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Die Erfindung bezieht sich auf einen Strömungskanal, insbesondere
mit ringförmigem Querschnitt, z. B. Mantelstromkanal . eines Flugzeugstrahltriebwerkes,
mit Strahlumlenkschaufeln in einem Ringspalt, der durch die äußere Wand des Kanals,
die als Doppelwand ausgebildet ist, führt und durch innere und äußere, sich aneinanderreihende
Klappen verschließbar ist, von denen beim äffen die inneren nach einwärts und die
äußeren nach auswärts schwenken.
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Das Freilegen der Umlenkschaufeln muß äußerst schnell vor sich gehen,
da die Schubumkehr unmittelbar nach dem Aufsetzen des Flugzeuges auf die Landebahn
erfolgen muß. Je rascher die Schubumkehr erfolgt desto kürzer ist der Landeweg des
Flugzeuges. Die Klappen zum Verschließen des Ringspaltes müssen daher leicht bewegbar
sein. Außerdem sollen sie zusammen mit ihrer Verstellvorrichtung ein geringes Gewicht
haben und einen geringen baulichen Aufwand erfordern.
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Die gestellte Aufgabe ist bei einem Strömungskanal der eingangs genannten
Art dadurch gelöst, daß gemäß der Erfindung jeweils eine innere und eine äußere
Klappe durch ein etwa unter 135° angesetztes Zwischenstück zu einer Doppelklappe
mit Z-förmigen Querschnitt verbunden sind, wobei jede Doppelklappe um eine Achse
schwenkbar ist, die durch die Mitte ihres Zwischenstücks geht und parallel zur Kanalachse
ist.
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Die nach der Erfindung ausgebildeten Klappen lassen sich wesentlich
leichter bewegen, als die bekannten Klappen, weil sie in jeder Schwenklage in Strömungsrichtung
stehen und jede für sich im Gewicht ausgeglichen sind. Außerdem wird ihre Verstellvorrichtung
bedeutend einfacher.
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Die Erfindung wird an Hand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles
näher erläutert. Es zeigt F i g. 1 schematisch einen Längsschnitt durch ein Strahltriebwerk
mit einem Strömungskanal nach der Erfindung, F i g. 2 in vergrößertem Maßstab den
Teil eines Querschnittes durch den Mantelstromkanal des Strahltriebwerkes längs
der Linie 2-2 nach F i g.1, F i g. 3 eine der in F i g. 2 dargestellten Doppelklappen
in einer Ansicht in Richtung des Pfeiles 3-3 nach F i g. 2 und F i g. 4 schematisch
einen Längsschnitt durch eine abgewandelte Strahltriebwerksausbildung.
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In F i g. 1 ist ein Gasturbinenstrahltriebwerk 10
dargestellt,
bei dem nur der Verdichteraufbau in Einzelheiten wiedergegeben ist. Der Verdichter
besteht aus einem sich in einem Kanal befindenden Niederdruckverdichter 11, hinter
dem ein Leitschaufelkranz 14 angeordnet ist. Vor dem Leitschaufelkranz 14
teilt sich von dem Gasstrom des Niederdruckverdichters ein Teil ab und gelangt zu
einem Hochdruckverdichter 12. Der Niederdruckverdichter wird von einer Triebwerksturbine
angetrieben und befindet sich innerhalb einer vorn offenen Gehäusewand, die zusammen
mit einem hinteren Gehäusewandteil 43 über die Leitschaufeln 14 mit dem Triebwerk
verbunden ist. Während des normalen Betriebes wird die in das Triebwerk einströmende
Luft im Niederdruckverdichter 11 verdichtet und nach hinten durch eine rückwärtige
Düse 40 wieder ausgestoßen, wobei das ausgestoßene Gas eine Vorschubwirkung
auf das Triebwerk ausübt. Wenn eine Schubumkehr erforderlich wird, wie es beispielsweise
beim Landen eines Flugzeuges der Fall ist, dann wird der durch den Mantelstromkanal
strömende Luftstrom nach außen und vorn umgelenkt, und zwar mit Hilfe von Umlenkschaufeln
41, in die der Luftstrom mittels eines Gasstromes hineingedrückt wird, der
aus einer ringförmigen Düse 20 an der inneren Wand des Kanals 40 austritt
und vom Hochdruckverdichter abgeleitet wird. Hierzu steht die Düse 20 über eine
Anzahl von Kanälen 21 mit einem Abzweigverteiler 22 in Verbindung, der eine der
letzten Stufen des Hochdruckverdichters 12 umgibt. Die Steuerung des aus dem Hochdruckverdichter
12 kommenden Gasstromes wird mit Hilfe einer ringförmigen Ventilvorrichtung 28 vorgenommen.
Ist die Ventilvorrichtung 28 geöffnet, dann kann das unter Druck stehende Gas durch
den Abzweigverteiler 22
und die Kanäle 21 zu einem weiteren Verteiler 33 strömenl
von diesem Verteiler gelangt es zu der ringförmigen Düse 20, aus der es mit
einer stromaufgerichteten Komponente gegen den Luftstrom im Niederdruckverdichter
gerichtet austritt.
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Die ringförmige Schubdüse 40 für den Niederdruckstrom ist über
ihre ganze Länge hinweg konvergierend. Die Ablenkschaufeln 41 sind zwischen
feststehenden vorderen und hinteren Abschnitten 42, 43
sowie zwischen der
äußeren Oberfläche 15 und der inneren Oberfläche 16 der als Doppelwand ausgebildeten
Kanalwandung angeordnet. Solange die Umlenkschaufeln nicht benutzt werden, werden
sie mit Hilfe von einer Anzahl von Doppelklappen 44
(F i g. 2 und 3) verschlossen.
Jede der Doppelklappen weist dabei im Querschnitt die Form eines abgeflachten
Z auf und kann um eine Achse 48, die zwischen der äußeren und inneren
Oberfläche der Doppelwand angeordnet ist und sich parallel zur Triebwerksachse erstreckt,
um 90° geschwenkt werden. Im Zwischenstück jeder Doppelklappe, das etwa unter 135°
an eine äußere 46 und innere Klappe 47 angesetzt ist, befindet sich
ein Festerausschnitt 45,
durch den sich die Umlenkschaufeln 41 hindurcherstrecken.
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In der Verschließstellung (in F i g. 2 durch strichpunktierte Linie
angedeutet) reihen sich die äußeren Klappen 46 und die inneren Klappen
47 zu einer durchgehenden Oberfläche aneinander, während sie in der Ofenstellung
(durch ausgezogene Linien dargestellt), eine angenähert radiale Lage einnehmen.
Alle Doppelklappen 44 sind getrieblich miteinander und mit einem gemeinsamen
Verstellzylinder 49 verbunden.
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Für eine Schubumkehr sind zweierlei Arbeitsvorgänge notwendig. Zunächst
müssen die Doppelklappen annähernd radial gestellt werden; damit die öffnungen für
den Durchtritt der Gase freigegeben werden, die über die Umlenkschaufeln 41 hinwegfließen
sollen. Des weiteren muß die Ventilvorrichtung 28 geöffnet werden, damit der vom
Hochdruckverdichter kommende Hochdruckstrom den Niederdruckstrom zu den Umlenkschaufeln
ableiten kann.
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Die Erfindung ist bei allen Triebwerken vom in F i g. 1 dargestellten
Typ verwendbar, bei denen der Niederdruckverdichter vorn liegt und die Kanäle 21
kurz gehalten sind. Die Erfindung eignet sich aber auch für einen Triebwerksaufbau
mit weiter hinten gelegenem Niederdruckverdichter, der in F i g. 4 dargestellt ist.
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Niederdruckturbinenschaufeln 50 umgeben dabei eine Turbine
51. Die Turbinenschaufeln 50 arbeiten
in einem Kanal
62, dessen Außenwand von feststehenden Abschnitten 52, 53 gebildet wird,
zwischen denen sich feststehende Umlenkschaufeln 54 befinden.
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Auch bei dieser Konstruktion sind die Schaufeln abdeckende Klappen
55 vorhanden, wie sie in den F i g. 2 und 3 dargestellt sind. Zur Schubumlenkung
dient ein unter hohem Druck stehender Luftstrom, der durch Kanäle 56 herangeführt
wird. Die Kanäle 56 verlaufen durch das Innere der Triebwerkswelle 57 und dann durch
eine oder mehrere hohlstützenartige Schaufeln 58 radial nach außen, die den
Triebwerksaustrittskana159 durchqueren. Die Kanäle 57 enden in einem Verteiler 60,
der eine ringförmige Düse 61 in der Wand des Kanals 62 versorgt.