DE1777112U

DE1777112U - CONTROL DEVICE FOR THE AIR SUPPLY AT THE INLET OF A JET ENGINE.

Info

Publication number: DE1777112U
Application number: DE1958H0028993
Authority: DE
Original assignee: Ernst Heinkel Fahrzeugbau G M
Current assignee: Ernst Heinkel Fahrzeugbau G M
Priority date: 1958-07-24
Filing date: 1958-07-24
Publication date: 1958-11-06

Description

Regelvorrichtung für die Luftzufuhr am Einlauf eines Strahltriebwerkes Veu et 9 Die in der Folge beschriebene Erfindung betrifft eine Regel- vorrichtung fUr die Luftzufuhr am Einlauf eines Strahltrieb- werke.Control device for the air supply at the inlet of a Jet engine Veu et 9 The invention described below relates to a control device for the air supply at the inlet of a jet engine factories.

Der Luftdurchzug eines Einlaufdiffusors wird von der Art des Diffusors, von der Größe des Diffusorquerschnittes und von der Fluggeschwindigkeit bestimmt. So hat z. B. der axialsymmetrische Einlaufdiffusor mit verstellbarem konischen Zentralkörper dann eine mit der Flugmachzahl lineare Charakteristik, wenn der von der Kegelspitze verursachte schräge Verdichtungsstoß bei jeder Flugmachzahl auf die Einlauflippe trifft.The air flow through an inlet diffuser depends on the type of diffuser, determined by the size of the diffuser cross-section and the airspeed. So has z. B. the axially symmetrical inlet diffuser with adjustable conical central body then a characteristic linear with the Flugmach number, if that of the cone point caused oblique shock waves on the inlet lip at every flying Mach number meets.

Die vom Strahltriebwerk geforderte Luftmenge zeigt in ihrem Verlauf über der Machzahl eine mehr als linear zunehmende Charakteristik. Somit ergeben sich maximal zwei Punkte, in denen der Einlauf die genau erforderliche Luftmenge dem Triebwerk liefert.The amount of air required by the jet engine shows in its course a more than linearly increasing characteristic over the Mach number. Thus surrendered a maximum of two points in which the inlet has the exact amount of air required supplies the engine.

Für den Start ist der Fangquerschnitt im allgemeinen zu klein.The catch cross-section is generally too small for the start.

Zusätzliche Hilfseintritte sind erforderlich, um mit der größeren angesaugten Luftmenge ebenfalls die Geschwindigkeiten im Einlaufquerschnitt zu verringern und damit die Druckverluste infolge der Umströmung der scharfen Überschalldiffusorlippen abzubauen.Additional auxiliary entries are required to cope with the larger the amount of air sucked in also to reduce the speeds in the inlet cross-section and thus the pressure losses as a result of the flow around the sharp supersonic diffuser lips to dismantle.

Für eine bestimmte Unterschallmachzahl ist die Freistromdiffusorquerschnittsfläche gleich der Dlffusorfangquerschnittsfläche. Dieser Zustand entspricht dem ersten Schnittpunkt der beiden vorher erwähnten charakteristischen Verläufe.For a certain subsonic Mach number is the free flow diffuser cross-sectional area equal to the diffuser catch cross-sectional area. This state corresponds to the first Intersection of the two previously mentioned characteristic courses.

Oberhalb dieser Machzahl liefert der Einlaufdiffusor mehr Luft, als das Triebwerk infolge der ausgelegten Querschnitte durchsetzen kann. Die zu viel eingeströmte Luftmenge muß möglichst so abgeführt werden, daß die Zusatzwiderstände so klein wie möglich bleiben. Sehr große Zusatzwiderstände ergeben sich dann, wenn die überflüssige Luftmenge am Lufteintritt überläuft und den geraden Verdichtungsstoß aus dem kritischen Querschnitt herausdrückt in eine instabile Lage. Läßt man die überflüssige Luft jedoch durch entsprechend bemessene Nebenöffnungen vor dem Verdichtereintritt heraus, so ergeben sich lediglich schwächere schräge Verdichtungsstöße bei entsprechender Anordnung der Schlitze.Above this Mach number, the inlet diffuser delivers more air than the engine can enforce due to the designed cross-sections. Too much The amount of air that has flowed in must, if possible, be removed in such a way that the additional resistances stay as small as possible. Very large additional resistances arise when the excess air volume at the air inlet overflows and the straight compression surge pushes out of the critical cross-section into an unstable position. If you leave that excess air, however, through appropriately sized secondary openings in front of the compressor inlet out, there are only weaker oblique compression shocks with a corresponding one Arrangement of the slots.

Es bleibt demzufolge nur die Möglichkeit offen, die Luftzufuhr mechanisch zu regulieren, indem der für den Lufteinlauf bestimmte offene Querschnitt regelbar gestaltet wird. Bekannte Konstruktionen gehen darauf hinaus, Luftdurchgangsöffnungen am Umfang des Einlaufs mit Klappen zu versehen ? die über Servoeinrichtungen geöffnet bzw. geschlossen werden können. Sämtliche bekannten Anordnungen dieser Art weisen Klappen auf, die entweder in der Fahrtrichtung oder seitlich sur Fahrtrichtung aus-und eingeschwenkt werden.As a result, there is only the option of mechanically supplying the air to be regulated by regulating the open cross-section intended for the air inlet is designed. Known constructions are based on air passage openings at the scope of the To provide the inlet with flaps? those via servos can be opened or closed. All known arrangements of these Kind have flaps, either in the direction of travel or on the side of the direction of travel be swiveled out and in.

Solche Klappen haben jedoch den Nachteil, daß sie insbesondere bei höherer Geschwindigkeit starke Wirbel erzeugen. Um jede Klappe herum bildet sich demzufolge ein turbulenzfeld, dessen Umfang und Lage von der Fluggeschwindigkeit, von der Klappenform und ggf. auch von der Flugrichtung oder Windrichtung abhängig ist. Da diese Turbulenz nicht gesetzmäßig gesteuert werden kann ist bei den bekannten Anordnungen keine Gewähr gegebeng daß die jeweilige Luftzufuhr als eine rechnerische Funktion der Klappenstellung betrachtet werden kann. Darüber hinaus weisen Klappen der beschriebenen Art einen weiteren erheblichen Nachteil auf, indem sie in ausgeschwenkter Lage große Luftwider- stände erregen und mithin insbesondere in bestimmten Stellungen sehr große Kräfte für ihre Betätigung erfordern. N0) t Die vorliegende Efi&duRg hat sum Ziel, diese bei des. bisher bekannten Konstruktionen unvermeidlichen Übelstände zu besei- teigen, indem der Luftdurchgang durch den Einlauf ohne Klappen und ohne wesentliche Wirbelbildung gestaltet wird. Gemäß der (V/tVMS dz ist am Umfang des Lufteinlaufes eine Anzahl von Luft- durchgangsöffnungen ringförmig angeordnetp die durch einen oder CD L die durch oder mehrereverschiebbare Speringe wahleise geöffnet und gB-> "U-z r c'-t-1, g a rt g s--m g"7", schlossen werden. Eine An ah ! dieser LafurchgangBöffnusgen dient vorzugsweise dem Lufteintritt, während die übrigen Luftdurohgangsöffnungen für den Luftaustritt vorgesehen sind.However, such flaps have the disadvantage that they generate strong eddies, especially at higher speeds. As a result, a turbulence field is formed around each flap, the scope and position of which is dependent on the airspeed, the flap shape and possibly also on the direction of flight or wind direction. Since this turbulence cannot be controlled in accordance with the law, with the known arrangements there is no guarantee that the respective air supply can be viewed as a mathematical function of the flap position. In addition, flaps of the type described have a further significant disadvantage in that they have large air resistance in the swiveled-out position. arouse stalls and therefore especially in certain positions require very great forces for their operation. N0) t The present Efi & duRg has the same goal, this with the. So far known constructions to eliminate unavoidable inconveniences dough by allowing air to pass through the enema without flaps and is designed without substantial vortex formation. According to the (V / tVMS dz is on the circumference of the air inlet a number of air Through openings arranged in a ring through one or CD L through or several sliding locking rings can be opened and gB-> "Uz r c'-t-1, ga rt g s - mg" 7 ", be closed. An ah! this run passage Böffnusgen is preferably used for the air inlet, while the other air passage openings are provided for the air outlet.

Die Luftdurchgangsöffnungen für den Lufteintritt und die Luftdurchgangsöffnungen für den Luftaustritt können mittels verschiedener Sperringe geöffnet bzw. geschlossen werden. Die inneren und äußeren Sperringe werden vorzugsweise derart einander zugeordnet und bewegt, daß die Luftdurchgangaoffnungen innen und außen geöffnet bzw. geschlossen werden. Die Sperrringe können mit Dehnfugen ausgerüstet sein.The air passage openings for the air inlet and the air passage openings Various locking rings can be used to open or close the air outlet will. The inner and outer locking rings are preferably assigned to one another in this way and moves that the air passage openings are opened and closed inside and outside will. The locking rings can be equipped with expansion joints.

Jeder Sperring kann von einem weiteren überlagerten Sperring umgeben sein, der zum Teil eine durchgehende Aussparung besitzt, während der übrige Teil den Lufteintrittsöffnungen entsprechende kleinere Öffnungen aufweist. ) - (/t In der Zeichnung wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt und erläutert. Es zeigen : Fig. 1 den vorderen Teil eines Strahltriebwerkes, schematisch und im Längsschnitt ; Fig. 2 dasselbe Strahltriebwerk, schematisch in einem Schnitt senkrecht auf die Längsachse ; Fig. 3 dasselbe Strahltriebwerk in perspektivischer Sicht ; Fig. 4 den vorderen Teil eines Strahltriebwerkes mit zwei Sperringen, schematisch in einem Längsschnitt ; Fig. 5 dieses Strahltriebwerk schematisch in einem Schnitt senkrecht auf die Längsachse ; Fig. 6 das letztere Strahltriebwerk in perspektivischer Sicht ; Tigo 7 einen Sperring mit Luftdurchgangsöffnmigen ? schematisch und in perspektivischer Sicht u n d Fig. 8 einen Sperring, der etwa zur Hälfte eine durchgehende Aussparung und auf der anderen Hälfte einzelne kleinere Luftdurchgangsöffnungen aufweist, schematisch und in perspektivischer Sicht.Each locking ring can be surrounded by another superimposed locking ring, some of which has a continuous recess, while the remaining part corresponds to the air inlet openings has smaller openings. ) - (/ t The drawing shows an embodiment of the invention illustrated and explained. Show it : 1 shows the front part of a jet engine, schematically and in longitudinal section; 2 shows the same jet engine, schematically in a section perpendicular to the longitudinal axis; 3 shows the same jet engine in a perspective view; 4 shows the front part of a jet engine with two locking rings, schematically in a longitudinal section; 5 this jet engine schematically in a section perpendicular to the longitudinal axis; 6 shows the latter jet engine in a perspective view; Tigo 7 a locking ring with air passage opening? schematic and in perspective and Fig. 8 shows a locking ring, which about half has a continuous recess and on the other half individual smaller air passage openings, schematically and in perspective view.

Das Strahltriebwerk Figur 1 weist eine äußere Wand 1, eine innere Wand 2 und einen Einlaufkonus 3 auf. In der äußeren Wand befinden sich Lufteintrittsöffnungen 4, während die innere Wand zwei Reihen von Luftdurchtrittsöffnungen 5, 6 besitzt, die mittels Stege 7 voneinander getrennt sind. Die äußeren Lufteintrittsöffnungen 4 werden durch einen Sperring 8 geöffnet bzw. geschlossen, während die inneren Lufteintrittsöffnungen 6 durch einen Sperring 9 geöffnet bzw. geschlossen werden. Die Ringe 8, 9 weisen Dehnfugen 12 auf. Die Außenwand 1 des Strahltriebwerks weist ferner eine Reihe von Luftaustrittsöffnungen 11 aufo Jede Lufteintrittsöffnung 4 bildet mit der entsprechenden Luftdurchtrittsöffnung 5 einen Lufteintrittskanal 4, 5= Eben- falls bildet jede Luftdurchtrittsöffnung 6 zusammen mit der entsprechenden Luftaustrittsöffnung 11 einen Luftaustrittskanal 6,11.The jet engine FIG. 1 has an outer wall 1, an inner wall 2 and an inlet cone 3. Air inlet openings 4 are located in the outer wall, while the inner wall has two rows of air flow openings 5, 6 which are separated from one another by means of webs 7. The outer air inlet openings 4 are opened or closed by a locking ring 8, while the inner air inlet openings 6 are opened or closed by a locking ring 9. The rings 8, 9 have expansion joints 12. The outer wall 1 of the jet engine also has a number of air outlet openings 11. Each air inlet opening 4 forms with the corresponding one Air passage opening 5 an air inlet channel 4, 5 = flat if so, each air passage opening 6 forms, together with the corresponding air outlet opening 11, an air outlet channel 6, 11.

Die Figuren 4-6 stellen eine Abänderung des Ausführungsbeispiels dar, indem die Ringe 8, 9 hier miteinander verbunden und derart einander zugeordnet sind, daß die Luftdurchtrittsöffnungen 4, 5 und 6, 11 innen und außen gleichseitig geöffnet bzw. geschlossen werden. Durch diese besondere Anordnung werden lediglich 2/3 des Usfanges für Luftdurchtrittsöffnungen ver° wendet. Dadurch wird zwar ein geringerer Querschnitt für den Luftdurahtritt zur Verfügung stehen ; jedoch erreicht man den Vorteil, daß die Luftdurchtrittsöffnungen 4, 5, 6,11 gleichzeitig geöffnet und geschlossen werden. Die Sperringe 8,9 sind über ein starres Verbindungsglied 13 miteinander fest verbunden (Figur 4).FIGS. 4-6 represent a modification of the exemplary embodiment in that the rings 8, 9 are connected to one another and assigned to one another in such a way that the air passage openings 4, 5 and 6, 11 are opened or closed on the same side on the inside and outside. Through this particular arrangement will be only 2/3 of the uscatcher for air passage openings ver ° turns. As a result, a smaller cross section will be available for the air passage; however, one achieves the advantage that the air passage openings 4, 5, 6, 11 are opened and closed at the same time. The locking rings 8, 9 are firmly connected to one another via a rigid connecting member 13 (FIG. 4).

Durch die Verschiebung der Sperringe 8, 9, die über das Servoorgan 10 veranlaßt wird, können die Querschnitte der Zuftdurchgangskanäle beliebig abgeändert werden. Hierbei werden die Lufteintrittsöffnungen 4 und die Luftaustrittsöffnungen 11 gleichsam geöffnet bzw. geschlossen. Eine Änderung in der äußeren Gestalt des Einlaufs findet hierbei nicht statt, so daß keine zusätzliche Wirbelbildung in den Luftdurchtrittsöffnungen vorkommt. Da die Verschiebung der Sperringe 8.9 keinen Luftwiderstand erzeugt, sind die an das Servoorgan 10 zu stellenden Anforderungen nicht besonders hoch. Aus alledem ergibt sich ein erheblicher technischer Fortschritt.By shifting the locking rings 8, 9 via the servo organ 10 is caused, the cross-sections of the air passage channels can be modified as desired will. Here, the air inlet openings 4 and the air outlet openings 11 open or closed, as it were. A change in the external shape of the Inlet does not take place here, so that no additional vortex formation in the Air passage openings occurs. Since the displacement of the locking rings 8.9 no Generated air resistance, are the requirements to be placed on the servo organ 10 not particularly high. All of this results in considerable technical progress.

Eine zweite Anwendung für am Umfang des Einlaufkanals angebrachte zusätzliche Lufteintrittsöffnungen ergibt sich auf dem Gebiet des Senkrechtstartes mit schwenkbaren Strahltriebwerken.A second application for those attached to the perimeter of the inlet channel additional air inlets arise in the area of vertical take-off with swiveling jet engines.

Bei senkrecht gestelltem Triebwerk und Vorwärtsbewegung des Flugzeuges könnte das Triebwerk Einlaufschwierigkeiten haben.With the engine in a vertical position and the aircraft moving forward the engine could have run-in problems.

Am ganzen Umfang oder an der Windseite desselben geöffnete seit-/ lichte Lufteintrittsöffnungen leiten hier die Luft besser zum Kompressor. ßrt/3 Um diese Tatsache im Sinne der-ErfiB. dua. g auszunutzen, können C> die Sperringe 8, 9 von weiteren Sperringen 8'9'überlagert werden, die um den Umfang der Sperringe 8, 9 verlaufen und mittels eines Servoorgans (nicht gezeichnet) im Verhältnis zu den entsprechenden Sperringen 8, 9'gedreht werden können.Side / light air inlet openings that are open on the entire circumference or on the windward side of the same lead the air better here Compressor. ßrt / 3 To this fact in the sense of the result. dua. g to take advantage of C> the locking rings 8, 9 are superimposed by further locking rings 8'9 ' which run around the circumference of the locking rings 8, 9 and can be rotated by means of a servo member (not shown) in relation to the corresponding locking rings 8, 9 '.

Die überlagernden Sperringe 8'9'weisen an etwa 1/3 bis zur Hälfte ihres Umfanges eine durchgehende Aussparung auf, währenddie übrigen Lufteintrittsöffnungen 15 dieselbe Größe und relative Anordnung besitzen wie auf den Sperringen 8, 9.The overlying locking rings 8'9 'point at about 1/3 to half its circumference has a continuous recess, while the remaining air inlet openings 15 have the same size and relative arrangement as on the locking rings 8, 9.

Wenn das Flugzeug startet oder zur Landung ansetzt, wird das Triebwerk in der Übergangslage von der senkrechten in eine waagerechte Flugrichtung bzw. umgekehrt eine Lage erfahren, in welcher der Fahrwind das Strahltriebwerk derart einseitig beeinflußt, daß dieses möglicherweise ausgeblasen werden könnte. Um dieser Gefahr vorzubeugen, werden die Sperringe 8', 9'derart gedreht, daß eine optimale Luftzufuhr sowohl aus der augenblicklichen Flugrichtung als auch aus den seitlichen Richtungen jederzeit gewährleistet ist. Diese zusätzliche Regelmöglichkeit dient vor allen Dingen dazu, die während der Gleitwinkeländerung auftretenden verschiedenen Einströmunga- richtungen bzwo-Geschwindigkeiten gegeneinander auszugleichen. d. 6Patentansprüche When the aircraft takes off or is about to land, the engine will experience a position in the transitional position from vertical to horizontal flight direction or vice versa, in which the driving wind affects the jet engine so unilaterally that it could possibly be blown out. In order to prevent this danger, the locking rings 8 ', 9' are rotated in such a way that an optimal air supply is guaranteed at all times, both from the current direction of flight and from the lateral directions. This additional control option is primarily used to control the various inflow that occurs during the change in the slip angle. equalize directions or speeds against each other. d. 6 Patent Claims

Claims

, H - -atonta na pr U e h. e

1. Control device for the air supply at the inlet of a Jet engine,

characterized in that a number of air passage openings (4, 5, 6, 11) are arranged in a ring on the circumference of the air inlet (1,2,3), which are optionally opened and closed by one or more sliding locking rings (8, 9).

2. Control device according to claim 1, characterized in that that a number of the air passage openings (4, 5) dem C>

Air inlet and the other air passage openings (6, 11) serve for air outlet.

3. Control device according to claim 1, characterized in that the Air passage openings (4, 5) for the air inlet and the air passage openings (6, 11) can be operated by various locking rings (8, 9) for the air outlet.

4. Control device according to claims 1-3; characterized, that the inner (9) and outer (8) locking rings are assigned to one another and moved that the air passage openings (4,5) and (6, 11) inside and outside at the same time opened or closed.

5. Control device according to claim 19, characterized in that the locking rings (8,9) are equipped with expansion joints (12). A l 6. Control device according to claim 1, characterized in that each locking ring (8, 9) from a further locking ring (8 ', 9') is superimposed, which partially has a continuous recess (14) owns, while the rest of the air inlets C> (4, 5, 6, 11) corresponding smaller openings (15) shows.