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DE102020117768A1 - Supersonic inlet with contour bulge - Google Patents

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DE102020117768A1
DE102020117768A1 DE102020117768.2A DE102020117768A DE102020117768A1 DE 102020117768 A1 DE102020117768 A1 DE 102020117768A1 DE 102020117768 A DE102020117768 A DE 102020117768A DE 102020117768 A1 DE102020117768 A1 DE 102020117768A1
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Abstract

Bei einem Überschalleinlauf (1) mit einer Anströmungshauptrichtung (2), einem eine Zentralkörperaußenkontur (4) aufweisenden Zentralkörper (3) und einer entgegen der Anströmungshauptrichtung (2) mit einer Lippe (6) beginnenden Haube (7), nimmt ein quer zu der Anströmungshauptrichtung (2) verlaufender freier Abstand zwischen der Zentralkörperaußenkontur (4) und einer Innenkontur der Haube (7) in der Anströmungshauptrichtung (2) ab. Die Zentralkörperaußenkontur (4) weist eine stromauf der Haube (7) beginnende Rampe (5) auf, die sich in der Anströmungshauptrichtung (2) an die Innenkontur (9) der Haube (7) annähert; und die Rampe (5) endet in der Einströmungshauptrichtung mit einer Konturbeule (8) der Zentralkörperaußenkontur (4), auf die ein von der Lippe (6) der Haube (7) ausgehender Verdichtungsstoß (10) unter mindestens einer Designanströmbedingung des Überschalleinlaufs (1) auftrifft. Die Zentralkörperaußenkontur (4) ist im Bereich der Konturbeule (8) gegenüber einer geglätteten Grundlinie (14) der Zentralkörperaußenkontur (4) unter einem Ablenkwinkel α angestellt, der mit einer Koordinate x in der Anströmungshauptrichtung (2) über eine erste Beulenhalblänge derart mit ansteigendem Gradienten von null bis auf einen maximalen Ablenkwinkel amax ansteigt und dann über eine zweite Beulenhalblänge L derart mit abfallendem Gradienten wieder gegen null abfällt, dass sich ein glatter Verlauf des Wanddrucks mit minimaler Krümmung über die Konturbeule (8) hinweg ergibt.In the case of a supersonic inlet (1) with a main flow direction (2), a central body (3) having a central body outer contour (4) and a hood (7) beginning opposite to the main flow direction (2) with a lip (6), one takes a transverse to the main flow direction (2) running free distance between the central body outer contour (4) and an inner contour of the hood (7) in the main flow direction (2). The central body outer contour (4) has a ramp (5) which begins upstream of the hood (7) and which approaches the inner contour (9) of the hood (7) in the main flow direction (2); and the ramp (5) ends in the main inflow direction with a contour bulge (8) of the central body outer contour (4), onto which a compression shock (10) emanating from the lip (6) of the hood (7) under at least one design inflow condition of the supersonic inlet (1) hits. The central body outer contour (4) is positioned in the area of the contour bulge (8) against a smoothed base line (14) of the central body outer contour (4) at a deflection angle α, which is with a coordinate x in the main flow direction (2) over a first bulge neck length with an increasing gradient rises from zero to a maximum deflection angle amax and then falls back to zero over a second half length L of the bulge with a falling gradient that results in a smooth curve of the wall pressure with minimal curvature over the contour bulge (8).

Description

TECHNISCHES GEBIET DER ERFINDUNGTECHNICAL FIELD OF THE INVENTION

Die Erfindung bezieht sich auf einen Überschalleinlauf. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf einen Überschalleinlauf mit einer Anströmungshauptrichtung und dem weiteren Merkmal des Oberbegriffs des unabhängigen Patentanspruchs 1.The invention relates to a supersonic enema. In particular, the invention relates to a supersonic inlet with a main flow direction and the further feature of the preamble of independent claim 1.

Unter einem Überschalleinlauf wird hier ein Einlauf für Gas, insbesondere Luft, verstanden, der für eine relative Strömungsgeschwindigkeit des Gases in der Anströmungshauptrichtung oberhalb der Schallgeschwindigkeit in dem Gas ausgelegt ist.A supersonic inlet is understood here to mean an inlet for gas, in particular air, which is designed for a relative flow speed of the gas in the main direction of flow above the speed of sound in the gas.

STAND DER TECHNIKSTATE OF THE ART

Flugkörper, die mit luftatmenden Triebwerken ausgestattet sind, bieten zum Beispiel in Bezug auf ihre Reichweite deutliche Vorteile gegenüber Flugkörpern mit Raketenantrieb. Insbesondere im Überschallflug benötigen Flugkörper mit luftatmenden Triebwerken spezielle Überschalleinläufe, die eine robuste und effiziente Zufuhr der komprimierten Luft zu einem Staustrahltriebwerk ermöglichen. Überschalleinläufe aktueller Flugkörper sind in der Regel starr ausgelegt und weisen eine optimale Funktion nur in einem engen Bereich von Flugmachzahlen auf. Eine komplexe Wechselwirkung strömungsphysikalischer Prozesse im starren Innenkanal der Überschalleinläufe entscheidet über die minimale Flugmachzahl, ab der eine ausreichende Luftversorgung des Staustrahltriebwerks erfolgt. Besonders kritisch und anfällig ist dabei der Eingangsbereich des Innenkanals, in dem ein initialer Verdichtungsstoß, der an einer Haube des Überschalleinlaufs entsteht und auch als Haubenstoß bezeichnet wird, auf die Strömungsgrenzschicht an einer der Haube gegenüberliegenden Zentralkörperaußenkontur auftrifft und dadurch typischerweise lokale Ablöseblasen sowie weitere Verdichtungsstöße induziert. Die Abschwächung dieser Interaktion gehört zu den wichtigsten Aufgaben bei der Entwicklung neuer luftatmender Triebwerke.Missiles that are equipped with air-breathing engines, for example, offer significant advantages over missiles with rocket propulsion in terms of their range. In supersonic flight in particular, missiles with air-breathing engines require special supersonic inlets that enable the compressed air to be fed robustly and efficiently to a ramjet. Supersonic inlets of current missiles are usually designed to be rigid and only function optimally in a narrow range of flight mach numbers. A complex interaction of physical flow processes in the rigid inner duct of the supersonic inlets determines the minimum Mach number from which the ramjet engine is supplied with sufficient air. The entrance area of the inner channel is particularly critical and susceptible, in which an initial compression shock, which occurs on a hood of the supersonic inlet and is also referred to as hood shock, hits the flow boundary layer on a central body outer contour opposite the hood and thereby typically induces local detachment bubbles and other compression shocks . Mitigating this interaction is one of the most important tasks in the development of new air-breathing engines.

Als Maßnahme zur Abschwächung der sogenannten Stoß/Grenzschicht-Wechselwirkung sind das Absaugen (englisch „suction“) oder Ablassen (englisch „bleed“) der Grenzschicht durch Öffnungen in der Zentralkörperaußenkontur nahe der Stoßauftreffstelle bekannt, siehe zum Beispiel DE 1 198 204 B , US 4 000 869 A , US 5 088 660 A , US 5 397 077 A und US 7 690 595 B2 . Das Absaugen oder Ablassen der Grenzschicht verringert die Ablöseneigung der Strömung in Bereichen mit positiven Druckgradienten über der Zentralkörperaußenkontur.As a measure to weaken the so-called shock / boundary layer interaction, suction or bleed of the boundary layer through openings in the outer contour of the central body near the point of impact are known, see for example DE 1 198 204 B , U.S. 4,000,869 A , U.S. 5,088,660 A , U.S. 5,397,077 A and US 7 690 595 B2 . The suction or discharge of the boundary layer reduces the tendency of the flow to detach in areas with positive pressure gradients over the outer contour of the central body.

Eine weitere bekannte Maßnahme zur Abschwächung der Stoß/Grenzschicht-Wechselwirkung ist ein Knick der Zentralköperaußenkontur im Bereich der Auftreffstelle des Haubenstoßes, der bei Flugmachzahlen im Bereich einer entsprechenden Designflugmachzahl den reflektierten Verdichtungsstoß komplett eliminieren kann. Siehe hierzu Y. Zhang et al.: „Influence of Expansion Waves on Cowl Shock/Boundary Layer Interaction in Hypersonic Inlets“ J. of Propulsion and Power, Vol. 30, No. 5, Seiten 1183-1191, September-October 2014 .Another known measure for weakening the impact / boundary layer interaction is a kink in the outer contour of the central body in the area of the impact point of the canopy joint, which can completely eliminate the reflected compression shock with flight Mach numbers in the range of a corresponding design flight Mach number. See also Y. Zhang et al .: "Influence of Expansion Waves on Cowl Shock / Boundary Layer Interaction in Hypersonic Inlets" J. of Propulsion and Power, Vol. 30, No. 5, pages 1183-1191, September-October 2014 .

Noch eine weitere bekannte Maßnahme zur Abschwächung der Stoß/Grenzschicht-Wechselwirkung basiert auf dem Anbringen einer flachen Beule im Bereich der Auftreffstelle des Haubenstoßes mit dem Ziel, Stoßreflektionen abzuschwächen oder ganz zu unterbinden, siehe Y. Zhang et al.: „Control of Cowl-Shock/Boundary-Layer Interactions by Deformable Shape-Memory Alloy Bump“, AIAA J., Vol. 57 No. 2, Seiten 696-705, Februar 2019 .Yet another known measure for weakening the impact / boundary layer interaction is based on the application of a flat bulge in the area of the point of impact of the hood impact with the aim of attenuating or completely preventing impact reflections, see FIG Y. Zhang et al .: "Control of Cowl-Shock / Boundary-Layer Interactions by Deformable Shape-Memory Alloy Bump", AIAA J., Vol. 57 No. 2, pages 696-705, February 2019 .

Aus der US 9 429 071 B2 ist die Anwendung stromauf angeordneter Wirbelgeneratoren zur Verringerung der durch die Stoß/Grenzschicht-Wechselwirkung hervorgerufenen Ablöseblase bekannt. Andere stromauf ansetzende Strömungssteuerungsmaßnahmen zur Begrenzung der Größe der Ablöseblase gehen aus der US 3 417 767 A hervor.From the US 9 429 071 B2 For example, it is known to use upstream vortex generators to reduce the separation bubble caused by the impact / boundary layer interaction. Other upstream flow control measures to limit the size of the separation bubble go from the U.S. 3,417,767 A emerged.

In V. Shinde et al.: „Control of Transitional Shock Wave Boundary Layer Interaction using Surface Morphing“, AIAA Scitch 2019 Forum, AIAA 2019-1895, https://doi.org/10.2514/6.2019-1895 sind Ergebnisse einer direkten numerischen Simulation einer Stoß/Grenzschicht-Wechselwirkung unter adaptiver Anpassung der Zentralkörperaußenkontur zur Vermeidung einer Ablöseblase beschrieben. Eine resultierende und in Bezug auf die Veränderung der Ablöseblase optimale Beule der Zentralkörperaußenkontur ist ein flacher Rücken, auf dessen Grat der Haubenstoß auftrifft, ohne dass sich bei einer konstanten Machzahl von 2 eine ohne die Beule vorhandene Ablöseblase ausbildet.In V. Shinde et al .: "Control of Transitional Shock Wave Boundary Layer Interaction using Surface Morphing", AIAA Scitch 2019 Forum, AIAA 2019-1895, https://doi.org/10.2514/6.2019-1895 the results of a direct numerical simulation of an impact / boundary layer interaction with adaptive adaptation of the outer contour of the central body to avoid a separation bubble are described. A resulting bulge in the outer contour of the central body that is optimal in terms of the change in the detachment bubble is a flat ridge, the ridge of which is hit by the bonnet joint without a detachment bubble without the bulge forming at a constant Mach number of 2.

Aus der CN 107 091 158 A ist ein Überschalleinlauf mit einer zweidimensionalen Beule in einem Einlass des Überschalleinlaufs bekannt. Dabei sind Luftabführlöcher oder -schlitze in nach nach innen konkaven Bereichen der Luv- und Leeseite der Beule angeordnet, und ein Luftabführhohlraum unterhalb der Beule ist in zwei Teilhohlräume unterteilt, die beide mithilfe von Elektromagneten geöffnet und geschlossen werden können.From the CN 107 091 158 A there is known a supersonic inlet with a two-dimensional bulge in an inlet of the supersonic inlet. Air discharge holes or slots are arranged in inwardly concave areas on the windward and leeward sides of the bulge, and an air discharge cavity below the bulge is divided into two sub-cavities, both of which can be opened and closed with the aid of electromagnets.

Aus der US 3,450,141 A ist ein Überschalleinlauf mit einer isentropischen Rampe eines Zentralkörpers stromauf einer Haube des Überschalleinlaufs bekannt. Die Höhe des Endes dieser Rampe und damit die Höhe des Eintrittsquerschnitts des Überschalleinlaufs ist verstellbar. Unterhalb der Haube schließt an die Rampe eine bewegliche Einlassoberfläche an, die derart an die Rampe angelenkt ist, dass eine äußere vordere Kante der beweglichen Oberfläche in der Nähe der hinteren Kante der Rampe gehalten wird. Die isentropische Rampe fokussiert die Kompressionswelle der einlaufenden Strömung.From the U.S. 3,450,141 A a supersonic inlet with an isentropic ramp of a central body upstream of a hood of the supersonic inlet is known. The height of the end of this ramp and thus the height of the inlet cross section of the supersonic inlet is adjustable. A movable inlet surface is attached to the ramp below the hood, which is hinged to the ramp such that an outer leading edge of the movable surface is held in the vicinity of the rear edge of the ramp. The isentropic ramp focuses the compression wave of the incoming flow.

AUFGABE DER ERFINDUNGOBJECT OF THE INVENTION

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Überschalleinlauf aufzuzeigen, dessen Zentralkörperaußenkontur derart geformt ist, dass die Ausbildung einer Ablöseblase infolge der Stoß/Grenzschicht-Wechselwirkung im Auftreffbereich des Haubenstoßes über verschiedene Machzahlen hinweg möglichst vollständig vermieden wird.The invention is based on the object of providing a supersonic inlet whose central body outer contour is shaped in such a way that the formation of a detachment bubble due to the impact / boundary layer interaction in the area of impact of the hood impact is avoided as completely as possible over various Mach numbers.

LÖSUNGSOLUTION

Die Aufgabe der Erfindung wird durch einen Überschalleinlauf mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Überschalleinlaufs sind in den abhängigen Patentansprüchen 2 bis 10 definiert. Patentanspruch 11 betrifft ein Überschallflugzeug mit einem Triebwerk mit einem erfindungsgemäßen Überschalleinlauf.The object of the invention is achieved by a supersonic inlet with the features of independent claim 1. Preferred embodiments of the supersonic inlet according to the invention are defined in the dependent claims 2 to 10. Claim 11 relates to a supersonic aircraft with an engine with a supersonic inlet according to the invention.

BESCHREIBUNG DER ERFINDUNGDESCRIPTION OF THE INVENTION

Ein erfindungsgemäßer Überschalleinlauf weist eine Anströmungshauptrichtung, einen eine Zentralkörperaußenkontur aufweisenden Zentralkörper und eine entgegen der Anströmungshauptrichtung mit einer Lippe beginnende Haube auf. Dabei nimmt ein quer zu der Anströmungshauptrichtung verlaufender freier Abstand zwischen der Zentralkörperaußenkontur und einer Innenkontur der Haube in der Anströmungshauptrichtung ab. Die Zentralkörperaußenkontur weist eine stromauf der Haube beginnende Rampe auf, die sich in der Anströmungshauptrichtung an die Innenkontur der Haube annähert. In der Einströmungshauptrichtung endet die Rampe mit einer Konturbeule der Zentralkörperaußenkontur, auf die ein von der Lippe der Haube ausgehender Verdichtungsstoß, d. h. der sogenannte Haubenstoß, unter mindestens einer Designanströmbedingung des Überschalleinlaufs auftrifft. Im Bereich der Konturbeule ist die Zentralkörperaußenkontur gegenüber einer geglätteten Grundlinie der Zentralkörperaußenkontur unter einem Ablenkwinkel α angestellt, der mit einer Koordinate x in der Anströmungshauptrichtung über eine erste Beulenteillänge L1 von x=0 bis x=L1 gemäß α ( x ) / α max = ( 1 + a 1 ) ( x/L 1 ) 2 a 1 ( x/L 1 ) 3

Figure DE102020117768A1_0001
oder α ( x ) / α max = ( x/L 1 ) b1
Figure DE102020117768A1_0002
von null bis auf einen maximalen Ablenkwinkel amax ansteigt und der dann nach einem Übergangsbereich, in dem α(x) kleiner oder gleich amax gilt und der sich in der Anströmungshauptrichtung über eine Übergangslänge ÜL erstreckt, wobei ÜL 0 % bis 10 % von L1 beträgt, über eine zweite Beulenteillänge L2 von x=(L1+ÜL) bis x=(L1+ÜL+L2) gemäß α ( x ) / α max = ( 1 + a 2 ) ( ( L 1 + L + L 2 x ) / L 2 ) 2 a 2 ( ( L 1 + L + L 2 x ) / L 2 ) 3
Figure DE102020117768A1_0003
oder α ( x ) / α max = ( ( L 1 + L + L 2 x ) / L ) b2
Figure DE102020117768A1_0004
wieder gegen null abfällt. Dabei beträgt L2 90 % bis 110 % von L1; a1 und a2 sind unabhängig voneinander gleich 0,69 +/- 0,3; und b1 und b2 sind unabhängig voneinander gleich 1,96 +/- 0,3.A supersonic inlet according to the invention has a main flow direction, a central body having a central body outer contour and a hood beginning with a lip opposite to the main flow direction. In this case, a free distance running transversely to the main flow direction decreases between the central body outer contour and an inner contour of the hood in the main flow direction. The outer contour of the central body has a ramp which begins upstream of the hood and which approaches the inner contour of the hood in the main direction of flow. In the main inflow direction, the ramp ends with a contour bulge of the central body outer contour, which is hit by a compression shock emanating from the lip of the hood, ie the so-called hood shock, under at least one design flow condition of the supersonic inlet. In the area of the contour bulge, the central body outer contour is at a deflection angle compared to a smoothed base line of the central body outer contour α employed with a coordinate x in the main direction of flow over a first bulge part length L 1 from x = 0 to x = L 1 according to α ( x ) / α Max = ( 1 + a 1 ) ( x / L 1 ) 2 - a 1 ( x / L 1 ) 3
Figure DE102020117768A1_0001
or α ( x ) / α Max = ( x / L 1 ) b1
Figure DE102020117768A1_0002
from zero to a maximum deflection angle amax and which then rises after a transition area in which α (x) is less than or equal to amax and which extends over a transition length ÜL in the main flow direction, where ÜL is 0% to 10% of L 1 , over a second buckle part length L 2 from x = (L 1 + ÜL) to x = (L 1 + ÜL + L 2 ) according to α ( x ) / α Max = ( 1 + a 2 ) ( ( L. 1 + L. + L. 2 - x ) / L. 2 ) 2 - a 2 ( ( L. 1 + L. + L. 2 - x ) / L. 2 ) 3
Figure DE102020117768A1_0003
or α ( x ) / α Max = ( ( L. 1 + L. + L. 2 - x ) / L. ) b2
Figure DE102020117768A1_0004
falls back to zero. L 2 is 90% to 110% of L 1 ; a 1 and a 2 are independently equal to 0.69 +/- 0.3; and b 1 and b 2 are independently equal to 1.96 +/- 0.3.

Die Beulenteillängen L1 und L; können beide gleich einer Beulenhalblänge L sein, wobei der Übergangsbereich entfällt, so dass für die Übergangslänge ÜL=0 gilt. Weiterhin kann a1 = a2 = a und b1 = b2 = b gelten.The dent part lengths L 1 and L; can both be equal to a bulge half length L, the transition area being omitted, so that the transition length ÜL = 0 applies. Furthermore, a 1 = a 2 = a and b 1 = b 2 = b can apply.

Dann ist die Zentralkörperaußenkontur Im Bereich der Konturbeule gegenüber der geglätteten Grundlinie der Zentralkörperaußenkontur unter einem Ablenkwinkel α angestellt, der mit der Koordinate x in der Strömungshauptrichtung von x=0 bis x=L gemäß α ( x ) / α max = ( 1 + a ) ( x/L ) 2 a ( x/L ) 3 ,

Figure DE102020117768A1_0005
oder α ( x ) / α max = ( x/L ) b ,
Figure DE102020117768A1_0006
von null bis auf einen maximalen Ablenkwinkel amax ansteigt und dann von x=L bis x=2L gemäß α ( x ) / α max = ( 1 + a ) ( 2 - x/L ) 2 a ( 2 - x/L ) 3 ,
Figure DE102020117768A1_0007
oder α ( x ) / α max = ( 2 - x/L ) b ,
Figure DE102020117768A1_0008
wieder gegen null abfällt, wobei a gleich 0,69 ± 0,3 ist und b gleich 1,96 ± 0,3 ist.Then the central body outer contour is in the area of the contour bulge with respect to the smoothed base line of the central body outer contour at a deflection angle α employed, which corresponds to the coordinate x in the main flow direction from x = 0 to x = L α ( x ) / α Max = ( 1 + a ) ( x / L ) 2 - a ( x / L ) 3 ,
Figure DE102020117768A1_0005
or α ( x ) / α Max = ( x / L ) b ,
Figure DE102020117768A1_0006
increases from zero to a maximum deflection angle amax and then from x = L to x = 2L according to α ( x ) / α Max = ( 1 + a ) ( 2 - x / L ) 2 - a ( 2 - x / L ) 3 ,
Figure DE102020117768A1_0007
or α ( x ) / α Max = ( 2 - x / L ) b ,
Figure DE102020117768A1_0008
drops again towards zero, where a is equal to 0.69 ± 0.3 and b is equal to 1.96 ± 0.3.

In jedem Fall ergeben beide den Verlauf des Ablenkwinkels α über der ersten bzw. zweiten Beulenteillänge L1 bzw. L2 definierenden Gleichungen bei festen Werten von amax und L1 bzw. L2 sehr ähnliche Konturbeulen. Nicht nur deshalb kann über die zweite Beulenteillänge L2 auch die jeweils grundsätzlich andere Gleichung für den Verlauf des Ablenkwinkels α ausgewählt werden als über die erste Beulenteillänge L1.In any case, both result in the course of the deflection angle α The equations defining the first and second part length L 1 and L 2 , respectively, with fixed values of amax and L 1 and L 2, very similar contour bumps. It is not only for this reason that the fundamentally different equation for the course of the deflection angle can also be used via the second bulge part length L 2 α can be selected as over the first dent part length L 1 .

Mit der Konturbeule des erfindungsgemäßen Überschalleinlaufs wird ein günstiger Verlauf des Wanddrucks über der Zentralkörperaußenkontur erreicht. Dieser günstige Verlauf des Wanddrucks beginnt bei x=0 mit dp/dx=0 und endet bei x=(L1+ÜL+L2) mit dp/dx=0. Dazwischen steigt der Gradient dp/dx des Wanddrucks monoton mit möglichst geringer Krümmung |d2p/dx2| an.With the contour bulge of the supersonic inlet according to the invention, a favorable profile of the wall pressure over the central body outer contour is achieved. This favorable course of the wall pressure begins at x = 0 with dp / dx = 0 and ends at x = (L 1 + ÜL + L 2 ) with dp / dx = 0. In between, the gradient dp / dx of the wall pressure increases monotonically with the least possible curvature | d 2 p / dx 2 | at.

Ohne Übergangsbereich, so dass für die Übergangslänge ÜL = 0 gilt, weist die Konturbeule des erfindungsgemäßen Überschalleinlaufs bei der Beulenhalblänge L einen Grat, d. h. eine Unstetigkeit im Verlauf der Zentralkörperaußenkontur mit Wechsel des Vorzeichens bei dem Ablenkwinkel α auf. Dennoch ergibt sich über diesen Grat hinweg der gewünschte stetige Verlauf des Wanddrucks. Dieser stetige Verlauf des Wanddrucks hat eine besonders geringe Empfindlichkeit der Strömung in den Überschalleinlauf in Bezug auf die Ausbildung von Ablöseblasen durch Stoß/Grenzschicht-Wechselwirkung unter Einwirkung des von der Haube ausgehenden Verdichtungsstoßes zur Folge. Mit der Konturbeule des erfindungsgemäßen Überschalleinlaufs wird der stetige Verlauf des Wanddrucks zudem über eine große Bandbreite von Machzahlen erreicht. Insoweit ist die Konturbeule universell.Without a transition area, so that the transition length ÜL = 0, the contour bulge of the supersonic inlet according to the invention has a ridge at the bulge half length L, ie a discontinuity in the course of the central body outer contour with a change in the sign at the deflection angle α on. Nevertheless, the desired steady course of the wall pressure results across this ridge. This steady course of the wall pressure results in a particularly low sensitivity of the flow into the supersonic inlet with regard to the formation of detachment bubbles due to the impact / boundary layer interaction under the action of the compression shock emanating from the hood. With the contour bulge of the supersonic inlet according to the invention, the steady course of the wall pressure is also achieved over a wide range of Mach numbers. In this respect, the contour bulge is universal.

Wenn für die Übergangslänge ÜL > 0 gilt, weist die Konturbeule des erfindungsgemäßen Überschalleinlaufs beim Wechsel des Vorzeichens des Ablenkwinkel α nicht notwendigerweise einen scharfen Grat, sondern insbesondere einen gegenüber einem solchen scharfen Grat abgerundeten oder abgeflachten Übergangsbereich auf. Durch diesen Übergangsbereich ist die gewünschte Wirkung der Konturbeule des erfindungsgemäßen Überschalleinlaufs hinsichtlich des angestrebten stetigen Verlaufs des Wanddrucks unempfindlicher gegenüber Wanderungen des Auftreffpunkts des von der Haube ausgehenden Verdichtungsstoßes auf die Konturbeule.If ÜL> 0 applies to the transition length, the contour bulge of the supersonic inlet according to the invention shows when the sign of the deflection angle changes α not necessarily a sharp ridge, but in particular a transition area that is rounded or flattened compared to such a sharp ridge. As a result of this transition area, the desired effect of the contour bulge of the supersonic inlet according to the invention is less sensitive to migration of the point of impact of the compression shock emanating from the hood on the contour bulge with regard to the desired constant course of the wall pressure.

Der maximale Ablenkwinkel amax kann insbesondere gleich einem spitzen Winkel gewählt werden, unter dem sich die Rampe der Zentralkörperaußenkontur in der Anströmungshauptrichtung an die Innenkontur der Haube annähert.The maximum deflection angle amax can in particular be selected to be an acute angle at which the ramp of the central body outer contour approaches the inner contour of the hood in the main flow direction.

Typischer Weise liegt dieser spitze Winkel bei üblichen Überschalleinläufen und entsprechend der maximale Ablenkwinkel αmax bei dem erfindungsgemäßen Überschalleinlauf in Radiant in einem Bereich von 0,15 oder von 0,17 bis 0,35 oder bis 0,4, wobei die engeren Grenzen dieses Bereichs etwa 10° bis 20° entsprechen.Typically, this acute angle in conventional supersonic inlets and correspondingly the maximum deflection angle α max in the supersonic inlet according to the invention in radians in a range from 0.15 or from 0.17 to 0.35 or up to 0.4, the narrower limits of this range correspond to about 10 ° to 20 °.

Die Beulenteillängen L1 und L2 liegen bei dem erfindungsgemäßen Überschalleinlauf in einem typischen Bereich von 0,025 he/ αmax bis 0,75 he/ αmax. Hierbei ist he der kleinste freie Abstand zwischen der Zentralkörperaußenkontur und der Innenkontur der Haube quer zu der Anströmungshauptrichtung oder die kleinste Höhe des Innenkanals des Überschalleinlaufs im Bereich der Konturbeule. Die resultierende maximale Höhe H der Konturbeule über der geglätteten Grundlinie der Zentralkörperaußenkontur liegt dabei zwischen 0,01 he und 0,3 he, da diese Höhe H und die Beulenhalblänge L mit dem maximalen Ablenkwinkel αmax praktisch in der Beziehung H/L gleich κ αmax stehen, wobei κ gleich 0,39 ± 0,04 und αmax in Radiant angegeben ist.In the case of the supersonic inlet according to the invention, the bulge part lengths L 1 and L 2 are in a typical range from 0.025 h e / α max to 0.75 h e / α max . Here, h e is the smallest free distance between the central body outer contour and the inner contour of the hood transversely to the main flow direction or the smallest height of the inner channel of the supersonic inlet in the area of the contour bulge. The resulting maximum height H of the contour bulge above the smoothed base line of the central body outer contour is between 0.01 h e and 0.3 h e , since this height H and the bulge half length L with the maximum deflection angle α max are practically equal in the relationship H / L κ α max , where κ is 0.39 ± 0.04 and α max is given in radians.

Ein anderer Ansatz zur Angabe einer typischen Beulenteillänge L1 bzw. L2 oder Beulenhalblänge L bei dem erfindungsgemäßen Überschalleinlauf besteht darin, dass die Beulenteillänge L1 bzw. L2 bzw. Beulenhalblänge L mindestens so lang ist wie eine Ablöseblase in der Anströmungshauptrichtung, die sich ohne die Konturbeule unter der mindestens einen Designanströmbedingung über der geglätteten Grundlinie der Zentralkörperaußenkontur ausbildet.Another approach to specifying a typical bulge part length L 1 or L 2 or bulge half length L in the supersonic inlet according to the invention is that the bulge part length L 1 or L 2 or bulge half length L is at least as long as a detachment bubble in the main direction of flow, which is without the contour bulge under the at least one design flow condition above the smoothed baseline of the central body outer contour.

Vorzugsweise sind die Variablen a1 und a2 sowie b1 und b2 bei der Definition der universellen Konturbeule des erfindungsgemäßen Überschalleinlaufs genauer als ± 0,3 auf die Werte von 0,69 und 1,96 festgelegt. Konkret können die Toleranzbereiche auf ± 0,2 oder sogar ± 0,1 begrenzt sein.The variables a 1 and a 2 as well as b 1 and b 2 in the definition of the universal contour bulge of the supersonic inlet according to the invention are preferably set to the values of 0.69 and 1.96 more precisely than ± 0.3. Specifically, the tolerance ranges can be limited to ± 0.2 or even ± 0.1.

Bezüglich ihres Verlaufs über ihre beiden Beulenteillängen L1 und L2 ist die Konturbeule des erfindungsgemäßen Überschalleinlaufs über verschiedene Machzahlen der Anströmung des Überschalleinlaufs universell. Wenn jedoch bei einem Überschalleinlauf der Auftreffpunkt des von der Lippe der Haube ausgehenden Verdichtungsstoßes auf die Zentralkörperaußenkontur mit der Machzahl der Anströmung des Überschalleinlaufs weiter wandert, als dies durch einen Übergangsbereich mit begrenzter Übergangslänge ÜL kompensiert werden kann, kann es sinnvoll sein, die Konturbeule insgesamt in der Anströmungshauptrichtung so zu verschieben, dass der Verdichtungsstoß immer möglichst genau auf den höchsten Punkt der Konturbeule auftrifft. Zu diesem Zweck kann die Konturbeule zum Beispiel mit einer einen motorischen Antrieb umfassenden Verschiebeeinrichtung in der Anströmungshauptrichtung verschiebbar sein. Diese Verschiebeeinrichtung kann zu dem derart ausgebildet sein, dass sie die Konturbeule abhängig von der aktuellen Anströmungsbedingung des Überschalleinlaufs so verschiebt, dass der von der Lippe der Haube ausgehende Verdichtungsstoß nach der ersten Beulenteillänge bei x=L1 oder in dem gegebenenfalls angrenzenden Übergangsbereich, also bis x = L1 + ÜL, auf die Konturbeule trifft.With regard to its course over its two bulge part lengths L 1 and L 2 , the contour bulge of the supersonic inlet according to the invention is universal over various Mach numbers of the flow to the supersonic inlet. If, however, in the case of a supersonic inlet, the point of impact of the compression shock emanating from the lip of the hood on the outer contour of the central body with the Mach number of the inflow to the supersonic inlet moves further than can be compensated for by a transition area with a limited transition length ÜL, it can make sense to place the contour bulge in the main direction of the inflow so that the shock wave always hits the highest point of the contour bulge as precisely as possible. For this purpose, the contour bulge can, for example, be displaceable in the main direction of flow using a displacement device comprising a motorized drive. This displacement device can also be designed in such a way that it moves the contour bulge depending on the current one The flow condition of the supersonic inlet shifts so that the compression shock emanating from the lip of the hood hits the contour bulge after the first part length of the bulge at x = L 1 or in the possibly adjacent transition area, i.e. up to x = L 1 + ÜL.

Weiterhin kann die Verschiebeeinrichtung dazu ausgebildet sein, dass die Konturbeule abhängig von Signalen eines ersten Drucksensors im Bereich der ersten Beulenhalblänge und eines zweiten Drucksensors im Bereich der zweiten Beulenhalblänge so ansteuert, dass ein Druckunterschied zwischen Wanddrücken über der Zentralkörperaußenkontur, die von dem ersten Drucksensor und von dem zweiten Drucksensor erfasst werden, minimiert wird. Wenn diese Minimierung erreicht ist, dann liegt der gewünschte stetige Druckanstieg mit minimaler Krümmung des Druckverlaufs vor.Furthermore, the displacement device can be designed to control the contour bulge depending on signals from a first pressure sensor in the area of the first bulge half length and a second pressure sensor in the area of the second bulge half length in such a way that a pressure difference between wall pressures over the central body outer contour, from the first pressure sensor and from the second pressure sensor are detected, is minimized. When this minimization is achieved, the desired steady pressure increase with minimal curvature of the pressure curve is present.

Konkret kann die Konturbeule bei dem erfindungsgemäßen Überschalleinlauf an einem Beulenkörper ausgebildet sein, der an einem Hauptkörper des Zentralkörpers längs der Grundlinie verschiebbar geführt ist.Specifically, in the case of the supersonic inlet according to the invention, the contour bulge can be formed on a bulge body which is guided on a main body of the central body so as to be displaceable along the base line.

Ein erfindungsgemäßes Überschallflugzeug mit einem Triebwerk weist einen erfindungsgemäßen Überschalleinlauf auf.A supersonic aircraft according to the invention with one engine has a supersonic inlet according to the invention.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Patentansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen.Advantageous further developments of the invention emerge from the patent claims, the description and the drawings.

Die in der Beschreibung genannten Vorteile von Merkmalen und von Kombinationen mehrerer Merkmale sind lediglich beispielhaft und können alternativ oder kumulativ zur Wirkung kommen, ohne dass die Vorteile zwingend von erfindungsgemäßen Ausführungsformen erzielt werden müssen.The advantages of features and of combinations of several features mentioned in the description are only exemplary and can come into effect alternatively or cumulatively without the advantages necessarily having to be achieved by embodiments according to the invention.

Hinsichtlich des Offenbarungsgehalts - nicht des Schutzbereichs - der ursprünglichen Anmeldungsunterlagen und des Patents gilt Folgendes: Weitere Merkmale sind den Zeichnungen - insbesondere den dargestellten Geometrien und den relativen Abmessungen mehrerer Bauteile zueinander sowie deren relativer Anordnung und Wirkverbindung - zu entnehmen. Die Kombination von Merkmalen unterschiedlicher Ausführungsformen der Erfindung oder von Merkmalen unterschiedlicher Patentansprüche ist ebenfalls abweichend von den gewählten Rückbeziehungen der Patentansprüche möglich und wird hiermit angeregt. Dies betrifft auch solche Merkmale, die in separaten Zeichnungen dargestellt sind oder bei deren Beschreibung genannt werden. Diese Merkmale können auch mit Merkmalen unterschiedlicher Patentansprüche kombiniert werden. Ebenso können in den Patentansprüchen aufgeführte Merkmale für weitere Ausführungsformen der Erfindung entfallen, was aber nicht für die unabhängigen Patentansprüche des erteilten Patents gilt.With regard to the disclosure content - not the scope of protection - of the original application documents and the patent, the following applies: Further features can be found in the drawings - in particular the illustrated geometries and the relative dimensions of several components to one another and their relative arrangement and operative connection. The combination of features of different embodiments of the invention or of features of different patent claims is also possible, deviating from the selected back-references of the patent claims, and is hereby suggested. This also applies to features that are shown in separate drawings or mentioned in their description. These features can also be combined with features of different patent claims. Features listed in the claims can also be omitted for further embodiments of the invention, but this does not apply to the independent claims of the granted patent.

Die in den Patentansprüchen und der Beschreibung genannten Merkmale sind bezüglich ihrer Anzahl so zu verstehen, dass genau diese Anzahl oder eine größere Anzahl als die genannte Anzahl vorhanden ist, ohne dass es einer expliziten Verwendung des Adverbs „mindestens“ bedarf. Wenn also beispielsweise von einem Element die Rede ist, ist dies so zu verstehen, dass genau ein Element, zwei Elemente oder mehr Elemente vorhanden sind. Die in den Patentansprüchen angeführten Merkmale können durch andere Merkmale ergänzt werden oder die einzigen Merkmale sein, die das jeweilige Erzeugnis aufweist.The number of features mentioned in the claims and the description are to be understood in such a way that precisely this number or a greater number than the specified number is present without the need for the explicit use of the adverb “at least”. For example, when an element is mentioned, it is to be understood that there is exactly one element, two elements or more elements. The features listed in the patent claims can be supplemented by other features or be the only features that the respective product has.

FigurenlisteFigure list

Im Folgenden wird die Erfindung anhand in den Figuren dargestellter bevorzugter Ausführungsbeispiele weiter erläutert und beschrieben.

  • 1 zeigt eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Überschalleinlaufs im Längsschnitt.
  • 2 zeigt eine zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Überschalleinlaufs im Längsschnitt.
  • 3 zeigt das Auftreffen eines Verdichtungsstoßes auf eine Konturbeule des erfindungsgemäßen Überschalleinlaufs und die dabei induzierte Wellenstruktur.
  • 4 zeigt den Verlauf des Wanddrucks über der Konturbeule gemäß 3 zusammen mit einem Verlauf des Wanddrucks in einem Referenzfall.
  • 5 ist eine Auftragung eines normierten Ablenkwinkels der Konturbeule gemäß 3 über deren ersten Beulenhalblänge L.
  • 6 ist eine Auftragung eines konkreten Verlaufs der Konturbeule gemäß 3 mit dem normierten Ablenkwinkel gemäß 5.
  • 7 ist der zu 6 zugehörige Verlauf des Ablenkwinkels der Konturbeule gemäß 3.
  • 8 ist eine Auftragung des normierten Wanddrucks an der Oberfläche der Konturbeule gemäß 3 bei einer Variation der Anströmmachzahl M zwischen 2,0 und 3,0; und
  • 9 ist eine Auftragung von konkreten Verläufen weiterer Ausführungsformen der Konturbeule.
In the following, the invention is further explained and described with reference to preferred exemplary embodiments shown in the figures.
  • 1 shows a first embodiment of a supersonic inlet according to the invention in longitudinal section.
  • 2 shows a second embodiment of the supersonic inlet according to the invention in longitudinal section.
  • 3 shows the impact of a shock wave on a contour bulge of the supersonic inlet according to the invention and the wave structure induced thereby.
  • 4th shows the course of the wall pressure over the contour bulge according to 3 together with a course of the wall pressure in a reference case.
  • 5 is a plot of a normalized deflection angle of the contour bulge according to 3 over the first half-length of the bump L.
  • 6 is a plot of a specific course of the contour bulge according to 3 with the normalized deflection angle according to 5 .
  • 7th is that to 6 associated course of the deflection angle of the contour bulge according to 3 .
  • 8th is a plot of the normalized wall pressure on the surface of the contour bulge according to 3 with a variation of the inflow number M between 2.0 and 3.0; and
  • 9 is a plot of specific courses of further embodiments of the contour bulge.

FIGURENBESCHREIBUNGFIGURE DESCRIPTION

Der in 1 dargestellte Überschalleinlauf 1 ist für eine Anströmhauptrichtung 2 ausgebildet. Ein Zentralkörper 3 des Überschalleinlaufs 1 weist eine Zentralkörperaußenkontur 4 auf. Die Zentralkörperaußenkontur 4 weist eine hier zweistufige Rampe 5 auf, die stromauf einer Lippe 6 einer Haube 7 des Überschalleinlaufs 1 beginnt und mit einer Konturbeule 8 endet. Im Bereich ihrer stromab liegenden Stufe nähert sich die Rampe unter einem spitzen Winkel 18 zu der Anströmhauptrichtung 2 an eine Innenkontur 9 der Haube 7 an. Ein von der Lippe 6 ausgehender Verdichtungsstoß 10 trifft abhängig von einer Anströmmachzahl einer Anströmung des Überschalleinlaufs 1 in der Anströmhauptrichtung 2 an unterschiedlichen Stellen auf die Zentralkörperaußenkontur 4 auf. Eine Verschiebeeinrichtung 11 für einen Beulenkörper 12, an dem die Konturbeule 8 ausgebildet, wird so angesteuert, dass die Konturbeule 8 jeweils so angeordnet ist, dass der Verdichtungsstoß 10 unter den jeweiligen Anströmbedingungen auf den höchsten Punkt der Konturbeule 8 auftritt. Hierdurch und durch eine spezielle Formgebung der Konturbeule 8 wird verhindert, dass sich eine Grenzschicht 13 der Anströmung aufgrund einer Stoß/Grenzschicht-Wechselwirkung des Verdichtungsstoßes 10 mit der Grenzschicht 13 über eine Ablöseblase hinweg von der Zentralkörperaußenkontur 4 ablöst. In 1 bildet der Beulenkörper 12 die Zentralkörperaußenkontur 4 des Zentralkörpers 3 in einem Bereich aus, in dem eine geglättete Grundlinie der Zentralkörperaußenkontur, über der sich die Konturbeule 8 erhebt, einen konstanten Krümmungsradius aufweist. Der Beulenkörper 12 ist auf einer Kreisbahn mit diesem Krümmungsradius geführt und wird von der Verschiebeeinrichtung 11 auf dieser Kreisbahn verschoben.The in 1 illustrated supersonic inlet 1 is for one main flow direction 2 educated. A central body 3 of the supersonic enema 1 has a central body outer contour 4th on. The central body outer contour 4th has a two-step ramp here 5 on that upstream of a lip 6 a hood 7th of the supersonic enema 1 begins and with a contour bump 8th ends. In the area of its downstream step, the ramp approaches at an acute angle 18th to the main flow direction 2 to an inner contour 9 the hood 7th at. One from the lip 6 outgoing shock wave 10 meets a flow of the supersonic inlet depending on an inflow number 1 in the main flow direction 2 at different points on the central body outer contour 4th on. A sliding device 11 for a bump body 12th on which the contour bump 8th formed, is controlled so that the contour bump 8th each is arranged so that the shock wave 10 under the respective flow conditions to the highest point of the contour bulge 8th occurs. This and a special shape of the contour bulge 8th prevents a boundary layer 13 the oncoming flow due to an impact / boundary layer interaction of the compression shock 10 with the boundary layer 13 over a separation bubble away from the central body outer contour 4th replaces. In 1 forms the body of the bump 12th the central body outer contour 4th of the central body 3 in an area in which a smooth baseline of the central body outer contour, over which the contour bump is located 8th rises, has a constant radius of curvature. The bump body 12th is guided on a circular path with this radius of curvature and is operated by the displacement device 11 moved on this circular path.

Bei dem Überschalleinlauf 1, der in 2 gezeigt ist, und der ansonsten vollständig der Ausführungsform gemäß 1 entspricht, weist die Verschiebeeinrichtung 11 ein Förderband 15 auf, mit der der Beulenkörper 12 hier über eine Oberfläche des Zentralkörpers 3 mit dem Verlauf der Grundlinie 14 verfahrbar ist. Auch dies dient dazu, die Konturbeule 8 immer so auszurichten, dass der Verdichtungsstoß 10 auf den höchsten Punkt der Kontourbeule 8 auftrifft.At the supersonic enema 1 who is in 2 is shown, and otherwise completely according to the embodiment 1 corresponds, the shifting device 11 a conveyor belt 15th on with which the bump body 12th here over a surface of the central body 3 with the course of the baseline 14th is movable. This also serves to reduce the contour bump 8th always align so that the shock wave 10 to the highest point of the contour bump 8th hits.

3 skizziert die induzierte Wellenstruktur, die beim Auftreffen des von der Lippe 6 gemäß 1 oder 2 ausgehenden Verdichtungsstoßes 10 auf den höchsten Punkt der Konturbeule 8 bei ihrer Beulenhalblänge ausgebildet wird. Stromauf und stromab des Auftreffpunkts des Verdichtungsstoßes 10 bilden sich Kompressionswellen 16 aus und von dem Auftreffpunkt des Verdichtungsstoßes 10 gehen Expansionswellen 17 aus. 3 outlines the induced wave structure when it hits the lip 6 according to 1 or 2 outgoing shock wave 10 to the highest point of the contour bulge 8th is formed at the length of their bulge. Upstream and downstream of the point of impact of the shock wave 10 compression waves are formed 16 from and from the point of impact of the shock wave 10 expansion waves go 17th out.

4 zeigt den zu 3 zugehörigen Verlauf des Wanddrucks über der Zentralkörperaußenkontur 5 mit durchgezogener Linie. Ausgehend von einem Gradienten von 0 steigt der Wanddruck zunächst mit anwachsendem und dann mit wieder auf 0 abfallendem Gradienten stetig an. Die Krümmung des Druckverlaufs ist dabei minimal. Hierdurch sind ideale Voraussetzungen für die Vermeidung einer Ablöseblase im Auftreffbereich des Verdichtungsstoßes 10 gegeben. Anders verhält es sich bei dem Druckverlauf, der in 4 mit gestrichelter Linie dargestellt ist und der einem Auftreffen des Verdichtungsstoßes auf die in 3 mit ebenfalls gestrichelter Linie eingezeichnete Grundlinie 14 resultiert. Dieser Druckverlauf weist starke Krümmungen auf und resultiert daher schnell in die ungewollte Ausbildung einer Ablöseblase der Grenzschicht 13 gemäß 3. 4th shows the to 3 associated course of the wall pressure over the central body outer contour 5 with a solid line. Starting from a gradient of 0, the wall pressure rises steadily, initially as the gradient increases and then as the gradient falls back to 0. The curvature of the pressure curve is minimal. This creates ideal conditions for avoiding a detachment bubble in the area of impact of the shock wave 10 given. The situation is different with the pressure curve shown in 4th is shown with a dashed line and the impact of the shock wave on the in 3 baseline also drawn with a dashed line 14th results. This pressure curve has strong curvatures and therefore quickly results in the unwanted formation of a separation bubble in the boundary layer 13 according to 3 .

Um den in 4 dargestellten mit einem Gradienten von 0 beginnenden und endenden sowie eine minimale Krümmung aufweisenden Verlauf des Wanddrucks zu realisieren, ist ein hierauf abgestimmter Verlauf des auf den maximalen Ablenkwinkel αmax normierten Ablenkwinkels α der Konturbeule 8 festzulegen. Dabei ist der Ablenkwinkel α der Winkel des jeweiligen Bereichs der Zentralkörperaußenkontur 4 im Bereich der Konturbeule 8 gegenüber der Grundlinie 14.To get the in 4th To realize the course of the wall pressure shown starting and ending with a gradient of 0 and exhibiting a minimal curvature, a course of the deflection angle normalized to the maximum deflection angle α max is coordinated therewith α the contour bump 8th to be determined. Where is the deflection angle α the angle of the respective area of the central body outer contour 4th in the area of the contour bulge 8th opposite the baseline 14th .

In 5 ist der normierte Ablenkwinkel α/αmax über der normierten Längskoordinate x/L der Konturbeule aufgetragen, wobei L die Halblänge der Konturbeule 8 ist. Der normierte Ablenkwinkel α/αmax beginnt bei 0 und steigt dann mit von 0 anwachsendem Gradienten bei x/L gleich 1 auf α/αmax gleich 1 an.In 5 the normalized deflection angle α / α max is plotted over the normalized longitudinal coordinate x / L of the contour bulge, where L is the half-length of the contour bulge 8th is. The normalized deflection angle α / α max starts at 0 and then increases with the gradient increasing from 0 at x / L equal to 1 to α / α max equal to 1.

Für eine konkrete Dimensionierung der Konturbeule bezüglich des maximalen Ablenkwinkels αmax und der Beulenhalblänge L in Bezug auf einen konkreten Überschalleinlauf 1 kann der maximale Ablenkwinkel αmax gleich dem Winkel 18 gesetzt werden, unter dem sich die Rampe 13 zu der Anströmhauptrichtung 2 an die Innenkontur 9 der Haube annähert. Die Beulenhalblänge L kann abhängig von einem kleinsten freien Abstand he gemäß 2 und 3 zwischen der Zentralkörperaußenkontur 5 und der Innenkontur 9 der Haube 7 in dem Bereich von 0,025 he/ αmax und 0,75 he/ αmax gewählt werden.For a specific dimensioning of the contour bulge in relation to the maximum deflection angle α max and the bulge half length L in relation to a specific supersonic inlet 1 the maximum deflection angle α max can be equal to the angle 18th be set under which the ramp is 13 to the main flow direction 2 to the inner contour 9 approaches the hood. The bump half length L can be depending on a smallest free distance h e according to 2 and 3 between the central body outer contour 5 and the inner contour 9 the hood 7th can be selected in the range of 0.025 h e / α max and 0.75 h e / α max .

6 zeigt die aus dem Verlauf des normierten Ablenkwinkels gemäß 5 für eine Beulenhalblänge von 5 mm und einen maximalen Ablenkwinkel αmax von 10° resultierenden Koordinaten der Konturbeule 8. 6 shows that from the course of the normalized deflection angle according to 5 for a bulge half length of 5 mm and a maximum deflection angle α max of 10 ° resulting coordinates of the contour bulge 8th .

7 stellt den entsprechenden Verlauf des Ablenkwinkels α in Grad dar. Dabei zeigen 6 und 7, dass die zweite Hälfte der Konturbeule 8 stromab ihres Kamms, d. h. von L bis 2 L eine spiegelsymmetrische Abbildung ihrer Windseite von 0 bis L ist. 7th represents the corresponding course of the deflection angle α in degrees. Show 6 and 7th that the second half of the contour bump 8th downstream of their crest, ie from L to 2 L, a mirror-symmetrical image of their wind side from 0 to L is.

8 zeigt eine normierte Druckverteilung pW/pWmax des Wanddrucks an der Oberfläche der Konturbeule 8 gemäß den 4 bis 7 bei Anströmmachzahlen M von 2,0 und 3,0, die mittels Charakteristik-Verfahren (ohne Grenzschichteinfluss) vorhergesagt wurden. pWmax entspricht dabei dem absoluten Wanddruck an der Hinterkante der Beule, der bei der jeweiligen Anströmmachzahl M erreicht wird. Es ist offensichtlich, dass dieselbe Konturbeule 8 den angestrebten Druckverlauf gemäß 4 bei beiden berücksichtigten Anströmmachzahlen M die vernachlässigbaren Variationen realisiert. Die erfindungsgemäße Konturbeule ist daher für verschiedene Anströmmachzahlen optimiert und insoweit universell. 8th shows a normalized pressure distribution p W / p Wmax of the wall pressure on the surface of the Contour bump 8th according to the 4th to 7th for inflow numbers M of 2.0 and 3.0, which were predicted using the characteristic method (without boundary layer influence). p Wmax corresponds to the absolute wall pressure at the rear edge of the bulge, which is achieved with the respective inflow number M . It is obvious that the same contour bump 8th the desired pressure curve according to 4th the negligible variations are realized with both of the inflow numbers M taken into account. The contour bulge according to the invention is therefore optimized for different inflow numbers and to that extent universal.

9 zeigt verschiedene Ausführungsformen der Konturbeule 8, die nicht in zwei gleiche Beulenhalblängen L, sondern in zwei Beulenteillängen L1 und L2 mit dazwischen angeordnetem Übergangsbereich einer Übergangslänge ÜL ausgebildet ist. Über den Beulenteillängen L1 und L2 steigt der Ablenkwinkel α grundsätzlich genau so an bzw. fällt der Ablenkwinkels α grundsätzlich genau so ab wie über den beiden Beulenhalblängen L. Dabei kann eine Abweichung des Verlaufs des Ablenkwinkels von einer exakten Spiegelsymmetrie aber auch eine unterschiedliche Länge von L1 und L2 bedeuten. Zudem gibt es den Übergangsbereich 19. Hier kann der Ablenkwinkel bis zu einem Grat 20, wie er auch bei den bisher beschriebenen Ausführungsformen der Konturbeule 8 vorhanden ist, gleich bleiben und dann an dem Grat 20 schlagartig sein Vorzeichen ändern. Dabei gilt für den Betrag des Ablenkwinkels α in dem Übergangsbereich 19, dass er ≤ αmax bleibt. Alternativ kann in dem Übergangsbereich 19 ein abgerundeter Grat 21 vorgesehen sein, in dem der Ablenkwinkel α stetig auf null abfällt und dann nach seinem Vorzeichenwechsel vom Betrag her wieder anwächst. Grundsätzlich ist es auch möglich, dass in dem Übergangsbereich 19 ein abgeflachter Grat 22 mit einem Ablenkwinkel von null vorgesehen ist. (In 9 ist die Übergangslänge ÜL im Vergleich zu den Beulenteillängen L1 und L2 zu lang dargestellt. Die Übergangslänge ÜL beträgt nicht mehr als 10% von L1 und auch nicht mehr als 10 % von L2, selbst wenn sich L1 und L2 unterscheiden. Dieser Unterschied von L1 und L2 bleibt aber auch ≤ 10 % von L1.) 9 shows different embodiments of the contour bulge 8th which is not formed in two identical bulge half lengths L, but in two partial bulge lengths L 1 and L 2 with a transition area of a transition length UL arranged in between. The deflection angle increases over the length of the bulge part L 1 and L 2 α basically exactly the same or the deflection angle falls α basically exactly the same as over the two bulge half lengths L. A deviation of the course of the deflection angle from an exact mirror symmetry can also mean a different length of L 1 and L 2 . There is also the transition area 19th . Here the deflection angle can be up to a ridge 20th as he did in the previously described embodiments of the contour bulge 8th is present, stay the same and then along the ridge 20th suddenly change its sign. The following applies to the amount of the deflection angle α in the transition area 19th that it remains ≤ α max . Alternatively, in the transition area 19th a rounded ridge 21st be provided in which the deflection angle α falls steadily to zero and then increases again in magnitude after its sign change. In principle, it is also possible that in the transition area 19th a flattened ridge 22nd is provided with a deflection angle of zero. (In 9 the transition length ÜL is shown too long compared to the buckle part lengths L 1 and L 2 . The transition length ÜL is not more than 10% of L 1 and also not more than 10% of L 2 , even if L 1 and L 2 differ. This difference between L 1 and L 2 also remains ≤ 10% of L 1. )

BezugszeichenlisteList of reference symbols

11
ÜberschalleinlaufSupersonic enema
22
AnströmhauptrichtungMain flow direction
33
ZentralkörperCentral body
44th
ZentralkörperaußenkonturCentral body outer contour
55
Ramperamp
66th
Lippelip
77th
HaubeHood
88th
KonturbeuleContour bump
99
InnenkonturInner contour
1010
VerdichtungsstoßShock wave
1111
VerschiebeeinrichtungSliding device
1212
BeulenkörperBump body
1313
GrenzschichtBoundary layer
1414th
GrundlinieBaseline
1515th
FörderbandConveyor belt
1616
KompressionswelleCompression wave
1717th
ExpansionswelleExpansion wave
1818th
Winkelangle
1919th
ÜbergangsbereichTransition area
2020th
Gratridge
2121st
abgerundeter Gratrounded ridge
2222nd
abgeflachter Gratflattened ridge
αα
AblenkwinkelDeflection angle

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

  • DE 1198204 B [0004]DE 1198204 B [0004]
  • US 4000869 A [0004]US 4000869 A [0004]
  • US 5088660 A [0004]US 5088660 A [0004]
  • US 5397077 A [0004]US 5397077 A [0004]
  • US 7690595 B2 [0004]US 7690595 B2 [0004]
  • US 9429071 B2 [0007]US 9429071 B2 [0007]
  • US 3417767 A [0007]US 3417767 A [0007]
  • CN 107091158 A [0009]CN 107091158 A [0009]
  • US 3450141 A [0010]US 3450141 A [0010]

Zitierte Nicht-PatentliteraturNon-patent literature cited

  • Y. Zhang et al.: „Influence of Expansion Waves on Cowl Shock/Boundary Layer Interaction in Hypersonic Inlets“ J. of Propulsion and Power, Vol. 30, No. 5, Seiten 1183-1191, September-October 2014 [0005]Y. Zhang et al .: "Influence of Expansion Waves on Cowl Shock / Boundary Layer Interaction in Hypersonic Inlets" J. of Propulsion and Power, Vol. 30, No. 5, pages 1183-1191, September-October 2014 [0005]
  • Y. Zhang et al.: „Control of Cowl-Shock/Boundary-Layer Interactions by Deformable Shape-Memory Alloy Bump“, AIAA J., Vol. 57 No. 2, Seiten 696-705, Februar 2019 [0006]Y. Zhang et al .: "Control of Cowl-Shock / Boundary-Layer Interactions by Deformable Shape-Memory Alloy Bump", AIAA J., Vol. 57 No. 2, pages 696-705, February 2019 [0006]
  • V. Shinde et al.: „Control of Transitional Shock Wave Boundary Layer Interaction using Surface Morphing“, AIAA Scitch 2019 Forum, AIAA 2019-1895, https://doi.org/10.2514/6.2019-1895 [0008]V. Shinde et al .: "Control of Transitional Shock Wave Boundary Layer Interaction using Surface Morphing", AIAA Scitch 2019 Forum, AIAA 2019-1895, https://doi.org/10.2514/6.2019-1895 [0008]

Claims (11)

Überschalleinlauf (1) mit - einer Anströmungshauptrichtung (2), - einem eine Zentralkörperaußenkontur (4) aufweisenden Zentralkörper (3) und - einer entgegen der Anströmungshauptrichtung (2) mit einer Lippe (6) beginnenden Haube (7), - wobei ein quer zu der Anströmungshauptrichtung (2) verlaufender freier Abstand zwischen der Zentralkörperaußenkontur (4) und einer Innenkontur der Haube (7) in der Anströmungshauptrichtung (2) abnimmt, - wobei die Zentralkörperaußenkontur (4) eine stromauf der Haube (7) beginnende Rampe (5) aufweist, die sich in der Anströmungshauptrichtung (2) an die Innenkontur (9) der Haube (7) annähert, und - wobei die Rampe (5) in der Einströmungshauptrichtung mit einer Konturbeule (8) der Zentralkörperaußenkontur (4) endet, auf die ein von der Lippe (6) der Haube (7) ausgehender Verdichtungsstoß (10) unter mindestens einer Designanströmbedingung des Überschalleinlaufs (1) auftrifft, dadurch gekennzeichnet, dass die Zentralkörperaußenkontur (4) im Bereich der Konturbeule (8) gegenüber einer geglätteten Grundlinie (14) der Zentralkörperaußenkontur (4) unter einem Ablenkwinkel α angestellt ist, der mit einer Koordinate x in der Anströmungshauptrichtung (2) über eine erste Beulenteillänge L1 von x=0 bis x=L1 gemäß α ( x ) / α max = ( 1 + a 1 ) ( x/L 1 ) 2 a 1 ( x/L 1 ) 3
Figure DE102020117768A1_0009
oder α ( x ) / α max = ( x/L 1 ) b1
Figure DE102020117768A1_0010
von null bis auf einen maximalen Ablenkwinkel amax ansteigt und dann nach einem Übergangsbereich, in dem α(x) kleiner oder gleich amax gilt und der sich in der Anströmungshauptrichtung (2) über eine Übergangslänge ÜL erstreckt, wobei ÜL 0 % bis 10 % von L1 beträgt, über eine zweite Beulenteillänge L2 von x=(L1+ÜL) bis x=(L1+ÜL+L2) gemäß α ( x ) / α max = ( 1 + a 2 ) ( ( L 1 + L + L 2 x ) / L 2 ) 2 a 2 ( ( L 1 + L + L 2 x ) / L 2 ) 3
Figure DE102020117768A1_0011
oder α ( x ) / α max = ( ( L 1 + L + L 2 x ) / L ) b 2
Figure DE102020117768A1_0012
wieder gegen null abfällt, wobei - L2 90 % bis 110 % von L1 beträgt, - a1 und a2 unabhängig voneinander gleich 0,69 +/- 0,3 sind und - b1 und b2 unabhängig voneinander gleich 1,96 +/- 0,3 sind.
Supersonic inlet (1) with - a main flow direction (2), - a central body (3) having a central body outer contour (4) and - a hood (7) beginning opposite to the main flow direction (2) with a lip (6), - one being transverse to the main flow direction (2) running free distance between the central body outer contour (4) and an inner contour of the hood (7) decreases in the main flow direction (2), - the central body outer contour (4) having a ramp (5) beginning upstream of the hood (7) , which approaches the inner contour (9) of the hood (7) in the main inflow direction (2), and - the ramp (5) ends in the main inflow direction with a contour bulge (8) of the central body outer contour (4) onto which one of The compression shock (10) emanating from the lip (6) of the hood (7) strikes the supersonic inlet (1) under at least one design flow condition , characterized in that the central body outer contour (4) in the area of the contour The bulge (8) is set against a smoothed base line (14) of the central body outer contour (4) at a deflection angle α which, with a coordinate x in the main flow direction (2) over a first bulge part length L 1 from x = 0 to x = L 1 according to α ( x ) / α Max = ( 1 + a 1 ) ( x / L 1 ) 2 - a 1 ( x / L 1 ) 3
Figure DE102020117768A1_0009
or α ( x ) / α Max = ( x / L 1 ) b1
Figure DE102020117768A1_0010
from zero to a maximum deflection angle amax and then after a transition area in which α (x) is less than or equal to amax and which extends over a transition length ÜL in the main flow direction (2), where ÜL 0% to 10% of L 1 is, over a second buckle part length L 2 from x = (L 1 + ÜL) to x = (L 1 + ÜL + L 2 ) according to α ( x ) / α Max = ( 1 + a 2 ) ( ( L. 1 + L. + L. 2 - x ) / L. 2 ) 2 - a 2 ( ( L. 1 + L. + L. 2 - x ) / L. 2 ) 3
Figure DE102020117768A1_0011
or α ( x ) / α Max = ( ( L. 1 + L. + L. 2 - x ) / L. ) b 2
Figure DE102020117768A1_0012
again drops to zero, where - L 2 is 90% to 110% of L 1 , - a 1 and a 2 are independently equal to 0.69 +/- 0.3 and - b 1 and b 2 are independently equal to 1, 96 are +/- 0.3.
Überschalleinlauf (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der maximale Ablenkwinkel amax gleich einem spitzen Winkel ist, unter dem sich die Rampe (5) der Zentralkörperaußenkontur (4) in der Anströmungshauptrichtung (2) an die Innenkontur (9) der Haube (7) annähert.Supersonic inlet (1) after Claim 1 , characterized in that the maximum deflection angle amax is equal to an acute angle at which the ramp (5) of the central body outer contour (4) approaches the inner contour (9) of the hood (7) in the main flow direction (2). Überschalleinlauf (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der maximale Ablenkwinkel amax in Radiant in einem Bereich von 0,15 bis 0,4 liegt.Supersonic inlet (1) after Claim 1 or 2 , characterized in that the maximum deflection angle amax in radians is in a range from 0.15 to 0.4. Überschalleinlauf (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für die erste Beulenteillänge L1 gilt: 0,025  h e / α max L 1 0,75  h e / α max
Figure DE102020117768A1_0013
, wobei he der kleinste freie Abstand zwischen der Zentralkörperaußenkontur (4) und der Innenkontur (9) der Haube (7) quer zu der Anströmungshauptrichtung (2) ist.
Supersonic inlet (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the following applies to the first part length L 1 : 0.025 H e / α Max L. 1 0.75 H e / α Max
Figure DE102020117768A1_0013
, where h e is the smallest free distance between the central body outer contour (4) and the inner contour (9) of the hood (7) transversely to the main flow direction (2).
Überschalleinlauf (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Beulenteillänge L1 mindestens so groß wie eine Länge einer Ablöseblase in der Anströmungshauptrichtung ist, die sich unter der mindestens einen Designanströmbedingung über der geglätteten Grundlinie (14) der Zentralkörperaußenkontur (4) ohne die Konturbeule (8) ausbildet.Supersonic inlet (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the first bulge part length L 1 is at least as large as a length of a detachment bubble in the main flow direction which, under the at least one design flow condition, is above the smoothed base line (14) of the central body outer contour (4 ) without the contour bulge (8). Überschalleinlauf (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass - a1 und a2 unabhängig voneinander gleich 0,69 +/- 0,2 sind und - b1 und b2 unabhängig voneinander gleich 1,96 +/- 0,2 sind.Supersonic inlet (1) according to one of the preceding claims, characterized in that - a 1 and a 2 are independently equal to 0.69 +/- 0.2 and - b 1 and b 2 are independently equal to 1.96 +/- 0 , 2 are. Überschalleinlauf (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Konturbeule (8) mit einer einen motorischen Antrieb umfassenden Verschiebeeinrichtung (11) in der Anströmungshauptrichtung (2) verschiebbar ist.Supersonic inlet (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the contour bulge (8) can be displaced in the main flow direction (2) with a displacement device (11) comprising a motor drive. Überschalleinlauf (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschiebeeinrichtung (11) derart ausgebildet ist, dass sie die Konturbeule (8) abhängig von aktuellen Anströmungsbedingung des Überschalleinlaufs (1) so verschiebt, dass der von der Lippe (6) der Haube (7) ausgehende Verdichtungsstoß (10) in dem Übergangsbereich oder, wenn ÜL gleich 0 % von L1 ist, bei der ersten Beulenhalblänge x=L1 auf die Konturbeule (8) trifft.Supersonic inlet (1) after Claim 7 , characterized in that the Displacement device (11) is designed in such a way that it displaces the contour bulge (8) depending on the current flow conditions of the supersonic inlet (1) so that the compression shock (10) emanating from the lip (6) of the hood (7) in the transition area or if ÜL is equal to 0% of L 1 , meets the contour bulge (8) at the first half length x = L 1 . Überschalleinlauf (1) nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschiebeeinrichtung (11) derart ausgebildet ist, dass sie die Konturbeule (8) abhängig von Signalen eines ersten Drucksensors im Bereich der ersten Beulenhalblänge und eines zweiten Drucksensors im Bereich der zweiten Beulenhalblänge so ansteuert, dass ein Druckunterschied zwischen Wanddrücken über der Zentralkörperaußenkontur (4), die von dem ersten Drucksensor und von dem zweiten Drucksensor erfasst werden, minimiert wird.Supersonic inlet (1) after Claim 7 or 8th , characterized in that the displacement device (11) is designed such that it controls the contour bulge (8) depending on signals from a first pressure sensor in the area of the first bulge half length and a second pressure sensor in the area of the second bulge half length so that a pressure difference between wall pressures over the central body outer contour (4), which are detected by the first pressure sensor and the second pressure sensor, is minimized. Überschalleinlauf (1) nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Konturbeule (8) an einem Beulenkörper (12) ausgebildet ist, der an einem Hauptkörper des Zentralkörpers (3) längs der Grundlinie (14) verschiebbar geführt ist.Supersonic inlet (1) after one of the Claims 7 to 9 , characterized in that the contour bulge (8) is formed on a bulge body (12) which is displaceably guided along the base line (14) on a main body of the central body (3). Überschallflugzeug mit einem Triebwerk mit einem Überschalleinlauf (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.Supersonic aircraft with an engine with a supersonic inlet (1) according to one of the preceding claims.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113800001A (en) * 2021-09-30 2021-12-17 西安航天动力研究所 Design method of internal shrinkage hypersonic inlet channel integrated with forebody
CN117365743A (en) * 2023-09-08 2024-01-09 北京航空航天大学 Distortion incoming flow resistant passive bulge flow control method

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB847286A (en) 1957-12-17 1960-09-07 Hobson Ltd H M Improvements in or relating to air intakes
DE1181006B (en) 1962-06-06 1964-11-05 Ernst Heinkel Flugzeugbau G M Adjustable inlet diffuser for jet engines
DE1198204B (en) 1962-09-25 1965-08-05 Ernst Heinkel Flugzeugbau G M Supersonic inlet for at least one jet engine with a wedge-shaped shock body
DE1200693B (en) 1963-02-07 1965-09-09 Ernst Heinkel Flugzeugbau G M Supersound inlet for missiles with a central shock body
US3417767A (en) 1966-06-13 1968-12-24 North American Rockwell Self-restarting supersonic inlet
US3450141A (en) 1966-08-01 1969-06-17 Marquardt Corp Compression limit control device for supersonic inlets
US4000869A (en) 1975-10-21 1977-01-04 Northrop Corporation Strong shock boundary layer interaction control system
US5088660A (en) 1989-08-04 1992-02-18 United Technologies Corporation Bleed stability door
US5397077A (en) 1994-03-03 1995-03-14 General Electric Company High performance supersonic bleed inlet
US7690595B2 (en) 2006-12-12 2010-04-06 Lockheed Martin Corporation System, method, and apparatus for throat corner scoop offtake for mixed compression inlets on aircraft engines
US9429071B2 (en) 2011-06-23 2016-08-30 Continuum Dynamics, Inc. Supersonic engine inlet diffuser with deployable vortex generators
CN107091158B (en) 2017-06-08 2018-05-18 南京航空航天大学 Low extrernal resistance surpasses/hypersonic inlet and Shock/Boundary-Layer interference control method

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113800001A (en) * 2021-09-30 2021-12-17 西安航天动力研究所 Design method of internal shrinkage hypersonic inlet channel integrated with forebody
CN113800001B (en) * 2021-09-30 2024-02-27 西安航天动力研究所 Design method of inner-shrinkage hypersonic air inlet channel integrated with precursor
CN117365743A (en) * 2023-09-08 2024-01-09 北京航空航天大学 Distortion incoming flow resistant passive bulge flow control method

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