DE102020111630A1 - Gasturbinentriebwerk mit einem doppelwandigen kerngehäuse - Google Patents

Abstract

Gasturbinentriebwerk (10), das aufweist: einen Triebwerkskern (11), umfassend: ein Verdichtersystem mit einem ersten Verdichter (14) und einem zweiten Verdichter (15); und ein äußeres Kerngehäuse (76), das eine erste Flanschverbindung (60) umfasst, wobei die erste Flanschverbindung (60) einen ersten Flanschradius (104) aufweist, wobei die erste Flanschverbindung (60) die erste Flanschverbindung ist, die stromabwärts einer axialen Position liegt, die durch den axialen Mittelpunkt zwischen der axialen Mittelspanne-Position an der Hinterkante des am weitesten stromabwärts gelegenen Luftleitblechs des ersten Verdichters (14) und der axialen Mittelspanne-Position an der Vorderkante des am weitesten stromaufwärts gelegenen Luftleitblechs des zweiten Verdichters (15) definiert ist; einen Fan (23); eine Gondel (21), die einen Bypasskanal (22) zwischen dem Triebwerkskern (11) und der Gondel (21) definiert; und eine Fan-Auslass-Leitschaufel (OGV) (58), die sich radial über den Bypasskanal (22) erstreckt, wobei die Fan-OGV (58) eine radial innere Kante (58a) und eine radial äußere Kante (58b) aufweist, wobei ein axialer Mittelpunkt der radial äußeren Kante (58b) als der Fan-OGV-Spitzenmittelpunkt (58b) definiert ist. Ein Fan-OGV-Spitzenpositionsverhältnis von:axialerAbstand(110)zwischendererstenFlanschverbindung(60)und                         denFan-OGV-Spitzenmittelpunkt(58b)ersterFlanschradius(104)ist gleich oder kleiner als 1,8.

Description

• Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf ein Gasturbinentriebwerk für ein Flugzeug, insbesondere auf ein Gasturbinentriebwerk mit spezifizierten relativen Komponentenpositionen.
• Der Fachmann ist sich darüber im Klaren, dass ein einfaches Hochskalieren eines Triebwerks Probleme wie erhöhte Belastung, Beanspruchung und/oder erhöhtes Biegemoment an Teilen des Triebwerks und/oder an einem Flügel des Flugzeugs, an dem es montiert ist, verursachen kann. Eine erneute Betrachtung der Triebwerksparameter kann daher angebracht sein.
• Zum Beispiel würde der Fachmann erkennen, dass, wenn die Größe des Fans eines Gasturbinentriebwerks erhöht wird, Biegebelastungen an dem Triebwerkskern nachteilig erhöht werden können. Eine Neukonstruktion des Triebwerkskerns und/oder von Stützkomponenten des Gasturbinentriebwerks kann daher zweckmäßig sein.
• Gemäß einem ersten Gesichtspunkt wird ein Gasturbinentriebwerk für ein Flugzeug bereitgestellt, umfassend:
• einen Triebwerkskern umfassend:
  • ein Verdichtersystem mit Verdichterschaufeln, die entsprechende Luftleitbleche umfassen, wobei das Verdichtersystem einen ersten Verdichter mit niedrigerem Druck und einen zweiten Verdichter mit höherem Druck umfasst; und
  • ein äußeres Kerngehäuse, das das Verdichtersystem umgibt und eine erste Flanschverbindung umfasst, die so angeordnet ist, dass sie eine Trennung des äußeren Kerngehäuses an einer axialen Position der ersten Flanschverbindung ermöglicht, wobei die erste Flanschverbindung einen ersten Flanschradius aufweist, wobei die erste Flanschverbindung die erste Flanschverbindung ist, die stromabwärts einer axialen Position liegt, die durch den axialen Mittelpunkt zwischen der axialen Mittelspanne-Position an der Hinterkante des am weitesten stromabwärts gelegenen Luftleitblechs des ersten Verdichters und der axialen Mittelspanne-Position an der Vorderkante des am weitesten stromaufwärts gelegenen Luftleitblechs des zweiten Verdichters definiert ist;
• einen Fan, der stromaufwärts des Triebwerkskerns angeordnet ist, wobei der Fan eine Vielzahl von Fanschaufeln umfasst und einen Fandurchmesser aufweist;
• eine Gondel, die den Triebwerkskern umgibt und einen Bypasskanal zwischen dem Triebwerkskern und der Gondel definiert; und
• eine Fan-Auslass-Leitschaufel (engl.: outlet guide vane - OGV), die sich radial über den Bypasskanal zwischen einer Außenfläche des Triebwerkskerns und der Innenfläche der Gondel erstreckt, wobei die Fan-OGV eine radial innere Kante und eine radial äußere Kante aufweist, wobei ein axialer Mittelpunkt der radial äußeren Kante als der Fan-OGV-Spitzenmittelpunkt definiert ist.
• Ein Fan-OGV-Spitzenpositionsverhältnis von: $$\frac{\begin{array}{c}axialerAbstandzwischendererstenFlanschverbindungund\\ demFam-OGV-Spitzenmittelpnkt\end{array}}{ersterFlanschradius}$$

  

  ist gleich oder kleiner als 1,8.
• Das Fan-OGV-Spitzenpositionsverhältnis kann größer als oder gleich 0,6 sein.
• Das Fan-OGV-Wurzelpositionsverhältnis kann kleiner als oder gleich 1,20 und optional kleiner als oder gleich 1,00 sein.
• Der Fandurchmesser kann größer als 240 cm und kleiner als oder gleich 380 cm und optional größer als 300 cm und kleiner als oder gleich 380 cm sein.
• Der Fandurchmesser kann zwischen 330 cm und 380 cm und optional zwischen 335 cm und 360 cm liegen.
• Die Anzahl der Fanschaufeln kann zwischen 16 und 22 liegen.
• Das Triebwerk kann ferner ein Getriebe umfassen, das eine Eingabe von einer Kernwelle aufnimmt und einen Antrieb an den Fan ausgibt, um den Fan mit einer niedrigeren Drehzahl als die Kernwelle anzutreiben. Ein Übersetzungsverhältnis des Getriebes kann zwischen 3,1 und 4,0 liegen.
• Die erste Flanschverbindung kann an oder axial stromabwärts von einer Vorderkante des am weitesten stromaufwärts gelegenen Luftleitblechs des zweiten Verdichters angeordnet sein.
• Die erste Flanschverbindung kann an oder axial stromaufwärts von einer Vorderkante des am weitesten stromaufwärts gelegenen Luftleitblechs des zweiten Verdichters angeordnet sein.
• Das Triebwerk kann umfassen:
• eine erste Turbine und eine erste Kernwelle, die die erste Turbine mit dem ersten Verdichter verbindet; und
• und eine zweite Turbine und eine zweite Kernwelle, die die zweite Turbine mit dem zweiten Verdichter verbindet.
• Die zweite Turbine, der zweite Verdichter und die zweite Kernwelle können so angeordnet sein, dass sie sich mit einer höheren Drehzahl als die erste Kernwelle drehen.
• Ein Verhältnis von Fan-OGV-Spitzenposition zu Fandurchmesser von: $$\frac{\begin{array}{c}deraxialeAbstandzwischendererstenFlanschverbindung\\ unddemFam-OGV-Spitzenmittelpnkt\end{array}}{Fandurchmesser}$$

  

  kann kleiner als oder gleich 0,22 sein.
• Das Verhältnis von Fan-OGV-Spitzenposition zu Fandurchmesser kann größer als oder gleich 0,095 sein.
• Ein axialer Mittelpunkt der radial inneren Kante kann als der Fan-OGV-Wurzelmittelpunkt definiert werden. Ein Fan-OGV-Wurzelpositionsverhältnis von: $$\frac{\begin{array}{c}axialerAbstandzwischendererstenFlanschverbindungund\\ demFam-OGV-Wurzelmittelpunkt\end{array}}{ersterFlanschradius}$$

  

  kann gleich oder kleiner als 2,6 sein.
• Das Fan-OGV-Wurzelpositionsverhältnis kann größer als oder gleich 0,8 sein.
• Ein Verhältnis von Fan-OGV-Wurzelposition zu Fandurchmesser von: $$\frac{\begin{array}{c}deraxialeAbstandzwischendererstenFlanschverbindung\\ unddemFam-OGV-Wurzelmittelpunkt\end{array}}{Fandurchmesser}$$

  

  kann kleiner als oder gleich 0,33 sein.
• Das Gasturbinentriebwerk kann ferner eine vordere Halterung umfassen, die angeordnet ist, um mit einem Pylon verbunden zu werden. Ein Verhältnis der Position der vorderen Halterung von: $$\frac{\begin{array}{c}axialerAbstandzwischendererstenFlanschverbindungund\\ dervorderenHalterung\end{array}}{ersterFlanschradius}$$

  

  kann gleich oder kleiner als 1,18 sein.
• Ein Verhältnis von der Position der vorderen Halterung zu Fandurchmesser von: $$\frac{\begin{array}{c}deraxialeAbstandzwischendererstenFlanschverbindung\\ unddervorderenHalterung\end{array}}{Fandurchmesser}$$

  

  kann kleiner als oder gleich 0,145 sein.
• Der Triebwerkskern kann ferner ein inneres Kerngehäuse umfassen, das radial einwärts der Verdichterschaufeln des Verdichtersystems vorgesehen ist. Das innere Kerngehäuse und das äußere Kerngehäuse können einen Kernarbeitsgasströmungspfad dazwischen definieren. Ein Gaspfadradius kann als der Außenradius des Kerngasströmungspfads an der axialen Position der ersten Flanschverbindung definiert werden und ein Gaspfadverhältnis von: $$\frac{ersterFlanschradius}{Gaspfadradius}$$

  

  kann gleich oder größer als 1,10 und kleiner als oder gleich 2,0 sein.
• Ein Fandurchmesserverhältnis von: $$\frac{ersterFlanschradius}{Fandurchmesser}$$

  

  kann gleich oder größer als 0,125 und kleiner als oder gleich 0,17 sein.
• Ein Fanschaufelmassenverhältnis von: $$\frac{ersterFlanschradius}{MassejederFanschaufel}$$

  

  kann gleich oder kleiner als 19,0 mm/Pfund sein.
• Gemäß einem weiteren Gesichtspunkt wird ein Gasturbinentriebwerk für ein Flugzeug bereitgestellt, umfassend:
• einen Triebwerkskern umfassend:
  • ein Verdichtersystem mit Verdichterschaufeln, die entsprechende Luftleitbleche umfassen, wobei das Verdichtersystem einen ersten Verdichter mit niedrigerem Druck und einen zweiten Verdichter mit höherem Druck umfasst; und
  • ein äußeres Kerngehäuse, das das Verdichtersystem umgibt und eine erste Flanschverbindung umfasst, die so angeordnet ist, dass sie eine Trennung des äußeren Kerngehäuses an einer axialen Position der ersten Flanschverbindung ermöglicht, wobei die erste Flanschverbindung einen ersten Flanschradius aufweist, wobei die erste Flanschverbindung die erste Flanschverbindung ist, die stromabwärts einer axialen Position liegt, die durch den axialen Mittelpunkt zwischen der axialen Mittelspanne-Position an der Hinterkante des am
  • weitesten stromabwärts gelegenen Luftleitblechs des ersten Verdichters und der axialen Mittelspanne-Position an der Vorderkante des am weitesten stromaufwärts gelegenen Luftleitblechs des zweiten Verdichters definiert ist;
  • einen Fan, der stromaufwärts des Triebwerkskerns angeordnet ist, wobei der Fan eine Vielzahl von Fanschaufeln umfasst und einen Fandurchmesser aufweist;
  • eine Gondel, die den Triebwerkskern umgibt und einen Bypasskanal zwischen dem Triebwerkskern und der Gondel definiert; und
  • eine Fan-Auslass-Leitschaufel (engl.: outlet guide vane - OGV), die sich radial über den Bypasskanal zwischen einer Außenfläche des Triebwerkskerns und der Innenfläche der Gondel erstreckt, wobei die Fan-OGV eine radial innere Kante und eine radial äußere Kante aufweist, wobei ein axialer Mittelpunkt der radial inneren Kante als der Fan-OGV-Wurzelmittelpunkt definiert ist.
• Ein Fan-OGV-Wurzelpositionsverhältnis von: $$\frac{\begin{array}{c}axialerAbstandzwischendererstenFlanschverbindungund\\ demFan-OGV-Wurzelmittelpunkt\end{array}}{ersterFlanschradius}$$

  

  ist gleich oder kleiner als 2,6.
• Das Fan-OGV-Wurzelpositionsverhältnis kann größer als oder gleich 0,8 sein.
• Das Fan-OGV-Wurzelpositionsverhältnis kann kleiner als oder gleich 2,00 und optional kleiner als oder gleich 1,10 sein.
• Der Fandurchmesser kann größer als 240 cm und kleiner als oder gleich 380 cm und optional größer als 300 cm und kleiner als oder gleich 380 cm sein.
• Der Fandurchmesser kann zwischen 330 cm und 380 cm und optional zwischen 335 cm und 360 cm liegen.
• Die Anzahl der Fanschaufeln kann zwischen 16 und 22 liegen.
• Das Gasturbinentriebwerk kann ferner ein Getriebe umfassen, das eine Eingabe von einer Kernwelle aufnimmt und einen Antrieb an den Fan ausgibt, um den Fan mit einer niedrigeren Drehzahl als die Kernwelle anzutreiben. Ein Übersetzungsverhältnis des Getriebes kann zwischen 3,1 und 4,0 liegen.
• Die erste Flanschverbindung kann an oder axial stromabwärts von einer Vorderkante des am weitesten stromaufwärts gelegenen Luftleitblechs des zweiten Verdichters angeordnet sein.
• Die erste Flanschverbindung kann an oder axial stromaufwärts von einer Vorderkante des am weitesten stromaufwärts gelegenen Luftleitblechs des zweiten Verdichters angeordnet sein.
• Das Gasturbinentriebwerk kann umfassen:
• eine erste Turbine und eine erste Kernwelle, die die erste Turbine mit dem ersten Verdichter verbindet; und
• und eine zweite Turbine und eine zweite Kernwelle, die die zweite Turbine mit dem zweiten Verdichter verbindet.
• Die zweite Turbine, der zweite Verdichter und die zweite Kernwelle können so angeordnet sein, dass sie sich mit einer höheren Drehzahl als die erste Kernwelle drehen.
• Ein Verhältnis von Fan-OGV-Wurzelposition zu Fandurchmesser von: $$\frac{\begin{array}{c}deraxialeAbstandzwischendererstenFlanschverbindung\\ unddemFan-OGV-Wurzelmittelpunkt\end{array}}{Fandurchmesser}$$

  

  kann kleiner als oder gleich 0,33 sein.
• Das Verhältnis von Fan-OGV-Wurzelposition zu Fandurchmesser kann größer als oder gleich 0,12 sein.
• Ein axialer Mittelpunkt der radial äußeren Kante kann als der Fan-OGV-Spitzenmittelpunkt definiert werden. Ein Fan-OGV-Spitzenpositionsverhältnis von: $$\frac{\begin{array}{c}axialerAbstandzwischendererstenFlanschverbindungund\\ demFan-OGV-Spitzenmittelpunkt\end{array}}{ersterFlanschradius}$$

  

  kann gleich oder kleiner als 1,8 sein.
• Das Fan-OGV-Spitzenpositionsverhältnis kann größer als oder gleich 0,6 sein.
• Ein Verhältnis von Fan-OGV-Spitzenposition zu Fandurchmesser von: $$\frac{\begin{array}{c}deraxialeAbstandzwischendererstenFlanschverbindung\\ unddemFan-OGV-Spitzenmittelpunkt\end{array}}{Fandurchmesser}$$

  

  kann kleiner als oder gleich 0,22 sein.
• Das Gasturbinentriebwerk kann ferner eine vordere Halterung umfassen, die angeordnet ist, um mit einem Pylon verbunden zu werden. Ein Verhältnis der Position der vorderen Halterung von: $$\frac{\begin{array}{c}axialerAbstandzwischendererstenFlanschverbindungund\\ dervorderenHalterung\end{array}}{ersterFlanschradius}$$

  

  kann gleich oder kleiner als 1,18 sein.
• Ein Verhältnis von der Position der vorderen Halterung zu Fandurchmesser von: $$\frac{\begin{array}{c}deraxialeAbstandzwischendererstenFlanschverbindung\\ unddervorderenHalterung\end{array}}{Fandurchmesser}$$

  

  kann kleiner als oder gleich 0,145 sein.
• Der Triebwerkskern kann ferner ein inneres Kerngehäuse umfassen, das radial einwärts der Verdichterschaufeln des Verdichtersystems vorgesehen ist. Das innere Kerngehäuse und das äußere Kerngehäuse können einen Kernarbeitsgasströmungspfad dazwischen definieren. Ein Gaspfadradius kann als der Außenradius des Kerngasströmungspfads an der axialen Position der ersten Flanschverbindung definiert werden. Ein Gaspfadverhältnis von: $$\frac{ersterFlanschradius}{Gaspfadradius}$$

  

  kann gleich oder größer als 1,10 und kleiner als oder gleich 2,0 sein.
• Ein Fandurchmesserverhältnis von: $$\frac{ersterFlanschradius}{Fandurchmesser}$$

  

  kann gleich oder größer als 0,125 und kleiner als oder gleich 0,17 sein.
• Ein Fanschaufelmassenverhältnis von: $$\frac{ersterFlanschradius}{MassejederFanschaufel}$$

  

  kann gleich oder kleiner als 19,0 mm/Pfund sein.
• Gemäß einem weiteren Gesichtspunkt wird ein Gasturbinentriebwerk für ein Flugzeug bereitgestellt, umfassend einen Triebwerkskern umfassend ein Verdichtersystem mit Verdichterschaufeln umfassend entsprechende Luftleitbleche, wobei das Verdichtersystem einen ersten Verdichter mit niedrigerem Druck und einen zweiten Verdichter mit höherem Druck und ein das Verdichtersystem umgebendes äußeres Kerngehäuse umfasst. Die Gasturbine umfasst ferner einen Fan, der stromaufwärts des Triebwerkskerns angeordnet ist, wobei der Fan eine Vielzahl von Fanschaufeln umfasst und einen Fandurchmesser aufweist.
• Das äußere Kerngehäuse umfasst eine erste Flanschverbindung, die so angeordnet ist, dass sie eine Trennung des äußeren Kerngehäuses an einer axialen Position der ersten Flanschverbindung ermöglicht, wobei die erste Flanschverbindung einen ersten Flanschradius aufweist, wobei die erste Flanschverbindung die erste Flanschverbindung ist, die stromabwärts einer axialen Position liegt, die durch den axialen Mittelpunkt zwischen der axialen Mittelspanne-Position an der Hinterkante des am weitesten stromabwärts gelegenen Luftleitblechs des ersten Verdichters und der axialen Mittelspanne-Position an der Vorderkante des am weitesten stromaufwärts gelegenen Luftleitblechs des zweiten Verdichters definiert ist, und eine vordere Halterung, die angeordnet ist, um mit einem Pylon verbunden zu werden.
• Ein Verhältnis der Position der vorderen Halterung von: $$\frac{\begin{array}{c}axialerAbstandzwischendererstenFlanschverbindungund\\ dervorderenHalterung\end{array}}{ersterFlanschradius}$$

  

  ist gleich oder kleiner als 1,18.
• Das Verhältnis der Position der vorderen Halterung kann größer als oder gleich 0,65 sein.
• Das Verhältnis der Position der vorderen Halterung kann kleiner als oder gleich 1,10 und optional kleiner als oder gleich 1,00 sein.
• Der Fandurchmesser kann größer als 240 cm und kleiner als oder gleich 380 cm und optional größer als 300 cm und kleiner als oder gleich 380 cm sein.
• Der Fandurchmesser kann zwischen 330 cm und 380 cm und optional zwischen 335 cm und 360 cm liegen.
• Die Anzahl der Fanschaufeln kann zwischen 16 und 22 liegen.
• Das Triebwerk kann ferner ein Getriebe umfassen, das eine Eingabe von einer Kernwelle aufnimmt und einen Antrieb an den Fan ausgibt, um den Fan mit einer niedrigeren Drehzahl als die Kernwelle anzutreiben. Ein Übersetzungsverhältnis des Getriebes kann zwischen 3,1 und 4,0 liegen.
• Die erste Flanschverbindung kann an oder kann axial stromabwärts von einer Vorderkante des am weitesten stromaufwärts gelegenen Luftleitblechs des zweiten Verdichters angeordnet sein. Alternativ kann die erste Flanschverbindung axial stromaufwärts von einer Vorderkante des am weitesten stromaufwärts gelegenen Luftleitblechs des zweiten Verdichters angeordnet sein.
• Das Triebwerk kann umfassen:
• eine erste Turbine und eine erste Kernwelle, die die erste Turbine mit dem ersten Verdichter verbindet; und
• und eine zweite Turbine und eine zweite Kernwelle, die die zweite Turbine mit dem zweiten Verdichter verbindet.
• Die zweite Turbine, der zweite Verdichter und die zweite Kernwelle können so angeordnet sein, dass sie sich mit einer höheren Drehzahl als die erste Kernwelle drehen.
• Ein Verhältnis von der Position der vorderen Halterung zu Fandurchmesser von: $$\frac{\begin{array}{c}deraxialeAbstandzwischendererstenFlanschverbindung\\ unddervorderenHalterung\end{array}}{Fandurchmesser}$$

  

  kann kleiner als oder gleich 0,145 sein.
• Das Verhältnis der Position der vorderen Halterung zum Fandurchmesser kann größer als oder gleich 0,07 sein.
• Die vordere Halterung kann eine Kernhalterung sein.
• Das Gasturbinentriebwerk kann ferner umfassen:
• eine Gondel, die den Triebwerkskern umgibt und einen Bypasskanal zwischen dem Triebwerkskern und der Gondel definiert; und
• eine Fan-Auslass-Leitschaufel (engl.: outlet guide vane - OGV), die sich radial über den Bypasskanal zwischen einer Außenfläche des Triebwerkskerns und der Innenfläche der Gondel erstreckt, wobei die Fan-OGV eine radial innere Kante und eine radial äußere Kante aufweist, wobei ein axialer Mittelpunkt der radial inneren Kante als der Fan-OGV-Wurzelmittelpunkt definiert ist.
• Ein Fan-OGV-Wurzelpositionsverhältnis von: $$\frac{\begin{array}{c}axialerAbstandzwischendererstenFlanschverbindungund\\ derFan-OGV-Wurzelmittelpunkt\end{array}}{ersterFlanschradius}$$

  

  kann gleich oder kleiner als 2,6 sein.
• Ein Verhältnis von Fan-OGV-Wurzelposition zu Fandurchmesser von: $$\frac{\begin{array}{c}deraxialeAbstandzwischendererstenFlanschverbindungund\\ demFan-OGV-Wurzelmittelpunkt\end{array}}{Fandurchmesser}$$

  

  kann kleiner als oder gleich 0,33 sein.
• Das Gasturbinentriebwerk kann ferner umfassen:
• eine Gondel, die den Triebwerkskern umgibt und einen Bypasskanal zwischen dem Triebwerkskern und der Gondel definiert; und
• eine Fan-Auslass-Leitschaufel (engl.: outlet guide vane - OGV), die sich radial über den Bypasskanal zwischen einer Außenfläche des Triebwerkskerns und der Innenfläche der Gondel erstreckt, wobei die Fan-OGV eine radial innere Kante und eine radial äußere Kante aufweist, wobei ein axialer Mittelpunkt der radial äußeren Kante als der Fan-OGV-Spitzenmittelpunkt definiert ist.
• Ein Fan-OGV-Spitzenpositionsverhältnis von: $$\frac{\begin{array}{c}axialerAbstandzwischendererstenFlanschverbindungund\\ derFam-OGV-Spitzenmittelpunkt\end{array}}{ersterFlanschradius}$$

  

  kann gleich oder kleiner als 1,8 sein.
• Ein Verhältnis von Fan-OGV-Spitzenposition zu Fandurchmesser von: $$\frac{\begin{array}{c}deraxialeAbstandzwischendererstenFlanschverbindung\\ unddemFan-OGV-Spitzenmittelpunkt\end{array}}{Fandurchmesser}$$

  

  kann kleiner als oder gleich 0,22 sein.
• Der Triebwerkskern kann ferner ein inneres Kerngehäuse umfassen, das radial einwärts der Verdichterschaufeln des Verdichtersystems vorgesehen ist. Das innere Kerngehäuse und das äußere Kerngehäuse können einen Kernarbeitsgasströmungspfad (A) dazwischen definieren. Ein Gaspfadradius kann als der Außenradius des Kerngasströmungspfads (A) an der axialen Position der ersten Flanschverbindung definiert werden. Ein Gaspfadverhältnis von: $$\frac{ersterFlanschradius}{Gaspfadradius}$$

  

  kann gleich oder größer als 1,10 und kleiner als oder gleich 2,0 sein.
• Ein Fandurchmesserverhältnis von: $$\frac{ersterFlanschradius}{Fandurchmesser}$$

  

  kann gleich oder größer als 0,125 und kleiner als oder gleich 0,17 sein.
• Ein Fanschaufelmassenverhältnis von: $$\frac{ersterFlanschradius}{MassejederFanschaufel}$$

  

  kann gleich oder kleiner als 19,0 mm/Pfund sein.
• Gemäß einem weiteren Gesichtspunkt wird ein Gasturbinentriebwerk für ein Flugzeug bereitgestellt, umfassend:
• einen Triebwerkskern umfassend:
  • ein Verdichtersystem mit Verdichterschaufeln, die entsprechende Luftleitbleche umfassen, wobei das Verdichtersystem einen ersten Verdichter mit niedrigerem Druck und einen zweiten Verdichter mit höherem Druck umfasst; und
  • ein äußeres Kerngehäuse, das das Verdichtersystem umgibt und umfassend:
    • eine erste Flanschverbindung, die so angeordnet ist, dass sie eine Trennung des äußeren Kerngehäuses an einer axialen Position der ersten Flanschverbindung ermöglicht, wobei die erste Flanschverbindung einen ersten Flanschradius aufweist,
    • wobei die erste Flanschverbindung die erste Flanschverbindung ist, die stromabwärts einer axialen Position liegt, die durch den axialen Mittelpunkt zwischen der axialen Mittelspanne-Position an der Hinterkante des am weitesten stromabwärts gelegenen Luftleitblechs des ersten Verdichters und der axialen Mittelspanne-Position an der Vorderkante des am weitesten stromaufwärts gelegenen Luftleitblechs des zweiten Verdichters definiert ist; und
  • einen Fan, der stromaufwärts des Triebwerkskerns angeordnet ist, wobei der Fan eine Vielzahl von Fanschaufeln umfasst;
• wobei ein Fanschaufelmassenverhältnis von:
$$\frac{ersterFlanschradius}{MassejederFanschaufel}$$

gleich oder kleiner als 19,0 mm/Pfund ist.
• Das Fanschaufelmassenverhältnis kann gleich oder größer als 5 mm/Pfund sein. Ein Schaufelsatz-Massenverhältnis von: $$\frac{ersterFlanschradius}{GesamtmassederVielzahlvonFanschaufeln}$$

  

  kann im Bereich zwischen 0,95 mm/Pfund und 0,35 mm/Pfund liegen.
• Jede der Fanschaufeln kann zumindest teilweise aus einem metallischen Material gebildet sein. Das metallische Material kann eine Titan- oder Aluminium-Lithium-Legierung sein.
• Jede der Fanschaufeln kann zumindest teilweise aus einem Verbundwerkstoff gebildet sein.
• Der Fandurchmesser kann größer als 240 cm und kleiner als oder gleich 380 cm und kann optional größer als oder gleich 300 cm und kleiner als oder gleich 380 cm sein.
• Der Fandurchmesser kann zwischen 330 cm und 380 cm und kann optional zwischen 335 cm und 360 cm liegen.
• Die Anzahl der Fanschaufeln kann zwischen 16 und 22 liegen.
• Die Masse jeder Fanschaufel kann in einem Bereich zwischen 20 Pfund und 70 Pfund liegen.
• Das Gasturbinentriebwerk kann ferner ein Getriebe umfassen, das eine Eingabe von einer Kernwelle aufnimmt und einen Antrieb an den Fan ausgibt, um den Fan mit einer niedrigeren Drehzahl als die Kernwelle anzutreiben.
• Ein Übersetzungsverhältnis des Getriebes kann zwischen 3,1 und 4,0 liegen.
• Das erste Flansch kann an oder axial stromabwärts von einer Vorderkante des am weitesten stromaufwärts gelegenen Luftleitblechs des zweiten Verdichters angeordnet sein. Alternativ kann sich der erste Flansch an oder axial stromaufwärts von einer Vorderkante des am weitesten stromaufwärts gelegenen Luftleitblechs des zweiten Verdichters befinden.
• Das Gasturbinentriebwerk kann ferner umfassen: eine erste Turbine und eine erste Kernwelle, die die erste Turbine mit dem ersten Verdichter verbindet; und eine zweite Turbine und eine zweite Kernwelle, die die zweite Turbine mit dem zweiten Verdichter verbindet. Die zweite Turbine, der zweite Verdichter und die zweite Kernwelle können so angeordnet sein, dass sie sich mit einer höheren Drehzahl als die erste Kernwelle drehen.
• Der Triebwerkskern kann ferner ein inneres Kerngehäuse umfassen, das radial einwärts der Verdichterschaufeln des Verdichtersystems vorgesehen ist, wobei das innere Kerngehäuse und das äußere Kerngehäuse einen Kernarbeitsgasströmungspfad dazwischen definieren. Ein Gaspfadradius kann als der Außenradius des Kerngasströmungspfads an der axialen Position des ersten Flansches definiert werden, und ein Gaspfadverhältnis von: $$\frac{ersterFlanschradius}{Gaspfadradius}$$

  

  kann gleich oder größer als 1,10 und kleiner als oder gleich 2,0 sein.
• Ein Fandurchmesserverhältnis von: $$\frac{ersterFlanschradius}{Fandurchmesser}$$

  

  kann gleich oder größer als 0,125 und kleiner als oder gleich 0,17 sein.
• Das Gasturbinentriebwerk kann ferner eine vordere Halterung umfassen, die angeordnet ist, um mit einem Pylon verbunden zu werden.
• Ein Verhältnis der Position der vorderen Halterung von: $$\frac{\begin{array}{c}axialerAbstandzwischendererstenFlanschverbindungund\\ dervorderenHalterung\end{array}}{ersterFlanschradius}$$

  

  kann gleich oder kleiner als 1,18 sein.
• Ein Verhältnis von der Position der vorderen Halterung zu Fandurchmesser von: $$\frac{\begin{array}{c}deraxialeAbstandzwischendererstenFlanschverbindungund\\ dervorderenHalterung\end{array}}{Fandurchmesser}$$

  

  kann kleiner als oder gleich 0,145 sein.
• Die vordere Halterung kann eine Kernhalterung sein.
• Das Gasturbinentriebwerk kann ferner umfassen: eine Gondel, die den Triebwerkskern umgibt und einen Bypasskanal zwischen dem Triebwerkskern und der Gondel definiert; und eine Fan-Auslass-Leitschaufel (engl.: outlet guide vane - OGV), die sich radial über den Bypasskanal zwischen einer Außenfläche des Triebwerkskerns und der Innenfläche der Gondel erstreckt, wobei die Fan-OGV eine radial innere Kante und eine radial äußere Kante aufweist, wobei ein axialer Mittelpunkt der radial inneren Kante als der Fan-OGV-Wurzelmittelpunkt definiert ist.
• Ein Fan-OGV-Wurzelpositionsverhältnis von: $$\frac{\begin{array}{c}axialerAbstandzwischendererstenFlanschverbindungund\\ demFan-OGV-Wurzelmittelpunkt\end{array}}{ersterFlanschradius}$$

  

  kann gleich oder kleiner als 2,6 sein.
• Ein Verhältnis von Fan-OGV-Wurzelposition zu Fandurchmesser von: $$\frac{\begin{array}{c}deraxialeAbstandzwischendererstenFlanschverbindungund\\ demFan-OGV-Spitzenmittelpunkt\end{array}}{Fandurchmesser}$$

  

  kann kleiner als oder gleich 0,33 sein.
• Ein Fan-OGV-Spitzenpositionsverhältnis von: $$\frac{\begin{array}{c}axialerAbstandzwischendererstenFlanschverbindungund\\ demFan-OGV-Spitzenmittelpunkt\end{array}}{ersterFlanschradius}$$

  

  kann gleich oder kleiner als 1,8 sein.
• Ein Verhältnis von Fan-OGV-Spitzenposition zu Fandurchmesser von: $$\frac{\begin{array}{c}deraxialeAbstandzwischendererstenFlanschverbindungund\\ demFan-OGV-Spitzenmittelpunkt\end{array}}{Fandurchmesser}$$

  

  kann kleiner als oder gleich 0,22 sein.
• Gemäß einem weiteren Gesichtspunkt wird ein Gasturbinentriebwerk für ein Flugzeug bereitgestellt, umfassend:
• einen Triebwerkskern umfassend:
• ein Verdichtersystem mit Verdichterschaufeln, die entsprechende Luftleitbleche umfassen, wobei das Verdichtersystem einen ersten Verdichter mit niedrigerem Druck und einen zweiten Verdichter mit höherem Druck umfasst;
• ein inneres Kerngehäuse, das radial einwärts der Verdichterschaufeln des Verdichtersystems vorgesehen ist; und
• ein äußeres Kerngehäuse, das das Verdichtersystem umgibt, wobei das innere Kerngehäuse und das äußere Kerngehäuse einen Kernarbeitsgasströmungspfad dazwischen definieren, das äußere Kerngehäuse umfassend:
• eine erste Flanschverbindung, die so angeordnet ist, dass sie eine Trennung des äußeren Kerngehäuses an einer axialen Position der ersten Flanschverbindung ermöglicht, wobei die erste Flanschverbindung einen ersten Flanschradius aufweist,
• wobei die erste Flanschverbindung die erste Flanschverbindung ist, die stromabwärts einer axialen Position liegt, die durch den axialen Mittelpunkt zwischen der axialen Mittelspanne-Position an der Hinterkante des am weitesten stromabwärts gelegenen Luftleitblechs des ersten Verdichters und der axialen Mittelspanne-Position an der Vorderkante des am weitesten stromaufwärts
• gelegenen Luftleitblechs des zweiten Verdichters definiert ist; und
• einen Fan, der stromaufwärts des Triebwerkskerns angeordnet ist, wobei der Fan eine Vielzahl von Fanschaufeln umfasst und einen Fandurchmesser aufweist;
• wobei ein Gaspfadradius als der Außenradius des Kerngasströmungspfads an der axialen Position der ersten Flanschverbindung definiert ist, und ein Gaspfadverhältnis von:
$$\frac{ersterFlanschradius}{Gaspfadradius}$$

gleich oder größer als 1,10 ist.
• Das Gaspfadverhältnis kann gleich oder größer als 1,50 sein.
• Das Gaspfadverhältnis kann kleiner als oder gleich 2,0 sein.
• Das äußere Kerngehäuse kann ein erstes äußeres Kerngehäuse und ein zweites äußeres Kerngehäuse umfassen, wobei das erste äußere Kerngehäuse radial einwärts des zweiten äußeren Kerngehäuses vorgesehen ist. Die erste Flanschverbindung kann an dem zweiten äußeren Kerngehäuse vorgesehen sein. Der Gaspfadradius kann als der Radius einer radial inneren Oberfläche des ersten äußeren Kerngehäuses definiert sein.
• Der Fandurchmesser kann größer als 240 cm und kleiner als oder gleich 380 cm und kann optional größer als 300 cm und kleiner als oder gleich 380 cm sein.
• Der Fandurchmesser kann zwischen 330 cm und 380 cm und kann optional zwischen 335 cm und 360 cm liegen.
• Die Anzahl der Fanschaufeln kann zwischen 16 und 22 liegen.
• Das Triebwerk kann ferner ein Getriebe umfassen, das eine Eingabe von einer Kernwelle aufnimmt und einen Antrieb an den Fan ausgibt, um den Fan mit einer niedrigeren Drehzahl als die Kernwelle anzutreiben.
• Ein Übersetzungsverhältnis des Getriebes kann zwischen 3,1 und 4,0 liegen.
• Die erste Flanschverbindung kann an oder axial stromabwärts von einer Vorderkante des am weitesten stromaufwärts gelegenen Luftleitblechs des zweiten Verdichters angeordnet sein. Alternativ kann sich die erste Flanschverbindung an oder axial stromaufwärts von einer Vorderkante des am weitesten stromaufwärts gelegenen Luftleitblechs des zweiten Verdichters befinden.
• Das Triebwerk kann umfassen: eine erste Turbine und eine erste Kernwelle, die die erste Turbine mit dem ersten Verdichter verbindet; und eine zweite Turbine und eine zweite Kernwelle, die die zweite Turbine mit dem zweiten Verdichter verbindet. Die zweite Turbine, der zweite Verdichter und die zweite Kernwelle können so angeordnet sein, dass sie sich mit einer höheren Drehzahl als die erste Kernwelle drehen.
• Ein Fandurchmesserverhältnis von: $$\frac{ersterFlanschradius}{Fandurchmesser}$$

  

  kann gleich oder größer als 0,125 und kleiner als oder gleich 0,17 sein.
• Ein Fanschaufelmassenverhältnis von: $$\frac{ersterFlanschradius}{MassejederFanschaufel}$$

  

  kann gleich oder kleiner als 19,0 mm/Pfund sein.
• Ein Schaufelsatz-Massenverhältnis von: $$\frac{ersterFlanschradius}{GesamtmassederVielzahlvonFanschaufeln}$$

  

  kann im Bereich zwischen 0,95 mm/Pfund und 0,35 mm/Pfund liegen.
• Das Gasturbinentriebwerk kann ferner eine vordere Halterung umfassen, die angeordnet ist, um mit einem Pylon verbunden zu werden.
• Ein Verhältnis der Position der vorderen Halterung von: $$\frac{\begin{array}{l}axialerAbstandzwischendererstenFlanschverbindungund\\ dervorderenHalterung\end{array}}{ersterFlanschradius}$$

  

  kann gleich oder kleiner als 1,18 sein.
• Ein Verhältnis von der Position der vorderen Halterung zu Fandurchmesser von: $$\frac{\begin{array}{l}deraxialeAbstandzwischendererstenFlanschverbindungund\\ dervorderenHalterung\end{array}}{Fandurchmesser}$$

  

  kann kleiner als oder gleich 0,145 sein.
• Die vordere Halterung kann eine Kernhalterung sein.
• Das Gasturbinentriebwerk kann ferner umfassen: eine Gondel, die den Triebwerkskern umgibt und einen Bypasskanal zwischen dem Triebwerkskern und der Gondel definiert; und eine Fan-Auslass-Leitschaufel (engl.: outlet guide vane - OGV), die sich radial über den Bypasskanal zwischen einer Außenfläche des Triebwerkskerns und der Innenfläche der Gondel erstreckt, wobei die Fan-OGV eine radial innere Kante und eine radial äußere Kante aufweist. Ein axialer Mittelpunkt der radial inneren Kante kann als der Fan-OGV-Wurzelmittelpunkt definiert werden.
• Ein Fan-OGV-Wurzelpositionsverhältnis von: $$\frac{\begin{array}{l}axialerAbstandzwischendererstenFlanschverbindungund\\ demFan-OGV-Wurzelmittelpunkt\end{array}}{ersterFlanschradius}$$

  

  kann gleich oder kleiner als 2,6 sein.
• Ein Verhältnis von Fan-OGV-Wurzelposition zu Fandurchmesser von: $$\frac{\begin{array}{l}deraxialeAbstandzwischendererstenFlanschverbindungund\\ demFan-OGV-Wurzelmittelpunkt\end{array}}{Fandurchmesser}$$

  

  kann kleiner als oder gleich 0,33 sein.
• Ein Fan-OGV-Spitzenpositionsverhältnis von: $$\frac{\begin{array}{l}axialerAbstandzwischendererstenFlanschverbindungund\\ demFan-OGV-Spitzenmittelpunkt\end{array}}{ersterFlanschradius}$$

  

  kann gleich oder kleiner als 1,8 sein.
• Ein Verhältnis von Fan-OGV-Spitzenposition zu Fandurchmesser von: $$\frac{\begin{array}{l}axialerAbstandzwischendererstenFlanschverbindungund\\ demFan-OGV-Spitzenmittelpunkt\end{array}}{Fandurchmesser}$$

  

  kann kleiner als oder gleich 0,22 sein.
• Gemäß einem weiteren Gesichtspunkt wird ein Gasturbinentriebwerk für ein Flugzeug bereitgestellt, umfassend:
• einen Triebwerkskern umfassend:
• ein Verdichtersystem mit Verdichterschaufeln, die entsprechende Luftleitbleche umfassen, wobei das Verdichtersystem einen ersten Verdichter mit niedrigerem Druck und einen zweiten Verdichter mit höherem Druck umfasst; und
• ein äußeres Kerngehäuse, das das Verdichtersystem umgibt und umfassend:
• eine erste Flanschverbindung, die so angeordnet ist, dass sie eine Trennung des äußeren Kerngehäuses an einer axialen Position der ersten Flanschverbindung ermöglicht, wobei die erste Flanschverbindung einen ersten Flanschradius aufweist,
• wobei die erste Flanschverbindung die erste Flanschverbindung ist, die stromabwärts einer axialen Position liegt, die durch den axialen Mittelpunkt zwischen der axialen Mittelspanne-Position an der Hinterkante des am weitesten stromabwärts gelegenen Luftleitblechs des ersten Verdichters und der axialen Mittelspanne-Position an der Vorderkante des am weitesten stromaufwärts
• gelegenen Luftleitblechs des zweiten Verdichters definiert ist; und
• einen Fan, der stromaufwärts des Triebwerkskerns angeordnet ist, wobei der Fan eine Vielzahl von Fanschaufeln umfasst und einen Fandurchmesser aufweist;
• wobei ein Fandurchmesserverhältnis von:
$$\frac{ersterFlanschradius}{Fandurchmesser}$$

gleich oder größer als 0,125 ist.
• Das Fandurchmesserverhältnis kann kleiner als oder gleich 0,17 sein.
• Der Fandurchmesser kann größer als 240 cm und kleiner als oder gleich 380 cm und kann optional größer als 300 cm und kleiner als oder gleich 380 cm sein.
• Der Fandurchmesser kann zwischen 330 cm und 380 cm und kann optional zwischen 335 cm und 360 cm liegen.
• Die Anzahl der Fanschaufeln kann zwischen 16 und 22 liegen.
• Das Gasturbinentriebwerk kann ferner ein Getriebe umfassen, das eine Eingabe von einer Kernwelle aufnimmt und einen Antrieb an den Fan ausgibt, um den Fan mit einer niedrigeren Drehzahl als die Kernwelle anzutreiben.
• Ein Übersetzungsverhältnis des Getriebes kann zwischen 3,1 und 4,0 liegen.
• Die erste Flanschverbindung kann an oder axial stromabwärts von einer Vorderkante des am weitesten stromaufwärts gelegenen Luftleitblechs des zweiten Verdichters angeordnet sein. Alternativ kann sich die erste Flanschverbindung an oder axial stromaufwärts von einer Vorderkante des am weitesten stromaufwärts gelegenen Luftleitblechs des zweiten Verdichters befinden.
• Das Triebwerk kann ferner umfassen: eine erste Turbine und eine erste Kernwelle, die die erste Turbine mit dem ersten Verdichter verbindet; und eine zweite Turbine und eine zweite Kernwelle, die die zweite Turbine mit dem zweiten Verdichter verbindet. Die zweite Turbine, der zweite Verdichter und die zweite Kernwelle können so angeordnet sein, dass sie sich mit einer höheren Drehzahl als die erste Kernwelle drehen.
• Der Triebwerkskern umfasst ferner ein inneres Kerngehäuse, das radial einwärts der Verdichterschaufeln des Verdichtersystems vorgesehen ist, wobei das innere Kerngehäuse und das äußere Kerngehäuse einen Kernarbeitsgasströmungspfad dazwischen definieren. Ein Gaspfadradius ist als der Außenradius des Kerngasströmungspfads an der axialen Position der ersten Flanschverbindung definiert. Ein Gaspfadverhältnis von: $$\frac{ersterFlanschradius}{Gaspfadradius}$$

  

  kann gleich oder größer als 1,10 und kleiner als oder gleich 2,0 sein.
• Ein Fanschaufelmassenverhältnis von: $$\frac{ersterFlanschradius}{MassejederFanschaufel}$$

  

  kann gleich oder kleiner als 19,0 mm/Pfund sein.
• Ein Schaufelsatz-Massenverhältnis von: $$\frac{ersterFlanschradius}{GesamtmassederVielzahlvonFanschaufel}$$

  

  kann im Bereich zwischen 0,95 mm/Pfund und 0,35 mm/Pfund liegen.
• Das Gasturbinentriebwerk kann ferner eine vordere Halterung umfassen, die angeordnet ist, um mit einem Pylon verbunden zu werden.
• Ein Verhältnis der Position der vorderen Halterung von: $$\frac{\begin{array}{l}axialerAbstandzwischendererstenFlanschverbindungund\\ dervorderenHalterung\end{array}}{ersterFlanschradius}$$

  

  kann gleich oder kleiner als 1,18 sein.
• Ein Verhältnis von der Position der vorderen Halterung zu Fandurchmesser von: $$\frac{\begin{array}{l}deraxialeAbstandzwischendererstenFlanschverbindungund\\ dervorderenHalterung\end{array}}{Fandurchmesser}$$

  

  kann kleiner als oder gleich 0,145 sein.
• Die vordere Halterung kann eine Kernhalterung sein.
• Das Gasturbinentriebwerk kann ferner umfassen: eine Gondel, die den Triebwerkskern umgibt und einen Bypasskanal zwischen dem Triebwerkskern und der Gondel definiert; und eine Fan-Auslass-Leitschaufel (engl.: outlet guide vane - OGV), die sich radial über den Bypasskanal zwischen einer Außenfläche des Triebwerkskerns und der Innenfläche der Gondel erstreckt, wobei die Fan-OGV eine radial innere Kante und eine radial äußere Kante aufweist, wobei ein axialer Mittelpunkt der radial inneren Kante als der Fan-OGV-Wurzelmittelpunkt definiert ist.
• Ein Fan-OGV-Wurzelpositionsverhältnis von: $$\frac{\begin{array}{l}axialerAbstandzwischendererstenFlanschverbindungund\\ demFan-OGV-Wurzelmittelpunkt\end{array}}{ersterFlanschradius}$$

  

  kann gleich oder kleiner als 2,6 sein.
• Ein Verhältnis von Fan-OGV-Wurzelposition zu Fandurchmesser von: $$\frac{\begin{array}{l}deraxialeAbstandzwischendererstenFlanschverbindungund\\ demFan-OGV-Wurzelmittelpunkt\end{array}}{Fandurchmesser}$$

  

  kann kleiner als oder gleich 0,33 sein.
• Ein Fan-OGV-Spitzenpositionsverhältnis von: $$\frac{\begin{array}{l}axialerAbstandzwischendererstenFlanschverbindungund\\ demFan-OGV-Spitzenmittelpunkt\end{array}}{ersterFlanschradius}$$

  

  kann gleich oder kleiner als 1,8 sein.
• Ein Verhältnis von Fan-OGV-Spitzenposition zu Fandurchmesser von: $$\frac{\begin{array}{l}deraxialeAbstandzwischendererstenFlanschverbindung\\ unddemFan-OGV-Spitzenmittelpunkt\end{array}}{Fandurchmesser}$$

  

  kann kleiner als oder gleich 0,22 sein.
• Gemäß einem weiteren Gesichtspunkt wird eine Gasturbine für ein Flugzeug bereitgestellt, umfassend einen Triebwerkskern umfassend ein Verdichtersystem mit Verdichterschaufeln umfassend entsprechende Luftleitbleche, wobei das Verdichtersystem einen ersten Verdichter mit niedrigerem Druck und einen zweiten Verdichter mit höherem Druck und ein das Verdichtersystem umgebendes äußeres Kerngehäuse umfasst. Die Gasturbine umfasst ferner einen Fan, der stromaufwärts des Triebwerkskerns angeordnet ist, wobei der Fan eine Vielzahl von Fanschaufeln umfasst und einen Fandurchmesser aufweist.
• Das äußere Kerngehäuse umfasst eine erste Flanschverbindung, die so angeordnet ist, dass sie eine Trennung des äußeren Kerngehäuses an einer axialen Position der ersten Flanschverbindung ermöglicht, wobei die erste Flanschverbindung einen ersten Flanschradius aufweist, wobei die erste Flanschverbindung die erste Flanschverbindung ist, die stromabwärts einer axialen Position liegt, die durch den axialen Mittelpunkt zwischen der axialen Mittelspanne-Position an der Hinterkante des am weitesten stromabwärts gelegenen Luftleitblechs des ersten Verdichters und der axialen Mittelspanne-Position an der Vorderkante des am weitesten stromaufwärts gelegenen Luftleitblechs des zweiten Verdichters definiert ist, und eine vordere Halterung, die angeordnet ist, um mit einem Pylon verbunden zu werden.
• Ein Fandurchmesserverhältnis von: $$\frac{ersterFlanschradius}{Fandurchmesser}$$

  

  ist gleich oder größer als 0,125 und kleiner als oder gleich 0,17.
• Jedes der Merkmale des vorhergehenden Gesichtspunkts kann in verschiedenen Ausführungsformen angewendet werden.
• Gemäß einem weiteren Gesichtspunkt wird ein Gasturbinentriebwerk für ein Flugzeug bereitgestellt, umfassend:
• einen Triebwerkskern umfassend:
  • ein Verdichtersystem mit Verdichterschaufeln, die entsprechende Luftleitbleche umfassen, wobei das Verdichtersystem einen ersten Verdichter mit niedrigerem Druck und einen zweiten Verdichter mit höherem Druck umfasst; und
  • ein äußeres Kerngehäuse, das das Verdichtersystem umgibt und eine erste Flanschverbindung umfasst, die so angeordnet ist, dass sie eine Trennung des äußeren Kerngehäuses an einer axialen Position der ersten Flanschverbindung ermöglicht, wobei die erste Flanschverbindung einen ersten Flanschradius aufweist, wobei die erste Flanschverbindung die erste Flanschverbindung ist, die stromabwärts einer axialen Position liegt, die durch den axialen Mittelpunkt zwischen der axialen Mittelspanne-Position an der Hinterkante des am weitesten stromabwärts gelegenen Luftleitblechs des ersten Verdichters und der axialen Mittelspanne-Position an der Vorderkante des am weitesten stromaufwärts gelegenen Luftleitblechs des zweiten Verdichters definiert ist;
• einen Fan, der stromaufwärts des Triebwerkskerns angeordnet ist, wobei der Fan eine Vielzahl von Fanschaufeln umfasst und einen Fandurchmesser aufweist;
• eine Gondel, die den Triebwerkskern umgibt und einen Bypasskanal zwischen dem Triebwerkskern und der Gondel definiert; und
• eine Fan-Auslass-Leitschaufel (engl.: outlet guide vane - OGV), die sich radial über den Bypasskanal zwischen einer Außenfläche des Triebwerkskerns und der Innenfläche der Gondel erstreckt, wobei die Fan-OGV eine radial innere Kante und eine radial äußere Kante aufweist, wobei ein axialer Mittelpunkt der radial inneren Kante als der Fan-OGV-Wurzelmittelpunkt definiert ist.
• Ein Fandurchmesserverhältnis von: $$\frac{ersterFlanschradius}{Fandurchmesser}$$

  

  ist gleich oder größer als 0,125 und kleiner als oder gleich 0,17.
• Jedes der Merkmale des vorhergehenden Gesichtspunkts kann in verschiedenen Ausführungsformen angewendet werden.
• Gemäß einem weiteren Gesichtspunkt wird ein Gasturbinentriebwerk für ein Flugzeug bereitgestellt, umfassend:
• einen Triebwerkskern umfassend:
  • ein Verdichtersystem mit Verdichterschaufeln, die entsprechende Luftleitbleche umfassen, wobei das Verdichtersystem einen ersten Verdichter mit niedrigerem Druck und einen zweiten Verdichter mit höherem Druck umfasst; und
  • ein äußeres Kerngehäuse, das das Verdichtersystem umgibt und eine erste Flanschverbindung umfasst, die so angeordnet ist, dass sie eine Trennung des äußeren Kerngehäuses an einer axialen Position der ersten Flanschverbindung ermöglicht, wobei die erste Flanschverbindung einen ersten Flanschradius aufweist, wobei die erste Flanschverbindung die erste Flanschverbindung ist, die stromabwärts einer axialen Position liegt, die durch den axialen Mittelpunkt zwischen der axialen Mittelspanne-Position an der Hinterkante des am weitesten stromabwärts gelegenen Luftleitblechs des ersten Verdichters und der axialen Mittelspanne-Position an der Vorderkante des am weitesten stromaufwärts gelegenen Luftleitblechs des zweiten Verdichters definiert ist;
• einen Fan, der stromaufwärts des Triebwerkskerns angeordnet ist, wobei der Fan eine Vielzahl von Fanschaufeln umfasst und einen Fandurchmesser aufweist;
• eine Gondel, die den Triebwerkskern umgibt und einen Bypasskanal zwischen dem Triebwerkskern und der Gondel definiert; und
• eine Fan-Auslass-Leitschaufel (engl.: outlet guide vane - OGV), die sich radial über den Bypasskanal zwischen einer Außenfläche des Triebwerkskerns und der Innenfläche der Gondel erstreckt, wobei die Fan-OGV eine radial innere Kante und eine radial äußere Kante aufweist, wobei ein axialer Mittelpunkt der radial äußeren
• Kante als der Fan-OGV-Spitzenmittelpunkt definiert ist.
• Ein Fandurchmesserverhältnis von: $$\frac{ersterFlanschradius}{Fandurchmesser}$$

  

  ist gleich oder größer als 0,125 und kleiner als oder gleich 0,17.
• Jedes der Merkmale des vorhergehenden Gesichtspunkts kann in verschiedenen Ausführungsformen angewendet werden.
• Dem Fachmann leuchtet ein, dass größere Triebwerke verschiedene strukturelle Herausforderungen darstellen können; eine davon kann die Steuerung der Biegesteifigkeit an dem Triebwerkskern sein, um auf die erhöhten Biegebelastungen zu reagieren, die sich aus dem größeren Fandurchmesser ergeben. Die erhöhte Biegebelastung kann sich noch verschärfen, wenn sich die Leitschaufeln des Fanauslasses im Vergleich zu früheren Triebwerkskonstruktionen nach hinten bewegen (aufgrund anderer konstruktiver Einschränkungen oder Vorlieben), sodass die Kernbiegung mit zunehmender Größe des Triebwerks signifikanter wird. Die Änderungen der relativen Komponentenpositionen, wie sie in den verschiedenen obigen Gesichtspunkten ausführlich beschrieben sind, können dazu beitragen, die Triebwerkskernsteifigkeit zu erhöhen und/oder die Fähigkeit des Triebwerkskerns zu verbessern, auf die erhöhten Biegebelastungen ohne Verformung zu reagieren.
• Dem Fachmann leuchtet ein, dass diese strukturellen Herausforderungen besonders relevant sein können bei mittleren bis großen Gasturbinentriebwerken (größer als 240 cm (95") - mittlerer - oder größer als 300 cm (120") - großer Fandurchmesser) mit einem Untersetzungsgetriebe zwischen seinem Fan und seiner Niederdruckturbine.
• Wie an anderer Stelle hierin vermerkt, kann sich die vorliegende Offenbarung auf ein Gasturbinentriebwerk beziehen. Solch ein Gasturbinentriebwerk kann einen Triebwerkskern umfassen, der eine Turbine, eine Brennkammer, einen Verdichter und eine Kernwelle umfasst, die die Turbine mit dem Verdichter verbindet. Solch ein Gasturbinentriebwerk kann einen Fan (mit Fanschaufeln) umfassen, der stromaufwärts des Triebwerkskerns angeordnet ist.
• Die Anordnung der vorliegenden Offenbarung kann insbesondere, obwohl nicht ausschließlich, für Fans vorteilhaft sein, die über ein Getriebe angetrieben werden. Dementsprechend kann das Gasturbinentriebwerk ein Getriebe umfassen, das einen Antrieb von der Kernwelle aufnimmt und einen Abtrieb an den Fan ausgibt, um den Fan mit einer niedrigeren Drehzahl als die Kernwelle anzutreiben. Die Eingabe in das Getriebe kann direkt von der Kernwelle oder indirekt von der Kernwelle, beispielsweise über eine Stirnradwelle und/oder ein Zahnrad, erfolgen. Die Kernwelle kann die Turbine und den Verdichter starr verbinden, sodass sich die Turbine und der Verdichter mit der gleichen Drehzahl drehen (wobei sich der Fan mit einer niedrigeren Drehzahl dreht).
• Das Gasturbinentriebwerk, wie hierin beschrieben und/oder beansprucht, kann jede geeignete allgemeine Architektur aufweisen. Beispielsweise kann das Gasturbinentriebwerk eine beliebige Anzahl von Wellen aufweisen, die Turbinen und Verdichter verbinden, beispielsweise eine, zwei oder drei Wellen. Rein beispielhaft kann die mit der Kernwelle verbundene Turbine eine erste Turbine sein, der mit der Kernwelle verbundene Verdichter kann ein erster Verdichter sein, und die Kernwelle kann eine erste Kernwelle sein. Der Triebwerkskern umfasst ferner einen zweiten Verdichter. Der erste Verdichter und ein zweiter Verdichter können zusammen als ein Verdichtersystem bildend beschrieben werden. Der erste Verdichter kann ein Verdichter mit niedrigerem Druck sein als der zweite Verdichter. Der Triebwerkskern kann ferner eine zweite Turbine und eine zweite Kernwelle umfassen, die die zweite Turbine mit dem zweiten Verdichter verbindet. Die zweite Turbine, der zweite Verdichter und die zweite Kernwelle können so angeordnet sein, dass sie sich mit einer höheren Drehzahl als die erste Kernwelle drehen.
• Der zweite Verdichter kann axial stromabwärts des ersten Verdichters positioniert sein. Der zweite Verdichter kann so angeordnet sein, dass er den Strom vom ersten Verdichter aufnimmt (z. B. direkt, z. B. über einen allgemein ringförmigen Kanal).
• In Ausführungsformen mit einem Getriebe kann das Getriebe so angeordnet sein, dass es durch die Kernwelle angetrieben wird, die konfiguriert ist, um sich (beispielsweise im Einsatz) mit der niedrigsten Drehzahl zu drehen (beispielsweise die erste Kernwelle in dem obigen Beispiel). Beispielsweise kann das Getriebe so angeordnet sein, dass es nur durch die Kernwelle angetrieben wird, die konfiguriert ist, um sich (beispielsweise im Einsatz) mit der niedrigsten Drehzahl zu drehen (beispielsweise nur die erste Kernwelle und nicht die zweite Kernwelle im obigen Beispiel). Alternativ kann das Getriebe so angeordnet sein, dass es durch eine oder mehrere Wellen angetrieben wird, beispielsweise die erste und/oder zweite Welle in dem obigen Beispiel.
• Das Getriebe kann ein Untersetzungsgetriebe sein (dadurch, dass der Abtrieb an den Fan eine niedrigere Drehzahl aufweist als der Antrieb von der Kernwelle). Jeder Typ von Getriebe kann verwendet werden. Beispielsweise kann das Getriebe ein „Planetengetriebe“ oder ein „Sterngetriebe“ sein, wie es an anderer Stelle hierin beschrieben ist. Das Getriebe kann jedes gewünschte Untersetzungsverhältnis aufweisen (definiert als die Drehzahl der Antriebswelle dividiert durch die Drehzahl der Abtriebswelle), beispielsweise größer als 2,5, beispielsweise im Bereich von 3 bis 4,2 oder 3,2 bis 3,8, beispielsweise in der Reihenfolge von oder mindestens 3, 3,1, 3,2, 3,3, 3,4, 3,5, 3,6, 3,7, 3,8, 3,9, 4, 4,1 oder 4,2. Das Übersetzungsverhältnis kann zum Beispiel zwischen zwei beliebigen der Werte in dem vorhergehenden Satz liegen. Rein beispielhaft kann das Getriebe ein „Sterngetriebe“ mit einer Übersetzung im Bereich von 3,1 oder 3,2 bis 3,8 sein. In einigen Anordnungen kann das Übersetzungsverhältnis außerhalb dieser Bereiche liegen.
• In jedem Gasturbinentriebwerk, wie hierin beschrieben und/oder beansprucht, kann eine Brennkammer axial stromabwärts des Fans und der Verdichter vorgesehen sein. Zum Beispiel kann sich die Brennkammer direkt stromabwärts von (beispielsweise am Ausgang des) zweiten Verdichters befinden. Als weiteres Beispiel kann der Strom am Ausgang der Brennkammer an den Einlass der zweiten Turbine geliefert werden, wo eine zweite Turbine vorgesehen ist. Die Brennkammer kann stromaufwärts der Turbine(n) vorgesehen sein.
• Jeder Verdichter (beispielsweise der erste Verdichter und der zweite Verdichter, wie oben beschrieben - mehr Verdichter können in anderen Ausführungsformen vorhanden sein) kann eine beliebige Anzahl von Stufen umfassen, beispielsweise mehrere Stufen. Jede Stufe kann eine Reihe von Rotorschaufeln und eine Reihe von Statorschaufeln umfassen, die variable Statorschaufeln sein können (dadurch, dass ihr Einfallswinkel variabel sein kann). Die Reihe von Rotorschaufeln und die Reihe von Statorschaufeln können axial zueinander versetzt sein.
• Die oder jede Turbine (beispielsweise die erste Turbine und die zweite Turbine, wie oben beschrieben) kann eine beliebige Anzahl von Stufen umfassen, beispielsweise mehrere Stufen. Jede Stufe kann eine Reihe von Rotorschaufeln und eine Reihe von Statorschaufeln umfassen. Die Reihe von Rotorschaufeln und die Reihe von Statorschaufeln können axial zueinander versetzt sein.
• Jede Fanschaufel kann so definiert werden, dass sie eine radiale Spannweite aufweist, die sich von einer Wurzel (oder Nabe) an einer radial inneren gasgewaschenen Stelle oder einer 0 %igen Spannweitenposition bis zu einer Spitze in einer 100 %igen Spannweitenposition erstreckt. Das Verhältnis des Radius der Fanschaufel an der Nabe zu dem Radius der Fanschaufel an der Spitze kann kleiner (oder in der Größenordnung von) sein als: 0,4, 0,39, 0,38, 0,37, 0,36, 0,35, 0,34, 0,33, 0,32, 0,31, 0,3, 0,29, 0,28, 0,27, 0,26 oder 0,25. Das Verhältnis des Radius der Fanschaufel an der Nabe zu dem Radius der Fanschaufel an der Spitze kann in einem einschließenden Bereich liegen, der durch zwei der Werte in dem vorhergehenden Satz begrenzt ist (d. h. die Werte können obere oder untere Grenzen bilden), beispielsweise im Bereich von 0,28 bis 0,32. Diese Verhältnisse können allgemein als das Verhältnis von Nabe zu Spitze bezeichnet werden. Der Radius an der Nabe und der Radius an der Spitze können beide an dem vorderen Rand (oder axial vordersten) Teil der Schaufel gemessen werden. Das Verhältnis von Nabe zu Spitze bezieht sich natürlich auf den gasgewaschenen Abschnitt der Fanschaufel, d. h. den Abschnitt radial außerhalb irgendeiner Plattform.
• Der Radius des Fans kann zwischen der Triebwerksmittellinie und der Spitze einer Fanschaufel an seiner Vorderkante gemessen werden. Der Fandurchmesser (der einfach das Doppelte des Radius des Fans sein kann) kann größer als (oder in der Größenordnung von) einem der Folgenden sein: 220 cm, 230 cm, 240 cm, 240 cm, 250 cm (ca. 100 Zoll), 260 cm, 270 cm (ca. 105 Zoll), 280 cm (ca. 110 Zoll), 290 cm (ca. 115 Zoll), 300 cm (ca. 120 Zoll), 310 cm, 320 cm (ca. 125 Zoll), 330 cm (ca. 130 Zoll), 340 cm (ca. 135 Zoll), 350 cm, 360 cm (ca. 140 Zoll), 370 cm (ca. 145 Zoll), 380 (ca. 150 Zoll) cm, 390 cm (ca. 155 Zoll), 400 cm, 410 cm (ca. 160 Zoll) oder 420 cm (ca. 165 Zoll). Der Fandurchmesser kann in einem einschließenden Bereich liegen, der durch zwei der Werte im vorherigen Satz begrenzt ist (d. h. die Werte können obere oder untere Grenzen bilden), beispielsweise im Bereich von 240 cm bis 280 cm oder 330 cm bis 380 cm. Der Fandurchmesser kann größer als 240 cm sein - ein Triebwerk mit einem Fan mit einem solchen Durchmesser kann als mittelgroßes oder großes Triebwerk eingestuft werden. Der Fandurchmesser kann größer als 300 cm sein - ein Triebwerk umfassend einen Fan mit einem solchen Durchmesser kann als großes Triebwerk eingestuft werden. Zum Beispiel kann der Fandurchmesser eines großen Triebwerks zwischen 330 cm und 380 cm und optional zwischen 335 cm und 360 cm liegen.
• Die Drehzahl des Fans kann im Einsatz variieren. Im Allgemeinen ist die Drehzahl bei Fans mit größerem Durchmesser geringer. Gemäß einem nicht einschränkenden Beispiel kann die Drehzahl des Fans unter Reiseflugbedingungen kleiner als 2500 U/min sein, beispielsweise kleiner als 2300 U/min. Rein als weiteres nicht einschränkendes Beispiel kann die Drehzahl des Fans unter Reiseflugbedingungen für ein Triebwerk mit einem Fandurchmesser im Bereich von 220 cm bis 300 cm (z. B. 240 cm bis 280 cm oder 250 cm bis 270 cm) im Bereich von 1700 U/min bis 2500 U/min liegen, zum Beispiel im Bereich von 1800 U/min bis 2300 U/min, zum Beispiel im Bereich von 1900 U/min bis 2100 U/min. Rein als weiteres nicht einschränkendes Beispiel kann die Drehzahl des Fans unter Reiseflugbedingungen für ein Triebwerk mit einem Fandurchmesser im Bereich von 330 cm bis 380 cm im Bereich von 1200 U/min bis 2000 U/min liegen, zum Beispiel im Bereich von 1300 U/min bis 1800 U/min, zum Beispiel im Bereich von 1400 U/min bis 1800 U/min.
• Bei Verwendung des Gasturbinentriebwerks dreht sich der Fan (mit zugehörigen Fanschaufeln) um eine Drehachse. Diese Drehung führt dazu, dass sich die Spitze der Fanschaufel mit einer Geschwindigkeit Utip bewegt. Die Arbeit, die von den Fanschaufeln 13 am Strom geleistet wird, führt zu einem Enthalpieanstieg dH des Stroms. Eine Belastung der Fanspitze kann als dH/U_tip ² definiert werden, wobei dH der Enthalpieanstieg (z. B. der 1-D durchschnittliche Enthalpieanstieg) über den Fan ist und U_tip die (translatorische) Geschwindigkeit der Fanspitze ist, beispielsweise an der Vorderkante der Spitze (die als Fanspitzenradius an der Vorderkante multipliziert mit der Winkelgeschwindigkeit definiert werden kann). Die Belastung der Fanspitze unter Reiseflugbedingungen kann größer sein als (oder in der Größenordnung von): 0,28, 0,29, 0,3, 0,31, 0,32, 0,33, 0,34, 0,35, 0,36, 0,37, 0,38, 0,39 oder 0,4 (alle Einheiten in diesem Absatz sind Jkg^-1/(ms^-1)²). Die Belastung der Fanspitze kann in einem einschließenden Bereich liegen, der durch zwei der Werte im vorherigen Satz begrenzt ist (d. h. die Werte können obere oder untere Grenzen bilden), beispielsweise im Bereich von 0,28 bis 0,31 oder 0,29 bis 0,3.
• Gasturbinentriebwerke gemäß der vorliegenden Offenbarung können ein beliebiges Bypassverhältnis aufweisen, wobei das Bypassverhältnis als das Verhältnis der Massendurchflussrate des Stroms durch den Bypasskanal zu der Massendurchflussrate des Stroms durch den Kern unter Reiseflugbedingungen definiert ist. In einigen Anordnungen kann das Bypassverhältnis größer (oder in der Größenordnung von) einem der Folgenden sein: 10, 10,5, 11, 11,5, 12, 12,5, 13, 13,5, 14, 14,5, 15, 15,5, 16, 16,5, 17, 17,5, 18, 18,5, 19, 19,5 oder 20. Das Bypassverhältnis kann in einem einschließenden Bereich liegen, der durch zwei der Werte im vorherigen Satz begrenzt ist (d. h. die Werte können obere oder untere Grenzen bilden), beispielsweise im Bereich von 13 bis 16 oder 13 bis 15 oder 13 bis 14. Der Bypasskanal kann im Wesentlichen ringförmig sein. Der Bypasskanal kann sich radial außerhalb des Kerntriebwerks befinden. Die radial äußere Oberfläche des Bypasskanals kann durch eine Gondel und/oder ein Fangehäuse definiert sein.
• Das Gesamtdruckverhältnis eines Gasturbinentriebwerks, wie hierin beschrieben und/oder beansprucht, kann als das Verhältnis des Staudrucks stromaufwärts des Fans zu dem Staudruck am Ausgang des Verdichters mit dem höchsten Druck (vor Eintritt in die Brennkammer) definiert werden. Als nicht einschränkendes Beispiel kann das Gesamtdruckverhältnis eines Gasturbinentriebwerks, wie hierin beschrieben und/oder beansprucht, im Flug größer als (oder in der Größenordnung von) einem der Folgenden sein: 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75. Das Gesamtdruckverhältnis kann in einem einschließenden Bereich liegen, der durch zwei beliebige der Werte im vorhergehenden Satz begrenzt ist (d. h. die Werte können obere oder untere Grenzen bilden), beispielsweise im Bereich von 50 bis 70.
• Der spezifische Schub eines Triebwerks kann definiert werden als der Nettoschub des Triebwerks dividiert durch den Gesamtmassenstrom durch das Triebwerk. Unter Reiseflugbedingungen kann der spezifische Schub eines Triebwerks, das hierin beschrieben und/oder beansprucht wird, kleiner (oder in der Größenordnung von) einem der Folgenden sein: 110 Nkg^-1s, 105 Nkg^-1s, 100 Nkg^-1s, 95 Nkg^-1s, 90 Nkg^-1s, 85 Nkg^-1s oder 80 Nkg^-1s. Der spezifische Schub kann in einem einschließenden Bereich liegen, der durch zwei der Werte im vorhergehenden Satz begrenzt ist (d. h. die Werte können obere oder untere Grenzen bilden), beispielsweise im Bereich von 80 Nkg^-1s bis 100 Nkg^-1s oder 85 Nkg^-1s bis 95 Nkg^-1s. Solche Triebwerke können im Vergleich zu herkömmlichen Gasturbinentriebwerken besonders effizient sein.
• Ein Gasturbinentriebwerk, wie hierin beschrieben und/oder beansprucht, kann jeden gewünschten maximalen Schub haben. Rein als nicht einschränkendes Beispiel kann eine Gasturbine, wie sie hierin beschrieben und/oder beansprucht ist, in der Lage sein, einen maximalen Schub von mindestens (oder in der Größenordnung von) einem der Folgenden zu erzeugen: 160 kN, 170 kN, 180 kN, 190 kN, 200 kN, 250 kN, 300 kN, 350 kN, 400 kN, 450 kN, 500 kN, oder 550 kN. Der maximale Schub kann in einem einschließenden Bereich liegen, der durch zwei beliebige der Werte im vorhergehenden Satz begrenzt ist (d. h. die Werte können obere oder untere Grenzen bilden). Beispielsweise kann eine Gasturbine, wie hierin beschrieben und/oder beansprucht, in der Lage sein, einen maximalen Schub im Bereich von 330 kN bis 420 kN, beispielsweise 350 kN bis 400 kN zu erzeugen. Der vorstehend genannte Schub kann der maximale Nettoschub bei normalen atmosphärischen Bedingungen auf Meereshöhe plus 15 Grad C (Umgebungsdruck 101,3 kPa, Temperatur 30 Grad C) bei statischem Triebwerk sein.
• Im Einsatz kann die Temperatur des Stroms am Eintritt in die Hochdruckturbine besonders hoch sein. Diese Temperatur, die als TET bezeichnet werden kann, kann am Ausgang der Brennkammer gemessen werden, beispielsweise unmittelbar stromaufwärts der ersten Turbinenschaufel, die selbst als Düsenleitschaufel bezeichnet werden kann. Im Flug kann die TET mindestens (oder in der Größenordnung von) einem der Folgenden sein: 1400 K, 1450 K, 1500 K, 1550 K, 1600 K oder 1650 K. Die TET im Flug kann in einem einschließenden Bereich liegen, der durch zwei beliebige der Werte im vorherigen Satz begrenzt ist (d. h. die Werte können obere oder untere Grenzen bilden). Die maximale TET im Einsatz des Triebwerks kann beispielsweise mindestens (oder in der Größenordnung) eines der Folgenden sein: 1700 K, 1750 K, 1800 K, 1850 K, 1900 K, 1950 K oder 2000 K. Die maximale TET kann in einem einschließenden Bereich liegen, der durch zwei beliebige der Werte im vorhergehenden Satz begrenzt ist (d. h. die Werte können obere oder untere Grenzen bilden), beispielsweise im Bereich von 1800 K bis 1950 K. Die maximale TET kann z. B. bei einem hohen Schubzustand, z. B. bei einem maximalen Startzustand (engl.: maximum take-off - MTO) auftreten.
• Eine Fanschaufel und/oder ein Luftleitblechabschnitt einer Fanschaufel, die hierin beschrieben und/oder beansprucht sind, können aus jedem geeigneten Material oder einer Kombination von Materialien hergestellt sein. Z. B. kann zumindest ein Teil der Fanschaufel und/oder des Luftleitblechs zumindest teilweise aus einem Verbundwerkstoff, beispielsweise einem Metall-Matrixverbundwerkstoff und/oder einem organischen Matrixverbundwerkstoff, wie Kohlefaser, hergestellt sein. Als weiteres Beispiel kann zumindest ein Teil der Fanschaufel und/oder des Luftleitblechs zumindest teilweise aus einem Metall, etwa einem auf Titan basierenden Metall oder einem auf Aluminium basierenden Material (wie etwa einer Aluminium-Lithium-Legierung) oder einem auf Stahl basierenden Material hergestellt sein. Die Fanschaufel kann mindestens zwei Bereiche umfassen, die unter Verwendung unterschiedlicher Materialien hergestellt sind. Beispielsweise kann die Fanschaufel eine schützende Vorderkante aufweisen, die unter Verwendung eines Materials hergestellt werden kann, das besser in der Lage ist, einem Aufprall (beispielsweise von Vögeln, Eis oder anderem Material) zu widerstehen als der Rest der Schaufel. Solch eine Vorderkante kann beispielsweise unter Verwendung von Titan oder einer Legierung auf Titanbasis hergestellt werden. Somit kann die Fanschaufel rein beispielhaft einen Körper auf Basis von Kohlenstofffaser oder Aluminium (wie z. B. eine Aluminium-Lithium-Legierung) mit einer Titanvorderkante aufweisen.
• Ein Fan, wie er hierin beschrieben und/oder beansprucht wird, kann einen mittleren Abschnitt umfassen, von dem sich die Fanschaufeln erstrecken können, beispielsweise in einer radialen Richtung. Die Fanschaufeln können an dem mittleren Abschnitt in jeder gewünschten Weise befestigt sein. Beispielsweise kann jede Fanschaufel eine Haltevorrichtung aufweisen, die in einen entsprechenden Schlitz in der Nabe (oder Scheibe) eingreifen kann. Eine solche Haltevorrichtung kann beispielsweise in Form eines Schwalbenschwanzes vorliegen, der in einen entsprechenden Schlitz in der Nabe/Scheibe einsteckbar und/oder einrastbar ist, um die Fanschaufel an der Nabe/Scheibe zu befestigen.
• Als weiteres Beispiel können die Fanschaufeln einstückig mit einem mittleren Abschnitt ausgebildet sein. Solch eine Anordnung kann als beschaufelte Scheibe oder als beschaufelter Ring bezeichnet werden. Jedes geeignete Verfahren kann verwendet werden, um eine solche beschaufelte Scheibe oder einen beschaufelten Ring herzustellen. Z. B. kann mindestens ein Teil der Fanschaufeln aus einem Block maschinell hergestellt sein und/oder mindestens ein Teil der Fanschaufeln kann an der Nabe/Scheibe durch Schweißen, wie beispielsweise lineares Reibschweißen, befestigt sein.
• Die hierin beschriebenen und/oder beanspruchten Gasturbinentriebwerke können mit einer Düse mit variablem Querschnitt (eng.: variable area nozzle - VAN) versehen sein oder nicht. Solch eine Düse mit variablem Querschnitt kann eine Variierung der Austrittsfläche des Bypasskanals im Einsatz ermöglichen. Die allgemeinen Prinzipien der vorliegenden Offenbarung können auf Triebwerke mit oder ohne VAN angewendet werden.
• Der Fan einer Gasturbine, wie hierin beschrieben und/oder beansprucht, kann eine beliebige Anzahl von Fanschaufeln aufweisen, zum Beispiel 14, 16, 18, 20, 22, 24 oder 26 Fanschaufeln. Die Anzahl der Fanschaufeln kann zwischen 16 und 22 liegen.
• Wie hierin verwendet, hat der Begriff Reiseflugbedingungen die herkömmliche Bedeutung und würde vom Fachmann leicht verstanden werden. Somit würde der Fachmann im Falle eines gegebenen Gasturbinentriebwerks für ein Flugzeug sofort erkennen, dass unter Reiseflugbedingungen der Betriebspunkt des Triebwerks in der Mitte des Fluges bei einer gegebenen Aufgabe (die in der Industrie als „wirtschaftliche Aufgabe“ bezeichnet werden kann) eines Flugzeugs gemeint ist, an dem das Gasturbinentriebwerk angebracht werden soll. In diesem Zusammenhang ist die Mitte des Fluges der Punkt in einem Flugzeug-Flugzyklus, an dem 50 % des gesamten Treibstoffs, der zwischen dem obersten Punkt des Steigfluges und dem Beginn des Sinkfluges verbrannt wird, verbrannt wurde (was annähernd dem Mittelpunkt - in Bezug auf Zeit und/oder Entfernung - zwischen dem obersten Punkt des Steigfluges und dem Beginn des Sinkfluges entspricht). Die Reiseflugbedingungen definieren somit einen Betriebspunkt des Gasturbinentriebwerks, an dem ein Schub bereitgestellt wird, der einen Dauerbetrieb (d. h. die Aufrechterhaltung einer konstanten Höhe und einer konstanten Mach-Zahl) eines Flugzeugs, an dem es befestigt werden soll, während der Mitte des Fluges gewährleistet, unter Berücksichtigung der Anzahl der für dieses Flugzeug bereitgestellten Triebwerke. Wenn beispielsweise ein Triebwerk für die Befestigung an einem Flugzeug mit zwei gleichartigen Triebwerken ausgelegt ist, liefert das Triebwerk unter Reiseflugbedingungen die Hälfte des Gesamtschubs, der für den Dauerbetrieb dieses Flugzeugs in der Mitte des Fluges erforderlich wäre.
• Mit anderen Worten sind für ein gegebenes Gasturbinentriebwerk eines Flugzeugs die Reiseflugbedingungen definiert als der Betriebspunkt des Triebwerks, der einen bestimmten Schub liefert (der erforderlich ist, um - in Kombination mit anderen Triebwerken des Flugzeugs - den Dauerbetrieb des Flugzeugs, an dem es befestigt werden soll, bei einer bestimmten Mach-Zahl für die Mitte des Fluges zu gewährleisten), unter den atmosphärischen Bedingungen der Mitte des Fluges (definiert durch die internationale Standardatmosphäre nach ISO 2533 in der Höhe der Mitte des Fluges). Für ein gegebenes Gasturbinentriebwerk eines Flugzeugs sind der Schub in der Mitte des Fluges, die atmosphärischen Bedingungen und die Mach-Zahl bekannt, sodass der Betriebspunkt des Triebwerks unter Reiseflugbedingungen klar definiert ist.
• Rein beispielhaft kann die Vorwärtsgeschwindigkeit unter Reiseflugbedingungen ein beliebiger Punkt im Bereich von Mach 0,7 bis 0,9, beispielsweise 0,75 bis 0,85, beispielsweise 0,76 bis 0,84, beispielsweise 0,77 bis 0,83, beispielsweise 0,78 bis 0,82, beispielsweise 0,79 bis 0,81, beispielsweise in der Größenordnung von Mach 0,8, in der Größenordnung von Mach 0,85 oder in der Größenordnung von 0,8 bis 0,85 sein. Jede einzelne Geschwindigkeit innerhalb dieser Bereiche kann Teil der Reiseflugbedingungen sein. Für einige Flugzeuge können die Reiseflugbedingungen außerhalb dieser Bereiche liegen, beispielsweise unter Mach 0,7 oder über Mach 0,9.
• Rein beispielhaft können die Reiseflugbedingungen den normalen atmosphärischen Bedingungen (nach der internationalen Standardatmosphäre, ISA) in einer Höhe entsprechen, die im Bereich von 10000 m bis 15000 m liegt, zum Beispiel im Bereich von 10000 m bis 12000 m, zum Beispiel im Bereich von 10400 m bis 11600 m (rund 38000 Fuß), zum Beispiel im Bereich von 10500 m bis 11500 m, zum Beispiel im Bereich von 10600 m bis 11400 m, zum Beispiel im Bereich von 10700 m (rund 35000 Fuß) bis 11300 m, zum Beispiel im Bereich von 10800 m bis 11200 m, zum Beispiel im Bereich von 10900 m bis 11100 m, zum Beispiel im Bereich von 11000 m. Die Reiseflugbedingungen können den normalen atmosphärischen Bedingungen bei jeder gegebenen Höhe in diesen Bereichen entsprechen.
• Rein beispielhaft können die Reiseflugbedingungen einem Betriebspunkt des Triebwerks entsprechen, der ein bekanntes erforderliches Schubniveau (z. B. ein Wert im Bereich von 30 kN bis 35 kN) bei einer Vorwärts-Mach-Zahl von 0,8 und unter normalen atmosphärischen Bedingungen (nach der internationalen Standardatmosphäre) in einer Höhe von 38000 Fuß (11582 m) liefert. Ferner rein beispielhaft können die Reiseflugbedingungen einem Betriebspunkt des Triebwerks entsprechen, der ein bekanntes erforderliches Schubniveau (z. B. ein Wert im Bereich von 50 kN bis 65 kN) bei einer Vorwärts-Mach-Zahl von 0,85 und unter normalen atmosphärischen Bedingungen (nach der internationalen Standardatmosphäre) in einer Höhe von 35000 Fuß (10668 m) liefert.
• Im Einsatz kann ein Gasturbinentriebwerk, das hierin beschrieben und/oder beansprucht ist, unter an anderer Stelle hierin definierten Reiseflugbedingungen betrieben werden. Solche Reiseflugbedingungen können durch die Reiseflugbedingungen (z. B. die Bedingungen in der Mitte des Fluges) eines Flugzeugs bestimmt werden, an dem mindestens ein (z. B. 2 oder 4) Gasturbinentriebwerk montiert sein kann, um einen antreibenden Schub zu erzeugen.
• Nach einem Gesichtspunkt wird ein Flugzeug umfassend ein Gasturbinentriebwerk wie hierin beschrieben und/oder beansprucht bereitgestellt. Das Flugzeug gemäß diesem Gesichtspunkt ist das Flugzeug, für welches das Gasturbinentriebwerk entworfen wurde, um daran befestigt zu werden. Dementsprechend entsprechen die Reiseflugbedingungen gemäß diesem Gesichtspunkt der Mitte des Fluges des Flugzeugs, wie es an anderer Stelle hierin definiert ist.
• Gemäß einem Gesichtspunkt wird ein Verfahren zum Betreiben eines Gasturbinentriebwerks, wie hierin beschrieben und/oder beansprucht, bereitgestellt. Der Betrieb kann unter den an anderer Stelle hierin definierten Reiseflugbedingungen erfolgen (z. B. in Bezug auf Schub, atmosphärische Bedingungen und Mach-Zahl).
• Gemäß einem Gesichtspunkt wird ein Verfahren zum Betreiben eines Flugzeugs umfassend ein Gasturbinentriebwerk, wie hierin beschrieben und/oder beansprucht, bereitgestellt. Der Betrieb gemäß diesem Gesichtspunkt kann einen Betrieb in der Mitte des Fluges des Flugzeugs einschließen (oder sein), wie an anderer Stelle hierin definiert.
• Der Fachmann wird verstehen, dass, mit Ausnahme der Fälle, wo sie sich gegenseitig ausschließen, ein Merkmal oder ein Parameter, die in Bezug auf einen der oben genannten Gesichtspunkte beschrieben sind, auf jeden anderen Gesichtspunkt angewendet werden können. Außerdem können, außer wenn sie sich gegenseitig ausschließen, jedes hierin beschriebene Merkmal oder jeder Parameter auf einen beliebigen Gesichtspunkt angewendet werden und/oder mit irgendeinem anderen Merkmal oder Parameter kombiniert werden, die hierin beschrieben sind.
• Ausführungsbeispiele werden nun lediglich beispielhaft unter Bezugnahme auf die Figuren beschrieben, in denen:
• 1 eine geschnittene Seitenansicht eines Gasturbinentriebwerks ist;
• 2 eine Nahansicht einer geschnittenen Seitenansicht eines stromaufwärtigen Abschnitts eines Gasturbinentriebwerks ist;
• 3A eine teilweise weggeschnittene Ansicht eines Getriebes für ein Gasturbinentriebwerk ist;
• 3B eine schematische Ansicht von Flanschverbindungen eines Gasturbinentriebwerks zeigt;
• 4A eine schematische Ansicht eines Triebwerks zeigt;
• 4B ein Scherkraftdiagramm, das sich auf die 4A bezieht zeigt;
• 4C ein Biegemomentdiagramm, das sich auf die 4A bezieht zeigt;
• 5 eine Nahansicht einer geschnittenen Seitenansicht eines stromaufwärts liegenden Abschnitts eines Gasturbinentriebwerks mit einem hervorgehobenen Zwischengehäuseabschnitt ist;
• 6A eine Nahansicht einer geschnittenen Seitenansicht eines Zwischengehäuseabschnitts ist;
• 6B eine Nahansicht einer geschnittenen Seitenansicht eines anderen Zwischengehäuseabschnitts ist;
• 7 eine Nahansicht einer geschnittenen Seitenansicht eines Abschnitts eines Gasturbinentriebwerks hinter dem Fan, mit markierten Komponentenabständen und Radien ist;
• 8 eine vergrößerte Ansicht eines Abschnitts von 7 ist;
• 9 ein Flugzeug mit zwei daran montierten Triebwerken zeigt;
• 10 eine schematische geschnittene Seitenansicht der Befestigung eines Triebwerks an einem Flügel des Flugzeugs ist;
• 11A eine schematische geschnittene Seitenansicht, die die erste Flanschposition in einer Ausführungsform veranschaulicht ist; und
• 11B eine schematische geschnittene Seitenansicht ist, die die erste Flanschposition in einer anderen Ausführungsform veranschaulicht.
• 1 zeigt ein Gasturbinentriebwerk 10 mit einer Hauptdrehachse 9. Das Triebwerk 10 umfasst einen Lufteinlass 12 und einen Antriebsfan 23, der zwei Luftströme erzeugt: einen Kernluftstrom A und einen Bypass-Luftstrom B. Das Gasturbinentriebwerk 10 umfasst einen Kern 11, der den Kernluftstrom A empfängt. Der Triebwerkskern 11 umfasst in axialer Strömungsfolge einen Niederdruckverdichter 14, einen Hochdruckverdichter 15, eine Verbrennungseinrichtung 16, eine Hochdruckturbine 17, eine Niederdruckturbine 19 und eine Kernabgasdüse 20. Eine Gondel 21 umgibt das Gasturbinentriebwerk 10 und definiert einen Bypasskanal 22 und eine Bypass-Abgasdüse 18. Der Bypass-Luftstrom B fließt durch den Bypasskanal 22. Der Fan 23 ist an die Niederdruckturbine 19 über eine Welle 26 und ein Umlaufgetriebe 30 angeschlossen und wird von dieser angetrieben.
• Im Einsatz wird der Kernluftstrom A durch den Niederdruckverdichter 14 beschleunigt und komprimiert und in den Hochdruckverdichter 15 geleitet, wo eine weitere Verdichtung stattfindet. Die Druckluft, die aus dem Hochdruckverdichter 15 ausgestoßen wird, wird in die Verbrennungseinrichtung 16 geleitet, wo sie mit Kraftstoff vermischt und das Gemisch verbrannt wird. Die entstehenden heißen Verbrennungsprodukte dehnen sich dann durch die Hochdruck- und Niederdruckturbinen 17, 19 aus und treiben diese an, bevor sie durch die Düse 20 ausgestoßen werden, um einen gewissen Vortrieb zu erzeugen. Die Hochdruckturbine 17 treibt den Hochdruckverdichter 15 über eine geeignete Verbindungswelle 27 an. Der Fan 23 stellt im Allgemeinen den Großteil des Vortriebsschubs bereit. Das Umlaufgetriebe 30 ist ein Untersetzungsgetriebe.
• Eine beispielhafte Anordnung für ein Gasturbinentriebwerk mit Getriebefan 10 ist in 2 dargestellt. Die Niederdruckturbine 19 (siehe 1) treibt die Welle 26 an, die mit einem Sonnenrad oder Sonnenzahnrad 28 der Umlaufzahnradanordnung 30 gekoppelt ist. Radial auswärts von dem Sonnenrad 28 und damit ineinander greifend ist eine Vielzahl von Planetenrädern 32, die durch einen Planetenträger 34 miteinander gekoppelt sind. Der Planetenträger 34 zwingt die Planetenräder 32 dazu, synchron um das Sonnenrad 28 herum zu arbeiten, während jedes Planetenrad 32 sich um seine eigene Achse drehen kann. Der Planetenträger 34 ist über die Gestänge 36 mit dem Fan 23 gekoppelt, um seine Drehung um die Triebwerksachse 9 anzutreiben. Radial auswärts von den Planetenrädern 32 und ineinander greifend damit ist ein Ring oder Hohlrad 38, das über Gestänge 40 mit einer stationären Tragstruktur 24 gekoppelt ist.
• Es ist zu beachten, dass unter den hierin verwendeten Begriffen „Niederdruckturbine“ und „Niederdruckverdichter“ jeweils die Turbinenstufen mit dem niedrigsten Druck und die Verdichterstufen mit dem niedrigsten Druck (d. h. ohne den Fan 23) bzw. die Turbinen- und Verdichterstufen zu verstehen sind, die durch die Verbindungswelle 26 mit der niedrigsten Drehzahl im Triebwerk miteinander verbunden sind (d. h. ohne die Getriebeabtriebswelle, die den Fan 23 antreibt). In mancher Literatur können die hierin genannten „Niederdruckturbinen“ und „Niederdruckverdichter“ alternativ als „Mitteldruckturbinen“ und „Mitteldruckverdichter“ bezeichnet werden. Wo eine solche alternative Nomenklatur verwendet wird, kann der Fan 23 als eine erste oder niedrigste Druckverdichtungsstufe bezeichnet werden.
• Das Umlaufgetriebe 30 ist beispielhaft in größerem Detail in 3A gezeigt. Jedes von dem Sonnenrad 28, den Planetenrädern 32 und dem Hohlrad 38 weist Zähne um ihren Umfang auf, um mit den anderen Zahnrädern ineinandergreifen zu können. Aus Gründen der Klarheit sind jedoch nur beispielhafte Abschnitte der Zähne in 3A dargestellt. Vier Planetenräder 32 sind veranschaulicht, obwohl es für den Fachmann offensichtlich ist, dass mehr oder weniger Planetenräder 32 innerhalb des Umfangs der beanspruchten Erfindung vorgesehen sein können. Praktische Anwendungen eines Planeten-Umlaufgetriebes 30 umfassen im Allgemeinen mindestens drei Planetenräder 32.
• Das in den 2 und 3 beispielhaft dargestellte Umlaufgetriebe 30 ist vom Planetentyp, da der Planetenträger 34 über die Gestänge 36 mit einer Abtriebswelle gekoppelt ist, wobei das Hohlrad 38 fest montiert ist. Jedoch kann jeder andere geeignete Typ eines Umlaufgetriebes 30 verwendet werden. Als weiteres Beispiel kann das Umlaufgetriebe 30 eine Sternanordnung sein, in welcher der Planetenträger 34 fest gehalten wird, wobei das Hohlrad (oder Kranz) 38 sich drehen kann. Bei einer solchen Anordnung wird der Fan 23 von dem Hohlrad 38 angetrieben. Als weiteres alternatives Beispiel kann das Getriebe 30 ein Differenzialgetriebe sein, bei dem sich sowohl das Hohlrad 38 als auch der Planetenträger 34 drehen können.
• Es versteht sich, dass die in den 2 und 3 gezeigte Anordnung nur beispielhaft ist und dass verschiedene Alternativen innerhalb des Schutzumfangs der vorliegenden Offenbarung liegen. Rein beispielhaft kann jede geeignete Anordnung zur Positionierung des Getriebes 30 im Triebwerk 10 und/oder zur Verbindung des Getriebes 30 mit dem Triebwerk 10 verwendet werden. Als weiteres Beispiel können die Verbindungen (wie die Gestänge 36, 40 im Beispiel von 2) zwischen dem Getriebe 30 und anderen Teilen des Triebwerks 10 (wie der Eingangswelle 26, der Ausgangswelle und der festen Struktur 24) jedes gewünschte Maß an Steifigkeit oder Flexibilität aufweisen. Als weiteres Beispiel kann jede geeignete Anordnung der Lager zwischen rotierenden und stationären Teilen des Treibwerks (beispielsweise zwischen den Eingangs- und Ausgangswellen des Getriebes und den feststehenden Strukturen wie dem Getriebegehäuse) verwendet werden, und die Offenbarung ist nicht auf die beispielhafte Anordnung von 2 beschränkt. Wenn beispielsweise das Getriebe 30 eine Sternanordnung aufweist (oben beschrieben), würde der Fachmann leicht verstehen, dass die Anordnung von Abtriebs- und Stützgestängen und Lagerstellen typischerweise von der in 2 beispielhaft gezeigten abweichen würde.
• Dementsprechend erstreckt sich die vorliegende Offenbarung auf ein Gasturbinentriebwerk mit einer beliebigen Anordnung von Getriebetypen (z. B. Stern oder Planetengetriebe), Stützstrukturen, Eingangs- und Ausgangswellenanordnungen und Lagerpositionen.
• Optional kann das Getriebe zusätzliche und/oder alternative Komponenten antreiben (z. B. den Mitteldruckverdichter und/oder einen Verstärker-Verdichter).
• Andere Gasturbinentriebwerke, auf die die vorliegende Offenbarung angewendet werden kann, können alternative Konfigurationen aufweisen. Beispielsweise können solche Triebwerke eine alternative Anzahl von Verdichtern und/oder Turbinen und/oder eine alternative Anzahl von Verbindungswellen aufweisen. Als weiteres Beispiel weist das in 1 dargestellte Gasturbinentriebwerk eine geteilte Strömungsdüse 18, 20 auf, was bedeutet, dass der Strom durch den Bypasskanal 22 eine eigene Düse 18 aufweist, die von der Kerntriebwerksdüse 20 getrennt und radial außerhalb dieser liegt. Jedoch ist dies nicht einschränkend, und jeder Gesichtspunkt der vorliegenden Offenbarung kann auch auf Triebwerke angewendet werden, in denen der Strom durch den Bypasskanal 22 und der Strom durch den Kern 11 vor (oder stromaufwärts von) einer einzigen Düse, die als Mischströmungsdüse bezeichnet werden kann, gemischt oder kombiniert werden. Eine oder beide Düsen (ob gemischte oder geteilte Strömung) können eine feste oder variable Fläche aufweisen. Während sich das beschriebene Beispiel auf ein Turbofan-Triebwerk bezieht, kann die Offenbarung beispielsweise für jede Art von Gasturbinentriebwerk gelten, wie beispielsweise für einen offenen Rotor (bei dem die Fanstufe nicht von einer Gondel umgeben ist) oder ein Turboprop-Triebwerk. In einigen Anordnungen kann das Gasturbinentriebwerk 10 kein Getriebe 30 umfassen.
• Die Geometrie des Gasturbinentriebwerks 10 und seiner Komponenten wird durch ein herkömmliches Achssystem definiert, das eine axiale Richtung (die mit der Drehachse 9 ausgerichtet ist), eine radiale Richtung (in der Boden-Oberseiten-Richtung in 1) und eine Umfangsrichtung (senkrecht zur Seite in der Ansicht in 1) umfasst. Die axialen, radialen und in Umfangsrichtung verlaufende Richtungen stehen jeweils senkrecht zueinander.
• Das Triebwerk 10 kann sowohl aufgrund statischer als auch dynamischer Belastungsbedingungen einer Biegung ausgesetzt sein. Ein vereinfachtes Triebwerksbiegeszenario ist in den 4A, 4B und 4C dargestellt. In der beschriebenen Ausführungsform ist das Triebwerk 10 ein mittelgroßes, mit einem Getriebe ausgestattetes Gasturbinentriebwerk 10 mit einem Fandurchmesser 112 größer als 240 cm und insbesondere größer als 300 cm. Das Triebwerk 10 der beschriebenen Ausführungsform kann daher als großes Triebwerk beschrieben werden, zum Beispiel mit einem Fandurchmesser 112 zwischen 330 cm und 380 cm und optional zwischen 335 cm und 360 cm, einem Übersetzungsverhältnis zwischen 3,1 und 4,0 und einer Anzahl von Fanschaufeln zwischen 16 und 22.
• Eine schematische Seitenansicht des Gasturbinentriebwerks 10 ist in 4A gezeigt, wobei die Drehachse 9 sich horizontal erstreckt. 4B zeigt ein Diagramm der Scherkraft mit einem Abstand entlang der Drehachse 9, ausgerichtet mit der schematischen Triebwerksansicht von 4A. 4C zeigt ein Diagramm des Biegemoments mit einem Abstand entlang der Drehachse, ausgerichtet mit der schematischen Triebwerksansicht von 4A.
• Pfeil X in 4A zeigt die Ansaugbelastung auf dem Fan 23 an. Dem Fachmann ist klar, dass das Abheben im Allgemeinen der schwerste Zustand ist, bei dem die Ansaugbelastung ein Maximum erreicht.
• Pfeil Y in 4A zeigt die Reaktionslast an der vorderen Halterung 50 aufgrund der Ansaugbelastung an. Dem Fachmann ist klar, dass Gasturbinentriebwerke 10 im Allgemeinen an dem Flügel 52 eines Flugzeugs 90 mithilfe eines oder mehrerer Pylone 53 befestigt sind, wie in den 9 und 10 veranschaulicht. Die Pylone 53 können an dem Triebwerkskern 11, an der Gondel 21 oder an beiden gesichert sein. Der oder jeder Pylon 53 kann an mehreren Punkten an dem Triebwerk 10 befestigt sein - mehrere Halterungen können daher für den/die Pylon(e) vorgesehen sein. Die vordere Halterung 50 ist die vorderste Halterung an dem Triebwerk 10 und kann in verschiedenen Ausführungsformen auf dem Kern 11 oder auf der Gondel 21 angeordnet sein. Die hintere Halterung ist die hinterste Halterung an dem Triebwerk 10 und kann in verschiedenen Ausführungsformen auf dem Kern 11 oder auf der Gondel 21 angeordnet sein. In 4A sind die vordere und die hintere Halterung beide so angezeigt, dass sie sich an dem Triebwerkskern 11 befinden - einer oder beide können sich stattdessen an der Gondel 21 in anderen Ausführungsformen befinden.
• Pfeil Z in 4A zeigt die Reaktionslast an der hinteren Halterung an. In 4A sind die vorderen und hinteren Halterungen beide so angezeigt, dass sie sich auf dem Kern 11 befinden. In alternativen Ausführungsformen, wie in 10 dargestellt, kann sich die vordere Halterung 53a auf der Gondel 21 und die hintere Halterung 53b auf dem Kern 11 befinden. Bei solchen Ausführungsformen können mehrere Halterungen auf dem Kern 11 vorhanden sein - die Halterung 53b kann als die vordere Kernbefestigung bezeichnet werden, da sie die vorderste (oder einzige) Halterung ist, die auf dem Kern 11 vorhanden ist.
• Der Triebwerkskern 11 ist daher ausgelegt, um auf das Biegemoment mit ausreichendem Widerstand zu reagieren, um Leistungsverluste aufgrund von Gehäuseverformungen zu reduzieren oder zu minimieren. Dem Fachmann ist klar, dass erhöhte Verformungen dazu führen, dass erhöhte Toleranzen benötigt werden, wie beispielsweise eine größere Lücke zwischen Schaufelspitze und Gehäuse, was potentiell zu einem verringerten Wirkungsgrad führt. Zusätzlich oder alternativ können Gehäuseverformungen zu erhöhtem Verschleiß an Lagern, Gelenken und dergleichen führen, wodurch möglicherweise die Lebensdauer der Maschine verkürzt wird.
• Dem Fachmann ist klar, dass der strukturelle Lastpfad eines Gasturbinentriebwerks 10 allgemein Tragstrukturen umfasst, die eine relativ hohe Steifigkeit aufweisen, und Rotor/Brennkammergehäuse, die relativ schwächer sind. Flansche, die Tragstrukturen mit Gehäusen und/oder Gehäuseteile mit anderen Gehäuseteilen verbinden, sind daher wahrscheinlich Bereiche, in denen signifikante Änderungen der Steifigkeit auftreten. Bereiche, die einen oder mehrere Flansche enthalten, können daher Bereiche sein, in denen die Neigung (dw/dl - Deltaverformung über die Deltalänge) tendenziell stark ist.
• Das Gehäuse, das den Kern 11 umgibt, ist so angeordnet, dass es an einer oder mehreren Positionen entlang seiner Länge getrennt ist. Eine Flanschverbindung kann vorgesehen sein, um eine Trennung des Gehäuses in verschiedene Abschnitte zu ermöglichen. Die Positionierung einer solchen Flanschverbindung kann durch Überlegungen hinsichtlich der Flanschintegrität eingeschränkt werden. In Konstruktionsstudien wurde beobachtet, dass die Triebwerkssteifigkeit verbessert werden kann, indem eine Flanschverbindung, die vorgesehen ist, um Abschnitte des Gehäuses zu verbinden (die in den hierin beschriebenen Ausführungsformen als die erste Flanschverbindung 60 bezeichnet), weiter von der Triebwerksachse 9 wegbewegt wird - d. h. auf einen höheren Durchmesser relativ zum Gaspfad.
• Bezugnehmend auf 5 bilden der Niederdruckverdichter 14 und der Hochdruckverdichter 15 zusammen ein Verdichtersystem. Das Verdichtersystem ist in 5 und in den Nahansichten der 6A und 6B gezeigt.
• Jeder Verdichter 14, 15 des Verdichtersystems umfasst einen jeweiligen Axialverdichter mit einer oder mehreren Verdichterstufen in den beschriebenen Ausführungsformen. In alternativen Ausführungsformen können ein oder mehrere Zentrifugalverdichter verwendet werden. In den beschriebenen Ausführungsformen umfasst jede Verdichterstufe einen Rotor und einen Stator. In der beschriebenen Ausführungsform umfassen sowohl der Hochdruckverdichter 15 als auch der Niederdruckverdichter 14 jeweils zwei Stufen, die durch einen jeweiligen ersten Rotor 62a, 62b, ersten Stator 64a, 64b, zweiten Rotor 66a, 66b und zweiten Stator 68a, 68b gebildet werden. Jeder der in den Verdichtern 14, 15 vorgesehenen Rotoren besteht aus einer ringförmigen Anordnung von Rotorschaufeln, die drehbar angeordnet sind, um die Verdichtung des Luftstroms durch das Triebwerk 10 zu gewährleisten. Jeder der Statoren umfasst eine ringförmige Anordnung von Statorschaufeln, die stationär sind. Die Rotorschaufeln und Statorschaufeln können jeweils als in den Verdichtern 14, 15 vorgesehene Luftleitbleche beschrieben werden.
• In der beschriebenen Ausführungsform sind zwei Stufen in jedem Verdichter 14, 15 vorgesehen. In anderen Ausführungsformen kann jede andere geeignete Anzahl von Stufen vorgesehen sein, wie beispielsweise eine einzelne Stufe oder drei oder mehr Stufen. Die Anzahl der Stufen in jedem Verdichter kann die gleiche sein, wie veranschaulicht, oder sich voneinander unterscheiden.
• Der Triebwerkskern 11 umfasst ferner ein radial inneres Kerngehäuse 70, das radial außerhalb der Verbindungswellen 26, 27 vorgesehen ist, die die Nieder- und Hochdruckverdichter 14, 15 mit den jeweiligen Nieder- und Hochdruckturbinen 17, 19 verbinden. Das innere Kerngehäuse 70 ist radial einwärts von den Schaufeln der Verdichter 14, 15 vorgesehen. Das innere Kerngehäuse 70 erstreckt sich in einer im Allgemeinen axialen Richtung zwischen einem Einlass 72 stromabwärts des Fans 23 und stromaufwärts des Niederdruckverdichters 15 und einem Auslass 74 stromabwärts des Hochdruckverdichters 15 und stromaufwärts der Verbrennungseinrichtung 16.
• Der Triebwerkskern 11 umfasst ferner ein äußeres Kerngehäuse 76, das im Allgemeinen das Verdichtersystem umgibt. Das äußere Kerngehäuse 76 ist radial außerhalb des inneren Kerngehäuses 70 und der Spitzen der Statoren und Rotoren, die in den Verdichtern 14, 15 vorgesehen sind, vorgesehen. Der Kernluftströmungspfad A ist zwischen einer radial äußeren Oberfläche des inneren Kerngehäuses 70 und einer radial inneren Oberfläche des äußeren Kerngehäuses 76 definiert. Das äußere Triebwerkskerngehäuse 76 erstreckt sich ähnlich wie das innere Kerngehäuse 70 zwischen dem Einlass 72 und dem Auslass 74.
• Das äußere Kerngehäuse 76 umfasst eine einzelne Wand in einem vorderen Bereich des Triebwerks 10 und ein erstes äußeres Kerngehäuse 78 und ein zweites äußeres Kerngehäuse 80 in einem hinteren Bereich des Triebwerks 10 in der beschriebenen Ausführungsform. Wie in 5 und der Nahansicht von 6A zu sehen ist, teilt sich das äußere Kerngehäuse 76 in das erste und zweite äußere Kerngehäuse 78, 80 an einem Punkt entlang seiner axialen Länge stromabwärts (hinter) des Niederdruckverdichters 14 und stromaufwärts (vor) des Hochdruckverdichters 15. Das erste und zweite äußere Kerngehäuse 78, 80 sind durch einen sich entlang der Achse 9 erstreckenden Spalt voneinander beabstandet. In der beschriebenen Ausführungsform wird daher nur ein Teil der axialen Länge des äußeren Kerngehäuses 76 aus den ersten und zweiten äußeren Kerngehäusen 78, 80 gebildet. In anderen Ausführungsformen können sich separate erste und zweite Kerngehäuse 78, 80 auch über den Niederdruckverdichter 14 und optional über die gesamte Länge des äußeren Kerngehäuses 76 erstrecken, oder ein einwandiges äußeres Kerngehäuse 76 kann sich über die gesamte Länge erstrecken.
• Das erste äußere Kerngehäuse 78 ist radial einwärts des zweiten äußeren Kerngehäuses 80 vorgesehen. Die Innenfläche des ersten äußeren Kerngehäuses 78 bildet die Innenfläche des äußeren Kerngehäuses 76, das den Gasstrom innerhalb des Kernluftstroms A enthält. Die ersten und zweiten äußeren Kerngehäuse 78, 80 stellen jeweils eine separate Funktion innerhalb des Triebwerks 10 bereit. Das erste äußere Kerngehäuse 78 ist angepasst, um den Kernluftstrom A aufzunehmen. Es kann daher vollständig ringförmig sein und ist im Allgemeinen luftdicht (außer für den Zugang zu Entlüftungsöffnungen oder dergleichen). Das zweite äußere Kerngehäuse 80 ist stattdessen angepasst, um strukturellen Halt bereitzustellen (d. h. es kann nur strukturellen Halt bereitstellen). Es muss daher nicht vollständig ringförmig oder luftdicht sein. In anderen Ausführungsformen können sowohl Druckeinschluss als auch struktureller Halt sowohl durch das erste als auch durch das zweite Kerngehäuse 78, 80 bereitgestellt werden.
• Das erste äußere Kerngehäuse 78 erstreckt sich radial einwärts in stromabwärts gerichteter Richtung zur Triebwerksmittellinie 9 in einem Teil des Kerns 11 zwischen dem Niederdruckverdichter 14 und dem Hochdruckverdichter 15 (z. B. in einem Diffusorabschnitt zwischen den Verdichtern 14, 15). Das zweite äußere Kerngehäuse 80 ist andererseits relativ gerade und erstreckt sich in einer stromabwärtigen Richtung in einem geringeren Ausmaß radial nach innen als das erste Kerngehäuse 78. Wie in der Nahansicht von 6A stromabwärts des Punktes, an dem sich die äußere Kernwand 76 in das erste und zweite äußere Kerngehäuse 78, 80 teilt, zu sehen ist, erstreckt sich das erste äußere Kerngehäuse radial einwärts in stromabwärts gerichteter Richtung in größerem Maße (d. h. in einem steileren Winkel zur Triebwerksmittellinie) als das zweite äußere Kerngehäuse 80. Dies führt zu einem ringförmigen Zwischengehäusespalt 82, der durch eine radial äußere Oberfläche des ersten äußeren Kerngehäuses 78 und eine radial innere Oberfläche des zweiten äußeren Kerngehäuses 80 definiert ist. In der beschriebenen Ausführungsform kann diese Anordnung des ersten und zweiten äußeren Kerngehäuses 78, 80 daher eine Verengung des Kernluftstrompfades A bewirken, ohne die Außenfläche des äußeren Kerngehäuses 76 in gleichem Maße zu verengen.
• In einer alternativen Ausführungsform, wie in 6B dargestellt, teilt sich das äußere Kerngehäuse 76 nicht, sodass das erste äußere Kerngehäuse 78 und das zweite äußere Kerngehäuse 80 nicht vorhanden sind. Bei dieser Ausführungsform sind die Verdichter 14, 15 von einem einzigen Gehäuse umgeben, das durch das äußere Kerngehäuse 76 gebildet wird. In solchen Ausführungsformen kann die einzelne Wand 76 an einem Punkt entlang ihrer axialen Länge stromaufwärts des Niederdruckverdichters 14 und stromabwärts des Hochdruckverdichters 15 sich in der Breite vergrößern und/oder ihre Form ändern.
• Erste Flanschverbindung
• Die erste Flanschverbindung 60 bildet eine Verbindung an einem Endbereich des „Zwischengehäuses“ 76b des Triebwerks 10 - d. h. einen Teil des äußeren Kerngehäuses 76 zwischen dem Gehäuse 76a des Niederdruckverdichters 14 und dem Gehäuse 76c des Hochdruckverdichters 15, wie in 3B veranschaulicht.
• In der beschriebenen Ausführungsform umfasst die erste Flanschverbindung 60 zwei Flansche 60a, 60b, die sich von benachbarten Abschnitten des äußeren Kerngehäuses 76 radial nach außen erstrecken und sich um das Gehäuse 76 herum erstrecken. Die beiden Flansche der ersten Flanschverbindung 60 erstrecken sich radial nach außen vom zweiten äußeren Kerngehäuse 80 in der in 6A dargestellten Ausführungsform und radial nach außen vom einwandigen äußeren Gehäuse 76 in der in 6B dargestellten Ausführungsform. In alternativen Ausführungsformen kann die erste Flanschverbindung 60 einen einzelnen Flansch umfassen, der so angeordnet ist, dass er mit einem Anschlussblock, einem hohlen Abschnitt des Gehäuses 76 oder dergleichen, anstatt mit einem zweiten Flansch verbunden ist. Die erste Flanschverbindung 60 kann daher einen oder mehrere Flansche umfassen.
• Das Zwischengehäuse 76b kann so angeordnet sein, dass es entfernbar oder abnehmbar ist, um einen Zugriff auf den ersten und den zweiten Verdichter 14, 15 zu ermöglichen.
• Die erste Flanschverbindung 60 ist so angeordnet, dass sie eine Trennung des äußeren Kerngehäuses 76 an der axialen Position der ersten Flanschverbindung 60 ermöglicht, um beispielsweise einen Zugang zur Wartung und Instandhaltung zu erleichtern - daher definiert die erste Flanschverbindung 60 einen Trennungspunkt auf dem Triebwerk 10.
• Zwei Teile 10a, 10b des Gehäuses 76 des Triebwerks 10 können durch Trennung der ersten Flanschverbindung 60 getrennt werden (wobei der Abschnitt 10a dem Niederdruck-Verdichtergehäuse 76a und dem Zwischengehäuse 76b und der Abschnitt 10b dem Hochdruck-Verdichtergehäuse 76c in den Beispielen entsprechen kann, die in den 3B und 6B gezeigt sind).
• Die erste Flanschverbindung 60 umfasst eine zweiteilige Verbindung, die durch einen Flansch 60a und eine jeweilige Verbindungsstruktur 60b (d. h. einen anderen Flansch, eine Trennwand oder eine andere Struktur) gebildet ist, mit der der Flansch 60a verbunden ist. In der beschriebenen Ausführungsform ist der Flansch 60a der ersten Flanschverbindung 60 ein vom Zwischengehäuse 76b ausgehender Flansch und die Verbindungsstruktur 60b ein vom Gehäuse 76c des Hochdruckverdichters 15 ausgehender Flansch. In der beschriebenen Ausführungsform ist der Flansch 60a der ersten Flanschverbindung 60 der hinterste Flansch des Zwischengehäuses 76b; in alternativen Ausführungsformen kann ein oder der Flansch, der einen Teil der ersten Flanschverbindung 60 bildet, mit dem Zwischengehäuse 76, nicht aber mit dem hintersten Flansch des Zwischengehäuses integriert sein, mit dem Gehäuse 76a des Niederdruckverdichters (z. B. als der am weitesten stromabwärts gelegene Flansch des Niederdruckverdichtergehäuses 76a) integriert sein oder mit dem Gehäuse 76c des Hochdruckverdichters (z. B. als der am weitesten stromaufwärts gelegene Flansch des Hochdruckverdichtergehäuses 76c) integriert sein.
• Die axiale Position der ersten Flanschverbindung 60 ist als die axiale Position der Kontaktfläche des einen oder der mehreren Flansche 60a, 60b definiert, von denen sie gebildet wird. Die axiale Position entspricht somit der axialen Position der durch die erste Flanschverbindung 60 gebildeten Trennstelle.
• So wird beispielsweise in einer Ausführungsform die erste Flanschverbindung 60 durch ein Paar zusammenwirkender Flansche 60a, 60b gebildet, über die die beiden Abschnitte 10a, 10b verbunden sind. Ein Beispiel dafür ist in den 3B und 6A gezeigt und wird später ausführlicher beschrieben. In dieser Ausführungsform ist die axiale Position der ersten Flanschverbindung 60 definiert als die axiale Position der Kontaktfläche, an der einer des Paares von Flanschen mit dem anderen verbunden ist und mit diesem in Kontakt steht.
• In anderen Ausführungsformen weist die erste Flanschverbindung 60 einen einzelnen Flansch 60a auf, der mit einer anderen Struktur wie etwa einer Trennwand, einem Kastenabschnitt oder einer ähnlichen Struktur verbunden ist. Ein Beispiel hierfür ist in der 6B gezeigt und wird später noch im Einzelnen beschrieben. In dieser Ausführungsform ist die axiale Position der ersten Flanschverbindung 60 als die axiale Position der Kontaktfläche des einzelnen Flansches 60a definiert, aus welchem die erste Flanschverbindung 60 gebildet ist.
• In der beschriebenen Ausführungsform bildet der erste Flansch 60a der ersten Flanschverbindung 60 einen Teil eines ersten Triebwerksgehäuseabschnitts 10a und ist mit einem zweiten Triebwerksgehäuseabschnitt 10b durch einen Flanschverbinder 61 verbunden.
• Die beiden Teile 60a, b der ersten Flanschverbindung 60 sind durch einen Flanschverbinder 61 verbunden. In der beschriebenen Ausführungsform umfasst der Flanschverbinder 61 eine Vielzahl von Schrauben, die durch den ersten Flansch 60a der ersten Flanschverbindung 60 und in einen zweiten gegenüberliegenden Flansch 60b am zweiten Triebwerksgehäuseabschnitt 10b führen. In dieser Ausführungsform umfasst der erste Flansch 60a eine Vielzahl von Löchern, die zur Aufnahme der Schrauben 61 angeordnet sind, wobei entsprechende Löcher in dem zweiten Flansch 60b vorgesehen sind. In alternativen Ausführungsformen können eine oder mehrere Klemmen, Clips und/oder Befestigungselemente zusätzlich zu oder anstelle von Schrauben 61 verwendet werden. In solchen Ausführungsformen kann der erste und/oder zweite Flansch 60a,b keine Löcher aufweisen. In anderen Ausführungsformen können die Schrauben durch Löcher hindurchgehen, die in einem einzigen Flansch 60a, der die erste Flanschverbindung 60 bildet, vorgesehen sind, in eine Trennwand oder eine andere Struktur hinein, mit welcher der Flansch verbunden ist.
• Die erste Flanschverbindung 60 ist die erste Flanschverbindung, die stromabwärts einer axialen Position, X₂, definiert durch den axialen Mittelpunkt zwischen der axialen Mittelspanne-Position, X₁, an der Hinterkante des am weitesten stromabwärts gelegenen Niederdruck-Luftleitblechs des Niederdruckverdichters 14 (der erste Verdichter 14) und der axialen Mittelspanne-Position, X₃, an der Vorderkante des am weitesten stromaufwärts gelegenen Hochdruck-Luftleitblechs des Hochdruckverdichters 15 (der zweite Verdichter 15) liegt. D. h. es ist die Flanschverbindung 60, die dem axialen Mittelpunkt X₂ in einer stromabwärts gerichteten Richtung (wie durch den Pfeil C in den 11A und 11B markiert) vom axialen Mittelpunkt X₂ am nächsten liegt, wobei der axiale Mittelpunkt der Mittelpunkt zwischen der Rückseite des vordersten Verdichters 14 und der Vorderseite des hintersten Verdichters 15 in den beschriebenen Ausführungsformen ist.
• Dem Fachmann ist klar, dass Flanschverbindungsanordnungen bei verschiedenen Ausführungsformen variieren können. Zum Beispiel kann in einigen Ausführungsformen die erste Flanschverbindung 60 die erste Flanschverbindung stromabwärts des ersten Verdichters 14 sein, während in anderen Ausführungsformen eine oder mehrere zusätzliche Flanschverbindungen 63 zwischen dem ersten Verdichter 14 und/oder stromabwärts (hinter) der ersten Flanschverbindung 60 vorhanden sein können 60.
• In verschiedenen Ausführungsformen können die zusätzlichen Flanschverbindungen 63 irgendwo entlang der Länge eines Gehäuses des (ersten) Niederdruckverdichters 14 angeordnet sein. In einigen Ausführungsformen ist die zusätzliche Flanschverbindung 63 stromabwärts des ersten Verdichters 14 angeordnet. Bei einigen Triebwerkskonstruktionen kann zum Beispiel das Vorhandensein einer Kernbefestigung 53b, die den Kern 11 mit dem Pylon und der Drehmomentbox verbindet, eine Verbindung in dem Kerngehäuse am Anfang der Tragstruktur der Drehmomentbox (hinter dem ersten Verdichter 14) erfordern. Es mag kein tonnenförmiges Gehäuse geben, das sich entlang der Länge des ersten Verdichters 14 erstreckt, um auf ein anderes Verdichtergehäuse und/oder eine vordere Stützstruktur zu treffen.
• In anderen Ausführungsformen kann die zusätzliche Flanschverbindung 63 an einer Position entlang der axialen Länge des ersten Verdichters 14 angeordnet sein. Bei einigen Triebwerkskonstruktionen, bei denen beispielsweise die einzige(n) Halterung(en) nicht am Kern 11, sondern an der Gondel 21 vorgesehen ist (sind), kann im Triebwerkskern 11 keine Drehmomentbox oder Drehmomentplatte vorgesehen sein - in solchen Ausführungsformen kann sich das Gehäuse weiter nach vorne erstrecken - zum Beispiel bis zur Hälfte der Länge des ersten Verdichters 14.
• In einigen Ausführungsformen kann die zusätzliche Flanschverbindung 63 nicht vorhanden sein. In einer solchen Ausführungsform können das Niederdruck-Verdichtergehäuse 76a und das Zwischengehäuse 76b ein einziges Gehäuse bilden, anstatt in getrennte Abschnitte geteilt zu werden. Das Niederdruck-Verdichtergehäuse 76b erstreckt sich dann bis zu dem Hochdruck-Verdichtergehäuse 76c (z. B. über die erste Flanschverbindung 60) und ist mit diesem verbunden.
• Bei alternativen Ausführungsformen, wie etwa der in 11A gezeigten, befindet sich die erste Flanschverbindung 60 axial stromaufwärts einer Vorderkante eines ersten (oder am weitesten stromaufwärtigen) Luftleitblechs des zweiten Verdichters 15.
• In einigen Ausführungsformen, wie beispielsweise der in 11B gezeigten, befindet sich die erste Flanschverbindung 60 axial stromabwärts von einer Vorderkante eines ersten Luftleitblechs des zweiten Verdichters 15. In der Ausführungsform von 11B weist die erste Flanschverbindung 60 eine axiale Position teilweise entlang des zweiten Verdichters 15 auf. In alternativen Ausführungsformen kann die erste Flanschverbindung 60 axial mit der mittleren Spannweite der Vorderkante des am weitesten stromaufwärts gelegenen Hochdruck-Luftleitblechs des Hochdruckverdichters 15 ausgerichtet sein.
• In den 11A und 11B ist die Spanne 103 zwischen X₁ und X₃ markiert. Jedoch dient diese Spanne nur dazu, die axiale Position X₂ zu definieren und begrenzt nicht die Position der Flanschverbindung 60 - die Flanschverbindung 60 kann irgendwo stromabwärts der axialen Position X₂ sein, wie durch den Pfeil C dargestellt.
• In der beschriebenen Ausführungsform weist das Zwischengehäuse 76b zwei Flansche auf - einen vorderen Flansch näher an dem ersten Verdichter 14 und einen hinteren Flansch 60a näher an dem zweiten Verdichter 15. Die beiden Flansche können jeweils einen Teil einer unterschiedlichen Flanschverbindung bilden und ermöglichen, dass ein Zwischengehäuseteil 76b des Gehäuses 76 entfernt wird, um den Zugriff zu den Verdichtern 14, 15 zu erleichtern. In der beschriebenen Ausführungsform bildet der hintere Flansch 60a des Zwischengehäuses einen Teil der ersten Flanschverbindung 60 (da der vordere Flansch vor dem axialen Mittelpunkt X₂ liegt). In alternativen Ausführungsformen kann das Zwischengehäuse 76b in zwei oder mehr Abschnitte unterteilt sein, und/oder es kann eine größere Anzahl von Flanschen vorhanden sein - der erste Flansch 60a mag daher nicht der hintere oder hinterste Flansch des Zwischengehäuseabschnitts 76b in allen Ausführungsformen sein.
• In der in 6A veranschaulichten Ausführungsform ist die erste Flanschverbindung 60 in dem zweiten äußeren Kerngehäuse 80 vorgesehen. In dieser Ausführungsform ist das zweite äußere Kerngehäuse 80 an der durch die erste Flanschverbindung 60 gebildeten Trennstelle in zwei Abschnitte getrennt. Ein erster Flansch 60a, der die erste Flanschverbindung 60 bildet, ist stromabwärts von diesen Abschnitten vorgesehen. Ein gegenüberliegender zweiter Flansch 60b ist auf dem anderen Abschnitt des zweiten äußeren Kerngehäuses 80 vorgesehen, mit dem der erste Flansch über den Flanschverbinder 61 gekoppelt ist. In anderen Ausführungsformen kann jede andere geeignete Struktur vorgesehen sein, um einen Verbindungspunkt für den Flanschverbinder 61 bereitzustellen.
• In der Ausführungsform von 6B ist die erste Flanschverbindung 60 in dem äußeren Kerngehäuse 76 vorgesehen. In diesem Fall sind das erste und zweite äußere Kerngehäuse nicht an der axialen Position der ersten Flanschverbindung 60 vorgesehen - das äußere Kerngehäuse 76 umfasst stattdessen eine einzige Wand. In dieser Ausführungsform umfasst die erste Flanschverbindung 60 einen einzelnen Flansch 60a, der angeordnet ist, um mit einem benachbarten Abschnitt des äußeren Kerngehäuses 76 zu koppeln, in dieser Ausführungsform ein kastenförmiger Abschnitt des äußeren Gehäuses (der als das äußere Kerngehäuse 76 bezeichnet werden kann, das sich über eine relativ kurze axiale Länge des Triebwerks 10 in erste und zweite äußere Kerngehäuse trennt). In dieser Ausführungsform ist kein zweiter gegenüberliegender Flansch vorgesehen - der Flanschverbinder 61 verbindet den Flansch 60a der ersten Flanschverbindung 60 direkt mit der gegenüberliegenden Gehäuseoberfläche.
• In der beschriebenen Ausführungsform umfasst die gegenüberliegende Gehäuseoberfläche Gewindelöcher, die so angeordnet sind, dass sie mit Gewindelöchern im Flansch 60a fluchten; Schrauben 61 können dann verwendet werden, um den Flansch 60 mit der gegenüberliegenden Gehäuseoberfläche zu verbinden.
• Erster Flanschradius
• Der erste Flanschradius 104 ist der radiale Abstand zwischen der Triebwerksmittellinie 9 und dem Flanschverbinder 61. In der beschriebenen Ausführungsform umfasst der Flanschverbinder 61 mehrere Schrauben, und der erste Flanschradius 104 ist definiert als der Abstand zwischen der Triebwerksmittellinie 9 und einer Mittellinie jeder Schraube (wobei die Schrauben axial orientiert sind und sich in dem gleichen radialen Abstand von dem Triebwerksmittellinie 9 befinden).
• Der Fachmann wird erkennen, dass die Flanschverbinderposition (d. h. die Schraubenposition in der beschriebenen Ausführungsform) die Spannungs- und die Dehnungsverteilung beeinflusst und daher ein Parameter größerer Relevanz als der Ort der radial äußeren Kante der ersten Flanschverbindung 60 sein kann.
• Eine Vergrößerung des ersten Flanschradius 104 entspricht daher einer Verschiebung der ersten Flanschverbindung 60 weiter von der Triebwerksmittellinie 9 und/oder einer Verschiebung des Flanschverbinders 61 weiter nach oben über den in der ersten Flanschverbindung 60 vorgesehenen Flansch (z. B. durch das Bereitstellen von Schraubenlöchern in einem höheren Radius).
• In den beschriebenen Ausführungsformen liegt der erste Flanschradius 104 im Bereich von 15 cm bis 90 cm, insbesondere im Bereich von 25 cm bis 60 cm, zum Beispiel von 30 cm bis 55 cm.
• Gaspfadradius und Gaspfadverhältnis
• Unter Bezugnahme auf 7 ist ein Gaspfadradius 102 als der Außenradius des Kerngasströmungspfads A an der axialen Position der ersten Flanschverbindung 60 definiert. Der Gaspfadradius wird in der gleichen Ebene wie der erste Flanschradius 104 gemessen und wird von der Triebwerksmittellinie 9 gemessen. In der beschriebenen Ausführungsform ist der Gaspfadradius 102 als Radius der radial inneren Oberfläche des ersten äußeren Kerngehäuses 78 definiert, der den Kerngasströmungspfad A definiert, der von der Triebwerksmittellinie 9 gemessen wird. In anderen Ausführungsformen kann der Gaspfadradius bis zur radial inneren Oberfläche des äußeren Kerngehäuses 76 gemessen werden, das den Kerngasströmungspfad A definiert, (z. B. in Ausführungsformen, bei denen das äußere Kerngehäuse 76 nicht in das erste und zweite äußere Kerngehäuse 78, 80 an der Position der ersten Flanschverbindung 60 aufgeteilt wird).
• Ein Gaspfadverhältnis ist definiert als: $$\frac{ersterFlanschradius\left(104\right)}{Gaspfadradius\left(102\right)}$$

  
• In der beschriebenen Ausführungsform ist das Gasturbinentriebwerk 10 so konfiguriert, dass das Gaspfadverhältnis gleich oder größer als 1,10 und insbesondere gleich oder größer als 1,50 ist. In beiden Fällen kann das Gaspfadverhältnis weniger als 2,0 sein. Es kann daher in einem einschließenden Bereich zwischen 1,10 und 2,0 oder in einem einschließenden Bereich zwischen 1,50 und 2,0 sein.
• Die radiale Positionierung der ersten Flanschverbindung 60 relativ zu dem Radius des Gasströmungspfads kann dazu beitragen, das Biegen des Triebwerks zu verringern oder zu minimieren, während die Flanschintegrität beibehalten wird. Durch Konfigurieren des Gasturbinentriebwerks 10 dergestalt, dass das Gaspfadverhältnis innerhalb des vorstehenden Bereichs liegt, kann dem Triebwerkskern 11 die geeignete Steifigkeit bereitgestellt werden.
• Das Gaspfadverhältnis kann gleich oder größer als 1,10 für ein Triebwerk mittlerer Größe sein (d. h. Fandurchmesser 112 größer als 240 cm). Das Gaspfadverhältnis kann gleich oder größer als 1,50 für ein großes Triebwerk sein (d. h. Fandurchmesser 112 größer als 300 cm). Diese Werte können jedoch anderen Fangrößen zugeordnet sein.
• In verschiedenen Ausführungsformen kann das Gaspfadverhältnis einen Wert von 1,10, 1,15, 1,20, 1,25, 1,30, 1,35, 1,40, 1,45, 1,50, 1,55, 1,60, 1,65, 1,70, 1,75, 1,80, 1,85, 1,90, 1,95 und 2,00 aufweisen. Das Gaspfadverhältnis kann zum Beispiel zwischen beliebigen zwei der Werte in dem vorhergehenden Satz liegen.
• Fandurchmesserverhältnis
• Wie bereits an anderer Stelle hierin beschrieben, umfasst das Gasturbinentriebwerk 10 einen Fan 23, das stromaufwärts des Triebwerkskerns 11 angeordnet ist. Der Fan 23 umfasst eine Vielzahl von Rotorschaufeln 23a, die auch als Fanschaufeln 23a bezeichnet werden, von denen eine in 5 gezeigt ist. Die Vielzahl von Rotorschaufeln bilden einen Rotorschaufelsatz in einer ringförmigen Anordnung um eine zentrale Nabe herum. Ein Fandurchmesserverhältnis ist definiert als: $$\frac{ersterFlanschradius\left(104\right)}{Fandurchmesser\left(112\right)}$$

  
• In der beschriebenen Ausführungsform ist das Gasturbinentriebwerk so konfiguriert, dass das Fandurchmesserverhältnis gleich oder größer als 0,125 und insbesondere kleiner als oder gleich 0,17 ist. Es kann daher in einem einschließenden Bereich zwischen 0,125 und 0,17 liegen.
• Der Fandurchmesser ist gleich dem Zweifachen des Radius 101 des Fans 23. In der beschriebenen Ausführungsform ist der Fandurchmesser größer als 240 cm und insbesondere größer als 300 cm (in beiden Fällen kann er nicht mehr als ein Maximum von 380 cm betragen). In der beschriebenen Ausführungsform liegt der Fandurchmesser zwischen 330 cm und 380 cm und insbesondere zwischen 335 cm und 360 cm.
• Die radiale Positionierung der ersten Flanschverbindung 60 relativ zu dem Fan 23 trägt dazu bei, das Biegen des Triebwerks zu verringern oder zu minimieren, während die Flanschintegrität beibehalten wird. Durch Konfigurieren des Gasturbinentriebwerks 10 dergestalt, dass das Fandurchmesserverhältnis innerhalb des vorstehend genannten Bereichs liegt, kann dem Triebwerkskern 11 die geeignete Steifigkeit bereitgestellt werden.
• In verschiedenen Ausführungsformen kann das Fandurchmesserverhältnis einen Wert von 0,125, 0,130, 0,135, 0,140, 0,145, 0,150, 0,155, 0,160, 0,165 und 0,170 haben. Das Fandurchmesserverhältnis kann beispielsweise zwischen beliebigen zwei der Werte in dem vorhergehenden Satz liegen.
• Fanschaufelmassen- und Schaufelsatzverhältnis
• Ein Fanschaufelmassenverhältnis ist definiert als: $$\frac{ersterFlanschradius\left(104\right)}{MassejederFanschaufel}$$

  
• Das Fanschaufelmassenverhältnis bezieht sich auf die Masse jeder Fanschaufel 23a, die an dem Fan 23 vorgesehen ist, zum ersten Flanschradius 104. Der Fachmann wird erkennen, dass jede Fanschaufel 23a innerhalb von Fertigungstoleranzen im Allgemeinen die gleiche Masse aufweist. Wenn sich die Masse jeder Fanschaufel signifikant unterscheidet, kann ein Fanschaufelmassenverhältnis für jede Fanschaufel separat bestimmt und so konfiguriert werden, dass sie in die hierin definierten Bereiche fällt. In den beschriebenen Ausführungsformen ist das Gasturbinentriebwerk 10 so konfiguriert, dass das Fanschaufelmassenverhältnis gleich oder kleiner als 19,0 mm/Pfund (41,9 mm/kg) ist. Insbesondere ist das Fanschaufelmassenverhältnis gleich oder größer als 5 mm/Pfund (11 mm/kg) (oder 5,0 mm/Pfund (11,0 mm/kg)). Es kann daher in einem einschließenden Bereich zwischen 19,0 mm/Pfund (41,9 mm/kg) und 5,0 mm/Pfund (11,0 mm/kg) liegen. Die Masse jeder Fanschaufel kann in einem Bereich zwischen 20 Pfund (9 kg) und 70 Pfund (32 kg) liegen.
• In verschiedenen Ausführungsformen kann das Fanschaufelmassenverhältnis einen Wert von 5,0 mm/Pfund (11,0 mm/kg), 6,0 mm/Pfund (13,2 mm/kg), 7,0 mm/Pfund (15,4 mm/kg), 8,0 mm/Pfund (17,6 mm/kg), 9,0 mm/Pfund (19,8 mm/kg), 10,0 mm/Pfund (22,1 mm/kg), 11,0 mm/Pfund (24,3 mm/kg), 12,0 mm/Pfund (26,5 mm/kg), 13,0 mm/Pfund (28,7 mm/kg), 14,0 mm/Pfund (30,9 mm/kg), 15,0 mm/Pfund (33,1 mm/kg), 16,0 mm/Pfund (35,3 mm/kg), 17,0 mm/Pfund (37,5 mm/kg), 18,0 mm/Pfund (39,7 mm/kg) und 19,0 mm/Pfund (41,9 mm/kg) aufweisen. Das Schaufelsatzmassenverhältnis kann beispielsweise zwischen beliebigen zwei der Werte in dem vorhergehenden Satz liegen.
• Die radiale Positionierung der ersten Flanschverbindung 60 (bestimmt durch den ersten Flanschradius 104) und die Fanschaufelmasse können auch zur Minimierung der Triebwerksbiegung beitragen, während die Flanschintegrität beibehalten wird. Durch Konfigurieren des Gasturbinentriebwerks 10 dergestalt, dass das Fanschaufelmassenverhältnis innerhalb des vorstehend genannten Bereichs liegt, kann dem Triebwerkskern 11 die geeignete Steifigkeit bereitgestellt werden.
• Ein Schaufelsatzmassenverhältnis ist definiert als $$\frac{ersterFlanschradius\left(104\right)}{GesamtmassederVielzahlvonFanschaufeln}$$

  
• Das Schaufelsatzmassenverhältnis bezieht sich auf die Gesamtmasse der Vielzahl der Fanschaufeln 23a, die den Fan 23 bilden (d. h. den Schaufelsatz) und den ersten Flanschradius (104). In den beschriebenen Ausführungsformen ist das Schaufelsatzverhältnis der einschließende Bereich zwischen 0,95 mm/Pfund (2,09 mm/kg) und 0,35 mm/Pfund (0,77 mm/kg).
• In verschiedenen Ausführungsformen kann das Schaufelsatzmassenverhältnis einen Wert von 0,35 mm/Pfund (0,77 mm/kg), 0,40 mm/Pfund (0,88 mm/kg), 0,45 mm/Pfund (0,99 mm/kg), 0,50 mm/Pfund (1,10 mm/kg), 0,55 mm/Pfund (1,21 mm/kg), 0,60 mm/Pfund (1,32 mm/kg), 0,65 mm/Pfund (1,43 mm/kg), 0,70 mm/Pfund (1,54 mm/kg), 0,75 mm/Pfund (1,65 mm/kg), 0,80 mm/Pfund (1,76 mm/kg), 0,85 mm/Pfund (1,87 mm/kg), 0,90 mm/Pfund (1,98 mm/kg) und 0,95 mm/Pfund (2,09 mm/kg) aufweisen. Das Schaufelsatzmassenverhältnis kann beispielsweise zwischen beliebigen zwei der Werte in dem vorhergehenden Satz liegen.
• Wie hierin an anderer Stelle erörtert, ist jede der Fanschaufeln 23a zumindest teilweise aus einem metallischen Material gebildet. Das metallische Material kann ein auf Titan basierendes Metall oder ein auf Aluminium basierendes Material, wie beispielsweise eine Aluminium-Lithium-Legierung, sein.
• In anderen Ausführungsformen kann jede der Fanschaufeln 23a zumindest teilweise aus einem Verbundwerkstoff gebildet. Bei dem Verbundwerkstoff kann es sich beispielsweise um einen Metallmatrix-Verbundwerkstoff und/oder einen organischen Matrix-Verbundwerkstoff wie Kohlefaser handeln.
• Fan- Auslass-Leitschaufel
• Eine Fan-Auslass-Leitschaufel (eng.: outlet guide vane - OGV) 58 ist vorgesehen, die sich radial über den Bypasskanal 22 zwischen einer Außenfläche des Triebwerkskerns 11 (z. B. dem äußeren Kerngehäuse 76) und der Innenfläche der Gondel 21 erstreckt. Die Fan-Auslass-Leitschaufel 58 verbindet den Triebwerkskern 11 mit der Gondel 21. Die Fan-OGV 58 kann zusätzlich den Drall aus dem von dem Fan 23 kommenden Strom entfernen oder reduzieren.
• Die Fan-OGV 58 erstreckt sich zwischen einer radial inneren Kante 58a (angrenzend an den Triebwerkskern 11) und einer radial äußeren Kante 58b (angrenzend an die Gondel 21) und weist eine vordere (oder stromaufwärtige) Kante und eine hintere (oder stromabwärtige) Kante relativ zur Richtung des Gasstroms B durch den Bypasskanal 22 auf.
• Eine axiale Position der radial inneren Kante 58a der OGV 58 ist am axialen Mittelpunkt der radial inneren Kante 58a definiert. Dies kann als der innere axiale Mittelpunkt der OGV 58 oder als der Wurzelmittelpunkt der OGV 58 bezeichnet werden.
• Eine axiale Position der radial äußeren Kante 58b der OGV 58 ist am axialen Mittelpunkt der radial äußeren Kante 58b definiert. Dies kann als der äußere axiale Mittelpunkt der OGV 58 oder als der Spitzenmittelpunkt der OGV 58 bezeichnet werden.
• Der axiale Abstand 108 zwischen dem Wurzelmittelpunkt der OGV 58a und der ersten Flanschverbindung 60 ist definiert als der Abstand entlang der Achse 9 zwischen der axialen Position des Wurzelmittelpunktes 58a der OGV 58 und der axialen Position des axialen Mittelpunkts der ersten Flanschverbindung 60. Der axiale Abstand 108 zwischen dem Wurzelmittelpunkt der OGV 58a und der ersten Flanschverbindung 60 ist kleiner als oder gleich 135 cm, und zwar insbesondere im Bereich von 30 cm bis 130 cm in der beschriebenen Ausführung. Insbesondere kann er im Bereich von 30 cm bis 105 cm, spezieller im Bereich von 50 cm bis 105 cm, liegen.
• Der axiale Abstand 110 zwischen dem Spitzenmittelpunkt 58b der OGV 58 und der ersten Flanschverbindung 60 ist definiert als der Abstand entlang der Achse 9 zwischen der axialen Position des Spitzenmittelpunktes der OGV 58b und der axialen Position des axialen Mittelpunkts der ersten Flanschverbindung 60. Der axiale Abstand 110 zwischen dem Wurzelmittelpunkt der OGV 58a und der ersten Flanschverbindung 60 ist kleiner als oder gleich 90 cm, und zwar insbesondere im Bereich von 20 cm bis 90 cm in der beschriebenen Ausführung. Insbesondere kann er im Bereich von 40 cm bis 90 cm liegen.
• Die axiale Positionierung der Fan-Auslass-Leitschaufeln (Fan-OGVs) 58 kann das Reduzieren oder Minimieren der Triebwerksbiegung beeinflussen während die Flanschintegrität aufrechterhalten wird.
• Insbesondere kann das Triebwerk 10 so ausgelegt sein, dass der axiale Abstand 108 zwischen dem Fan-OGV-Wurzelmittelpunkt 58a und der ersten Flanschverbindung 60 verhältnismäßig kurz ist. Ein Verhältnis des axialen Abstands 108 zwischen dem Fan-OGV-Wurzelmittelpunkt 58a und der Mitte der ersten Flanschverbindung 60 zu dem ersten Flanschradius 104 von 2,6 oder weniger kann eine geeignete Steifigkeit für den Triebwerkskern 11 bereitstellen - dieses Verhältnis kann als Fan-OGV-Wurzelpositionsverhältnis bezeichnet werden, und kann dargestellt werden als: $$\frac{\begin{array}{l}axialerAbstand\left(108\right)zwischendererstenFlanschverbindung\left(60\right)und\\ demFan-OGV-Wurzelmittelpunkt\left(58a\right)\end{array}}{ersterFlanschradius\left(104\right)}$$

  
• In der beschriebenen Ausführungsform ist das Triebwerk 10 so konfiguriert, dass das Fan-OGV-Wurzelpositionsverhältnis einen Wert von weniger als oder gleich 2,6 hat und spezieller zwischen 2,6 und 0,8 (inklusive).
• In verschiedenen Ausführungsformen kann das Fan-OGV-Wurzelpositionsverhältnis einen Wert von 2,6, 2,5, 2,4, 2,2, 2,0, 1,8, 1,6, 1,5, 1,4, 1,2, 1,0 oder 0,8 haben. Das Fan-OGV-Wurzelpositionsverhältnis kann beispielsweise zwischen beliebigen zwei der Werte in dem vorherigen Satz liegen.
• In einigen Ausführungsformen ist ein Verhältnis von Fan-OGV-Wurzelposition zum Fandurchmesser von: $$\frac{\begin{array}{l}axialerAbstand\left(108\right)zwischendererstenFlanschverbindung\left(60\right)und\\ demFan-OGV-Wurzelmittelpunkt\left(58a\right)\end{array}}{Fandurchmesser}$$

  

  kleiner als oder gleich 0,33. Der Fandurchmesser ist gleich dem Zweifachen des Radius 101 des Fans 23. In der beschriebenen Ausführungsform ist der Fandurchmesser größer als 240 cm und insbesondere größer als 300 cm (in beiden Fällen kann er nicht mehr als ein Maximum von 380 cm betragen). In der beschriebenen Ausführungsform liegt der Fandurchmesser zwischen 330 cm und 380 cm und insbesondere zwischen 335 cm und 360 cm.
• In der beschriebenen Ausführungsform ist das Triebwerk 10 so konfiguriert, dass das Verhältnis von Fan-OGV-Wurzelposition zu Fandurchmesser größer als oder gleich 0,12 ist.
• In verschiedenen Ausführungsformen kann das Verhältnis von Fan-OGV-Wurzelposition zu Fandurchmesser einen Wert von 0,33, 0,32, 0,30, 0,27, 0,25, 0,22, 0,20, 0,17, 0,15 oder 0,12 haben. Das Verhältnis von Fan-OGV-Wurzelposition zu Fandurchmesser kann zum Beispiel zwischen beliebigen zwei der Werte in dem vorhergehenden Satz liegen.
• In einigen Ausführungsformen kann das Verhältnis von Fan-OGV-Wurzelposition zu Fandurchmesser einen Wert annehmen oder in einen Bereich fallen, wie sie oben aufgelistet sind, während das Fan-OGV-Wurzelpositionsverhältnis nicht einen Wert annehmen oder in einen Bereich fallen kann, wie sie oben aufgelistet sind, oder umgekehrt. In anderen Ausführungsformen können beide Fan-OGV-Wurzelpositionsverhältnisse einen Wert annehmen oder in einen Bereich fallen, wie sie oben aufgelistet sind.
• Zusätzlich oder alternativ kann das Triebwerk 10 so ausgelegt sein, dass der axiale Abstand 110 zwischen dem Fan-OGV-Spitzenmittelpunkt 58b und der ersten Flanschverbindung 60 relativ kurz ist. Ein Verhältnis des axialen Abstands 110 zwischen dem Fan-OGV-Spitzenmittelpunkt 58b und der Mitte der ersten Flanschverbindung 60 zu dem ersten Flanschradius 104 von 1,8 oder weniger kann eine geeignete Steifigkeit für den Triebwerkskern 11 bereitstellen - dieses Verhältnis kann als Fan-OGV-Spitzenpositionsverhältnis bezeichnet werden, und kann dargestellt werden als: $$\frac{\begin{array}{l}axialerAbstand\left(110\right)zwischendererstenFlanschverbindung\left(60\right)und\\ demFan-OGV-Spitzenmittelpunkt\left(58b\right)\end{array}}{ersterFlanschradius\left(104\right)}$$

  
• In der beschriebenen Ausführungsform ist das Triebwerk 10 so konfiguriert, dass das Fan-OGV-Spitzenpositionsverhältnis einen Wert von weniger als oder gleich 1,8 hat und spezieller zwischen 1,8 und 0,6 (inklusive).
• In verschiedenen Ausführungsformen kann das Fan-OGV-Spitzenpositionsverhältnis einen Wert von 1,8, 1,7, 1,6, 1,5, 1,4, 1,3, 1,2, 1,1, 1,0, 0,9, 0,8, 0,7 oder 0,6 haben. Das Fan-OGV-Spitzenpositionsverhältnis kann beispielsweise zwischen beliebigen zwei der Werte in dem vorherigen Satz liegen.
• In einigen Ausführungsformen ist ein Verhältnis von Fan-OGV-Spitzenposition zum Fandurchmesser von: $$\frac{\begin{array}{l}axialerAbstand\left(110\right)zwischendererstenFlanschverbindung\left(60\right)und\\ demFan-OGV-Spitzenmittelpunkt\left(58b\right)\end{array}}{Fandurchmesser}$$

  

  kleiner als oder gleich 0,22. Der Fandurchmesser ist gleich dem Zweifachen des Radius 101 des Fans 23. In der beschriebenen Ausführungsform ist der Fandurchmesser größer als 240 cm und insbesondere größer als 300 cm (in beiden Fällen kann er nicht mehr als ein Maximum von 380 cm betragen). In der beschriebenen Ausführungsform liegt der Fandurchmesser zwischen 330 cm und 380 cm und insbesondere zwischen 335 cm und 360 cm.
• In der beschriebenen Ausführungsform ist das Triebwerk 10 so konfiguriert, dass das Verhältnis von Fan-OGV-Spitzenposition zu Fandurchmesser größer als oder gleich 0,095 ist.
• In verschiedenen Ausführungsformen kann das Verhältnis von Fan-OGV-Spitzenposition zu Fandurchmesser einen Wert von 0,22, 0,21, 0,20, 0,19, 0,18, 0,17, 0,16, 0,15, 0,14, 0,13, 0,12, 0,11, 0,10 oder 0,095 haben. Das Verhältnis von Fan-OGV-Spitzenposition zu Fandurchmesser kann zum Beispiel zwischen beliebigen zwei der Werte in dem vorhergehenden Satz liegen.
• In einigen Ausführungsformen kann das Verhältnis von Fan-OGV-Spitzenposition zu Fandurchmesser einen Wert annehmen oder in einen Bereich fallen, wie sie oben aufgelistet sind, während das Fan-OGV-Spitzenpositionsverhältnis nicht einen Wert annehmen oder in einen Bereich fallen kann, wie sie oben aufgelistet sind, oder umgekehrt. In anderen Ausführungsformen können beide Fan-OGV-Spitzenpositionsverhältnisse einen Wert annehmen oder in einen Bereich fallen, wie sie oben aufgelistet sind.
• Vordere Halterung
• Das Triebwerk 10 ist so angeordnet, dass es mit einem oder mehreren Pylonen 53 an einem Flügel 52 eines Flugzeugs 90 befestigt werden kann (ein Pylon kann auch als Flugzeugrahmenstrebe bezeichnet werden).
• In den in Bezug auf 10 beschriebenen Ausführungsformen ist das Triebwerk 10 so angeordnet, dass es an mindestens zwei Stellen mit einem Pylon 53 verbunden ist. In der beschriebenen Ausführungsform umfassen die beiden Stellen eine Gondelhalterung 53a, die die Gondel 21 mit dem Pylon 53 verbindet, und eine Kernhalterung 53b, die den Kern 11 mit dem Pylon 53 verbindet. Die Gondelhalterung 53a befindet sich in dieser Ausführungsform vor der Kernhalterung 53b. Die vordere Halterung 50 ist daher die Gondelhalterung 53a in der beschriebenen Ausführungsform.
• In der in 7 dargestellte Ausführungsform ist die vordere Halterung 50 eine Kernhalterung, und es sind zwei Kernhalterungen vorgesehen. Die vordere Halterung 50 ist die vordere Kernhalterung 50.
• In einigen Ausführungsformen kann die vordere Halterung 50 eine Gondelhalterung 53a sein und kann an der axialen Position des Fan-OGV-Spitzenmittelpunkts 58b angeordnet sein.
• In verschiedenen Ausführungsformen kann es nur eine Kernhalterung geben, oder es können mehrere Kernhalterungen 53b vorhanden sein - zum Beispiel kann der Pylon 53 an mehreren Stellen mit dem Kern 11 verbunden sein, oder mehrere Pylone 53 können jeweils mit dem Kern 11 verbunden sein.
• In verschiedenen Ausführungsformen kann es nur eine Gondelhalterung 53a geben, oder es können mehrere Gondelhalterungen 53a vorhanden sein - zum Beispiel kann der Pylon 53 an mehreren Stellen mit der Gondel 21 verbunden sein, oder mehrere Pylone 53 können jeweils mit der Gondel 21 verbunden sein.
• Die vorderste Halterung 50, ob es eine Gondelhalterung 53a oder eine Kernhalterung 53b ist, ist als die vordere Halterung 50 definiert.
• Der axiale Abstand 106 zwischen der vorderen Halterung 50 und der ersten Flanschverbindung 60 ist definiert als der Abstand entlang der Achse 9 zwischen der axialen Position des axialen Mittelpunktes der vorderen Halterung 50 und der axialen Position des axialen Mittelpunkts der ersten Flanschverbindung 60.
• Der Fachmann wird erkennen, dass die axiale Positionierung der vorderen Halterung 50 wichtig sein kann, um die Triebwerksbiegung zu reduzieren oder zu minimieren, während die Flanschintegrität beibehalten wird. Insbesondere kann das Triebwerk 10 so ausgelegt sein, dass der axiale Abstand 106 zwischen der vorderen Halterung 50 und der ersten Flanschverbindung 60 verhältnismäßig kurz ist, um die Steifigkeit zu erhöhen (insbesondere Erhöhen der Zwischengehäusesteifigkeit). Das Ausführen des Abstands 106 als relativ kurz kann auch die Leichtigkeit des Zusammenbaus und der Kerninspektion verbessern. Bei den beschriebenen Ausführungsformen befindet sich die erste Flanschverbindung 60 an einem Punkt, an dem das Biegemoment auf dem Triebwerkskern 11 recht hoch ist. Der Fachmann wird erkennen, dass das Biegemoment im Allgemeinen näher an der vorderen Halterung 50 höher ist. Eine Vergrößerung des ersten Flanschradius 104, um einen größeren Durchmesser für die erste Flanschverbindung 60 zu erhalten, kann die Reaktion auf das relativ hohe Biegemoment erleichtern.
• Ein Verhältnis des axialen Abstands 106 zwischen der vorderen Halterung 50 und der Mitte der ersten Flanschverbindung 60 zu dem ersten Flanschradius von 1,18 oder weniger kann eine geeignete Steifigkeit für den Triebwerkskern 11 bereitstellen - dieses Verhältnis kann als Positionsverhältnis der vorderen Halterung bezeichnet werden, und kann dargestellt werden als: $$\frac{\begin{array}{l}axialerAbstand\left(106\right)zwischendererstenFlanschverbindung\left(60\right)und\\ dervorderenHalterung\left(50\right)\end{array}}{ersterFlanschradius\left(104\right)}$$

  
• In der beschriebenen Ausführungsform ist das Triebwerk 10 so konfiguriert, dass das Positionsverhältnis der vorderen Halterung einen Wert von weniger als oder gleich 1,18 hat und spezieller zwischen 1,18 und 0,65.
• In verschiedenen Ausführungsformen kann das Positionsverhältnis der vorderen Halterung einen Wert von 1,18, 1,14, 1,10, 1,05, 1,00, 0,95, 0,90, 0,85, 0,80, 0,75, 0,70, 0,67 oder 0,65 haben. Das Positionsverhältnis der vorderen Halterung kann beispielsweise zwischen beliebigen zwei der Werte in dem vorherigen Satz liegen.
• Der axiale Abstand 106 zwischen der ersten Flanschverbindung 60 und der vorderen Halterung 50 liegt in der beschriebenen Ausführungsform zwischen 30 cm und 75 cm und insbesondere bei etwa 30 cm.
• In einigen Ausführungsformen ist ein Verhältnis von Position der vorderen Halterung zum Fandurchmesser von: $$\frac{\begin{array}{l}axialerAbstand\left(106\right)zwischendererstenFlanschverbindung\left(60\right)und\\ dervorderenHalterung\left(50\right)\end{array}}{Fandurchmesser\left(112\right)}$$

  

  kleiner als oder gleich 0,145. Der Fandurchmesser 112 ist gleich dem Zweifachen des Radius 101 des Fans 23. In der beschriebenen Ausführungsform ist der Fandurchmesser 112 größer als 240 cm und insbesondere größer als 300 cm (in beiden Fällen kann er nicht mehr als ein Maximum von 380 cm betragen). In der beschriebenen Ausführungsform liegt der Fandurchmesser 112 zwischen 330 cm und 380 cm und insbesondere zwischen 335 cm und 360 cm.
• In der beschriebenen Ausführungsform ist das Triebwerk 10 so konfiguriert, dass das Verhältnis von Position der vorderen Halterung zu Fandurchmesser größer als oder gleich 0,07 ist.
• In verschiedenen Ausführungsformen kann das Verhältnis von Position der vorderen Halterung zu Fandurchmesser einen Wert von 0,145, 0,140, 0,135, 0,130, 0,125, 0,120, 0,115, 0,110, 0,105, 0,100, 0,095, 0,090, 0,085, 0,080, 0,075 oder 0,070 haben. Das Positionsverhältnis der vorderen Halterung zum Fandurchmesser kann beispielsweise zwischen beliebigen zwei der Werte in dem vorherigen Satz liegen.
• In einigen Ausführungsformen kann das Verhältnis von Position der vorderen Halterung zu Fandurchmesser einen Wert annehmen oder in einen Bereich fallen, wie sie oben aufgelistet sind, während das Positionsverhältnis der vorderen Halterung nicht einen Wert annehmen oder in einen Bereich fallen kann, wie sie oben aufgelistet sind, oder umgekehrt. In anderen Ausführungsformen können beide Positionsverhältnisse der vorderen Halterung einen Wert annehmen oder in einen Bereich fallen, wie sie oben aufgelistet sind.
• In der vorliegenden Offenbarung beziehen sich die Begriffe stromaufwärts und stromabwärts auf den Luftstrom durch das Verdichtersystem; und vorne und hinten beziehen sich auf das Gasturbinentriebwerk, d. h. der Fan befindet sich vorne und die Turbine befindet sich hinten im Triebwerk.
• Es versteht sich, dass die Erfindung nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt ist und dass verschiedene Modifikationen und Verbesserungen vorgenommen werden können, ohne von den hierin beschriebenen Konzepten abzuweichen. Mit Ausnahme der Fälle, in denen sie sich gegenseitig ausschließen, kann jedes der Merkmale getrennt oder in Kombination mit beliebigen anderen Merkmalen verwendet werden, und die Offenbarung erstreckt sich auf und umfasst alle Kombinationen und Unterkombinationen von einem oder mehreren hierin beschriebenen Merkmalen.

Claims (13)

1. Gasturbinentriebwerk (10) für ein Flugzeug, umfassend: einen Triebwerkskern (11), umfassend: ein Verdichtersystem mit Verdichterschaufeln, die entsprechende Luftleitbleche umfassen, wobei das Verdichtersystem einen ersten Verdichter (14) mit niedrigerem Druck und einen zweiten Verdichter (15) mit höherem Druck umfasst; und ein äußeres Kerngehäuse (76), das das Verdichtersystem umgibt und eine erste Flanschverbindung (60) umfasst, die so angeordnet ist, dass sie eine Trennung des äußeren Kerngehäuses (76) an einer axialen Position der ersten Flanschverbindung (60) ermöglicht, wobei die erste Flanschverbindung (60) einen ersten Flanschradius (104) aufweist, wobei die erste Flanschverbindung (60) die erste Flanschverbindung ist, die stromabwärts einer axialen Position liegt, die durch den axialen Mittelpunkt zwischen der axialen Mittelspanne-Position an der Hinterkante des am weitesten stromabwärts gelegenen Luftleitblechs des ersten Verdichters (14) und der axialen Mittelspanne-Position an der Vorderkante des am weitesten stromaufwärts gelegenen Luftleitblechs des zweiten Verdichters (15) definiert ist; einen Fan (23), der stromaufwärts des Triebwerkskerns (11) angeordnet ist, wobei der Fan eine Vielzahl von Fanschaufeln (23a) umfasst und einen Fandurchmesser (112) aufweist; eine Gondel (21), die den Triebwerkskern (11) umgibt und einen Bypasskanal (22) zwischen dem Triebwerkskern (11) und der Gondel (21) definiert; und eine Fan-Auslass-Leitschaufel (OGV) (58), die sich radial über den Bypasskanal (22) zwischen einer Außenfläche des Triebwerkskerns (11) und der Innenfläche der Gondel (21) erstreckt, wobei die Fan-OGV (58) eine radial innere Kante (58a) und eine radial äußere Kante (58b) aufweist, wobei ein axialer Mittelpunkt der radial äußeren Kante (58b) als der Fan-OGV-Spitzenmittelpunkt (58b) definiert ist, wobei ein Fan-OGV-Spitzenpositionsverhältnis von: $$\frac{\begin{array}{l}axialerAbstand\left(110\right)zwischendererstenFlanschverbindung\left(60\right)und\\ derFan-OGC-Spitzenmittelpunkt\left(58b\right)\end{array}}{ersterFlanschradius\left(104\right)}$$

   

   gleich oder kleiner als 1,8 ist.
2. Gasturbinentriebwerk (10) nach Anspruch 1, wobei das Fan-OGV-Spitzenpositionsverhältnis größer als oder gleich 0,6 ist.
3. Gasturbinentriebwerk (10) nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei das Fan-OGV-Wurzelpositionsverhältnis kleiner als oder gleich 1,20 und optional kleiner als oder gleich 1,00 ist.
4. Gasturbinentriebwerk (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Fandurchmesser (112) größer als 240 cm und kleiner als oder gleich 380 cm und optional größer als 300 cm und kleiner als oder gleich 380 cm, zum Beispiel zwischen 330 cm und 380 cm, und optional zwischen 335 cm und 360 cm ist.
5. Gasturbinentriebwerk (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Anzahl der Fanschaufeln (23a) zwischen 16 und 22 liegt; und/oder wobei das Triebwerk (10) ferner ein Getriebe (30) aufweist, das eine Eingabe von einer Kernwelle (26) aufnimmt und einen Antrieb an den Fan (23) ausgibt, um den Fan mit einer niedrigeren Drehzahl als die Kernwelle anzutreiben, und wobei optional ein Übersetzungsverhältnis des Getriebes (30) zwischen 3,1 und 4,0 liegt.
6. Gasturbinentriebwerk (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die erste Flanschverbindung (60) an oder axial stromabwärts von einer Vorderkante des am weitesten stromaufwärts gelegenen Luftleitblechs des zweiten Verdichters (15) angeordnet ist; oder wobei die erste Flanschverbindung (60) an oder axial stromaufwärts von einer Vorderkante des am weitesten stromaufwärts gelegenen Luftleitblechs des zweiten Verdichters (15) angeordnet ist.
7. Gasturbinentriebwerk (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Triebwerk (10) umfasst: eine erste Turbine (19) und eine erste Kernwelle (26), die die erste Turbine (19) mit dem Verdichter (14) verbindet; und eine zweite Turbine (17) und eine zweite Kernwelle (27), die die zweite Turbine mit dem zweiten Verdichter verbindet, und wobei die zweite Turbine, der zweite Verdichter und die zweite Kernwelle so angeordnet sind, dass sie sich mit einer höheren Drehzahl als die erste Kernwelle drehen.
8. Gasturbinentriebwerk (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei ein Verhältnis von Fan-OGV-Spitzenposition zu Fandurchmesser von: $$\frac{\begin{array}{l}axialerAbstand\left(110\right)zwischendererstenFlanschverbindung\left(60\right)und\\ denFan-OGV-Spitzenmittelpunkt\left(58b\right)\end{array}}{Fandurchmesser\left(112\right)}$$

   

   kleiner als oder gleich 0,22 ist; und optional wobei das Verhältnis von Fan-OGV-Spitzenposition zu Fandurchmesser größer als oder gleich 0,095 ist.
9. Gasturbinentriebwerk (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei ein axialer Mittelpunkt der radial inneren Kante (58a) als der Fan-OGV-Wurzelmittelpunkt (58a) definiert ist, und wobei ein Fan-OGV-Wurzelpositionsverhältnis von: $$\frac{\begin{array}{l}axialerAbstand\left(108\right)zwischendererstenFlanschverbindung\left(60\right)und\\ denFan-OGV-Wurzelmittelpunkt\left(58a\right)\end{array}}{ersterFlanschradius\left(104\right)}$$

   

   gleich oder kleiner als 2,6 ist; und optional wobei das Fan-OGV-Wurzelpositionsverhältnis größer als oder gleich 0,8 ist; und wobei optional ein Verhältnis von Fan-OGV-Wurzelposition zum Fandurchmesser von: $$\frac{\begin{array}{l}axialerAbstand\left(108\right)zwischendererstenFlanschverbindung\left(60\right)und\\ denFan-OGV-Wurzelmittelpunkt\left(58a\right)\end{array}}{Fandurchmesser\left(112\right)}$$

   

   kleiner als oder gleich 0,33.
10. Gasturbinentriebwerk (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, ferner umfassend eine vordere Halterung (50, 53a), die angeordnet ist, um mit einem Pylon (53) verbunden zu werden, und wobei ein Verhältnis der Position der vorderen Halterung von: $$\frac{\begin{array}{l}axialerAbstand\left(106\right)zwischendererstenFlanschverbindung\left(60\right)und\\ dervorderenHalterung\left(50\right)\end{array}}{ersterFlanschradius\left(104\right)}$$

    

    gleich oder kleiner als 1,18 ist; und optional wobei ein Verhältnis von Position der vorderen Halterung zum Fandurchmesser von: $$\frac{\begin{array}{l}axialerAbstand\left(106\right)zwischendererstenFlanschverbindung\left(60\right)und\\ dervorderenHalterung\left(50,53a\right)\end{array}}{Fandurchmesser\left(112\right)}$$

    

    kleiner als oder gleich 0,145 ist.
11. Gasturbinentriebwerk (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Triebwerkskern (11) ferner ein inneres Kerngehäuse (70) umfasst, das radial einwärts der Verdichterschaufeln des Verdichtersystems (14, 15) vorgesehen ist, wobei das innere Kerngehäuse (70) und das äußere Kerngehäuse (76) einen Kernarbeitsgasströmungspfad (A) dazwischen definieren, wobei ein Gaspfadradius (102) als der Außenradius des Kerngasströmungspfads (A) an der axialen Position der ersten Flanschverbindung (60) definiert ist, und ein Gaspfadverhältnis von: $$\frac{ersterFlanschradius\left(104\right)}{Gaspfadradius\left(102\right)}$$

    

    gleich oder größer als 1,10 und kleiner als oder gleich 2,0 ist.
12. Gasturbinentriebwerk (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei ein Fandurchmesserverhältnis von: $$\frac{ersterFlanschradius\left(104\right)}{Fandurchmesser\left(112\right)}$$

    

    gleich oder größer als 0,125 und kleiner als oder gleich 0,17 ist.
13. Gasturbinentriebwerk (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei ein Fanschaufelmassenverhältnis von: $$\frac{ersterFlanschradius\left(104\right)}{MassejederFanschaufel\left(23a\right)}$$

    

    gleich oder kleiner als 19,0 mm/Pfund ist.

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