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Die Erfindung betrifft eine Schubumkehreinheit für ein Strahltriebwerk, insbesondere eine Schubumkehreinheit für ein Zweistromstrahltriebwerk.
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Aus dem Stand der Technik ist bereits eine Vielzahl von Schubumkehreinheiten für Strahltriebwerke bekannt.
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Schubumkehreinheiten sind in der Regel in Form von Klappen ausgeführt, die zwischen einer Ruheposition und einer Betriebsposition verschwenkbar ausgebildet sind. In der Ruheposition befinden sich die Klappen außerhalb der Strömungswege des Triebwerksstroms, insbesondere von Hauptstrom und Nebenstrom, und werden zur Schubumkehr in diese hinein geschwenkt (Betriebsposition). Dadurch trägt die jeweilige Strömung nicht mehr zum Vortrieb bei und kann durch gezielte Umlenkung entgegen der Flugrichtung zur Bremsunterstützung genutzt werden.
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Bei den in Verkehrsflugzeugen üblichen Mantelstromtriebwerken finden in der Regel zwei Arten von Schubumkehreinheiten Anwendung. Bei einem ersten Typ werden Haupt- und/oder Nebenstrom am Triebwerksaustritt von einer Heißstrom- oder Mischstrom-Schubumkehreinheit umgelenkt. Bei einem zweiten Typ wird nur der Nebenstrom deutlich vor dem Triebwerksaustritt von einer Kaltstromschubumkehreinheit, insbesondere einer Schubumkehrklappe, geblockt und, ggf. unter Mithilfe von Leitgitterkaskaden, umgelenkt.
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In Triebwerken mit Schubumkehreinheiten des ersten Typs bilden die Klappen der Schubumkehreinheit in der Ruheposition das hintere Ende der Schubdüse. Sie sind mittels von festen Strukturen gehaltenen Drehzapfen in den Gasstrom der Schubdüse schwenkbar. Die Klappen sind der Regel aus mehreren, einzeln verschwenkbaren Elementen aufgebaut, die für sich genommen eine Manipulation des Strahlprofils am Gasaustritt auch in der Ruhestellung der Klappen ermöglichen. Wie in der der
EP 0 715 068 B1 und in der
EP 0 620 792 B1 beschrieben, wird die Bewegung der Klappen bzw. Klappensegmente dabei i.d.R. durch Koppelstangen vermittelt.
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In der
EP 0 366 829 A1 sind verschiedene Konstruktionsmöglichkeiten für die Betätigungsmittel von Schubumkehrklappen des ersten Typs beschrieben. Diese umfassen stets auf der Mittelachse des Triebwerks angeordnete Hydraulikzylinder und von diesen bewegte Koppelstangen. Die Stangen wirken direkt auf die Klappen oder auf Exzenterringe mit zur Strömungsrichtung der Triebwerksgase transversalen Rotationsachsen ein. In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Koppelstangen leeseitig der Klappen angeordnet, um zumindest in deren Betriebsposition nicht direkt den Turbinengasen ausgesetzt zu sein.
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Eine Ausführung des zweiten Typs einer Schubumkehreinheit ist in der
EP 2 078 152 B1 offenbart. Dabei weist die Triebwerksaußenhülle eine gleitende Abdeckung auf, die in ihrer Ruheposition Öffnungen der Hülle verdeckt. An der im Wesentlichen ringförmigen Abdeckung ist an einer mittleren Gelenkachse mindestens eine Klappe schwenkbar montiert. Durch eine Translation der Abdeckung wird die Öffnung freigelegt und gleichzeitig die Klappe in die Gasströmung gelenkt, wodurch die Strömung durch die Öffnung umgeleitet wird. Das Öffnen und Schließen der Abdeckung erfolgt mittels in Gleitschienen montierten Schubstangen. Diese weisen Anschlagelemente auf, welche die Translationsbewegung der Abdeckung stoppen und ein Umschlagen der Klappen in die Gasströmung verhindern sollen.
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In bekannten Schubumkehreinheiten ist nachteilig eine Vielzahl von Hydraulikzylindern und/oder Stellmotoren zur Bewegung der Koppel- oder Schubstangen verbaut. Von jedem dieser Aktuatoren werden dabei i.d.R. nur eine oder zwei Schubumkehrklappen bewegt. Dies ist konstruktiv und energetisch aufwendig sowie wartungsintensiv, insbesondere wenn die Schubstangen den Turbinengasen ausgesetzt sind. Zudem nehmen bekannte Lösungen viel Bauraum in Anspruch, wobei die in der Gasströmung angeordneten Bauteile Strömungsverluste und Lärm erzeugen.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Nachteile des Standes der Technik zu überwinden und eine neuartige Schubumkehreinheit für Strahltriebwerke vorzuschlagen, die konstruktiv einfach und wartungsarm ist. Diese soll gegenüber bekannten Lösungen eine reduzierte Anzahl beweglicher Teile und notwendiger Antriebsmittel aufweisen, um Gewicht und Bauraum einzusparen. Zudem soll die Turbinenströmung in der Ruheposition der Klappen weitgehend ungestört sein.
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Die Aufgabe wird gelöst durch eine Schubumkehreinheit gemäß Anspruch 1. Bevorzugte Weiterbildungen sind Gegenstand der rückbezogenen Unteransprüche.
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Die Aufgabe wird gelöst durch eine Schubumkehreinheit für ein Strahltriebwerk, aufweisend einen im oder innen am Triebwerksaußengehäuse angeordneten Stellring, mindestens ein Antriebsmittel zur Rotation des Stellrings um die Rotationssymmetrieachse des Triebwerks, mindestens ein im oder innenliegend am Triebwerksaußengehäuse angeordnetes Schubumkehrmittel, den Stellring und die Schubumkehrmittel verbindende Betätigungsmittel, wobei durch die Rotation des Kreisrings und über die Betätigungsmittel die Schubumkehrmittel zwischen einer Ruheposition und einer Betriebsposition überführbar sind.
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Der Stellring ist im Wesentlichen kreis- oder zylinderförmig ausgeführt und befindet sich bevorzugt zu jeder Zeit außerhalb des Strömungspfades des Triebwerkstroms, bei einem Zweistromstrahltriebwerk außerhalb des Mantelstroms. Das Strahltriebwerk, bevorzugt ein Zweistromstrahltriebwerk, ist bevorzugt konzentrisch zum Stellring und im Wesentlichen rotationssymmetrisch um eine Rotationssymmetrieachse. Die Schubumkehrmittel sind im oder innenliegend am Triebwerksaußengehäuse und axial versetzt und/oder radial fluchtend zum Stellring angeordnet. Die Betätigungsmittel sind bevorzugt in Form von Führungsbolzen, Schub- oder Koppelstangen ausgeführt. Diese erstrecken sich bei einer axial versetzten Anordnung von Stellring und Schubumkehrplatten vorrangig in axialer Richtung bzw. in zum Triebwerk konzentrischen Ebenen. Bei Anordnung der Schubumkehrplatten radial innerhalb des Stellrings erstrecken sich die Betätigungsmittel vorrangig in radialer Richtung bzw. in zur Rotationssymmetrieachse transversalen Ebenen.
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Erfindungsgemäß sind die Betätigungsmittel in der Ruheposition der Schubumkehrmittel nicht im Strömungspfad der Triebwerksgase angeordnet. Wird der Stellring über das Antriebsmittel um einen bestimmten Winkel gedreht, werden die Schubumkehrmittel über die Betätigungsmittel von der Ruhe- in die Betriebsposition bewegt. Eine entgegengesetzte Rotation des Stellrings um denselben Winkel, bewegt die Schubumkehrmittel zurück in die Ruheposition. In einer bevorzugten Ausführungsform befinden sich die Betätigungsmittel auch in der Betriebsposition der Schubumkehrmittel nicht im Strömungspfad der Triebwerksgase.
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Die erfindungsgemäße Schubumkehreinheit ermöglicht vorteilhaft die Bewegung aller Schubumkehrmittel mittels nur eines Antriebsmittels. Der Verzicht auf weitere Aktuatoren ermöglicht vorteilhaft eine Reduktion des konstruktiven und energetischen Aufwands, des benötigten Bauraums und des Gewichts des Strahltriebwerks. Weiterhin vorteilhaft bewirkt die Anordnung der Betätigungsmittel außerhalb des Strömungspfads der Triebwerksgase einen verminderten Verschleiß und Wartungsaufwand.
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Die Überführung der Schubumkehrmittel von der Ruhe- in die Betriebsposition erfolgt bevorzugt in einer Translationsbewegung transversal zur Rotationssymmetrieachse, insbesondere bei der Ausbildung der Schubumkehrmittel als Lamellen einer Irisblende. Ebenfalls bevorzugt ist die Überführung von Ruhe- in Betriebsposition und zurück mittels einer Schwenkbewegung um transversal zur Rotationssymmetrieachse angeordnete Drehzapfen, insbesondere bei der Ausbildung der Schubumkehrmittel als um Drehzapfen schwenkbare Klappen. Sind die Schubumkehrmittels als Leitflächen, insbesondere als hochreißfeste Membrane ausgebildet, erfolgt die Überführung bevorzugt in einer Kombination der bereits genannten Bewegungsarten, ggf. kombiniert mit einer zur Rotationssymmetrieachse parallelen Translationsbewegung.
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Die erfindungsgemäße Schubumkehreinheit mit mindestens einem Antriebsmittel und einem Stellring ist vorteilhaft mit verschieden ausgestalteten Schubumkehrmitteln kombinierbar, die anhand ihres Bewegungsprofils unterscheidbar sind. Verschiedene Schubumkehrmittel erfordern verschiedene Ausgestaltungen der Betätigungsmittel und des Stellring. Das Prinzip der Betätigung von Schubumkehreinheiten mittels eines Stellrings ist vielfältig umsetzbar. Die erfindungsgemäßen Vorteile, insbesondere hinsichtlich des konstruktiven und energetischen Aufwands, des eingesparten Bauraumes und Gewichts und des reduzierten Verschleißes, werden in allen Ausgestaltungen erzielt.
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In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Schubumkehrmittel als Lamellen einer Irisblende, wie bspw. aus Objektiven von Fotokameras bekannt, ausgebildet. Diese Lamellen sind axial versetzt zu einem Stellring angeordnet, der als planares, mit bogenförmigen Aussparungen versehenes Leitblech ausgebildet ist. Lamellen und Leitblech sind über fest an den Lamellen befestigte, in die Aussparungen des Leitblechs eingreifende und parallel zur Rotationssymmetrieachse erstreckte Führungsbolzen miteinander verbunden. Die Lamellen sind weiterhin jeweils um eine zur Rotationssymmetrieachse parallele Achse schwenkbar, wobei die Drehpunkte bevorzugt im Triebwerksaußengehäuse angeordnet sind.
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Die Überführung der Lamellen von der Ruhe- in die Betriebsposition wird über eine, durch das Antriebsmittel bewirkte Rotation des Leitblechs um einen festen Winkel vermittelt. Die Rotation des Leitblechs bewirkt eine radial inwärts gerichtete Zwangsbewegung der Führungsbolzen in den, bevorzugt bogenförmigen, Aussparungen des Leitblechs. Dadurch schwenken die Lamellen um ihre Drehpunkte in den Strömungspfad der Triebwerksgase hinein und legen sich in Ihrer Betriebsposition bevorzugt an das Gehäuse des Kerntriebwerks an.
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Eine Rotation des Leitblechs in umgekehrter Richtung bewirkt eine radial auswärts gerichtete Zwangsbewegung der Führungsbolzen und ein Umschwenken der Lamellen zurück in ihre Ruheposition. In dieser sind die Lamellen bevorzugt vollständig im Triebwerksaußengehäuse angeordnet.
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Die Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Schubumkehreinrichtung ist konstruktiv einfach und besonders zur Aufnahme großer Kräfte geeignet. Auf ausgedehnte, gelenkig angebrachte Schub- oder Koppelstangen kann vollständig verzichtet werden.
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Die zur Rotationssymmetrieachse des Triebwerks weisende Seite der Lamellen bzw. deren auf dem Gehäuse der Kernturbine zur Ablage kommende Seite ist bevorzugt bogenförmig und besonders bevorzugt als formideales Gegenstück zur Krümmung des Gehäusequerschnitts der Kernturbine ausgebildet. Dies ermöglicht vorteilhaft ein dichtes Abschließend der Lamellen mit dem Gehäuse der Kernturbine und somit ein vollständiges Verschließen des Strömungspfades der Triebwerksgase, insbesondere des Mantelstrompfades. Alternativ oder zusätzlich sind die Lamellen aus elastischem Material ausgebildet oder mit elastischen Dichtlippen versehen.
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In einer alternativ bevorzugten Ausbildungsform der erfindungsgemäßen Schubumkehreinheit sind die Schubumkehrmittel als starre Klappen ausgebildet, die jeweils um eine zur Rotationssymmetrieachse transversale Achse schwenkbar sind. Diese Klappen sind radial innenliegend eines planaren Kreisrings angeordnet und mit diesem über starre, an Kreisring und Klappen angelenkte Schubstangen verbunden. Die Anlenkpunkte weisen dabei keinen oder einen festen axialen Abstand auf. Die Länge der Schubstangen übersteigt den radialen Abstand zwischen der Schwenkachse der Klappen und dem Kreisring.
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Die Überführung von der Ruhe- in die Betriebsposition der Klappen erfolgt durch eine, durch das Antriebsmittel bewirkte, Rotation des Kreisrings um einen festen Winkel, wobei der zirkumferenzielle Abstand der beiden Anlenkpunkte einer Schubstange verringert wird. Der absolute Abstand der Anlenkpunkte ist wegen der festen Länge der Schubstange gleichbleibend, somit erhöht sich zwangsläufig der radiale Abstand der Anlenkpunkte. Dies bewirkt eine Schwenkbewegung der Klappen um die zur Rotationssymmetrieachse transversalen Achsen in die Betriebspositionen der Klappen. In diesen legen sich die Klappen bevorzugt an das Gehäuse der Kernturbine an, wobei die Klappenspitzen bevorzugt als formideales Gegenstück zur Querschnittskrümmung des Gehäuses der Kernturbine und/oder elastisch ausgebildet und/oder mit einer Dichtlippe versehen sind.
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Eine umgekehrte Rotation des Kreisrings überführt die Klappen erneut in ihre Ruhepositionen, in der sie bevorzugt bündig an der Innenseite des Triebwerksaußengehäuses anliegen oder in Vertiefungen im Triebwerksaußengehäuse eingeklappt sind oder Öffnungen im Triebwerksaußengehäuse verschließen.
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Diese Ausgestaltung der Erfindung ist vorteilhaft in bereits bestehende Triebwerke mit klappenförmigen Schubumkehreinheiten nachrüstbar. Bislang zur Bewegung der Klappen genutzte Aktuatoren können entfernt und bereits vorhandene Koppelstangen ggf. mit dem Kreisring verbunden werden. Weiterhin bevorzugt ist der Verlauf der zur Klappenverstellung aufzubringenden Kräfte, an die Betriebslasten angepasst, die mit Zunahme der dem Turbinenstrom ausgesetzten Klappenfläche ansteigen. Vorteilhaft nimmt gleichermaßen die Hebelwirkung der Koppelstangen mit steigender zirkumferenzieller Annährung der Anlenkpunkte zu.
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Besonders bevorzugt sind in den Betriebspositionen der Klappen die beiden Anlenkpunkte der Schubstangen an Kreisring und Klappen jeweils radial fluchtend angeordnet. Die Anlenkpunkte weisen dabei weder in der Ruheposition noch in den Betriebspositionen einen axialen Abstand auf. Diese Ausgestaltung ermöglicht die vorteilhafteste Kraftübertragung zwischen Stellring und Klappen.
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In einer weiteren bevorzugten Ausbildungsform der erfindungsgemäßen Schubumkehreinheit sind die Schubumkehrmittel als Leitflächen, insbesondere aus hochreißfesten Membranen oder aus Gliederplatten, ausgebildet. Der Stellring ist als im Wesentlichen zylinderförmiges mit bogenförmigen Aussparungen versehenes Leitblech und die Betätigungsmittel in Form von in die Aussparungen des Leitblechs eingreifender, mit den Leitflächen verbundener und teleskopier- und/oder schwenkbarer Schubstangen ausgebildet.
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Die Überführung von der Ruheposition in die Betriebsposition wird durch eine, über das Antriebsmittel bewirkte Drehung des Leitblechs um einen festen Winkel vermittelt. Die Leitflächen in Form hochreißfester Membrane werden in einer Translationsbewegung, zunächst parallel und anschließend transversal zur Rotationssymmetrieachse, von ihrer Ruhe- in ihre Betriebsposition überführt. Die Leitflächen in Form von Gliederplatten werden in einer Translationsbewegung, zunächst parallel und anschließend transversal zur Rotationssymmetrieachse, und in einer Schwenkbewegung um transversal zur Rotationssymmetrieachse angeordnete Drehzapfen von ihrer Ruhe- in ihre Betriebsposition überführt.
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Das Leitblech weist bevorzugt einen ersten, im Wesentlichen zylinderförmigen Abschnitt auf, in dem von der axialen Richtung abweichende Aussparungen eingebracht sind, die in Richtung eines zweiten Teils des Leitblechs einen offenen Winkel mit der axialen Richtung einschließen. Die Rotation des Leitblechs bewirkt im ersten Teil eine Zwangsbewegung der in den Aussparungen geführten Schub- oder Koppelstangen in Richtung des zweiten Teils des Leitblechs. Der zweite Teil des Leitblechs geht mit stetiger Krümmung in den ersten Teil über und ist als eine, vorwiegend in radialer Richtung orientierte Fläche ausgebildet. In dieser Fläche des Leitblechs sind Aussparungen angeordnet, die nach innen mit der radialen Richtung einen offenen Winkel einschließen. Die Rotation des Leitblechs bewirkt eine radial inwärts gerichtete Zwangsbewegung der in den Aussparungen geführten Schub- oder Koppelstangen.
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Die Leitflächen sind im oder innenliegend am Triebwerksaußengehäuse und an den Schub- oder Koppelstangen befestigt. Durch die Zwangsführung der Schub- oder Koppelstangen werden die Leitflächen im Turbinenstrom aufgespannt und legen sich in ihrer Betriebsposition bevorzugt an das Gehäuse der Kernturbine an. Eine umgekehrte Rotation des Kreisrings überführt die Leitflächen erneut in ihre Ruheposition.
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Die Leitflächen sind bevorzugt als dreieckige Leitsegel in Form hochreißfester Membranen ausgebildet. Mit einer Ecke sind die Leitsegel mit jeweils einer Schubstange verbunden und mit zwei Ecken im oder innenliegend am Turbinenaußengehäuse befestigt. Durch die Zwangsführung der Schubstangen werden die Leitsegel über das Leitblech in den Turbinenstrom gespannt. Besonders bevorzugt ist das Leitblech nicht im Turbinenstrom angeordnet und zum Aufspannen der Segel werden die am radial innersten Punkt der Aussparungen angelangten Schubstangen radial inwärts teleskopiert.
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Eine umgekehrte Rotation des Leitblechs und besonders bevorzugt ein Einfahren der Schubstangen bewirkt die Überführung der Leitsegel von der Betriebs- in die Ruheposition. In dieser sind die Leitsegel bevorzugt übereinander gefaltet an der Innenseite des Triebwerksaußengehäuses angelegt oder in Vertiefungen im Triebwerksaußengehäuse eingeklappt, wobei sie sich besonders bevorzugt gegenseitig überlappen.
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Weiterhin bevorzugt ist der Stellring der erfindungsgemäßen Schubumkehreinheit mit einem verschiebbaren Außengehäuseteil verbunden. Dies erfolgt besonders bevorzugt über Koppel- oder Schubstangen. Durch die Rotation des Stellrings wird über die gegenseitige Verschiebung der Anlenkpunkte an Stellring und Außengehäuseteil das Außengehäuseteil in axialer Richtung verschoben.
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Durch die axiale Verschiebung des Außengehäuseteils wird eine im Außengehäuse befindliche Öffnung freigelegt. Die Öffnung ist in Bezug auf den Triebwerksstrom luvseitig vor den Schubumkehrmitteln angeordnet. Der durch die Schubumkehrmittel blockierte Triebwerksstrom, bevorzugt Mantelstrom, wird durch die Öffnung aus dem Triebwerksgehäuse und bevorzugt entgegen der Flugrichtung ausgeleitet. Sind die Schubumkehrmittels als Klappen ausgebildet, ist weiterhin bevorzugt, dass die Klappen in ihrer Ruheposition einen Teil des Triebwerksaußengehäuses bilden und Öffnungen in diesem freilegen, sobald sie aus ihrer Ruheposition geschwenkt werden.
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Die Schubumkehrmittel sind bevorzugt aus Metall oder faserverstärktem Kunststoff ausgebildet. Beim Einsatz im Mantelstrom von Zweistromstrahltriebwerken sind die Elemente auf Dauer tiefen Temperaturen ausgesetzt und dürfen dabei keine erhöhte Sprödigkeit aufweisen. Die Auswahl elastischer Kunststoffe ist durch die tiefen Temperaturen ebenfalls beschränkt.
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Die vorgeschlagene Schubumkehreinheit weist eine Reihe von Vorteilen gegenüber konventionellen Systemen auf, die bspw. über im Nebenstromkanal befindliche Koppelstangen angetrieben werden. So sind Strömungsverluste und Lärmentwicklung auf ein Minimum reduziert, da bevorzugt alle Komponenten in der Ruheposition des Ringschließsystems außerhalb des Nebenstroms angeordnet sind. Zur Verstellung der Schubumkehreinheit ist zudem nur ein Antriebsmittel zur Rotation des beweglichen Kreisrings notwendig.
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels und von Zeichnungen näher erläutert, ohne darauf beschränkt zu sein. Dabei zeigen:
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1: Die Einbausituation der erfindungsgemäßen Schubumkehreinheit in einem Zweistromstrahltriebwerk,
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2: Den Bewegungsablauf bei der Überführung der Schubumkehrmittel von der Ruheposition (A) über zwei intermediäre Positionen (B, D) in die Betriebsposition (D).
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In 1 ist die Einbaulage einer erfindungsgemäßen Schubumkehreinheit in ein Zweistromstrahltriebwerk abgebildet. Das Zweistromstrahltriebwerk weist dabei ein Triebwerksaußengehäuse 1 und ein, das Kerntriebwerk umgebendes Gehäuse 5 auf. In Strömungsrichtung der Triebwerkgase vorne ist ein Rotor 6 angeordnet, der Luft sowohl dem Kerntriebwerk als auch dem Mantelstrom zuführt. Im Kerntriebwerk wird die Luft zunächst in mehreren Verdichterstufen komprimiert und in der Brennkammer mit einem Treibstoff zur Verbrennung gebracht. Das verbrannte Luft-Treibstoff-Gemisch wird leeseitig der Brennkammer in mehreren Turbinenstufen entspannt, wodurch der Rotor 6 über eine entlang der Rotationssymmetrieachse des Triebwerks laufende Welle angetrieben wird. Die Abgase verlassen das Zweistromstrahltriebwerk anschließend leeseitig durch die Kerndüse.
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Der Rotor 6 saugt luvseitig des Zweistromstrahltriebwerks Luft an und führt Sie komprimiert und beschleunigt dem Mantelstrom zu, den sie im Vorschubbetrieb am leeseitigen Ende des Zweistromstrahltriebwerks durch die Schubdüsen verlässt. Der zwischen Triebwerksaußengehäuse 1 und Gehäuse des Kerntriebwerks 5 strömende Mantelstrom bewirkt i.d.R. bis zu 90% des Vorschubs des Zweistromstrahltriebwerks. Zur Schubumkehr ist es daher ausreichend Schubumkehreinheiten zur Blockade und zum Umlenken des Mantelstroms vorzusehen.
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Das gezeigte Zweistromstrahltriebwerk weist hier eine Vielzahl von im Triebwerksaußengehäuse 1 gelenkig gelagerten Schubumkehrmittel in Form starrer Klappen 3 auf. Die Klappen 3 sind jeweils um eine, zur Rotationssymmetrieachse transversale Achse schwenkbar im Außengehäuse 1 gelagert.
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Radial außenliegend zu den Klappen 3 ist eine starrer, zum Zweistromstrahltriebwerk konzentrischer Stellring in Form eines planaren Kreisrings 2 angeordnet, mit dem die Klappen 3 über Betätigungsmittel in Form starrer Schubstangen 4 verbunden sind. Die Schubstangen 4 sind dabei mit den Klappen 3 und dem Kreisring 2 gelenkig verbunden, wobei die Anlenkpunkte in einer gemeinsamen, zur Rotationssymmetrieachse des Triebwerks transversalen Ebene angeordnet sind.
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Wie in 2 abgebildet, sind die Klappen 3 durch die Rotation des Kreisrings 2 und über die Betätigungsmittel 4 zwischen einer Ruheposition und einer Betriebsposition überführbar. In der Ruheposition der Klappen 2(A) befinden sich die Klappen 3, die Schubstangen 4 und der Kreisring 2 vollständig außerhalb des Mantelstroms und unterliegen somit keinem Verschleiß durch den Kontakt mit den Triebwerksgasen.
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Mittels eines nicht gezeigten Antriebsmittels wird der Kreisring 2 um einen Winkel von 1 ° auf die in 2(B) gezeigte Position gedreht. Dadurch verringert sich der zirkumferenzielle Abstand der Anlenkpunkte der Schubstangen 4 an den Klappen 3 und dem Kreisring 2. Der absolute Abstand der Anlenkpunkte der Schubstangen 4 im Raum ist aufgrund der festen Länge der Schubstangen 4 unveränderlich, wodurch sich der radiale Abstand der Anlenkpunkte erhöht. Die Klappen 3 werden somit in eine intermediäre Position in den Mantelstrom verschwenkt. Durch eine weitere Drehung des Kreisrings 2 um 7 ° wird der zirkumferenzielle Abstand der Anlenkpunkte der Schubstangen 4 weiter verringert, deren radialer Abstand erhöht und die Klappen 3 weiter in den Mantelstrom verschwenkt, 2(C).
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Wie in 2(D) gezeigt, wird der zirkumferenzielle Abstand der Anlenkpunkte der Schubstangen 4 nach einer weiteren Drehung des Kreisrings 2 um einen Winkel von 10 ° auf null verringert. Somit liegen die Anlenkpunkte und die Schubstangen 4 jeweils radial fluchtend auf einer zur Rotationssymmetrieachse des Zweistromstrahltriebwerks transversalen, gemeinsamen Achse. Die Klappen 3 befinden sich dabei in ihrer Betriebsposition, in der sie den Mantelstrom vollständig blockieren. Dazu sind die Klappen 3 an ihrer zum Gehäuse der Kernturbine 5 zeigenden Kante als formideales Gegenstück zu diesem ausgebildet.
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Der vollständig blockierte Mantelstrom kann somit nicht mehr durch die leeseitig der Klappen 3 angeordnete Schubdüse aus dem Zweitstromstrahltriebwerk entweichen und verlässt dieses durch mehrere, durch Umschwenken der Klappen 3 im Außengehäuse 1 freigelegte Öffnungen 7. Wie in 1 gezeigt, sind radial außenliegend zu diesen Öffnungen 7 Leitschaufelkaskaden 8 angeordnet, die den Mantelstrom entgegen der Flugrichtung umlenken und dadurch die Wirkung der Schubumkehreinheit verstärken. Durch die drehbare Anlenkung der Klappen 3 an leeseitig vor den Anlenkpunkten der Schubstangen 4 befindlichen Drehzapfen, befinden sich die Schubstangen 4 in der Betriebsposition und in den intermediären Positionen im Schattenbereich der Klappen 3 und sind somit vor Verschleiß geschützt.
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Zur Rückführung der Klappen 3 von der Betriebsposition, 2(D), in die Ruheposition, 2(A), wird der Kreisring 2 in entgegengesetzter Richtung um einen Winkel von 18 ° gedreht.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Triebwerksaußengehäuse
- 2
- Kreisring
- 3
- Klappen
- 4
- Schubstangen
- 5
- Gehäuse des Kerntriebwerks
- 6
- Rotor
- 7
- Öffnung im Triebwerksaußengehäuse
- 8
- Leitschaufelkaskade
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 0715068 B1 [0005]
- EP 0620792 B1 [0005]
- EP 0366829 A1 [0006]
- EP 2078152 B1 [0007]
