DE1024288B

DE1024288B - Verbrennungsturbinentriebwerk

Info

Publication number: DE1024288B
Application number: DEN12059A
Authority: DE
Inventors: Ronald Albert Gilbert
Original assignee: D Napier and Son Ltd
Current assignee: Napier Turbochargers Ltd
Priority date: 1955-04-07
Filing date: 1956-04-04
Publication date: 1958-02-13

Description

Verbrennungsturbinentriebwerk Die Erfindung bezieht sich auf ein Verbrennungsturbinentriebwerk. Es sind Triebwerke dieser Art bekannt, bei denen die Turbine mit der Kraftabgabewelle über ein Untersetzungsgetriebe verbunden und die Abgasleitung zwischen der Turbine und dem Getriebe angeordnet ist. Dabei stützt sich das Gehäuse des Getriebes auf das Turbinengehäuse. Die Kraftabgabewelle kann mit der Luftschraube eines Flugzeugs oder mit dem Drehflügelsystem eines Hubschraubers verbunden sein, und zwar entweder unmittelbar oder über ein weiteres Untersetzungsgetriebe, das nachstehend als Flugzeug-Untersetzungsgetriebe bezeichnet ist. Der die Verbrennungsluft liefernde Verdichter kann von der die Nutzleistung erzeugenden Turbine oder vom. einer besonderen Verdichterantriebsturbine angetrieben werden.
Bei den bekannten Triebwerken ist zur Abstützung des Getriebegehäuses zwischen diesem und dem Turbinengehäuse eine starre Verbindung vorgesehen. Eine solche Verbindung hat sich jedoch nicht bewährt, da die zwischen Turbine und Getriebe liegende Abgasleitung zu einer ungleichmäßigen Erwärmung des Triebwerkes führt und da es unter dem Einfluß dieser ungleich müßigen Erwärmung zu einer radialen, Verlagerung des Getriebes gegenüber der Turbine kommt.
Zur Vermeidung dieses Nachteils. ist gemäß der Erfindun g zwischen den beiden Teilen; eine Verbindung vorgesehen worden, die eine gewisse radiale Beweglichkeit des Getriebes, gegenüber der Turbine ermöglicht, und zwar ist das Getriebegehäuse auf dem Turbinengehäuse mit Hilfe von vier Traggliedern abgestützt worden" die in gleichen Abständen um die Turbinenachse herum angeordnet sind. Diese Tragglieder bestehen aus zwei gelenkig miteinander verbundenen Teilen, von denen der eine am Getriebegehäuse, der andere am Turbinengehäuse angebracht ist. Dabei ist die Anordnung so getroffen, daß das Gelenk nur Bewegungen in einer axialen Ebene zuläßt. Beil einer solchen Ausbildung der Verbindung zwischen Getriebe und Turbine kann, das. Getriebe auch beit ungleichmäßiger Erwärmung seine zentrale Lage zur Turbine beibehalten.
Wird in an sich . bekannter Weise eine Abgasleitung mit zwei einander diametral gegenüberliegenden Rohrstutzen verwendet, die von einer gemeinsamen, den Abgasauslaß der Turbine aufnehmenden Kammer ausgehen., so ist es zweckmäßig, bei zwei einander gegen, überliegenden Traggliedern die an dem Getriebegehäuse angebrachten Teile dieser Tragglieder zwischen dien beiden, Abgasstutzen anzuordnen und bet den beiden anderen Traggliedern quer durch das Innere der beiden Abgasstutzen hindurchzuführen, und zwar unter Verwendung eines rohrförmigen Mantels. Ferner ist es zweckmäßig, das Triebwerk an einer Stelle zu unterstützen, die sich auf der entgegengesetzt zum Getriebe liegenden Seite der Turbine befindet, und zur Übertragung des Drehmoments eine Kupplung zu verwenden, die einerseits zur Aufnahme des Reaktionsmoments mit einem ortsfesten Bauteil, z. B. der Zellenkonstruktion, eines Flugzeugs, andererseits mit dem Gehäuse des Getriebes verbunden ist. Durch eine solche Ausbildung wird gewährleistet, daß die zur Abstützung des Getriebegehäuses. vorgesehenen Tragglieder keine erheblichen seitlichen Kräfte zu übertragen brauchen.
Dient dass Triebwerk zum Antrieb, eines Hubschraubers, so ist es vorteilhaft, seine Achse gegen, über dem Hubschrauber annähernd senkrecht, das Drehflügelsystem gleichachsig zurr Kraftabgabewelle des Getriebes und die Turbine oberhalb des Verdichters anzuordnen.
Die Erfindung wird im. folgenden an Hand: schematischer Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert, bei dem es. sich um ein Triebwerk zum Antreiben des Drehflügelsystems eines Hubschraubers handelt.
Fi,g. 1 ist ein Stück einer teilweise weggebrochen gezeichnetem Seitenansicht eines Huibischraubers, die das Triebwerk erkennen läßt; Fig.2 ist eine in größerem Maßtabe gezeichnete Seitenansicht das Triebwerks,; Fig. 3 ist eine Vomderansiicht des unteren Teils des Triebwerks. in, Richtung des Pf eils.III in Fig. 2; Fig. 4 ;ist ein Querschnitt längs der Linie IV-IV in Fi.g. 2. Gemäß den Figuren umfaßt das Verbrennungsturbinenantriebwerk einen Luftverdichter der Axialbanart, dessen oberes Gehäuseende bei A1 angedeutet ist, dessen Lufteinlaß am unteren Ende angeordnet ist, und der Luft zu den unteren Enden von in einem Gehäuse A2 eingeschlossenen Brennkammern fördert, von denen aus die Verbrennungsprodukte zu einer Nutzleistung erzeugenden Turbine gelangen, deren Gehäuse bei A3 angedeutet ist.
Am oberen Ende des Turbinengehäuses A13 ist ein Abgasleitungssystem derart angebracht, daß die Ab, gasöffnung des Turbinengehäuses in dieses System mündet, das. einen ringförmigen Eintrittsabschnitt B umfaßt, der mit einem Flansch B1 des Turbinengehäuses starr verbunden ist und von dem zwei nach oben ragende Stutzen B2 ausgehen., durch welche die Abgase zu zwei seitlich gerichteten Austrittsöffnungen B3 strömen.
Oberhalb des Abgasleitungssystems B, B2 befindet sich das Gehäuse C des Triebwerks-Untersetzungsgetriebes, dessen unterer Teil in dem Raum zwischen, den beiden Stutzen B2 liegt, an denen aus. diesem Grunde konkave Einbuchtungen B4 (Fig. 4) vorgesehen sind:. Das Gehäuse C des Triebwerks-Untersetzungsgetriebes enthält ein Untersetzungsgetriebe, das z. B. als Planetengetriebe ausgebildet ist, und dieses Getriebe umfaßt eine Krafteinleitungswelle C1, die in das untere Ende des Gehäuses eintritt und unmittelbar mit der benachbarten Seite der Nutzleistung erzeugenden Turbine verbunden ist, sowie eine mit der Krafteinleitungswelle C1 gleichachsige Abtriebswelle C2 am oberen Ende des Gehäuses C, die durch die Kupplung F1 mit der Krafteinleitungswelle F2 eines. in dem Gehäuse F untergebrachten Flugzeug-Untersetzungsgetriebes verbunden ist. Von dem Gehäuse F des. Flugzeug-Untersetzungsgetriebes aus wird die Antriebskraft einerseits über eine Kraftabgabewelle F3 auf das Drehflügelsystem GI des Hubschraubers G und andererseits mittels einer weiteren Abtriebswelle F4 auf den hier nicht dargestellten Heckrotor des Hubschraubers übertragen. Das Gehäuse F des Flugzeug-Untersetzungsgetriebes ist mit der Zellenkonstruktion. des Hubschraubers starr verbunden, und es ist ferner mit dem Gehäuse C des Triebwerks-Untersetzungsgetriebes durch eine Drehmomentübertragungskupplung C3 verbunden, die lein erhebliches Gewicht unterstützen, jedoch die Drehmomentreaktion von dem Gehäuse C des Triebwerks-Untersetzungsgetriebes aus über das Gehäuse F des Flugzeug-Untersetzungsgetriebes auf die Zellenkonstruktion übertragen kann.
Das Gehäuse C des Triebwerks-Untersetzungsgetriebes ist mit dem oberen Ende des Turbinengehäuses A3 durch vier Halterungsaggregate, die jeweils einen Bock D umfassen., verbunden., um das Gehäuse C von dem Turbinengehäuse aus zu: unterstützen. Die Fußteile der Böcke D werden durch dien Flansch B1 des Turbinengehäuses unterstützt. An den oberen Enden der Böcke D sind. Bolzenverbindungen D2 vorgesehen, mittels deren die äußeren Enden von vier radialen Armen D1 mit den Böcken D verbunden sind; die inneren Enden der Arme D1 sind. an dem Gehäuse C des Triebwerks-Untersetzungsgetriebes befestigt. Zwei der Arme D1 erstrecken sich durch die V-förmigen Lücken B6 zwischen den beiden, Abgasstutzen B2, während die beiden. anderen Arme durch rohrförmige Gehäuse B7 hindurchragen, die sich quer durch die Abgasstutzen erstrecken.
Versteifungsbleche B5 verbinden die beiden Stutzen B2 miteinander an solchen Stellen:, wo die Stutzen genügend weit sind, so daß die Versteifungsbleche nicht an demn Gehäuse C des Triebwerks-Untersetzungsgetriebes anstoßen.
Das Gewicht des Triebwerks wird von den Bauteilen G2 der Zellenkonstruktion. des Hubschraubers aus über Streben G3 und G4 unterstützt, deren obere Enden an Halterungen G5 angelenkt sind., die mit dem Triebwerk starr verbunden sind. Die Achsen der Streben G3 und G4 schneiden .sich annähernd im Schwerpunkt H des Triebwerks.
Das Gewicht des Gehäuses C des Triebwerks-Untersetzungsgetriebes und der darin enthaltenen Teile wird durch die Arme D1 und die Böcke D auf das Turbinengehäuse A3 und von dort aus auf die Tragstreben G3 und G4 und weiter auf die Bauteile G2 der Zellenkonstruktion übertragen, doch die Übertragung der Drehmomentreaktion vom Gehäuse des Triebwerks-Untersetzungsgetriebes auf die Zellenkonstruktion erfolgt in der bereits erläuterten Weise vermittels der Drehmomentübertragungskupplung C3 und das Gehäuse F des Flugzeug-Untersetzungsgetriebes, so daß die Halterungen bzw. Böcke D keine erheblichen seitlichen Kräfte zu übertragen brauchen:.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Verbrennungsturbinentriebwerk, bei demn die Turbine mit der Kraftabgabewelle über ein Untersetzungsgetriebe verbunden und', die Abgasleitung zwischen der Turbine und dem Getriebe angeordnet ist, dessen Gehäuse sich auf das Turbinengehäuse stützt, dadurch gekennzeichnet, daß das Getriebegehäuse auf dem Turbinengehäuse mittels vier in gleichen Abständen voneinander um die Turbinenachse herum angeordneter Tragglieder abgestützt ist, die aus zwei ausschließlich in: einer axialen Ebene gelenkig miteinander verbundenen Teilen bestehen, von denen der eine an dem Getriebegehäuse, der andere an dem Turbinengehäuse angebracht ist.
2. Verbrennungsturbinentriebwerk nach Anspruch 1, bei dem die Abgasleitung zwei einander diametral gegenüberliegende Rohrstutzen aufweist, die von einer gemeinsamen ringförmigen Kammer ausgehen, in die der Abgasauslaß der Turbine mündet, dadurch gekennzeichnet, daß bei zwei einander gegenüberliegenden Traggliedern :die an dem Getriebegehäuse angebrachten Teile der Tragglieder zwischen den Abgasstutzen: liegen, während die entsprechenden Teile der beiden anderen Tragglieder durch rohrförmige Mäntel hind'urchragen, die sich quer durch das Innere der beiden Abgasstutzen hindurch erstrecken.
3. Verbrennungsturbinentriebwerk nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch. Mittel, die das Triebwerk von einem seiner Bauteile aus unterstützen, das auf der von dem Triebwerks-Untersetzungsgetriebe abgewandten Seite der Nutzleistung erzeugenden Turbine liegt, sowie durch eine Drehmomentübertragungs-k-upplung, die ein. Drehmoment übertragen, jedoch kein erhebliches Gewicht unterstützen kann und ein mit dem Gehäuse des Triebwerks-Untersetzungsgetriebes starr verbundenes Bauteil umfaßt, sowie ein Bauteil, das sich. mit der Zellenkonstruktion des. Flugzeugs, in welches das Triebwerk eingebaut ist, starr verbinden läßt.
4. Triebwerk nach Anspruch 1 oder 2 oder 3 zum Antreiben des Drehflügelsysterns eines Hubschraubers, dadurch gekennzeichnet, daß das Triebwerk so angeordnet ist, daß seine Achse gegenüber dem Hubschrauber annähernd senkrecht steht, wobei sich die Nutzleistung erzeugende Turbine oberhalb desn Verdichters befindet, und daß das Drehflügelsystem im wesentlichen gleichachsig mit der Kraftabgabewelle des Triebwerks-Untersetzungsgetriebes angeordnet ist und durch sie angetrieben wird. In Betracht gezogene Druckschriften: USA.-Patentschrift Nr. 2 632 997; Lastauto und Omnibus, Bd. 29, 1952, S. 359 bis 361; Auto und Kraftrad, 1952, Nr. 12, S. 6 bis B.