DE1272734B

DE1272734B - Stroemungsumkehreinrichtung fuer ein Zweikreisstrahltriebwerk

Info

Publication number: DE1272734B
Application number: DEG46922A
Authority: DE
Inventors: Robert Gerald Beavers
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1965-07-30
Filing date: 1966-05-20
Publication date: 1968-07-11
Also published as: CH457043A; US3262271A; NL6607034A; BE684865A; GB1104764A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. α.:

B64d

Deutsche Kl.: 62 b-37/02

Nummer: 1272 734

Aktenzeichen: P 12 72 734.3-22 (G 46922)

Anmeldetag: 20. Mai 1966

Auslegetag: 11. Juli 1968

Die Erfindung betrifft eine Strömungsumkehreinrichtung für ein Zweikreisstrahltriebwerk mit einem im Querschnitt ringförmigen Kanal zwischen einem Zentralkörper und einem konzentrischen Gehäuse, wobei das Gehäuse in einen Vorder- und einen Heckabschnitt unterteilt und der Heckabschnitt in Längsrichtung beweglich und mit Aussparungen versehen ist, in denen eine Anzahl von in Umfangsrichtung angeordneten Blockierklappen angeordnet ist, die einen Teil der äußeren Strömungswand des Kanals bilden, wobei die Blockierklappen mit ihrem stromauf gelegenen Ende am Heckgehäuse angelenkt sind und wobei ein fester Ring aus Strömungsumkehrschaufeln unter dem Heckgehäuseabschnitt angeordnet und am Gehäusevorderabschnitt befestigt ist und wobei Betätigungseinrichtungen innerhalb des Gehäuses angeordnet und mit dem Heckgehäuseabschnitt verbunden sind, um diesen stromab bewegen zu können, so daß die Strömungsumkehrschaufeln freigegeben werden.

Zweikreistriebwerke sind von Natur aus Triebwerke mit größeren Durchmessern, und es ist erwünscht, einen Schubumkehrmechanismus zur Verfügung zu haben, der den Durchmesser nicht vergrößert. Da die Triebwerke groß sind und da die Schubumkehr an einem verhältnismäßig großen Umfang durchgeführt werden muß, ist es von Bedeutung, daß der Aufbau der Schubumkehreinrichtung leicht ist und daß diese einfach betätigt werden kann. Zweikreistriebwerke mit einem hohen Bypaßverhältnis in der Größenordnung bis zu 8:1 und darüber sind Gebläsetriebwerke, in denen eine sehr große Menge des Antriebsmittels durch einen ringförmigen Bypaßkanal hindurchgeleitet wird. Bei derartigen Triebwerken ist es ausreichend, lediglich die Bypaß-Strömung umzulenken, da die Strömung durch das Strahltriebwerk einen Anteil in der Größenordnung von 10 bis 15 % der Gesamtströmung ausmacht. Die Schubumkehrleistung der Bypaßströmung allein ist bei Triebwerken mit derart hohen Bypaßverhältnissen ausreichend, um die Schubumlenkung zu erhalten, die zur Erfüllung spezieller Bedingungen erforderlich ist.

Schubumlenkeinrichtungen müssen zwei Funktionen ausüben. Die Schubumlenkeinrichtungen müssen die Strömung blockieren, und sie müssen die Strömung umlenken. Es ist wünschenswert, diese Funktionen derart auszuüben, daß die geringstmögliche Störung der normalen aerodynamischen Bauteile des Triebwerkes auftritt.

Bei den meisten bekannten Schubumlenkeinrichtungen wurde bezüglich der Flugzeuggeometrie ein Strömungsumkehreinrichtung
für ein Zweikreisstrahltriebwerk

Anmelder:

General Electric Company,

Schenectady, N. Y. (V. St. A.)

Vertreter:

Dipl.-Ing. E. Prinz, Dr. G. Hauser
und Dipl.-Ing. G. Leiser, Patentanwälte,
8000 München 60, Ernsbergerstr. 19

Als Erfinder benannt:

Robert Gerald Beavers, Mason, Ohio (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:

V. St. v. Amerika vom 30. Juli 1965 (476 100)

Kompromiß eingegangen, um die Masse der Schubumlenkeinrichtungen aufnehmen zu können. Wie im vorstehenden ausgeführt, ist es erwünscht, eine Schubumlenkeinrichtung zu schaffen, die an den vorhandenen Flugzeugaufbau angepaßt ist. Es ist ferner von Bedeutung, daß eine Schubumlenkeinrichtung gute Schubmodulationscharakteristiken ermöglicht, um einen mittleren und vollen Schub im Fall eines Durchstartens zur Verfügung zu stellen. Die Schubumlenkeinrichtung darf ferner den Betrieb des Triebwerkes nicht dadurch beeinträchtigen, daß ein Überdrehen oder Abwürgen bei der Betätigung der Schubumlenkeinrichtung hervorgerufen wird. Es ist mit anderen Worten erwünscht, daß das Triebwerk mit seiner vollen Drehzahl betätigt wird und daß die Schubumlenkeinrichtung aus der Vorwärtsschub- in die Schubumkehrstellung und wieder zurückbewegt werden kann, ohne daß die Belastung des Gebläses oder Gasgenerators verändert wird. Weiterhin sollte die Schubumlenkeinrichtung ausfallsicher sein, so daß diese Einrichtung in der Schubumlenkstellung verbleibt, falls ein Ausfall auftritt, während die Schubumlenkeinrichtung als Umlenkeinrichtung beim Landen verwendet wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schubumlenkeinrichtung für ein Zweikreisstrahltriebwerk zu schaffen, welches bei einfachstem Aufbau

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sowohl die im vorstehenden aufgeführten funktionellen als auch baulichen Bedingungen erfüllt.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß die Blockierklappen mit dem Zentralkörper durch Lenker verbunden sind, so daß sie beim Zurückschieben des Heckgehäuseabschnittes in eine Blockierstellung gedruckt werden, in der sie den Kanal absperren.

In vorteilhafter Weise können die Lenker vorgespannt sein, um die Blockierklappen bei nicht zurückgeschobenem Gehäuseabschnitt in dessen Aussparungen zu halten. Dabei können die Lenker mit Vorteil an den Blockierklappen an Stellen stromab von deren Strömungsdruckmitte angelenkt sein.

In den Figuren der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch dargestellt. Es zeigt

F i g. 1 eine Ansicht eines Zweikreistriebwerkes mit Frontgebläse,

F i g. 2 eine vergrößerte Schnittansicht der Schubumlenkeinrichtung, wobei die Schubumlenkeinrichtung in der Reisestellung gezeigt ist und wobei die Hauptteile in der Schubumlenkstellung gestrichelt gezeigt sind,

Fig. 3 eine perspektivische Teilansicht der Schubumlenkeinrichtung in der Umlenkstellung und

F i g. 4 eine Teilschnittansicht, welche eine Ausführungsform der Vorspannanordnung für die Lenker zeigt.

In F i g. 1 ist ein Zweikreistriebwerk mit Frontgebläse dargestellt. Ein Teil der Flugzeugzelle, wie beispielsweise eine Tragfläche 9, kann ein Triebwerk 10 mittels Stielen 11 tragen. Das Triebwerk 10 weist einen Zentralkörper 12 auf, in dem ein Strahltriebwerk angeordnet ist, welches die Abgase durch eine Düse 13 umgibt, um einen Schub zu erzeugen. Das Strahltriebwerk ist von einer Wandung 14 umgeben. Obwohl die Beschreibung in Verbindung mit einem Zweikreistriebwerk mit einem konzentrischen Strahltriebwerk erfolgt, sei bemerkt, daß die Wandung 14 die Wandung eines Kappenkörpers in einem Reisegebläse sein kann, welches in an sich bekannter Weise von einem entfernt angeordneten Gasgenerator aus gespeist wird. Ein Gebläse 15 ist konzentrisch zum Strahltriebwerk angeordnet, und dieses Gebläse erstreckt sich radial über die Wandung 14 hinaus. Das Gebläse 15 ist von einem konzentrischen Gehäuse 16 umgeben, welches einen größeren Durchmesser hat als der Zentralkörper 12 und welches im Abstand von der Wandung 14 angeordnet ist, um einen Kanal 17 zur Erzeugung eines zusätzlichen Schubes zu bilden, der durch die Bewegung von verhältnismäßig großen Luftmassen mit geringer Geschwindigkeit in an sich bekannter Weise erzeugt wird. Bei Triebwerken mit hohem Bypaßverhältnis kann diese Luftmasse das Achtfache oder mehr der Luftströmung durch das Strahltriebwerk betragen.

Um eine vereinfachte und leichte Schubumlenkeinrichtung zu schaffen, kann unmittelbar das Gehäuse 16 als Teil der Schubumlenkeinrichtung ausgebildet werden. Gleichzeitig ist es vorteilhaft, aus aerodynamischen Gründen das Gehäuse 16 so dünn wie möglich zu halten.

Die beiden Funktionen, die eine Schubumlenkeinrichtung ausüben muß, sind erstens das Blockieren der Strömung und zweitens das Umlenken der Strömung. Es wird ein Aufbau geschaffen, um diese beiden Funktionen auszuüben und um die Konstruktion derart aufzuspalten, daß zwei voneinander getrennte, jedoch miteinander verbundene Systeme vorgesehen sind, die hauptsächlich innerhalb des Gehäuses angeordnet sind und die die beiden Funktionen ausüben und die die aerodynamischen Eigenschaften des Triebwerkes im wesentlichen ungestört aufrechterhalten. Zusätzlich wird jede geringe Störung in vorteilhafter Weise stromauf vom Düsenquerschnitt im Unterschallströmungsbereich gehalten, wo die Druck-Verluste auf ein Minimum herabgesetzt sind.

Es sei nunmehr auf F i g. 2 Bezug genommen. Das Gehäuse 16 ist in Umfangsrichtung in einen vorderen Teil 18 und einen Heckteil 19 unterteilt. Diese Teile sind ganz allgemein in F i g. 1 zu erkennen. In der Reisestellung liegen der Vorderteil 18 und der Heckteil 19 längs der Linie 20 gegeneinander abdichtend an. Es ist zu erkennen, daß beide Teile die innere und äußere Strömungswand in der in F i g. 2 dargestellten Reisestellung bilden. Der aerodynamische glatte Gehäuseaufbau, der für den Reiseflug erforderlich ist, wird auf diese Weise ermöglicht.

Um die Strömung durch den Kanal 17 umzulenken, ist es zuerst erforderlich, die Strömung zu blokkieren. Zu diesem Zweck ist eine Anzahl von in Umfangsrichtung angeordneten Blockierklappen 22 vorgesehen, die die Form von gleichschenkligen Trapezen haben. Diese Blockierklappen sind mit ihren stromauf gelegenen Enden am Heckabschnitt 19 angelenkt und liegen derart in speziell geformten Aussparungen 24, daß diese Klappen mit dem Heckabschnitt einen Teil der inneren Strömungswand in der Reiseflugstellung bilden. Üblicherweise werden hohle dünne Schalenbauteile zur Erzielung einer leichten Bauweise und zur Sicherstellung von glatten Strömungswänden verwendet. Durch die stromauf gelegene Anlenkung der Blockierklappen 22 wird sichergestellt, daß die Blockierklappen 22 unmittelbar beim Durchstarten zurückgezogen werden können, so daß dann der volle Schub des Triebwerkes zur Verfügung steht. Die Wandung 14 und die hintere Kante des Heckabschnittgehäuses 19 können eine konvergierende Düse mit einem Halsabschnitt 23 bilden.
Die Blockierklappen 22 können eingezogen und in den Aussparungen 24 angeordnet werden, um eine glatte innere Wandung in der in F i g. 2 dargestellten Reiseflugstellung zu erzeugen. Die Blockierklappen 22 sind in einem Abschnitt angeordnet, in dem eine Unterschallströmung oder niederer Druck herrscht, so daß Verluste durch Unterbrechungen in der glatten Strömungswandung bei eingefahrenen Klappen durch die Anordnung der Klappen 22 stromauf von der Düse 23 auf ein Minimum herabgesetzt sind. Diese Blockierklappen 22 können sehr dünn sein und deshalb leicht betätigt werden.

Wegen der schweren Belastungen, die während der Schubumlenkung auftreten, ist es wünschenswert, daß soviel tragende Teile wie möglich verwendet werden. Zu diesem Zweck weist der Vorderabschnitt 18 als Teil des Tragrahmens einen festen Ring 26 auf, der die Form einer Scheibe haben kann und an dem zur Verstärkung ein Winkelansatz 28 angeschraubt ist. Der Ansatz 28 wird von einem Konus 30 des vorderen Flansches 32 des Gebläsestators 31 getragen.

Dies bildet den festen Aufbau, durch den die Lasten aufgenommen werden. Das gesamte äußere Gehäuse 16 wird dann von der Wandung 14 über Streben 34 und einen Tragring 36 getragen.

Claims

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Die zweite Funktion, die der Strömungsumkeh- einen minimalen aerodynamischen Widerstand aus-

rung, wird durch einen festen Ring aus Strömungs- zuüben.

umkehrschaufeln ermöglicht, die am Vorderabschnitt Um unnötige Spannungen und aerodynamische 18 befestigt sind und die sich, wie dargestellt, von Störungen bei kreiselartigen Belastungen auszuschaldiesem Vorderabschnitt aus nach hinten erstrecken. 5 ten, ist es erwünscht, daß die Lenker 54 vorgespannt Es ist zu erkennen, daß diese Strömungsumkehr- werden, um die Blockierklappen während des Reiseschaufeln, da sie feststehen und sich nicht bewegen, fluges in der geschlossenen Lage zu halten. Zu dieverhältnismäßig flach und einfach im Aufbau sein sem Zweck können, wie in F i g. 4 gezeigt, die Lenker können und leicht in den flachen Gehäuseaufbau 16 54 durch Federn 58 vorgespannt sein, die an einer eingesetzt werden können. Die Strömungsumkehr- io Wandung, wie beispielsweise an der Wandung 14, beschaufeln müssen sich nicht vollständig um den Um- festigt sind. Dies ergibt eine nach außen gerichtete fang des Gehäuses herum erstrecken. Eine gekrümmte Vorspannung der Lenker 54, die die Neigung hat, Strömungswandung 39 am Vorderabschnitt leitet die die Blockierklappen 22 immer in der geschlossenen Strömung glatt in die Strömungsumkehrschaufeln Stellung zu halten, wodurch Kompressionsbelastunhinein, um einen Rückdruck auf das Gebläse durch 15 gen der Lenker 54 ausgeschaltet werden,
eine Strömungsabspaltung zu verhindern. Um ferner die Belastungen zu verringern und um

Am Ring 26 sind in Umfangsrichtung im Abstand einen gewissen Ausgleich zu schaffen, können die voneinander Halterungen 40 befestigt, und diese Hai- Lenker 54 vorzugsweise in der Nähe und stromab terungen erstrecken sich fingerartig nach hinten. Um von der Strömungsdruckmitte 60 einer jeden Klappe den Aufbau zu versteifen und um einen kastenarti- 20 angelenkt sein, wie es in F i g. 2 gezeigt ist. Dadurch gen Aufbau mit diesen Halterungen und dem Ring 26 wird die horizontale Kraftkomponente in Richtung zu erzeugen, ist ein weiterer Ring 42 vorgesehen, der stromab verringert, die auf die Stelleinrichtung 50 die stromab gelegenen Enden der Halterungen 40 ausgeübt wird, so daß die schwereren Blockiermiteinander verbindet. Durch diesen Aufbau wird klappenbelastungen durch die Lenker 54 hindurcheine Reihe von rechtwinkligen Öffnungen oder eine 25 gehen und auf die Wandung 14 des Zentralkörpers schachtelartige Konfiguration geschaffen. In den öff- 12 übertragen werden können,
nungen sind die Strömungsumkehrschaufeln 38 be- Die beschriebene Schubumlenkeinrichtung mit den festigt, und dadurch wird ein starrer und leichter Ge- festen Strömungsumkehrschaufeln überträgt die samtaufbau geschaffen. Beschädigte Strömungs- schweren Lasten auf Rahmenbauteile, von denen umkehrschaufeln können aus diesem Gitteraufbau 30 diese Lasten aufgenommen werden können. Der verleicht herausgenommen werden, und es können unter- schiebbare Heckabschnitt 19 kann flach und leicht schiedliche Orientierungen der Strömungsumkehr- gestaltet werden und ermöglicht die Schubumkehr schaufeln 38 leicht eingestellt werden. Die Befesti- im wesentlichen innerhalb des Gehäuses, und die gung der Strömungsumkehrschaufeln an den Halte- Blockierung der Strömung kann durch einen Aufbau rungen 40 erfolgt durch Schrauben, und dadurch ist 35 erfolgen, der in einfacher Weise im Gehäuse 16 verein leichter Ausbau möglich. staut werden kann. Die Strömungsumkehrschaufeln

Der Heckabschnitt 14 weist eine innere Wandung 38 sind einzeln befestigt und können leicht ausge-44 und eine äußere Wandung 46 auf, wobei Ver- wechselt oder ausgetauscht werden. Die Strömungssteifungen 48, wie in F i g. 2 gezeigt, vorgesehen sind. umkehrschaufeln sind einfach und leicht und haben Dieser zweischalige Aufbau ermöglicht die Verwen- 40 einen flachen Aufbau und üben lediglich eine Umdung eines sehr leichten Metalls, und die innere kehrfunktion innerhalb einer leichten, festen, gitter-Wandung 44 kann über den oberen Flächen der Hai- artigen Baugruppe aus. Die Blockierungsfunktion terungen 40 gleiten, die sich in den Heckabschnitt 19 wird von Blockierklappen 22 ausgeübt, die von der hinein erstrecken. Die Halterungen 40 und die inne- Umkehrfunktion abgetrennt sind und die aerodynaren Wandungen 44 wirken zusammen, um eine Gleit- 45 misch im Gehäuse im Niederdruckbereich angeordbahn zu bilden, damit der Heckabschnitt teleskop- net sind, um Druckverluste auf ein Minimum herabartig über die Strömungsumkehrschaufeln 38 gescho- zusetzen. In vorteilhafter Weise kann die Schubben werden kann. umlenkeinrichtung sehr schnell betätigt werden, und

Um die Teile zu bewegen, ist eine Stelleinrichtung es kann eine Zweistellungsumkehreinrichtung ge-

50 vorgesehen, die mit dem vorderen Ende des Heck- 50 schaffen werden, und die Schubumkehreinrichtung

abschnittes verbunden ist. Diese Stelleinrichtung 50 kann auch in Zwischenstellungen betrieben werden, kann einen Teil des Aufbaues des Heckabschnittes

bilden. Ein Antrieb 52 kann vorgesehen sein und Patentansprüche:
kann mit der Stelleinrichtung 50 verbunden sein, und

der Antrieb 52 kann ein elektrischer, pneumatischer 55 1. Strömungsumkehreinrichtung für ein Zweioder ein anderer an sich bekannter Antrieb sein. kreisstrahltriebwerk mit einem im Querschnitt

Es sind Lenker 54 vorgesehen, die mit jeder Blök- ringförmigen Kanal zwischen einem Zentralkörkierklappe 22 und der Wandung 14 verbunden sind, per und einem konzentrischen Gehäuse, wobei um die Blockierklappen nach innen in eine Kanten- das Gehäuse in einen Vorder- und einen Heckanlage gegen die Wandung 14 bei einer Verschiebung 60 abschnitt unterteilt und der Heckabschnitt in der Stelleinrichtung 50 zu ziehen. Eine vorbestimmte Längsrichtung beweglich und mit Aussparungen Wahl der Abstände zwischen den Blockierklappen- versehen ist, in denen eine Anzahl von in Umkanten ergibt eine ausreichende Dichtung in der fangsrichtung angeordneten Blockierklappen an-Blockierstellung. Ein Ringabschnitt 56 kann in einer geordnet ist, die einen Teil der äußeren Ströentsprechenden Öffnung der Wandung 14 vorgesehen 65 mungswand des Kanals bilden, wobei die Bloksein, um die aerodynamischen Störungen auf ein kierklappen mit ihren stromauf gelegenen Enden Minimum herabzusetzen. Die Lenker 54 sind strom- am Heckgehäuse angelenkt sind und wobei ein linienförmig ausgebildet, um während des Reisefluges fester Ring aus Strömungsumkehrschaufeln unter

dem Heckgehäuseabschnitt angeordnet und am Gehäusevorderabschnitt befestigt ist und wobei Betätigimgseinrichtungen innerhalb des Gehäuses angeordnet und mit dem Heckgehäuseabschnitt verbunden sind, um diesen stromab bewegen zu können, so daß die Strömungsumkehrschaufeln freigegeben werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Blockierklappen (22) mit dem Zentralkörper (14) durch Lenker (54) verbunden sind, so daß sie beim Zurückschieben des Heckgehäuseabschnitts (19) in eine Blockierstellung gedrückt werden, in der sie den Kanal absperren.

2. Zweikreisstrahltriebwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lenker (54) vorgespannt sind, um die Blockierklappen (22) bei nicht zurückgeschobenem Heckgehäuseabschnitt in dessen Aussparungen (24) zu halten.

3. Zweikreisstrahltriebwerk nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Lenker (54) an den Blockierklappen (22) an Stellen stromab von deren Strömungsdruckmitten (60) angelenkt sind.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Auslegeschrift Nr. 1187 491.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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