DE829830C

DE829830C - Thrust nozzle for jet engines, in particular turbine jet engines for aircraft with afterburning

Info

Publication number: DE829830C
Application number: DES17541A
Authority: DE
Original assignee: Societe dExplotation des Materiels Hispano Suiza
Current assignee: Societe dExplotation des Materiels Hispano Suiza
Priority date: 1949-07-15
Filing date: 1950-07-13
Publication date: 1952-01-28
Also published as: FR1012341A

Description

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf Rückstoßvorrichtungen mit wenigstens einer Schubdüse, durch die kontinuierlich oder pulsierend ein Gasstrahl ausströmt, der durch seine Temperatur und/oder seinen Druck eine bestimmte Energiemenge enthält, die nachstehend mit Rückstoßenergie bezeichnet wird. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf Turbinenstrahltriebwerke oder Propellerturbinen für Flugzeuge, bei denen am Ausgang der Turbine eine Nachverbrennung mit zusätzlicher Einspritzung von Brennstoff stattfindet, um dadurch die Stoßkraft des Schubstrahles zu erhöhen.The invention relates generally to recoil devices having at least one thrust nozzle, through which a gas jet flows out continuously or in a pulsating manner, which is influenced by its temperature and / or its pressure contains a certain amount of energy, hereinafter referred to as recoil energy referred to as. In particular, the invention relates to turbine jet engines or Propeller turbines for aircraft with afterburning at the exit of the turbine additional injection of fuel takes place, thereby reducing the thrust of the thrust jet to increase.

Um diese Triebwerke zu verbessern, besteht die Aufgabe der Erfindung darin, den wirksamen Querschnitt des Schubstrahles in sehr viel einfacherer Weise einzuregeln als bisher:In order to improve these engines, the object of the invention is to provide the effective Adjusting the cross section of the thrust jet in a much easier way than before:

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß entsprechend der Erfindung diejenigen Mittel, die den wirksamen Querschnitt des aus der Düse austretenden Schubstrahles verändern, derart ausgebildet sind, daß sie, sobald sie im Sinne einer Kontraktion des vorerwähnten Strahlquerschnittes wirken, einen Gasstrom erzeugen, der den Strahl wenigstens teilweise umgibt und auf den Strahl einen dynamischen Druck ausübt, durch den man schließlich ohne mechanische Änderung des Düsenaustritts eine Art pneumatische Kontraktion des Schubstrahles erhält.This object is achieved in that according to the invention those means that the change the effective cross section of the thrust jet emerging from the nozzle, designed in this way are that they, as soon as they are in the sense of a contraction of the aforementioned beam cross-section act, generate a gas flow that at least partially surrounds the jet and onto the jet a dynamic pressure is exerted, through which one finally without mechanical change of the nozzle outlet receives a kind of pneumatic contraction of the thrust jet.

In der Zeichnung ist ein AusführungsbeispielIn the drawing is an embodiment

der Erfindung dargestellt, und zwar zeigen die Fig. ι und 2 je einen Achsschnitt durch die obere Hälfte einer Schubdüse eines Turbinentriebwerkes mit Nachverbrennung in zwei verschiedenen Arbeitsstellungen.the invention shown, namely, Fig. ι and 2 each show an axial section through the upper Half of a nozzle of a turbine engine with afterburning in two different Working positions.

Nach der Erfindung und insbesondere nach ihren Anwendungsarten sowie der Ausführung ihrer verschiedenen Teile, die vorzugsweise angewendet werden, um ein Turbinenstrahltriebwerk, das z. B. ίο mit Nachverbrennung arbeitet, zu bauen, geht man in folgender oder ähnlicher Weise vor.According to the invention and in particular according to its types of application and the execution of its various parts that are preferably applied to a turbine jet engine, e.g. B. ίο works with post-combustion, to build, one proceeds in the following or a similar way.

Das fragliche Triebwerk besitzt in jedem Fall mindestens eine Schubdüse, deren Ende i" konvergiert und um die herum die Anordnung für die nicht dargestellte Nachverbrennung liegt, die dazu bestimmt ist, durch Einspritzen und Entzünden von Brennstoff in den austretenden Strahl der Turbine, die Rückstoßenergie des ganzen durch die Düse 1 austretenden Durchflusses zu erhöhen. Für diese Triebwerke ist es zweckmäßig und vorteilhaft, den wirksamen Querschnitt des aus der Düse 1 austretenden Gasstrahles zu regeln. Insbesondere ist es vorteilhaft, diesen wirksamen Querschnitt größer zu machen, sobald das System der Nachverbrennung in Tätigkeit gesetzt oder sobald dieses System außer Tätigkeit gesetzt wird.In any case, the engine in question has at least one thrust nozzle, the end of which converges i " and around which the arrangement for the post-combustion, not shown, is located, which is intended to reduce the recoil energy of the entire flow exiting through the nozzle 1. For these engines, it is expedient and advantageous to regulate the effective cross-section of the gas jet exiting the nozzle 1. In particular, it is advantageous to make this effective cross-section larger as soon as the post-combustion system is in Activity set or as soon as this system is deactivated.

Zur Regelung des wirksamen !Querschnittes hat man schon Verschlüsse vorgeschlagen, deren Betätigung den freien inneren Querschnitt des konvergierenden Düsenaustritts wesentlich änderte. Solche Verschlüsse, z. B. innere olivenförmige Pilze oder Umfangsverschlüsse mit sich radial ändernder öffnungsweite, die im allgemeinen verhältnismäßig träge arbeiten und sehr kompliziert sind, geben, sobald sie im Verschlußsinne betätigt werden, zu einer zusätzlichen verhältnismäßig großen Zugbeanspruchung Anlaß.To regulate the effective! Cross section, closures have already been proposed, their actuation changed the free inner cross-section of the converging nozzle outlet significantly. Such closures, e.g. B. inner olive-shaped mushrooms or circumferential closures with it radially changing opening width, which generally work relatively sluggishly and very complicated are, as soon as they are actuated in the locking direction, to an additional relatively large Tensile stress occasion.

Um diese Nachteile zu vermeiden und eine wesentliche Vereinfachung zu erreichen, bildet man entsprechend dem Hauptgedanken der Erfindung die Mittel, die den wirksamen Querschnitt des Schubstrahles einregeln sollen, derart aus, daß sie, sobald sie im Sinne der Herabsetzung des fraglichen Querschnittes betätigt werden, einem Gasstrom Einlaß geben, der den Strahl wenigstens teilweise ummantelt und der versucht, den wirksamen Querschnitt des Strahles durch eine Art pneumatischer Kontraktion herabzusetzen, welche keine mechanische Veränderung des eigentliehen Austrittsquerschnittes der Düse nach sich zieht.In order to avoid these disadvantages and to achieve a substantial simplification, forms one according to the main idea of the invention, the means that the effective cross-section of the thrust jet are to regulate in such a way that, as soon as they are in the sense of reducing the cross-section in question are actuated, give a gas stream inlet that the jet at least partially sheathed and trying to reduce the effective cross section of the beam through a Type of pneumatic contraction, which does not cause any mechanical change in the actual Exit cross-section of the nozzle.

Obgleich man zur Erzeugung des fraglichen Gasstromes auf ein Gas beliebiger Art zurückgreifen kann, das evtl. in einem Behälter an Bord eines Flugzeuges mitgeführt wird, ist es vorteilhaft, wie nachstehend vorgeschlagen wird, die atmosphärische Luft zur Einregelung des wirksamen Querschnittes des Reaktionsstrahles zu verwenden, die z. B. auf folgende verschiedene Weise zugeführt werden kann: 1. durch einen Zusatzkompressor, z. B. einen Turbinenkompressor, 2. durch die Wirkung des Unterdrucks im Schubstrahl, durch den in Höhe des Düsenkonus beim öffnen eines Schlitzes in der Wandung des Düsenkonus Außenluft in den Schubstrahl eintritt,Although any type of gas can be used to generate the gas flow in question that may be carried in a container on board an aircraft, it is advantageous to as suggested below, the atmospheric air to control the effective To use cross-section of the reaction beam, the z. B. in the following various ways can be supplied: 1. by an additional compressor, z. B. a turbine compressor, 2. by the effect of the negative pressure in the thrust jet, by the level of the nozzle cone when opening a slot in the wall of the nozzle cone Outside air enters the thrust jet,

3. durch Ausnutzung der Flugzeugbewegung, entsprechend dem dargestellten Ausführungsbeispiel, welches nachstehend näher beschrieben wird,3. by utilizing the aircraft movement, accordingly the illustrated embodiment, which is described in more detail below,

4. durch die Kombination mehrerer der drei vorerwähnten Möglichkeiten.4. by combining several of the three possibilities mentioned above.

Nach dem dargestellten Ausführungsbeispiel ordnet man unmittelbar hinter dem Düsenkonus i" einen Konus 2 an, der axial verschiebbar ist und dessen Eintrittsquerschnitt sich um den Düsenkonus i" herum erstreckt, während der Austrittsquerschnitt gleich dem des. Düsenkonus i" ist.According to the illustrated embodiment, a cone 2 is arranged immediately behind the nozzle cone i " , which is axially displaceable and whose inlet cross section extends around the nozzle cone i", while the outlet cross section is the same as that of the nozzle cone i ".

Mit diesem ringförmigen beweglichen Konus 2 arbeiten Steuermittel zusammen, z. B. eine solche Steuerung 3, die eine axiale Verschiebung des Konus 2 zuläßt.Control means cooperate with this annular movable cone 2, e.g. B. such Control 3, which allows an axial displacement of the cone 2.

Die Wirkungsweise dieser Anordnung ist folgende: Solange der bewegliche Ringkonus 2 gegen den feststehenden Düsenkonus i^a liegt (Fig. 1), fallen die Austrittsquerschnitte beider Elemente im wesentlichen zusammen, und der Schubstrahl, der nicht durch den beweglichen Konus beeinflußt wird, besitzt einen wirksamen Querschnitt mit dem Radius R_u der etwas kleiner ist als der Radius des Austrittsquerschnittes der festen Konusdüse i^ö. Dies ist auf die durch die Konusdüse hervorgerufene Kontraktion des Schubstrahles zurückzuführen. The mode of operation of this arrangement is as follows: As long as the movable ring cone 2 lies against the stationary nozzle cone i ^a (FIG. 1), the exit cross-sections of both elements essentially coincide, and the thrust jet, which is not influenced by the movable cone, has an effective one Cross section with the radius R _u which is slightly smaller than the radius of the outlet cross section of the fixed conical nozzle i ^ö . This is due to the contraction of the thrust jet caused by the conical nozzle.

Sobald der bewegliche Konus 2 in Achsrichtung von dem festen Düsenkonus 1" (Fig. 2) entfernt ist, bildet sich zwischen den beiden Elementen ein Ringspalt /, der einen ringförmigen Gasstrom bzw. Luftstrom durch die Flu.gzeugbewegung erzeugt (s. Pfeil F), auf den der bewegliche Konus 2 eine radiale Kontraktion ausübt. Diese Kontraktion ruft ihrerseits eine Kontraktion des Schubstrahles hervor, dessen wirksamer Querschnitt dementsprechend einen Radius R₂ besitzt, der kleiner ist als der Radius R₁ entsprechend Fig. 1.As soon as the movable cone 2 is removed in the axial direction from the fixed nozzle cone 1 ″ (Fig. 2), an annular gap / is formed between the two elements, which generates an annular gas flow or air flow through the aircraft movement (see arrow F) , on which the movable cone 2 exerts a radial contraction. This contraction in turn causes a contraction of the thrust jet, the effective cross section of which accordingly has a radius R ₂ which is smaller than the radius R ₁ according to FIG.

In jedem Fall verfügt man schließlich über eine Turbine für Luftfahrzeuge, deren Schubstrahl in bezug auf den wirksamen Querschnitt durch sehr einfache Mittel regelbar ist, die den eigentlichen Austrittsquerschnitt der Düse nicht verändern.In any case, you have an aircraft turbine whose thrust jet is in with respect to the effective cross-section can be regulated by very simple means, the actual Do not change the outlet cross-section of the nozzle.

Claims

Patent claims:

1. Thrust nozzle for jet engines, in particular turbine jet engines for aircraft with an afterburner, characterized in that adjustable means are provided which around the axis of the nozzle from which ¹¹ S exits a gas jet, an annular, flowing with the jet in the same direction and on the jet produce a constricting gas flow or air flow.

2. Thrust nozzle according to claim 1, characterized in that that the adjustment means are arranged around the trailing edge of the nozzle (1) are.

3. thrust nozzle according to claim 1 and 2, characterized in that the annular gas flow (F) is an annular air flow,

which the air in a suitable manner, e.g. B. by a compressor or by the flight movement of the aircraft.

4. Thrust nozzle according to claim 1 to 3, characterized in that the means for generating the annular gas flow (F) consist of a conical ring nozzle (2) which surrounds the rear end (i ^a ) of the thrust nozzle (1), and that the outlet edge of this adjustable ring nozzle (2) and the outlet edge of the thrust nozzle (i °) have the same or approximately the same circumference, while the front edge of the ring nozzle has a significantly larger diameter than the corresponding cross section of the thrust nozzle, to which the ring nozzle can be axially adjusted by means of suitable control means is.

1 sheet of drawings

1 2939 1.1 2939 1.