DE102016100575A1

DE102016100575A1 - Thrust reverser of a turbomachine

Info

Publication number: DE102016100575A1
Application number: DE102016100575.4A
Authority: DE
Inventors: Predrag Todorovic
Original assignee: Rolls Royce Deutschland Ltd and Co KG
Current assignee: Rolls Royce Deutschland Ltd and Co KG
Priority date: 2016-01-14
Filing date: 2016-01-14
Publication date: 2017-07-20

Abstract

Es wird eine Schubumkehrvorrichtung (6) einer Strömungsmaschine (1) mit wenigstens einer Schwenkeinrichtung (7, 8) vorgeschlagen, die zwischen einer Grundposition und einer Schubumkehrposition verlagerbar ist. Der stromaufseitige Endbereich (14, 15) der Schwenkeinrichtung (7, 8) weist in der Grundposition der Schwenkeinrichtung (7, 8) einen in stromaufseitiger Richtung in radialer Richtung (R) nach innen gebogenen Bereich (16, 17) auf. Eine Tangente (39, 40) an ein stromaufseitiges Ende (18, 19) des gebogenen Bereichs (16, 17) der Schwenkeinrichtung (7, 8) schließt in der Schubumkehrposition der Schwenkeinrichtung (7, 8) mit der Längsrichtung (12) der Strömungsmaschine (1) einen Winkel (α) von 35° bis 45° ein.A thrust reverser device (6) of a turbomachine (1) with at least one pivoting device (7, 8) is proposed, which is displaceable between a basic position and a thrust reversing position. The upstream-side end region (14, 15) of the pivoting device (7, 8) has in the basic position of the pivoting device (7, 8) an inwardly bent region (16, 17) in the radial direction (R) in the upstream direction. A tangent (39, 40) to an upstream end (18, 19) of the curved portion (16, 17) of the pivoting device (7, 8) closes in the thrust reversing position of the pivoting device (7, 8) with the longitudinal direction (12) of the turbomachine (1) an angle (α) of 35 ° to 45 °.

Description

Die Erfindung betrifft eine Schubumkehrvorrichtung einer Strömungsmaschine mit wenigstens einer Schwenkeinrichtung, die zwischen einer Grundposition und einer Schubumkehrposition verlagerbar ist, gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 näher definierten Art. The invention relates to a thrust reverser of a turbomachine with at least one pivoting device which is displaceable between a basic position and a thrust reversing position, according to the closer defined in the preamble of claim 1. Art.

Aus der Praxis sind Strahltriebwerke mit Schubumkehrvorrichtungen, sogenannten thrust reverser units (TRU), bekannt, bei denen ein im Betrieb des Strahltriebwerks durch einen Strömungskanal strömender Luftstrom mittels Klappen zur Erzielung einer Bremswirkung eines auf einer Landebahn gelandeten Flugzeugs umlenkbar ist. Die Klappen begrenzen gemeinsam mit einer äußeren Verkleidung bzw. mit einer Mantelstruktur des Strahltriebwerks in einer Grundposition den Strömungskanal des Strahltriebwerks. Ausgehend von der Grundposition sind die Klappen in eine Schubumkehrposition verlagerbar, in der die Klappen mit in Grundposition der Klappen stromab angeordneten bzw. stromabseitigen Endbereichen in den Strömungskanal des Strahltriebwerks eingreifen und den Strömungskanal nahezu vollständig sperren, so dass im Betrieb des Strahltriebwerks der Luftstrom aus dem Strömungskanal in radialer Richtung nach außen und der Fahrtrichtung des Flugzeuges zumindest teilweise entgegengesetzt umlenkt wird. Jet engines with thrust reverser units (TRU) are known in practice, in which a stream of air flowing through a flow channel during operation of the jet engine can be deflected by means of flaps to achieve a braking effect of an aircraft landing on a runway. The flaps, together with an outer panel or with a shell structure of the jet engine in a basic position limit the flow channel of the jet engine. Starting from the basic position, the flaps are displaceable in a thrust reversing position, in which the flaps engage in the base position of the flaps downstream or downstream end portions in the flow channel of the jet engine and almost completely block the flow channel, so that during operation of the jet engine, the air flow from the Flow channel in the radial direction outwards and the direction of travel of the aircraft is deflected at least partially opposite.

In der Grundposition der Klappen stromauf angeordnete und bündig mit der äußeren Verkleidung des Triebwerkes abschließende Enden der Klappen überragen hierfür in der Schubumkehrposition die äußere Verkleidung bzw. die äußere Hülle des Triebwerks in radialer Richtung und geben dabei Öffnungen der äußeren Hülle des Triebwerks frei. Durch diese Öffnungen wird der entlang der Klappen geführte und umgelenkte Luftstrom aus dem Triebwerk nach außen geleitet, so dass dieser mit einer der Strömungsrichtung des Luftstroms in dem Strömungskanal entgegengesetzten Bewegungskomponente aus dem Strahltriebwerk austritt und die gewünschte Bremswirkung erzeugt. In the basic position of the flaps upstream and flush with the outer panel of the engine final ends of the flaps project beyond this in the thrust reversing position, the outer panel or the outer shell of the engine in the radial direction, thereby exposing openings of the outer shell of the engine. Through these openings, the guided along the flaps and deflected air flow from the engine is directed to the outside, so that it exits with a flow direction of the air flow in the flow channel opposite movement component of the jet engine and generates the desired braking effect.

Um den durch die Öffnungen austretenden Luftstrom umlenken zu können, sind die in Grundposition stromauf angeordneten bzw. stromaufseitigen Endbereiche jeweils mit einer Platte bzw. einer sogenannten kick plate ausgebildet, die im Bereich eines Endes mit den Klappen verbunden sind und deren andere Enden in der Schubumkehrposition der Klappen von den in der Grundposition den Strömungskanal begrenzenden und diesem zugewandten Oberflächen der Klappen in einem Winkel von etwa 90° in Richtung einer Treibwerksvorderseite von den Klappen abstehen. Im Verbindungsbereich zwischen einer solchen Platte und einer Klappe tritt in der Schubumkehrposition der Klappe ein hoher Druck auf, durch den der durch die Öffnung austretende Luftstrom in die gewünschte Richtung umgelenkt wird. In order to redirect the air flow exiting through the openings, the upstream or upstream end regions are each formed with a plate or a so-called kick plate, which are connected in the region of one end to the flaps and whose other ends are in the thrust reversal position the flaps of the in the basic position of the flow channel limiting and facing this surfaces of the flaps at an angle of about 90 ° in the direction of a front side of the drive from the flaps. In the connecting region between such a plate and a flap occurs in the thrust reversing position of the flap, a high pressure, by which the air flow exiting through the opening is deflected in the desired direction.

Durch die zur Umlenkung des aus dem Strahltriebwerk ausgeführten Luftstroms erforderlichen hohen Drücke treten allerdings nachteilhafterweise Verluste auf, die den Wirkungsgrad und die Bremswirkung solcher Schubumkehrvorrichtungen beeinträchtigen. Um diese Verluste zu kompensieren, sind die Schubumkehrvorrichtungen entweder sehr groß auszulegen oder das Strahltriebwerk ist im Schubumkehrbetrieb mit höheren Drehzahlen zu betreiben. Diese Maßnahmen erhöhen jedoch maßgeblich das Gesamtgewicht und den Kraftstoffverbrauch des Strahltriebwerks. Zusätzlich wird durch die erforderlichen hohen Drehzahlen in dem Schubumkehrbetrieb die Lebensdauer des Strahltriebwerks nachteilhafterweise reduziert. However, due to the high pressures required to deflect the airflow from the jet engine, losses disadvantageously occur that affect the efficiency and braking performance of such thrust reversers. To compensate for these losses, the thrust reversers are either designed to be very large or the jet engine is to operate in reverse thrust operation at higher speeds. However, these measures significantly increase the overall weight and fuel consumption of the jet engine. In addition, the required high speeds in the thrust reverser operation disadvantageously reduce the life of the jet engine.

Aus der US 5,040,730 A ist eine alternative Ausführung einer Klappe einer Schubumkehrvorrichtung bekannt, die in einem in Grundposition der Klappe stromauf liegenden Ende gebogen ausgeführt ist. Die Klappe weist zudem ein inneres Klappenteil auf, das zusammen mit einem äußeren Klappenteil einen Strömungskanal für den Luftstrom bildet. In der Schubumkehrposition der Klappe strömt ein Teil des umgelenkten Luftstroms durch den Strömungskanal zwischen dem inneren Klappenteil und dem äußeren Klappenteil und lenkt den Hauptteil des an einer Innenseite des inneren Klappenteils umgelenkten Luftstroms weiter entgegen der Längsrichtung des Triebwerks um. Der äußere Klappenteil ist hierbei derart ausgeführt, dass eine Tangente an das in Grundposition der Klappe stromauf angeordnete Ende des äußeren Klappenteils in der Schubumkehrposition der Klappe im Wesentlichen in Längsrichtung des Triebwerks weist, womit der durch den Strömungskanal geführte Luftstrom im Wesentlichen um 180° umgelenkt wird und in Längsrichtung aus dem Strömungskanal austritt. From the US 5,040,730 A an alternative embodiment of a flap of a thrust reverser is known, which is designed bent in an upstream in the basic position of the flap end. The flap also has an inner flap part which, together with an outer flap part forms a flow channel for the air flow. In the thrust reverser position of the flap, a portion of the diverted airflow flows through the flow passage between the inner flap portion and the outer flap portion and deflects the major portion of the airflow diverted on an inner side of the inner flap portion further counter to the longitudinal direction of the engine. The outer flap portion is in this case designed such that a tangent to the valve disposed in the basic position of the flap upstream end of the outer flap portion in the thrust reversing position of the flap substantially in the longitudinal direction of the engine, whereby the guided through the flow channel air flow is deflected substantially by 180 ° and exits in the longitudinal direction of the flow channel.

Beim Zusammentreffen des durch den Strömungskanal geführten Luftstroms und des an dem inneren Klappenteil abgelenkten Luftstroms treten nachteilhafterweise starke Verwirbelungen und lokal starke Druckunterschiede auf, die wiederum große Verluste verursachen und den Wirkungsgrad der Schubumkehrvorrichtung reduzieren. The coincidence of the air flow passing through the flow channel and the air flow deflected on the inner flap part disadvantageously causes strong turbulences and locally strong pressure differences, which in turn cause large losses and reduce the efficiency of the thrust reverser.

Eine hierzu vergleichbare Ausführung einer Klappe ist aus der EP 0 915 246 A2 bekannt. A comparable embodiment of a flap is from the EP 0 915 246 A2 known.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Schubumkehrvorrichtung einer Strömungsmaschine der eingangs genannten Art zur Verfügung zu stellen, die mit hohem Wirkungsgrad betreibbar ist und durch eine hohe Lebensdauer gekennzeichnet ist. It is an object of the present invention to provide a thrust reverser of a turbomachine of the type mentioned is available, which is operable with high efficiency and is characterized by a long service life.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit einer Schubumkehrvorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst. According to the invention this object is achieved with a thrust reverser with the features of claim 1.

Es wird eine Schubumkehrvorrichtung einer Strömungsmaschine, insbesondere eines Strahltriebwerks, mit wenigstens einer Schwenkeinrichtung vorgeschlagen, die zwischen einer Grundposition, in der die Schwenkeinrichtung mit einer radial inneren Oberfläche einen in Längsrichtung der Strömungsmaschine verlaufenden Strömungskanal bereichsweise begrenzt, und einer Schubumkehrposition verlagerbar ist, in der ein in Grundposition der Schwenkeinrichtung stromabseitiger Endbereich der Schwenkeinrichtung gegenüber seiner Stellung in Grundposition der Schwenkeinrichtung in radialer Richtung in den Strömungskanal und ein in Grundposition der Schwenkeinrichtung stromaufseitiger Endbereich der Schwenkeinrichtung gegenüber seiner Stellung in Grundposition der Schwenkeinrichtung in radialer Richtung nach außen verlagert ist, wobei der stromaufseitige Endbereich der Schwenkeinrichtung in der Grundposition der Schwenkeinrichtung einen in stromaufseitiger Richtung in radialer Richtung nach innen gebogenen Bereich aufweist. It is a thrust reverser of a turbomachine, in particular a jet engine, proposed with at least one pivoting device which is displaceable between a basic position in which the pivoting means with a radially inner surface extending in the longitudinal direction of the turbomachine flow area region, and a thrust reversing position, in a in the basic position of the pivoting device downstream end portion of the pivoting device relative to its position in the basic position of the pivoting device in the radial direction in the flow channel and in a basic position of the pivoting device upstream end portion of the pivoting device relative to its position in the basic position of the pivoting device is displaced in the radial direction to the outside, wherein the upstream end portion the pivoting device in the basic position of the pivoting means in an upstream direction in the radial direction inward g ebogenen area has.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass eine Tangente an das stromaufseitige Ende des gebogenen Bereichs der Schwenkeinrichtung in der Schubumkehrposition der Schwenkeinrichtung mit der Längsrichtung der Strömungsmaschine einen sogenannten geometrischen Winkel von 35° bis 45° einschließt. According to the invention it is provided that a tangent to the upstream end of the curved portion of the pivoting device in the thrust reversing position of the pivoting device with the longitudinal direction of the turbomachine includes a so-called geometric angle of 35 ° to 45 °.

Durch die vorgeschlagene Ausrichtung der Tangente des gebogenen Bereichs ist ein im Betrieb der Strömungsmaschine durch den Strömungskanal geführter Luftstrom bzw. sonstiger Fluidstrom sehr verlustarm im Bereich der Schwenkeinrichtung umlenkbar, so dass die erfindungsgemäße Schubumkehrvorrichtung durch einen hohen Wirkungsgrad gekennzeichnet ist und eine mit der Schubumkehrvorrichtung ausgeführte Strömungsmaschine über eine große Lebensdauer betreibbar ist. Eine Hauptströmungsrichtung des Luftstroms, der in der Schubumkehrposition der Schwenkeinrichtung durch eine von der Schwenkeinrichtung freigegebene Öffnung strömt, ist dabei derart gegenüber der Längsrichtung der Strömungsmaschine in Richtung eines stromaufseitigen Bereichs der Strömungsmaschine geneigt, dass eine gewünschte Bremswirkung mit geringen Verlusten mit einer klein ausgeführten Schwenkeinrichtung bzw. Klappe auch bei geringen Strömungsgeschwindigkeiten des Luftstroms durch den Strömungskanal erzielbar ist. Hierdurch ist ein mit der Schubumkehrvorrichtung ausgeführtes Strahltriebwerk während des Schubbetriebs mit verhältnismäßig geringen Drehzahlen betreibbar, so dass im Schubumkehrbetrieb vorteilhafterweise Betriebsgeräusche eines Strahltriebwerks niedrig sind, die Schubumkehrvorrichtung durch eine große Lebensdauer gekennzeichnet ist und das Strahltriebwerk wenig Kraftstoff verbraucht. Due to the proposed alignment of the tangent of the bent region, a flow of air or other fluid flow guided through the flow channel during operation of the turbomachine can be deflected with very little loss in the area of the pivoting device, so that the thrust reverser according to the invention is characterized by high efficiency and a turbomachine designed with the thrust reverser is operable over a long service life. A main flow direction of the air flow, which flows in the thrust reverser position of the pivoting device through an opening released from the pivoting device, is inclined relative to the longitudinal direction of the turbomachine in the direction of an upstream region of the turbomachine in such a way that a desired braking effect with low losses with a small pivoting device or Flap can be achieved even at low flow velocities of the air flow through the flow channel. As a result, a jet engine embodied with the thrust reverser can be operated at relatively low speeds during overrun so that operating noise of a jet engine is advantageously low in thrust reverser operation, the thrust reverser is characterized by a long service life, and the jet engine consumes little fuel.

Um insgesamt lediglich geringe Verluste bei der Umlenkung des Luftstroms durch die Öffnung zu verursachen, weist eine dem Luftstrom zugewandte Oberfläche der Schwenkeinrichtung strömungstechnisch günstige Krümmungen auf, in deren Bereichen die Strömung des vorbeiströmenden Luftstroms lediglich in geringem Umfang beeinträchtig wird und nur vernachlässigbare Verlustleistungen auftreten. In order to cause a total of only small losses in the deflection of the air flow through the opening, facing the air flow surface of the pivoting device has favorable flow curvatures, in whose areas the flow of the passing air flow is impaired only to a small extent and only negligible power losses occur.

Bei einer vorteilhaften Ausführung einer erfindungsgemäßen Schubumkehrvorrichtung ist es vorgesehen, dass die Tangente mit der Längsrichtung einen geometrischen Winkel von etwa 40° einschließt. Im Betrieb einer mit der Schubumkehrvorrichtung ausgeführten Strömungsmaschine ist hierbei ein sogenannter effektiver Winkel von etwa 60° erzielbar, den eine Hauptströmungsrichtung des durch die Öffnung austretenden Luftstroms mit der Längsrichtung des Strahltriebwerks einschließt. Durch diese Hauptströmungsrichtung des durch die Öffnung austretenden Luftstroms ist eine gute Bremswirkung eines durch die Strömungsmaschine antreibbaren Fahrzeugs oder Flugzeugs mit geringen Verlusten erzielbar. In an advantageous embodiment of a thrust reverser according to the invention, it is provided that the tangent encloses a geometric angle of about 40 ° with the longitudinal direction. In the operation of a turbomachine designed with the thrust reverser device, a so-called effective angle of about 60 ° can be achieved here, which includes a main flow direction of the air flow exiting through the opening with the longitudinal direction of the jet engine. Through this main flow direction of the air flow exiting through the opening, a good braking effect of a vehicle or aircraft drivable by the turbomachine can be achieved with low losses.

Wenn die in der Grundposition der Schwenkeinrichtung radial innere Oberfläche der Schwenkeinrichtung in einem Längsschnitt einen S-förmigen Verlauf aufweist, ist in der Grundposition der Schwenkeinrichtung eine günstige Strömungsführung eines Fluidstroms innerhalb der Strömungsmaschine und in der Schubumkehrposition der Schwenkeinrichtung eine verlustarme Umlenkung des Luftstroms aus dem Inneren der Strömungsmaschine in Richtung einer Umgebung der Strömungsmaschine erzielbar. Durch eine derartige Ausführung der Schwenkeinrichtung sind aus der Praxis bekannte sogenannte kick-plates nicht erforderlich, wobei die erfindungsgemäße Schubumkehrvorrichtung mit stark reduzierten Verlusten gegenüber einer Ausführung mit kick-plates betreibbar ist. If the radially inner surface of the pivoting device in the basic position of the pivoting device has an S-shaped profile in a longitudinal section, a favorable flow guidance of a fluid flow within the turbomachine and in the thrust reversing position of the pivoting device is a low-loss deflection of the airflow from the interior in the basic position of the pivoting device the flow machine in the direction of an environment of the turbomachine achievable. Such a design of the pivoting device known from the practice of so-called kick-plates are not required, wherein the thrust reverser according to the invention with greatly reduced losses compared to a version with kick-plates is operable.

Um im Betrieb einer mit der Schubumkehrvorrichtung ausgeführten Strömungsmaschine eine günstige Strömungsführung eines Luftstroms in dem Strömungskanal im Bereich der Schwenkeinrichtung zu erzielen, kann der gebogene Bereich der Schwenkeinrichtung in der Grundposition der Schwenkeinrichtung zumindest bereichsweise einen Teil einer an die Schwenkeinrichtung grenzenden Verkleidung in radialer Richtung von außen hintergreifen. In order to achieve a favorable flow guidance of an air flow in the flow channel in the region of the pivoting device in the operation of a turbomachine designed with the thrust reverser, the curved portion of the pivoting means in the basic position of the pivoting means at least partially a portion of a facing the pivoting device in the radial direction from the outside engage behind.

Bei einer vorteilhaften Ausführung einer erfindungsgemäßen Schubumkehrvorrichtung sind zwei oder mehr Schwenkeinrichtungen vorgesehen, wobei die Anzahl der Schwenkeinrichtungen in Abhängigkeit des jeweils vorliegenden Anwendungsfalls auswählbar ist, um eine hohe Bremswirkung bei gleichzeitig geringen Verlustleistungen erzielen zu können. Die Schwenkeinrichtungen können hierbei in sogenannter Fisch-Mund-Bauweise ausgeführt sein. Zudem kann es auch vorgesehen sein, dass die Schubumkehrvorrichtung beispielsweise mit vier Schwenkeinrichtungen ausgeführt ist, wobei die Schwenkeinrichtungen im Bereich eines Nebenstromkanals eines Strahltriebwerks angeordnet sind und zur Umlenkung des durch den Nebenstromkanal geführten Luftstroms zwischen der Grundposition und der Schubumkehrposition verlagerbar sind. In an advantageous embodiment of a thrust reverser according to the invention two or more pivoting devices are provided, wherein the number of pivoting devices in Depending on the particular application case is selectable to achieve a high braking effect with low power losses can. The pivoting devices can be designed in so-called fish-mouth construction. In addition, it can also be provided that the thrust reverser is designed, for example, with four pivoting devices, wherein the pivoting devices are arranged in the region of a bypass duct of a jet engine and for deflecting the guided through the bypass duct air flow between the home position and the thrust reverser position are displaced.

Die Schubumkehrvorrichtung ist auf konstruktiv einfache Weise herstellbar, wenn insbesondere sämtliche Schwenkeinrichtungen im Wesentlichen baugleich ausgeführt sind. The thrust reverser can be produced in a structurally simple manner, if, in particular, all the pivoting devices are designed essentially identical.

Bei einer vorteilhaften Ausführung der erfindungsgemäßen Schubumkehrvorrichtung ist ein Betätigungsmechanismus vorgesehen, mittels dem insbesondere sämtliche Schwenkeinrichtungen gemeinsam zwischen ihrer Grundposition und ihrer Schubumkehrposition verlagerbar sind. In an advantageous embodiment of the thrust reverser according to the invention, an actuating mechanism is provided, by means of which in particular all pivot means are displaced together between their basic position and their thrust reversing position.

Die erfindungsgemäße Schubumkehrvorrichtung ist grundsätzlich bei sämtlichen Bauarten von Strömungsmaschinen bzw. Strahltriebwerken einsetzbar, die beispielsweise mit einem einzigen Strömungskanal oder mit einem Kernstromkanal und einem Nebenstromkanal ausgeführt sind. The thrust reverser according to the invention is basically used in all types of turbomachinery or jet engines, which are designed for example with a single flow channel or with a core flow channel and a bypass channel.

Sowohl die in den Patentansprüchen angegebenen Merkmale als auch die in dem nachfolgenden Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Schubumkehrvorrichtung angegebenen Merkmale sind jeweils für sich alleine oder in beliebiger Kombination miteinander geeignet, den erfindungsgemäßen Gegenstand weiterzubilden. Both the features specified in the claims and the features specified in the following exemplary embodiment of the thrust reverser device according to the invention are each suitable alone or in any combination with each other to further develop the object according to the invention.

Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausführungsformen einer erfindungsgemäßen Schubumkehrvorrichtung ergeben sich aus den Patentansprüchen und dem nachfolgend unter Bezugnahme auf das in der Zeichnung prinzipmäßig beschriebene Ausführungsbeispiel. Further advantages and advantageous embodiments of a thrust reverser according to the invention will become apparent from the claims and the following with reference to the embodiment described in principle in the drawing.

Es zeigt: It shows:

1 und 2 vereinfachte, dreidimensionale Ansichten einer Schubumkehrvorrichtung eines Strahltriebwerks in Fisch-Mund-Bauart mit zwei Schwenkeinrichtungen, wobei die Schwenkeinrichtungen in einer Grundposition gezeigt sind; 1 and 2 simplified, three-dimensional views of a thrust reverser device of a fish-mouth type jet engine with two pivoting devices, the pivoting devices being shown in a home position;

3 eine vereinfachte Längsschnittansicht der Schubumkehrvorrichtung gemäß 1 und 2; 3 a simplified longitudinal sectional view of the thrust reverser according to 1 and 2 ;

4–6 verschiedene Querschnittsdarstellungen der Schubumkehrvorrichtung gemäß 1 bis 3; 4 - 6 different cross-sectional views of the thrust reverser according to 1 to 3 ;

7 und 8 vereinfachte, dreidimensionale Ansichten der Schubumkehrvorrichtung gemäß 1 bis 6, wobei die Schwenkeinrichtungen in einer Schubumkehrposition angeordnet sind; 7 and 8th simplified, three-dimensional views of the thrust reverser according to 1 to 6 wherein the pivot means are arranged in a thrust reverser position;

9 eine stark schematisierte Teillängsschnittansicht der Schubumkehrvorrichtung gemäß 1 bis 8 mit den Schwenkeinrichtungen in ihrer Grundposition; 9 a highly schematic partial longitudinal sectional view of the thrust reverser according to 1 to 8th with the pivoting devices in their basic position;

10 eine 9 entsprechende Ansicht der Schubumkehrvorrichtung gemäß 1 bis 8, wobei die Schwenkeinrichtungen in der Schubumkehrposition gezeigt sind; und 10 a 9 corresponding view of the thrust reverser according to 1 to 8th wherein the pivot means are shown in the thrust reversing position; and

11 eine stark vereinfachte Teillängsschnittsicht eines Strahltriebwerks mit der Schubumkehrvorrichtung gemäß 1 bis 10 während eines Schubbetriebs, wobei ein sich im Betrieb des Strahltriebwerks einstellendes Strömungsfeld im Bereich der Schubumkehrvorrichtung dargestellt ist. 11 a highly simplified partial longitudinal sectional view of a jet engine with the thrust reverser according to 1 to 10 during a coasting operation, wherein a setting in the operation of the jet engine flow field in the region of the thrust reverser is shown.

In den Figuren der Zeichnung ist eine Schubumkehrvorrichtung 6 einer als Strahltriebwerk 1 ausgeführten Strömungsmaschine gezeigt, die einen Kernstromkanal 3 und einen Nebenstromkanal 4 aufweist. Die Schubumkehrvorrichtung 6 weist eine eine äußere Hülle bildende Verkleidung 2 bzw. Mantelstruktur auf, die in einem Einlaufbereich 5 des Strahltriebwerks 1 den einen Strömungskanal 4 darstellenden Nebenstromkanal begrenzt, durch den ein Luftstrom führbar ist und der stromab des Einlaufbereichs mit einer Auslassöffnung 47 ausgebildet ist. In the figures of the drawing is a thrust reverser 6 one as a jet engine 1 shown turbomachine, which has a core flow channel 3 and a bypass channel 4 having. The thrust reverser 6 has a covering forming an outer shell 2 or shell structure, which in an inlet region 5 of the jet engine 1 the one flow channel 4 limited side flow passage through which an air flow is feasible and the downstream of the inlet region with an outlet opening 47 is trained.

Zusätzlich schließen sich stromab des Einlaufbereichs des Strömungskanals 4 an die Verkleidung 2 vorliegend zwei Schwenkeinrichtungen 7, 8 der Schubumkehrvorrichtung 6 in einer sogenannten Fisch-Mund- bzw. fishmouth-Anordnung an. Die Schwenkeinrichtungen 7, 8 umfassen eine Längsachse 12 bzw. Zentralachse der Schubumkehrvorrichtung 6 umfangsseitig. Die Schwenkeinrichtungen 7, 8 sind in 1 bis 6 in einer Grundposition gezeigt, in der eine in radialer Richtung R nach innen gewandte Oberfläche 9, 10 der Schwenkeinrichtungen 7, 8 den Strömungskanal 4 in einem stromab an die Verkleidung 2 angrenzenden Bereich der Schubumkehrvorrichtung 6 zumindest bereichsweise in Umfangsrichtung U der Schubumkehrvorrichtung 6 begrenzt. Die Schwenkeinrichtungen 7, 8 wirken hierbei mit einer Wandung 11 zusammen, die beispielsweise in 7 und 8 näher gezeigt ist und in radialer Richtung in der Grundposition der Schwenkeinrichtungen 7 und 8 von diesen umfasst ist. In addition, close downstream of the inlet region of the flow channel 4 to the panel 2 present two pivoting devices 7 . 8th the thrust reverser 6 in a so-called fish mouth or fishmouth arrangement. The swiveling devices 7 . 8th comprise a longitudinal axis 12 or central axis of the thrust reverser 6 periphery. The swiveling devices 7 . 8th are in 1 to 6 shown in a basic position in which a in the radial direction R inwardly facing surface 9 . 10 the pivoting devices 7 . 8th the flow channel 4 in a downstream of the paneling 2 adjacent area of the thrust reverser 6 at least partially in the circumferential direction U of the thrust reverser 6 limited. The swiveling devices 7 . 8th act here with a wall 11 together, for example, in 7 and 8th is shown closer and in the radial direction in the basic position of the pivoting devices 7 and 8th is covered by these.

Die Oberflächen 9, 10 der Schwenkeinrichtungen 7, 8 sind in der in 9 dargestellten Art und Weise im Längsschnitt S-förmig ausgeführt. In der Grundposition stromaufseitige Endbereiche 14, 15 der Schwenkeinrichtungen 7, 8 weisen jeweils einen gebogenen Bereich 16, 17 auf, die in radialer Richtung R nach innen gebogen sind bzw. die in Bezug auf den Strömungskanal 4 jeweils mit einer konkaven Krümmung ausgebildet sind. Die gebogenen Bereiche 16, 17 hintergreifen die Wandung 11 bereichsweise, wobei jeweils ein stromaufseitiges Ende 18, 19 der gebogenen Bereiche 16, 17 in radialer Richtung des Strahltriebwerkes 1 hinter der Wandung 11 anordnet ist. Dadurch begrenzen die stromaufseitigen Enden 18, 19 in der Grundposition der Schwenkeinrichtungen 7, 8 nicht den Strömungskanal 4. Ein in Längsrichtung 12 den Schwenkeinrichtungen 7, 8 zugewandtes stromabseitiges Ende 20 der Wandung 11, welches in der Grundposition der Schwenkeinrichtungen 7, 8 die stromaufseitigen Enden 18, 19 der Schwenkeinrichtungen 7, 8 vom Strömungskanal 4 abschirmt, ist dabei in radialer Richtung R nach außen gebogen und in Bezug auf den Strömungskanal 4 mit einer konvexen Krümmung ausgeführt. The surfaces 9 . 10 the pivoting devices 7 . 8th are in the in 9 illustrated manner in longitudinal section S-shaped. In the basic position, upstream end areas 14 . 15 the pivoting devices 7 . 8th each have a curved area 16 . 17 on, which are bent in the radial direction R inwardly or in relation to the flow channel 4 are each formed with a concave curvature. The curved areas 16 . 17 reach behind the wall 11 in some areas, each with an upstream end 18 . 19 the curved areas 16 . 17 in the radial direction of the jet engine 1 behind the wall 11 is ordered. This limits the upstream ends 18 . 19 in the basic position of the pivoting devices 7 . 8th not the flow channel 4 , One in the longitudinal direction 12 the pivoting devices 7 . 8th facing downstream end 20 the wall 11 which is in the basic position of the pivoting devices 7 . 8th the upstream ends 18 . 19 the pivoting devices 7 . 8th from the flow channel 4 shields, is bent in the radial direction R outwards and with respect to the flow channel 4 executed with a convex curvature.

In der Grundposition der Schwenkeinrichtungen 7, 8 steigt ein Strömungsquerschnitt des Strömungskanals 4 ausgehend von den stromaufseitigen Endbereichen 14, 15 bis zu einem Maximum 42 an. Daran anschließend nimmt der Strömungsquerschnitt des Strömungskanals 4 in Strömungsrichtung bis zu einem Minimum 43 ab. Wiederum daran anschließend ist der Strömungsquerschnitt des Strömungskanals 4 stromab des Minimums 43 bis zur Auslassöffnung 47 nahezu konstant oder nimmt bei weiteren Ausführungsformen der Schubumkehrvorrichtung wieder geringfügig zu. In the basic position of the pivoting devices 7 . 8th rises a flow cross-section of the flow channel 4 starting from the upstream end regions 14 . 15 up to a maximum 42 at. Subsequently, the flow cross-section of the flow channel takes 4 in the flow direction to a minimum 43 from. This is followed again by the flow cross-section of the flow channel 4 downstream of the minimum 43 to the outlet opening 47 almost constant or increases slightly in further embodiments of the thrust reverser again.

4 bis 6 zeigen jeweils Querschnittsdarstellungen der Schubumkehrvorrichtung 6 entlang der in 3 näher dargestellten Schnittlinien IV-IV, V-V bzw. VI-VI. In Umfangsrichtung U seitliche Randbereiche 29 der Wandung 11 sind in radialer Richtung R nach außen gebogen, die von in Umfangsrichtung U seitlichen Randbereichen 30, 31 der Schwenkeinrichtungen 7, 8 hintergriffen werden. Die Randbereiche 29 der Wandung 11 weisen in einem mit der Schwenkeinrichtung 7 bzw. 8 zusammenwirkenden Endbereich eine insbesondere mit einem Elastomer ausgeführte Dichteinrichtung 33 auf. Hierdurch ist in der Grundposition der Schwenkeinrichtungen 7, 8 in einem mit der Wandung 11 zusammenwirkenden Bereich eine Strömung des durch den Strömungskanal 4 geführten Luftstroms verbessert. 4 to 6 each show cross-sectional views of the thrust reverser 6 along the in 3 Sectional lines IV-IV, VV and VI-VI shown in more detail. In the circumferential direction U side edge areas 29 the wall 11 are bent in the radial direction R to the outside, of the side edges in the circumferential direction U 30 . 31 the pivoting devices 7 . 8th be underrun. The border areas 29 the wall 11 pointing in one with the pivoting device 7 respectively. 8th cooperating end portion a running in particular with an elastomer sealing device 33 on. This is in the basic position of the pivoting devices 7 . 8th in one with the wall 11 cooperating region has a flow through the flow channel 4 improved air flow.

In 3 ist eine Betätigungseinrichtung 22 gezeigt, mittels der die Schwenkeinrichtungen 7, 8 gemeinsam zwischen der Grundposition und einer beispielsweise in 7 und 8 dargestellten Schubumkehrposition verlagerbar sind. Die Betätigungseinrichtung 22 weist vorliegend ein im Wesentlichen translatorisch bewegbares und an der Wandung 11 gelagertes Betätigungselement 23 auf, das hier über jeweils eine Stange 24 bzw. 25 mit einem Hebel 26 bzw. 27 zusammenwirkt, der wiederum mit der Schwenkeinrichtung 7 bzw. der Schwenkeinrichtung 8 verbunden ist. Die Hebel 26, 27 sind hier mit einem stromabseitigen Ende jeweils in einem Drehpunkt 45, 46 ortsfest an der Schubumkehrvorrichtung 6 bzw. dem Strahltriebwerk 1 drehbar gelagert. Bei einer translatorischen Verlagerung des Betätigungselements 23 werden die Schwenkeinrichtungen 7, 8 aus ihrer Grundposition vorliegend in ihre Schubumkehrposition drehend bzw. schwenkend verlagert. In 3 is an actuator 22 shown by means of the pivoting devices 7 . 8th common between the basic position and an example in 7 and 8th shown thrust reverser position are displaced. The actuating device 22 in the present case has a substantially translationally movable and on the wall 11 mounted actuator 23 on, this one over each pole 24 respectively. 25 with a lever 26 respectively. 27 interacts, in turn, with the pivoting device 7 or the pivoting device 8th connected is. The levers 26 . 27 are here with a downstream end in each case in a fulcrum 45 . 46 fixed to the thrust reverser 6 or the jet engine 1 rotatably mounted. In a translational displacement of the actuating element 23 become the pivoting devices 7 . 8th from its basic position present in its thrust reversing position rotatably or pivotally.

In der Schubumkehrposition geben die Schwenkeinrichtungen 7, 8 stromauf der Auslassöffnung 47 jeweils in radialer Richtung R nach außen Öffnungen 34, 35 frei. Gleichzeitig ragen in der Schubumkehrposition der Schwenkeinrichtungen 7, 8 Endbereiche 36, 37 der Schwenkeinrichtungen 7, 8 in radialer Richtung R in den Strömungskanal 4 hinein, die in der Grundposition der Schwenkeinrichtungen 7, 8 stromab der stromaufseitigen Enden 18, 19 angeordnet sind. Dann ist die Auslassöffnung 47 des Strahltriebwerks 1 nahezu vollständig gesperrt und der in Längsrichtung 12 der Schubumkehrvorrichtung 6 durch den Strömungskanal 4 geführte Luftstrom wird wie in 10 und 11 gezeigt durch die Oberflächen 9, 10 der Schwenkeinrichtungen 7, 8 gegenüber der Längsrichtung 12 umgelenkt und durch die Öffnungen 34, 35 radial nach außen aus dem Inneren der Schubumkehrvorrichtung 6 bzw. des Strahltriebwerkes 1 ausgeführt. Die in der Grundposition der Schwenkeinrichtungen 7, 8 stromauf angeordneten Endbereiche 14, 15 der Schwenkeinrichtung sind in der Schubumkehrposition in radialer Richtung R nach außen verschwenkt und überragen die Verkleidung 2 in radialer Richtung der Schubumkehrvorrichtung 6. In the thrust reverser position, the pivoting devices give 7 . 8th upstream of the outlet opening 47 in each case in the radial direction R to the outside openings 34 . 35 free. At the same time protrude in the thrust reverser position of the pivoting devices 7 . 8th end regions 36 . 37 the pivoting devices 7 . 8th in the radial direction R in the flow channel 4 into it, in the basic position of the pivoting devices 7 . 8th downstream of the upstream ends 18 . 19 are arranged. Then the outlet is 47 of the jet engine 1 almost completely locked and the longitudinal direction 12 the thrust reverser 6 through the flow channel 4 guided air flow will be like in 10 and 11 shown through the surfaces 9 . 10 the pivoting devices 7 . 8th opposite to the longitudinal direction 12 diverted and through the openings 34 . 35 radially outward from inside the thrust reverser 6 or of the jet engine 1 executed. The in the basic position of the pivoting devices 7 . 8th upstream end regions 14 . 15 the pivoting device are pivoted in the thrust reversing position in the radial direction R to the outside and protrude beyond the panel 2 in the radial direction of the thrust reverser 6 ,

Die sich im Schubbetrieb des Strahltriebwerks 1 einstellende Luftströmung im Bereich der Öffnungen 34, 35 ist in 11 durch eine Vielzahl von Pfeilen 44 schematisch dargestellt, wobei die Länge der Pfeile 44 in Abhängigkeit der in den verschiedenen Bereichen innerhalb und außerhalb des Strahltriebwerks 1 dem Luftstrom innewohnenden Strömungsenergie variiert. Dabei kennzeichnen längere Pfeile 44 jeweils Bereiche mit höherer Strömungsenergie, wobei die Länge der Pfeile 44 mit sinkender Strömungsenergie abnimmt. In the overrun mode of the jet engine 1 adjusting air flow in the area of the openings 34 . 35 is in 11 through a variety of arrows 44 shown schematically, the length of the arrows 44 depending on the different areas inside and outside the jet engine 1 the flow of air inherent in the air flow varies. Here are longer arrows 44 each areas with higher flow energy, the length of the arrows 44 decreases with decreasing flow energy.

In der Schubumkehrposition der Schwenkeinrichtungen 7, 8 sind die Schwenkeinrichtungen 7, 8 derart angeordnet, dass Tangenten 39, 40 an den stromaufseitigen Enden 18, 19 der gebogenen Bereiche 16, 17 mit der Längsrichtung 12 jeweils einen geometrischen Winkel α von vorliegend etwa 40° einschließen. Im Betrieb des Strahltriebwerks 1 stellt sich hierbei ein effektiver Winkel β zwischen einer Hauptströmungsrichtung 48 der durch die Öffnungen 34, 35 nach außen austretenden Luftströmung und der Längsrichtung 12 von etwa 60° ein, wobei die Luftströmung auf verlustarme Weise umgelenkt wird. Hierdurch werden ein hoher Wirkungsgrad und eine erwünscht hohe Bremswirkung erzielt. Die Oberflächen 9, 10 der Schwenkeinrichtungen 7, 8 sind dabei mit eine günstige Strömungsführung sowohl in der Grundposition als auch in der Schubumkehrposition der Schwenkeinrichtungen 7, 8 gewährleistenden Krümmungsradien ausgeführt. In the thrust reverser position of the pivoting devices 7 . 8th are the pivoting devices 7 . 8th arranged such that tangents 39 . 40 at the upstream ends 18 . 19 the curved areas 16 . 17 with the longitudinal direction 12 each include a geometric angle α of about 40 ° in the present case. In the operation of the jet engine 1 provides this is an effective angle β between a main flow direction 48 through the openings 34 . 35 outward flow of air and the longitudinal direction 12 of about 60 °, wherein the air flow is deflected in a low-loss manner. As a result, a high efficiency and a desired high braking effect can be achieved. The surfaces 9 . 10 the pivoting devices 7 . 8th are doing with a favorable flow guidance both in the basic position and in the thrust reverser position of the pivoting devices 7 . 8th ensuring radii of curvature.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1 1: Strömungsmaschine; Strahltriebwerk Flow machine; Jet engine
2 2: Verkleidung paneling
3 3: Triebwerkskern Engine core
4 4: Strömungskanal flow channel
5 5: Einlaufbereich intake area
6 6: Schubumkehrvorrichtung Thrust reverser
7, 8 7, 8: Schwenkeinrichtung Pivot means
9, 10 9, 10: Oberfläche der Schwenkeinrichtung Surface of the pivoting device
11 11: Wandung wall
12 12: Längsachse longitudinal axis
14, 15 14, 15: stromaufseitiger Endbereich der Schwenkeinrichtung upstream end region of the pivoting device
16, 17 16, 17: gebogener Bereich der Schwenkeinrichtung curved area of the pivoting device
18, 19 18, 19: stromaufseitiges Ende der Schwenkeinrichtung upstream end of the pivoting device
20 20: stromabseitiges Ende der Wandung downstream end of the wall
22 22: Betätigungseinrichtung actuator
23 23: Betätigungselement actuator
24, 25 24, 25: Stange pole
26, 27 26, 27: Hebel lever
29 29: seitlicher Randbereich der Wandung lateral edge area of the wall
30, 31 30, 31: seitlicher Randbereich der Schwenkeinrichtung lateral edge region of the pivoting device
33 33: Dichteinrichtung sealing device
34, 35 34, 35: Öffnung opening
36, 37 36, 37: stromabseitiger Endbereich der Schwenkeinrichtung downstream end of the pivoting device
39, 40 39, 40: Tangente tangent
42, 43 42, 43: Strömungsquerschnitt des Strömungskanals Flow cross-section of the flow channel
44 44: Pfeil arrow
45, 46 45, 46: Drehpunkt pivot point
47 47: Auslassöffnung outlet
48 48: Hauptströmungsrichtung Main flow direction
α, β α, β: Winkel angle
R R: radiale Richtung radial direction
U U: Umfangsrichtung circumferentially

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

US 5040730 A [0006]
EP 0915246 A2 [0008]

Claims

Thrust reverser ( 6 ) of a turbomachine ( 1 ) with at least one pivoting device ( 7 . 8th ) between a basic position in which the pivoting device ( 7 . 8th ) with a radially inner surface ( 9 . 10 ) one in the longitudinal direction ( 12 ) of the turbomachine ( 1 ) running flow channel ( 4 ) is partially limited, and a thrust reverser position is displaced, in which a basic position of the pivoting device ( 7 . 8th ) downstream end region ( 36 . 37 ) of the pivoting device ( 7 . 8th ) relative to its position in the basic position of the pivoting device ( 7 . 8th ) in the radial direction (R) in the flow channel and in a basic position of the pivoting device ( 7 . 8th ) upstream end region ( 14 . 15 ) of the pivoting device ( 7 . 8th ) relative to its position in the basic position of the pivoting device ( 7 . 8th ) is displaced outward in the radial direction (R), wherein the upstream end region ( 14 . 15 ) of the pivoting device ( 7 . 8th ) in the basic position of the pivoting device ( 7 . 8th ) a region bent inward in the upstream direction in the radial direction (R) ( 16 . 17 ), characterized in that a tangent ( 39 . 40 ) to an upstream end ( 18 . 19 ) of the bent area ( 16 . 17 ) of the pivoting device ( 7 . 8th ) in the thrust reversing position of the pivoting device ( 7 . 8th ) with the longitudinal direction ( 12 ) of the turbomachine ( 1 ) includes an angle (α) of 35 ° to 45 °.

Thrust reverser according to claim 1, characterized in that the tangent ( 39 . 40 ) with the longitudinal direction ( 12 ) includes an angle (α) of about 40 °.

Thrust reverser device according to one of claims 1 or 2, characterized in that in the basic position of the pivoting device ( 7 . 8th ) radially inner surface ( 9 . 10 ) of the pivoting device ( 7 . 8th ) has an S-shaped profile in a longitudinal section.

Thrust reverser device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the curved region ( 16 . 17 ) of the pivoting device ( 7 . 8th ) in the basic position of the pivoting device ( 7 . 8th ) at least partially a part of a to the pivoting device ( 7 . 8th ) bordering facing ( 2 ) engages behind in the radial direction from the outside.

Thrust reverser device according to one of claims 1 to 4, characterized in that two or more pivoting devices ( 7 . 8th ) are provided.

Thrust reverser device according to claim 5, characterized in that the pivoting devices ( 7 . 8th ) are executed substantially identical.

Thrust reverser device according to one of claims 1 to 6, characterized in that an actuating device ( 22 ) for the displacement of the pivoting device ( 7 . 8th ) is provided between the home position and the reverse thrust position.