DE1296021B

DE1296021B - Device for protecting an air inlet against foreign bodies, in particular in aircraft jet engines

Info

Publication number: DE1296021B
Application number: DE1967M0075573
Authority: DE
Inventors: Allcock Alastair Willia Rodney
Original assignee: SECRETARY TECHNOLOGY BRIT
Current assignee: SECRETARY TECHNOLOGY BRIT
Priority date: 1966-09-19
Filing date: 1967-09-19
Publication date: 1969-05-22

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Schutz eines Lufteinlasses gegen Fremdkörper, insbesondere bei Flugzeugstrahltriebwerken.The invention relates to a device for protecting an air inlet against foreign bodies, especially in aircraft jet engines.

Eine der Gefahrenquellen beim Betriebe von mit Gasturbinen angetriebenen Flugzeugen in geringer Flughöhe liegt in der Möglichkeit einer schweren Beschädigung der Turbinenschaufeln durch Vögel, die durch den Lufteinlaß in das Triebwerk gelangen.One of the sources of danger when operating gas turbines driven There is a possibility of serious damage to aircraft at low altitude of the turbine blades by birds entering the engine through the air inlet.

Es sind bereits verschiedene Vorschläge für Schutzeinrichtungen gemacht worden, die Kraftmaschinen dieser Art gegen das Eindringen von Vögeln schützen sollen; im allgemeinen zeigt sich jedoch, daß je wirksamer diese Schutzeinrichtungen hinsichtlich ihrer Schutzwirkung sind, um so mehr dadurch die Kennwerte des Lufteinlasses im Sinne einer Verschlechterung der Triebwerkseigenschaften beeinflußt werden. Weiterhti können zusätzliche Nachteile durch Vergrößerung des Gewichts, Erhöhung des Strömungswiderstandes oder durch Vereisung auftreten.Various proposals for protective devices have already been made been used to protect prime movers of this type against the intrusion of birds; In general, however, it is found that the more effective these protective devices with regard to their protective effect, the more so are the characteristics of the air inlet in the In the sense of a deterioration in the engine properties. Continue can have additional disadvantages by increasing the weight, increasing the flow resistance or occur through icing.

Ziel der Erfindung ist, eine Vorrichtung zum Schutz gegen Fremdkörper zu schaffen, die ein Optimum in dem Verhältnis von Schutzwirkung zu Verlusten oder Verschlechterung des Triebwerksverhaltens ergibt.The aim of the invention is to provide a device for protection against foreign bodies to create the optimum in the ratio of protective effect to losses or Deterioration of the engine behavior results.

Erfindungsgemäß ist die Vorrichtung gekennzeichnet durch zahlreiche, sich über den Einlaßquerschnitt erstreckende, relativ zu der Strömung durch den Einlaß von vorn nach hinten geneigt verlaufende Drähte.According to the invention, the device is characterized by numerous, extending over the inlet cross-section, relative to the flow through the Inlet inclined wires from front to back.

Ein zusätzliches Kennzeichen einer speziellen Ausführungsform der Erfindung besteht darin, daß die Drähte an ihrem vorderen Ende mit einer stoßdämpfenden Vorrichtung verbunden sind.An additional characteristic of a special embodiment of the Invention is that the wires at their front end with a shock-absorbing Device are connected.

Bei einer bevorzugten Anordnung sind die Drähte derart angeordnet, daß sie innerhalb einer im wesentlichen konischen Fläche liegen. Einige der Drähte können aber auch in einer getrennten konischen Fläche angeordnet sein.In a preferred arrangement, the wires are arranged in such a way that that they lie within a substantially conical surface. Some of the wires but can also be arranged in a separate conical surface.

Zur näheren Erläuterung der Erfindung wird nunmehr ein Ausführungsbeispiel beschrieben, das in der Zeichnung schematisch veranschaulicht ist. In der Zeichnung zeigt F i g. 1 einen Axialquerschnitt durch einen Teil einer Flugzeug-Gasturbomaschine, gezeigt ist der Lufteinlaß mit einer Schutzvorrichtung gemäß der Erfindung, F i g. 2 bis 5 unterschiedliche wahlweise Anordnungen der Drähte der erfindungsgemäßen Schutzvorrichtung.To explain the invention in more detail, an exemplary embodiment is now provided described, which is illustrated schematically in the drawing. In the drawing shows Fig. 1 shows an axial cross section through part of an aircraft gas turbine engine, shown is the air inlet with a protection device according to the invention, F i G. 2 to 5 different optional arrangements of the wires of the invention Protective device.

Nach der F i g. 1 ist der Einlaß einer Gasturbine in Form einer ringförmigen Luftführung 1 ausgebildet, deren Form durch einen zentralen Konus 2 und eine äußere Ring-Haube 3 bedingt ist und durch deren ringförmigen lichten Querschnitt Luft einem Kompressor zugeführt wird, der Einlaß-Leitschaufeln 4 und Rotorschaufeln 5 aufweist.According to FIG. 1 is the inlet of a gas turbine in the form of an annular Air duct 1 formed, the shape of which is formed by a central cone 2 and an outer Ring hood 3 is conditioned and through its annular clear cross-section air one Compressor is supplied, the inlet guide vanes 4 and rotor blades 5 has.

Zwischen dem Konus 2 und der äußeren Haube 3 sind in Umfangsrichtung mit Abstand voneinander angeordnete Drähte 6 in im wesentlichen radialen Ebenen gespannt; die Drähte sind von der äußeren Hülle nach rückwärts unter einem Winkel x von etwas weniger als 90° relativ zu der Achse der Kraftmaschine bzw. der Luftströmungsrichtung im Einlaß angeordnet. Die rückwärtigen Enden der Drähte sind an Verankerungen 7 innerhalb des Konus 2 befestigt, während ihre vorderen Enden durch die innere Wand der Ringhaube hindurchführen und mit einer federbelasteten Stoßabsorbervorrichtung 8 verbunden sind.Between the cone 2 and the outer hood 3, wires 6 arranged at a distance from one another in the circumferential direction are stretched in essentially radial planes; the wires are arranged backwards from the outer shell at an angle x of slightly less than 90 ° relative to the axis of the engine or the air flow direction in the inlet. The rear ends of the wires are fastened to anchors 7 within the cone 2, while their front ends pass through the inner wall of the annular hood and are connected to a spring-loaded shock absorber device 8 .

Gemäß der Erfindung erstreckt sich also ein konisches »Einzelstab«-Gitter aus Drähten über den Maschineneinlaß, so daß dieses Gitter den Einlaß für irgendeinen Fremdkörper sperrt, der Teile der hinter dem Gitter liegenden Maschine beschädigen könnte; das Drahtgitter hat jedoch keinen wesentlichen Einfluß auf die Kennwerte des Einlasses. Ein großer Vogel beispielsweise wird durch die Drähte elastisch abgefangen und durch diese Drähte so weit zerschnitten, daß seine Teile ohne irgendwelche nennenswerten Beschädigungen von der Maschine »verdaut« werden können. Die Neigung der Drähte wirkt ferner in dem Sinne, daß der Vogel oder seine Teile nach der Innenseite in Richtung auf die Füße der Rotorschaufeln geführt werden, die den Aufprallschlägen wesentlich besser widerstehen können als die äußeren Abschnitte der Schaufeln. Die Verwendung von stoßdämpfenden Befestigungsvorrichtungen am vorderen Ende der Drähte trägt weiterhin dazu bei, daß irgendein Drahtbruch mit viel größerer Wahrscheinlichkeit an dem rückwärtigen Ende der Drähte eintritt (wenn er sich überhaupt ereignet) und es unmöglich ist, daß lose nach hinten ragende Drahtenden in Kollision mit den Kompressorschaufeln kommen können und diese Schaufeln beschädigen.According to the invention, a conical "single bar" grid extends made of wires over the machine inlet, so that this grille is the inlet for some Blocks foreign bodies that could damage parts of the machine behind the grille could; however, the wire mesh has no significant influence on the characteristic values of the inlet. A large bird, for example, is elastically intercepted by the wires and cut up by these wires so far that its parts without any noteworthy Damage can be "digested" by the machine. The slope of the wires acts further in the sense that the bird or its parts move inwards Direction to the feet of the rotor blades are guided by the impact blows can withstand much better than the outer portions of the blades. the Use of shock absorbing fasteners at the front end of the wires further contributes to making any wire breakage much more likely occurs at the rear end of the wires (if it occurs at all) and it is impossible for loose rearwardly protruding wire ends to collide with the compressor blades can come and damage these blades.

Es sind unterschiedliche Anordnungen möglich. So kann man beispielsweise mehr als eine Reihe von Drähten verwenden, oder in Umfangsrichtung aufeinanderfolgende Drähte müssen nicht unbedingt auf der gleichen konischen Fläche liegen. So können aufeinanderfolgende Drähte parallel zueinander angeordnet sein, wie dies in F i g. 2 dargestellt ist; man kann auch Drähte mit unterschiedlichen Neigungen anordnen, wie dies die F i g. 3 bis 5 zeigen. Normalerweise sind zwei Reihen besonders günstig, es kann aber auch Fälle geben, in denen mehrere solche aufeinanderfolgenden Reihen vorteilhaft sind.Different arrangements are possible. So you can, for example Use more than one row of wires, or circumferentially consecutive Wires do not necessarily have to lie on the same conical surface. So can successive wires can be arranged parallel to one another, as shown in FIG G. 2 is shown; you can also arrange wires with different inclinations, as shown in FIG. 3 to 5 show. Usually two rows are particularly cheap, but there can also be cases in which several such successive series are beneficial.

Bei Maschinen mit einer äußeren Umgehungsgasführung kann der vordere Befestigungspunkt der Drähte auf dem zentralen Konus des ringförmigen Einlasses liegen, und die Drähte können etwa radial über den Einlaß schräg nach rückwärts so gespannt sein, daß sie einen Fremdkörper in Richtung auf die Umgehungsgasführung ablenken. In solch einem Fall wird die Stoßdämpfungsvorrichtung vorzugsweise in oder an dem zentralen Konus angeordnet.On machines with an external bypass gas duct, the front Attachment point of the wires on the central cone of the annular inlet lie, and the wires can be approximately radially across the inlet obliquely backwards be so tensioned that it moves a foreign object in the direction of the bypass gas guide turn. In such a case, the shock absorbing device is preferably shown in or arranged on the central cone.

Schließlich müssen die Drähte nicht straff über dem Einlaßquerschnitt gespannt sein; ein gewisses Durchhängen ist durchaus gestattet, wobei die Drähte in der Einlaßströmung eine Seillinienform annehmen können. Dies kann vorteilhaft sein, weil es eine gewisse selbsttätige Eisreinigung möglich macht, wenn auch die Wahrscheinlichkeit für eine einwandfreie völlige Eisreinigung nur klein ist. Auf jeden Fall kann in anderen Fällen für das Enteisen eine Vibration oder ein Aufheizen der Drähte vorgesehen werden.Finally, the wires do not have to be taut across the inlet cross-section to be excited; Some sagging is allowed, with the wires can take on a rope line shape in the inlet flow. This can be beneficial because it makes a certain automatic ice cleaning possible, albeit the The probability of perfect complete ice cleaning is only small. on in any case, in other cases, the defrosting may be caused by vibration or heating of the wires are provided.

Ein gewisses Abweichen von einer genau gleichmäßigen radial-schrägen Anordnung der Drähte ist manchmal zweckmäßig; so können zwei Drähte an ihren inneren Enden einen gemeinsamen Befestigungspunkt haben und sich zusätzlich geneigt zueinander über den Einlaßquerschnitt erstrecken, um die äußere Haube in zwei in Umfangsrichtung voneinander entfernten Punkten zu treffen. Schließlich können auch in Umfangsrichtung verlaufende zusätzliche Drähte vorgesehen werden, um dem Drahtgitter die Form eines Spinnennetzes zu geben.A certain deviation from an exactly uniform radial slope The arrangement of the wires is sometimes convenient; so can two wires attached to their inner Ends have a common attachment point and are also inclined to each other Extending across the inlet cross-section around the outer hood in two circumferential directions to meet distant points. Finally, also in the circumferential direction trending additional Wires are provided to the wire mesh to give the shape of a spider web.

Die Ausbildung der Stoßdämpfungsvorrichtung, an welche die radialen Drähte angeschlossen werden, ist nicht kritisch; diese Stoßdämpfervorrichtung kann eine Vorrichtung nach dem Stauchhülsen- oder dem Metallstreckprinzip sein, die sich insbesondere wegen ihrer Leichtigkeit empfehlen.The formation of the shock absorbing device to which the radial Wires being connected is not critical; this shock absorber device can be a device according to the compression sleeve or the metal stretching principle, which especially recommend because of their lightness.

Die Erfindung ist nicht auf die Anwendung bei ringförmigen Einlässen begrenzt; sie ist auch bei Einlässen mit kreisförmigem oder elliptischem Querschnitt anwendbar, ebenso bei Nischen- oder Seiteneinlässen, wie sie an der Außenhaut einer Flugzeugzelle vorgesehen werden; auch bei irgendwelchen anderen Einlässen, die zu verhältnismäßig empfindlichen Konstruktionsteilen führen, kann die erfindungsgemäße Schutzvorrichtung mit Vorteil verwendet werden.The invention is not to be applied to annular inlets limited; it is also the case with inlets with a circular or elliptical cross-section can also be used for niche or side inlets, such as those on the outer skin of a Airframe to be provided; also at any other inlets that are closed lead relatively sensitive structural parts, the inventive Protective device can be used with advantage.

Claims

Claims: 1. Device for protecting an air inlet against the ingress of foreign bodies, especially in aircraft jet engines, characterized by numerous wires (6) extending over the inlet cross section (1) and inclined relative to the flow through the inlet from the front to the rear ). 2. Device according to claim 1, characterized in that at least some of the wires (6) are connected with their front end to a shock absorber device (8). 3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the wires (6) are arranged with a circumferential spacing and extend from a central body radially outward to the outer shell (3) of the inlet (1). 4. Apparatus according to claim 3, characterized in that the wires (6) from the outer shell (3) are arranged inclined backwards. 5. Apparatus according to claim 1 or 2 for an inlet with an outer bypass gas guide, characterized in that the circumferentially spaced apart wires extend radially outward over the Eimaß and are inclined backwards in the direction of the bypass gas guide. 6. Device according to any one of the preceding claims, characterized in that the individual wires (6) form a grid which lies within a substantially conical surface. 7. Apparatus according to claim 6, characterized in that two separate sets of wires are arranged in two spaced apart conical surfaces (F i g. 2). B. Apparatus according to claim 6 or 7, characterized in that wires are arranged in parallel rows. 9. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that wires have common attachment points (F i g. 4 and 5).