deflection device in the closed state, FIG . 9 shows the same device in the open state.

Gemäß F i g. 1 ist eine Düse 2 mit vorgeschalteter Nachbrennkammer 3 im Heck eines Flugzeugs angeordnet und von einer Verkleidung 1 umgeben. Zwischen Nachbrennkammet 3 und Triebwerksverkleidung 1 sind Führungsschienen 4,5 vorgesehen, in denen mittels Schubstangen 6,7 ein aus mehreren Teilen bestehender Rohrkrümmer8 geführt ist. Er weist einen Ausschnitt 9 von solcher Größe auf, daß er über die Düse, 2 in die Verkleidung 1 einfahrbar ist. Der Ausschnitt 9 ist durch verschiebbare Bleche 10, 11 bzw. 12 verschließbar. Die Abdeckbleche 10, 11 bzw. 12 sind in Führungsschienen 13, 13' bzw. 14, 14' beidseitig locker geführt und werden mittels Servomotoren 43 bzw. 44 und Ketten 45 bzw. 46 verschoben. Die Bleche 10, 11 liegen in eingefahrenem Zustand auf der Oberseite des Rofirkrüminers 8. Das Blech 12 wird nach unten geschoben und liegt im eingefahrenem Zustand lose über einem unteren Teil 15 des Krümmers, der eine Hülse 16 trägt, die auf ihm verschiebbar gelagert ist und beim Einfahren des Rohrkrümmers nach oben verschoben wird. Die zum Verschieben der Hülse 16 notwendige Vorrichtung ist nicht angedeutet. In der Hülse 16 sind schwenkbare Leitschaufeln 17 angeordnet, die im ausgefahrenen Zustand des Rohrkrümmers zur Ablenkung der ichubstrahlen dienen. Die Hülse 16 hat eine schräg nach oben verlaufende untere Stirnseite, und die Schaufeln haben entsprechend verschiedene Tiefe.According to FIG. 1 , a nozzle 2 with an upstream afterburning chamber 3 is arranged in the rear of an aircraft and surrounded by a cladding 1 . Between the afterburning chamber 3 and the engine cowling 1 , guide rails 4, 5 are provided, in which a pipe bend 8 consisting of several parts is guided by means of push rods 6, 7. It has a cutout 9 of such a size that it can be moved into the cladding 1 via the nozzle 2. The cutout 9 can be closed by sliding plates 10, 11 and 12, respectively. The cover plates 10, 11 and 12 are loosely guided on both sides in guide rails 13, 13 ' and 14, 14' and are moved by means of servomotors 43 and 44 and chains 45 and 46, respectively. The sheets 10, 11 lie in the retracted state on the top of the Rofir crumbler 8. The sheet 12 is pushed down and in the retracted state lies loosely over a lower part 15 of the bend, which carries a sleeve 16 that is slidably mounted on it and is shifted upwards when retracting the pipe elbow. The device necessary for moving the sleeve 16 is not indicated. Swiveling guide vanes 17 are arranged in the sleeve 16 and serve to deflect the jet streams in the extended state of the pipe bend. The sleeve 16 has an upwardly sloping lower end face, and the blades have correspondingly different depths.

Die F i g. 3 bis 5 zeigen die verschiebbare Hülse 16 ##owie die Leitschaufeln 17 in vergrößerter Darstelluig-. Die Leitschaufeln 17 sind hohl ausgeführt und mit hohlen Schwenkachsen 19 fest verbunden, die drehbar in der Hülse 16 gelagert sind. Zur Verstellung der Schaufeln 17 dienen Hebel 47, von denen je einer mit einer Schwenkachse 19 fest verbunden ist und an seinem unteren Ende je ein Langloch 48 aufweist. In diese Langlöcher greifen Bolzen 49 ein, die an einer Schubstange 50 befestigt sind. Ein Rohr 18 verbindet die Schwenkachse 19 untereinander und dient zur Zuführung von Kühlluft, die aus Schlitzen 20 in die Schaufeln 17 einströmt. Die Schaufeln 17 tragen Düsen 21, deren Austrittskanäle 22 schräg nach hinten gerichtet sind.The F i g. 3 to 5 show the displaceable sleeve 16 ## or the guide vanes 17 in an enlarged representation. The guide vanes 17 are designed to be hollow and are firmly connected to hollow pivot axes 19 which are rotatably mounted in the sleeve 16 . For the adjustment of the blades 17 serve lever 47, each one of which is fixedly connected to a pivot shaft 19 and has at its lower end each a slot 48th Bolts 49, which are fastened to a push rod 50 , engage in these elongated holes. A tube 18 connects the pivot axis 19 to one another and serves to supply cooling air, which flows into the blades 17 from slots 20. The blades 17 carry nozzles 21, the outlet channels 22 of which are directed obliquely backwards.

Die F i g. 6 zeigt eine Anordnung, bei der mehrere Triebwerke 24 mit überschalldüsen 23 nebeneinander im Tragflügel angeordnet sind. Die Triebwerke sind von einer gemeinsamen Verkleidung 25 umgeben. Zwischen den Triebwerken und der Verkleidung sind Führungsschienen 26,26' bzw. 27,27' angeordnet, in denen Schubstangen 29,29' bzw. 30,30' zur Führung eines Krümmers 28 gleiten, Der Krümmer 28 weist zum Unterschied gegenüber dem in F i g. 1 dargestellten gerade Seitenwände 31, 31' auf, die mit den Längsseiten eines rechteckigen Rahmens 32 verbunden sind. An der Oberseite des Krümmers 28 sind die Seitenwände 31, 31' durch ein feststehendes Blech 33 miteinander verbunden. Der zwischen dem Blech 33 und dem Rahmen 32 verbleibende Teil des Krümmers ist durch übereinanderschiebbare Bleche 34 abgedeckt, die in Führungsschienen 35, 35' an den Sei tenwänden 31, 31' geführt sind. Die unteren Schubstangen 29, 29' greifen an dem Rahmen 32 an, während die oberen Schubstangen 30,30' mit den Seitenwänden 31,31' verbunden sind. In den Rahmen 32 ist ein weiterer Rahmen 36 eingesetzt, der ein- und ausfahrbar ist. An den Seitenwänden des Rahmens 36 sind profilierte Leitschaufeln 37 quer zur Strömungsrichtung des abzulenkenden Gasstromes schwenkbar gelagert.The F i g. 6 shows an arrangement in which several engines 24 with supersonic nozzles 23 are arranged next to one another in the wing. The engines are surrounded by a common fairing 25 . Between the engines and the shroud are guide rails 26,26 'and 27,27' are arranged in which the push rods 29,29 'and 30,30' for guiding a slide manifold 28, The manifold 28 comprises the difference from the in F i g. 1 , straight side walls 31, 31 ′ which are connected to the longitudinal sides of a rectangular frame 32 . At the top of the bend 28 , the side walls 31, 31 ′ are connected to one another by a fixed sheet metal 33. The remaining between the sheet metal 33 and the frame 32 part of the bend is covered by sheets 34 which can be pushed one over the other and which are guided in guide rails 35, 35 ' on the walls 31, 31' of Be. The lower push rods 29, 29 ' engage the frame 32 , while the upper push rods 30,30' are connected to the side walls 31,31 ' . Another frame 36 , which can be retracted and extended, is inserted into the frame 32. On the side walls of the frame 36 , profiled guide vanes 37 are pivotably mounted transversely to the direction of flow of the gas flow to be deflected.

Die F i g. 7 zeigt die in F i g. 6 im Schnitt dargestellte Umlenkvorrichtung in perspektivischer Ansieht. Zu beiden Seiten eines Flugzeugrumpfes 38 sind je ein Staustrahltriebwerk 39 und ein Strahltriebwerk 40 angeordnet, deren Schubstrahlen durch den Krümmer 28 bei geschlossenen Ablenkblechen nach unten gerichtet werden.The F i g. 7 shows the in FIG. 6 in a perspective view of the deflection device shown in section. On both sides of an aircraft fuselage 38 per a ramjet engine 39 and a jet engine 40 are arranged, which push beams are directed through the manifold 28 with closed baffles downward.

Eine geänderte Ausführungsform einer Umlenkvorrichtung zeigen die F i g. 8 und 9. A modified embodiment of a deflection device is shown in FIGS . 8 and 9.

Ein Krümmer 51 mit geraden Seitenwänden 52,52' weist zum Unterschied gegenüber der in den F i g. 6 und 7 dargestellten Ausführungsform ein balliges Verbindungsblech 53 zwischen beiden Seitenwänden auf. An den hinteren Stirnkanten der Seitenwände 52,52' sind Führungsschienen 54,54' vorgesehen, in denen ballig ausgebildete Abdeckbleche55 übereinanderschiebbar geführt sind. Die Seitenwände 52,52' sind an der hinteren Seite der Austrittsöffnung durch einen Bügel 56 miteinander verbunden, der gleichzeitig eine Abstützung für die ausgefahrenen Bleche 55 bildet. Schubstangen 57,57' und eine am unteren Ende des Krümmers 51 befestigte Trägerplatte 58 dienen zum Einfahren des Krümmers in eine nicht dargestellte Triebwerksverkleidung. Diese Umlenkvorrichtung kann sowohl am Ende eines Abgasrohres als auch vor der Nachbrennstrecke angeordnet sein, wobei der Krümmer im Abgasrohr liegt. Letztere Anwendungsmöglichkeit ist nicht dargestellt. Die übereinanderschiebbaren Abdeckbleche des Krümmers bewegen sich in diesem Falle in Schlitzöffnungen des Abgasrohres und sperren den Querschnitt ab. Eine mittels eines Schiebers verschließbare öffnung an der Unterseite des Abgasrohres gestattet den Austritt der abgelenkten Schubstrahlen. Die Schlitzöffnungen des Abgasrohres können in der unwirksamen Stellung der Umlenkvorrichtung mittels verschiebbarer Spaltringe abgedichtet sein, die durch Federspannung an das Abgasrohr gedrückt werden.A bend 51 with straight side walls 52, 52 ' , in contrast to that in FIGS. 6 and 7 , a convex connecting plate 53 between the two side walls. At the rear end edges of the side walls 52, 52 ' , guide rails 54, 54' are provided, in which convex cover plates 55 are guided so that they can be pushed one over the other. The side walls 52, 52 ′ are connected to one another on the rear side of the outlet opening by a bracket 56 , which at the same time forms a support for the extended metal sheets 55 . Push rods 57, 57 ' and a support plate 58 fastened to the lower end of the manifold 51 serve to retract the manifold into an engine cowling (not shown). This deflection device can be arranged both at the end of an exhaust pipe and in front of the afterburning section, the elbow being located in the exhaust pipe. The latter possible application is not shown. In this case, the cover plates of the manifold that can be pushed one above the other move in the slot openings of the exhaust pipe and block the cross-section. An opening on the underside of the exhaust pipe that can be closed by means of a slide allows the deflected thrust jets to exit. In the inactive position of the deflecting device, the slot openings of the exhaust pipe can be sealed by means of displaceable split rings which are pressed against the exhaust pipe by spring tension.

Die Wirkungsweise ist folgende: Für den Senkrechtstart befindet sich die Umlenkvorrichtung, wie in F i g. 1 angedeutet, in ausgefahrenem Zustand. Die aus der Düse 2 austretenden Schubstrahlen werden durch den Krümmer 8 senkrecht nach unten abgelenkt. Die Leitschaufeln 17 stehen hierbei senkrecht nach unten. Nach Erreichen einer bestimmten Flughöhe werden die Schaufeln 17 durch Verschieben der Schubstange 50 schräg nach hinten gerichtet, so daß sie, unterstützt durch die Wirkung der aus den Düsen 21 austretenden Kühlluftstrahlen, eine Ablenkung der Gasstrahlen in angenähert horizontaler Richtung bewirken. Durch einen zwischen Düse 2 und Krümmer 8 verbleibenden Spalt 41 wird durch den Gasstrom Luft angesaugt, die sich mit den heißen Ab- gasen vermischt. Nach Erreichen einer ausreichenden Horizontalgeschwindigkeit werden die Bleche 10 und 11 nach oben und das Blech 12 nach unten geschoben, so daß die Schubstrahlen frei in horizontaler Richtung austreten können. Anschließend wird die Hülse 16 über den letzten Krümmefteil 15 geschoben und zusammen mit dem Krümmer zwischen Düse und Verkleidung eingefahren. Für den senkrechten Landevorgang werden die einzelnen Teile in umgekehrter Reihenfolge ausgefahren.The mode of operation is as follows: For the vertical take-off, the deflection device is located, as in FIG . 1 indicated, in the extended state. The thrust jets emerging from the nozzle 2 are deflected vertically downwards by the bend 8. The guide vanes 17 are perpendicular to the bottom. After reaching a certain flight height, the blades 17 are directed obliquely backwards by moving the push rod 50 so that, supported by the action of the cooling air jets emerging from the nozzles 21, they cause a deflection of the gas jets in an approximately horizontal direction. Air is sucked in by the gas flow through a gap 41 remaining between nozzle 2 and elbow 8 and mixes with the hot exhaust gases. After a sufficient horizontal speed has been reached, the sheets 10 and 11 are pushed up and the sheet 12 is pushed down so that the thrust jets can exit freely in the horizontal direction. Then the sleeve 16 is pushed over the last elbow part 15 and retracted together with the elbow between the nozzle and the fairing. For the vertical landing process, the individual parts are deployed in reverse order.

Claims

Claims: 1. Jet pipe, especially when arranged in the wing of an aircraft, with a pipe bend at the end for deflecting the thrust jets for the take-off and landing process vertically downwards, characterized in that the pipe bend (8, 15) for the cruise in the outer The cladding (1) of the jet engine can be retracted in the axial direction by having parts (10, 11, 12) which can be pushed one over the other and which release an opening (9) which exceeds the circumference of the jet nozzle (2).

2. Jet pipe according to claim 1, characterized in that push rods (6,7) engage the pipe elbow, which are guided in slide rails (4, 5) and serve to extend and retract the pipe elbow (8). 3. Jet pipe according to claim 2, characterized in that in each case a push rod (7) on the upper part and a further (6) on the lower part (15) of the pipe elbow is articulated and a device for extending the push rods (6,7) differently Angular adjustment of the extended pipe elbow is provided. 4. Jet pipe according to claim 1 to 3, characterized in that a telescopically displaceable sleeve (16) is provided on the outlet side of the pipe bend (8, 15) which has adjustable blades (17) for deflecting the thrust jets in order to facilitate the transition . 5. jet pipe according to claim 4, daddr-chgekisiert that the adjustable blades (17) are hollow and are flowed through by cooling air preferably conveyed by a compressor stage. 6. jet pipe according to claim 5, characterized gekennzeichne4 that the channels of the hollow blades at their mouth (22) are inclined such that the exiting cooling air flows cause an additional deflection of the exhaust gas flows. Publications considered: Deutsche Auslegesehrift No. 1 144 117.