DE2051076A1

DE2051076A1 - Beam control device, in particular for controlling aircraft

Info

Publication number: DE2051076A1
Application number: DE19702051076
Authority: DE
Inventors: Klaus Dipl.-Ing. 7759 Immenstaad Wahl
Original assignee: Dornier Ag, 7990 Friedrichshafen
Priority date: 1970-10-17
Filing date: 1970-10-17
Publication date: 1972-04-20
Also published as: FR2111687A1

Description

FriedrichshafenFriedrichshafen

Reg. 2279Reg. 2279

Strahlsteuereinrichtung, insbesondere für die Steuerung von FluggerätenBeam control device, in particular for controlling aircraft

Die Erfindung betrifft eine Strahlsteuereinrichtung, insbesondere für die Steuerung von Fluggeräten, mittels der der eingeleitete Gasstrom über ein Strahlablenkteil mit senkrecht zum Gasstrom stehender Drehachse in zwei einander entgegengesetzt gerichtete Teilströme aufspaltbar und zwei steuerbaren Austrittsdüsen zuführbar ist.The invention relates to a beam control device, in particular for the control of aircraft, by means of which the gas flow introduced via a beam deflection part with an axis of rotation perpendicular to the gas flow in two mutually exclusive directions oppositely directed partial flows can be split and two controllable outlet nozzles can be fed.

Derartige Strahlsteuereinrichtungen arbeiten in der Weise, daß das zugeführte Medium in einer Mittelstellung des Strahlablenkteiles in gleichen Teilen, jedoch in entgegengesetzten Richtungen, aus beiden Strahlaustritts düsen austritt und damit die Schubwirkung neutralisiert wird. In Zwischenstellungen des Strahlablenkteiles wird gegensinnig eine Verengung des Querschnittes der einen und eine Vergrößerung des Querschnittes der anderen Strahlaustrittsdüse bewirkt und dadurch ein entsprechendes Steuermoment wirksam. In Endstellungen des Ablenkteiles ist dabei jeweils eine der Düsenöffnungen vollständig abgeschlossen. Such beam control devices work in such a way that the medium supplied in a central position of the jet deflection part in equal parts, but in opposite directions, from both jet exit nozzles emerges and thus the thrust effect is neutralized. In the intermediate positions of the beam deflecting part, the cross section is narrowed in the opposite direction one and an enlargement of the cross section of the other jet outlet nozzle and thereby a corresponding control torque effective. In the end positions of the deflecting part, one of the nozzle openings is completely closed.

Es ist bekannt, die Strömung durch konzentrisch zueinander angeordnete Steuerschieber, die mit Strahlaustrittsöffnungen ausgerüstet sind, aufzuteilen, wobei die Steuerung durch eine Relativdrehung der Steuerschieber zueinander bewirkt wird.It is known that the flow through concentrically arranged To divide control spools that are equipped with jet outlets, wherein the control is effected by a relative rotation of the control slides to one another.

Es iet weiterhin bekannt, einer Strahlzuführung zwei in entgegengesetzte Richtungen weisende Austrittekanäle zuzuordnen und die öffnungen im entgegen-It is also known to have two beams in opposite directions To assign directional outlet channels and the openings in the opposite direction

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gesetzten Sinne abzudecken bzw. freizugeben. Zu diesem Zweck sind vor den öffnungen der Austrittskanäle Blenden angeordnet, durch deren Bewegungen ein konstanter Gesamtquerschnitt beider Düsenöffnungen gewährleistet bleiben soll.to cover or release the set senses. For this purpose are in front of the openings of the outlet channels arranged through the movements of the aperture a constant overall cross-section of both nozzle openings should be guaranteed.

Bei den bekannten Einrichtungen sind häufig gestörte Strömungsverläufe zu beobachten, die zu fehlerhaften und gefährlichen Steuerbewegungen führen können. Der gestörte Strömungsverlauf, der seine Ursache im wesentlichen in der konstruktiven Ausbildung hat, wird insbesondere durch in die Strömung hineinragende Kanten, Knicke oder Vorsprünge ausgelöst. Die durch diese Störelemente hervorgerufene Strahlkontraktion am Düsenaustritt führt naturgemäß zu einer Verminderung des Gesamtdurchsatzes, sowie zu einem Rückstau des Mediums und damit zu unkontrollierbaren Nebenwirkungen.In the known devices, there are often disturbed flow courses to observe leading to erroneous and dangerous tax movements being able to lead. The disturbed flow course, which has its cause essentially in the structural training, is in particular through in the Edges, kinks or protrusions protruding into the flow are triggered. The jet contraction caused by these interfering elements leads to the nozzle outlet naturally to a reduction in the overall throughput, as well as to a backlog of the medium and thus to uncontrollable side effects.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zu schaffen, mit der sich die Nachteile der bekannten Einrichtungen vermeiden lassen und der Gesamtdurchsatz über die eine und bzw. oder andere Austrittsdüse in jeder Stellung des Steuerteiles bei strömungstechnisch gleichwertigen Verhältnissen konstant gehalten wird.The object of the invention is to create a device with which the disadvantages of the known devices can be avoided and the total throughput through one and / or the other outlet nozzle in each Position of the control part is kept constant when the flow conditions are equivalent.

Die gestellte Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch strömungsgünstig gewölbte, feststehende Führungsflächen und durch ein diesen Führungsflächen angepaßtes, bewegbares Strahlablenkteil, dessen Ablenkfläche die Strömung kontraktionsfrei zu einer bzw. beiden Gasaustrittsdüsen leitet.According to the invention, the problem posed is achieved by a streamlined manner curved, fixed guide surfaces and by a these guide surfaces adapted, movable beam deflection part, the deflection surface Directs flow contraction-free to one or both gas outlet nozzles.

Mit der erfindungsgemäß ausgeführten Vorrichtung wird erreicht, daß in jeder Stellung des Steuer- bzw. Ablenkteiles eine günstige Strömungsführung erreicht ist und in keiner Stellung des Ablenkteiles Kanten oder Vorsprünge in die Strömung innerhalb der Austrittsdüsen oder deren Öffnungen hineinragen. Durch die stetige Führung der Strömung von der Zuführung zum einen oder anderen bzw. zu beiden Düsenaustrittsöffnungen läßt sich eine Strahlkontraktion vermeiden. In jeder Stellung des Ablenkteiles wird die Größe des Querschnittes der beiden Austrittsdüsen bzw. Düsenöffnungen nur durch die feststehenden, einen stetigen Verlauf besitzenden Führungsflächen, und dieWith the device designed according to the invention it is achieved that in every position of the control or deflection part a favorable flow guidance is achieved and in no position of the deflection part edges or projections protrude into the flow within the outlet nozzles or their openings. Due to the constant guidance of the flow from the feed to the One or the other or to both nozzle outlet openings can be a jet contraction avoid. In each position of the deflector, the size of the cross section of the two outlet nozzles or nozzle openings is only through the fixed, a steady course owning guide surfaces, and the

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ebenfalls zu den öffnungen hin stetig verlaufende Ablenkfläche des beweglichen Ablenkteiles bestimmt.The deflecting surface of the movable one also runs continuously towards the openings Deflecting part determined.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Vorrichtung zurIn the drawing is an embodiment of the device for Regelung und Umlenkung von Turbinengaeetrahlen im Querschnitt dargestellt.Control and deflection of turbine gas jets shown in cross section.

Die Vorrichtung ist an den Tragflächen eines Luftfahrzeuges angeordnet und dient zur Giersteuerung während des strahlgetragenen Fluges, bei dem die aerodynamischen Ruder unwirksam sind.The device is arranged on the wings of an aircraft and is used for yaw control during jet-borne flight which the aerodynamic rudders are ineffective.

Das zylinderrohrförmige Gehäuse 1 der Vorrichtung besitzt drei öffnungen 3, 4 und 5. An der öffnung 3 mündet ein Zuführungskanal 8 in den Innenraum des Gehäuses 1, wobei der Kanal 8 andererseits an die Verdichterstufe oder das Abgasrohr eines Strahltriebwerkes zur Abzapfung von Steuerluft oder HeisBgae angeschlossen ist. Die öffnungen 4 und 5 liegen einander diametral gegenüber und stehen rechtwinklig zur Zuleitungsöffnung 3. Sämtliche Öffnungen werden von einer gemeinsamen Ebene in ihrer Mitte geschnitten. Das Gehäuse 1 ist stirnseitig an beiden Enden durch Deckel abgeschlossen, εο daß ein zylinderförmiger Innenraum 11 entsteht.The cylindrical tubular housing 1 of the device has three openings 3, 4 and 5. At the opening 3, a feed channel 8 opens into the interior of the housing 1, with the channel 8 being connected on the other hand to the compressor stage or the exhaust pipe of a jet engine for drawing off control air or hot gas is. The openings 4 and 5 are diametrically opposite one another and are at right angles to the feed line opening 3. All openings are cut by a common plane in their center. The housing 1 is closed off at both ends by a cover, so that a cylindrical interior space 11 is created.

Innerhalb des Gehäuses 1 sind zwei Körper 15 bzw. 16 fest eingesetzt, die mit Führungsflachen 18 bzw. 19 ausgestattet sind. Der Zuführungskanal 8 besitzt zumindest im Bereich seines Anschlusses an das Gehäuse 1 rechtwinkligen Querschnitt ebenso wie die öffnungen 4 und 5. Die Führungsflächen 18 bzw. 19 haben eine aerodynamisch günstige Form und erstrecken sich in Fortsetzung der einander gegenüberliegenden Kanalwände 20 bzw. 21 des Zuführungskanals 8 zur Öffnungskante 24 bzw. 25 der öffnungen 4 bzw. 5 und bilden damit jeweils den einen Teil der Strömungsführung zweier zu den öffnungen 4 bzw. 5 führender, vom Zufuhrungskanal 8 abzweigender Düsenkanäle 27 bzw. 28.Inside the housing 1, two bodies 15 and 16 are firmly inserted, which are equipped with guide surfaces 18 and 19, respectively. The feed channel 8, at least in the area of its connection to the housing 1, has a right-angled cross section, as do the openings 4 and 5. The guide surfaces 18 and 19 have an aerodynamically favorable shape and extend in continuation of the mutually opposite channel walls 20 and 21 of the feed channel 8 to the opening edge 24 and 25 of the openings 4 and 5, respectively, and thus form in each case one part of the flow guidance of two to the openings 4 and 5, respectively leading nozzle channels 27 and 28 branching off from the supply channel 8.

Der zweite Teil der Strömungsführung bzw. der Steuerdüsen ist gebildet durch ein Strahlablenkteil 34 mit einer Ablenkfläche 30. Die Ablenkfläche 30 geht im Bereich ihrer äußeren Enden in eine Wölbung über, die zusammen mit der Fläche 18 bzw. 19 eine Düse bildet, wobei die Endkanten 36 bzw. 37 des Körpers 34 stets die eine Begrenzung der Düsenöffnungen 4 bzw.The second part of the flow guide or the control nozzles is formed by a jet deflecting part 34 with a deflecting surface 30. The deflecting surface 30 merges into a curvature in the area of its outer ends, which forms a nozzle together with the surface 18 or 19, the end edges 36 or 37 of the body 34 always the one limitation of the nozzle openings 4 or

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bilden. Die den Öffnungskanten 24 bzw. 25 gegenüberliegenden Kanten des Gehäuses sind dabei mit 24' bzw. 25' bezeichnet. Das in das Gehäuse 1 eingesetzte Ablenkteil 34 ist um eine mit der Gehäuselängsachse identische Achse 32 drehbar. Der Strahlführungskörper 34 erstreckt sich, bezogen auf den Umfang der Innenwandung des Gehäuses 1 so weit in Umfangsrichtung, daß in seiner Mittelstellung die beiden Öffnungen 4 und 5 je zur Hälfte abgeschlossen sind.form. The opposite edges of the opening edges 24 and 25, respectively Housing are designated by 24 'and 25'. The in the housing 1 The deflecting part 34 used can be rotated about an axis 32 which is identical to the longitudinal axis of the housing. The beam guiding body 34 extends, based on the circumference of the inner wall of the housing 1 so far in the circumferential direction that in its central position the two openings 4 and 5 are each half closed are.

Über den Zuführungskanal 8 wird bewirkt, daß unabhängig von der Stellung des Ablenkteilee 34 stets die gleiche Luftmenge durchgesetzt und dem einen oder anderen oder beiden Austrittsdüsen 27 bzw. 28 zugeleitet wird.About the supply channel 8 is effected that regardless of the position of the deflector 34 always enforced the same amount of air and the one or the other or both outlet nozzles 27 and 28 is fed.

Die Abzapfluft tritt über den Zuführungskanal 8 und die öffnung 3 in die Steuereinrichtung ein und "wird infolge der in ausgezogenen Linien angedeuteten Stellung des Strahlführungskörpers 34 bzw. dessen Strahlführungswand 30 und der feststehend angeordneten Körper 15 und IG bzw. durch deren Strahlführungsflächen 18 bzw. 19 strömungsgünstig der Öffnung 4 zugeleitet. Gleichzeitig ist dabei die zweite öffnung 5 vollständig abgeschlossen, indem die End- bzw. Steuerkante 37 des Ablenkteiles 34 an der Strahlführangsfläche 19 des Körpers 16 anliegt. Bei einer Verstellung des Strahlführungskörpers 34, beispielsweise in die in der Zeichnung strichpunktiert angedeutete Mittelstellung, sind die beiden Öffnungen 4 und 5 je zur Hälfte offen und es wird eine Aufspaltung der zugeführten Luft in gleichen Teilen zum einen und anderen Abzweigkanal bewirkt. In keiner Stellung des Strahlführungskörpers trifft dabei die den Abzweigkanälen zugeleitete Luft auf eine in die Strömung hineinragende Kante des Gehäuses 1 oder des Ablenkteiles 34. In jeder Stellung bildet die Führungsfläche 30 des Strömungsführungskörpers bzw. dessen Endkanten 36 bzw. 37 eine einstellbare Begrenzung der Öffnungen 4 bzw. 5. Durch die aerodynamisch günstige Form der Führungsfläche 30 des Ablenkteiles 34 ergibt sich in jeder Steuer stellung eine strömungsgünstige Führung der Abzapfluft zu den Öffnungen 4 bzw. 5 und zwar in der Weise, daß die zugeführte Luft stetig aus der Zuführungsrichtung in die Austrittsrichtung abgelenkt wird.The bleed air enters via the supply channel 8 and the opening 3 in the control device on and "is indicated as a result of the solid lines Position of the beam guiding body 34 or its beam guiding wall 30 and the fixedly arranged body 15 and IG or by their Beam guiding surfaces 18 and 19 are fed to the opening 4 in a streamlined manner. At the same time, the second opening 5 is completely closed by the end or control edge 37 of the deflecting part 34 on the beam guiding surface 19 of the body 16 is applied. When adjusting the beam guiding body 34, for example in the middle position indicated by dash-dotted lines in the drawing, the two openings 4 and 5 are each half open and the air supplied is split into equal parts for one and the other Branch channel causes. In no position of the beam guiding body does the air fed to the branch ducts meet one in the flow protruding edge of the housing 1 or of the deflecting part 34. In any position the guide surface 30 of the flow guide body or its end edges 36 and 37 form an adjustable delimitation of the openings 4 and 5, respectively the aerodynamically favorable shape of the guide surface 30 of the deflector 34 results in a flow-favorable guidance of the bleed air in every control position to the openings 4 and 5 in such a way that the air supplied is constantly deflected from the direction of supply into the direction of exit.

5.10.1970October 5, 1970

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Claims

Reg. 2279

Patent claims:

/ 1. Beam control device, especially for the control of aircraft, by means of which the gas flow introduced is opposed to one another in two via a jet deflection part with an axis of rotation perpendicular to the gas flow directed partial flows can be split and two controllable outlet nozzles can be fed, characterized by aerodynamically curved, fixed Guide surfaces (18, 19) and by a these guide surfaces adapted, movable beam deflection part (34), the deflection surface (30) of which guides the flow to one or both gas outlet nozzles (4, 5) without contraction.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the guide surfaces (18, 19) are arranged in a housing (1) with a cylindrical interior are, the guide surfaces (18, 19) assigned to the jet outlet nozzles (4, 5) being firmly inserted, while the deflecting surface (30) is also inserted its carrier part (34) is rotatably mounted.

October 5, 1970
ET 10 / Be / bt

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