DE1481565A1 - Schubumkehrvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schubumkehrvorriohtung, insbesondere eine leichte Schubumkehrvorrichtung, die vorzugsweise zur Verwendung in Zweistrom-Strahltriebwerken mit einem zum Strahlstrom des Grundtriebwerkes im Nebenschluß verlaufenden, gegenüber diesem wesentlich stärkeren, zweiten Strahlstrom, geeignet sind.

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In Flugzeugen mit Strahlantrieb ist es wichtig, eine wirksame und zuverlässige Vorrichtung vorzusehen, mit welcher unter bestimmten Bedingungen der einen Vortrieb bewirkende Strahlatrom umgekehrt werden kann, so daß auf das Plugzeug ein Rückwärtsschub ausgeübt wird. Insbesondere beim Landen kann durch eine derartige Schubumkehr das Flugzeug schnell zum Stehen gebracht werden, ohne daß unbedingt sonstige, üblicherweise benutzte, mechanische Bremseinrichtungen verwendet werden müssen, wobei diese jedoch zusätzlich benutzt werden können.

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Mit Hilfe einer Schubumkehrvorrichtung kann ferner nötigenfalls der Start im letzten Moment abgebrochen und das Flugzeug schnell und sicher zum Stehen gebracht werden.

Die Verwendung von Schubumkehrvorrichtungen bietet hierbei eine Reihe offensichtlicher Vorteile, denn durch eine mit dem Bremssystem des Plugzeuges zusammenwirkende, wirksame Schubumkehrvorrichtung kann das Plugzeug innerhalb einer viel kürzeren Strecke zum Stehen gebracht werden, als mit der wirksamsten Bremseinrichtung alleino Infolgedessen reichen bereits für das Flugzeug viel kürzere Landebahnen als bisher aus.

Durch die Anwendung von SchubUmkehrvorrichtungen wird somit die Ausnutzbarkeit des Flugzeuges und der vorhandenen Flugplätze verbessert} weiterhin wird hierdurch der Bau neuer Flugplätze von geringerer Länge als bisher ermöglicht, was zu großen Einsparungen an Kosten, Zeit und Arbeit führt.

Schließlich werden in SchubUmkehrvorrichtungen im wesentlichen statisch wirkende Teile zur Umkehr des Strahlstroms verwendet, so daß das Flugzeug zum Stehen gebracht wird, ohne daß große Energiemengen durch Reibung vernichtet werden müssen» Durch die Anwendung von Schubumkehrvorrichtungen wird daher die nutzbare Lebensdauer von bestimmten Flugzeugteilen, wie Bremsbelägen und Reifen, verlängert»

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Angesichts der im Flugzeugbau bestehenden Tendenz zur Sohaffung immer größerer und schwererer Flugzeuge wird auch die Sohffung von wirksamen Schubumkehrvorrichtungen immer wichtiger« Die Erfüllung dieses Bedürfnisses wird jedoch durch eine andere Konstruktionstendenz erschwert, die darin besteht, daß die Triebwerke der Flugzeuge immer größer werden·

Zur Erzeugung des sehr starken Schubes, der zum Antrieb eines großen Flugzeuges erforderlich ist, gibt es eine Reihe verschiedener Gebläsetriebwerke mit starkem, zu einem Grundtriebwerk im Nebenschluß geführten zweiten Strahlatrom. In derartigen Triebwerken wird dem heißen Gasstrom ein Teil der Energie entnommen und zur Beschleunigung erheblicher Luftmassen, die einen zweiten Strahlstrom bilden, verwendet· Man erhält hierbei einen relativ großen Strahl- etromdurohmesser und relativ kühle Strahlgase· Eine einfache Vergrößerung der bekannten Schubumkehrvorrichtungen zur Verwendung in derartigen Triebwerken ist nicht immer befriedigend, weil das Gewicht einer derartigen Schubum kehrvorrichtung bei ihrer Vergrößerung gewöhnlich stärker zunimmt als ihr Durchmesser· Angesichts des Gewichts der Sohubunkehrvorriohtungenund der Belastung ihrer Teile im Betrieb und anderer Faktoren soll eine Schubumkehrvorrichtung zur Verwendung insbesondere bei großen Triebwerken in der Konstruktion und im Betrieb relativ einfach und unkompliziert sein.

Lcilieilich soll eine einwandfreie Schubumkehrvorrichtung

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den Luftwiderstand des Plugzeuges beim Plug nicht wesentlich erhöhen und vor allem den an sich bereits schon relativ großen Durchmesser eines Gebläse-Triebwerks nicht noch zusätzlich vergrößern.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine verbesserte, leichte Schubumkehrvorrichtung zu schaffen.

Insbesondere soll durch die Erfindung eine verbesserte Schubumkehrvorrichtung zur Verwendung in Gebläse- Strahltriebwerken geschaffen werden.

Die erfindungagemäße Schubumkehrverrichtung besitzt elastisch dehnbare "einrichtungen zum wahlweiwen Offnen und Schließen von Ströfi'Un^skanälen sowie zum Führen ^e:-: Strömungsverlaufes zwecks Steuerung der Strömung des arbeitsmittels und der Hientung des vcn dem Triebwerk erzeigten Schubes«

Im einzelnen wird durch die Erfindung eine Schubumkehrvorrichtung zum Umlenken eines aus einem Strahltriebwerk austretenden Strahlstrom;; geschaffen, wobei das Strahltriebwerk von einem Hantel (^ußenmantel) umgeben ist, der einen axialen Strömungskanal begrenzt, mit einer,in den aus derr Strömungskanal austretenden Strahlstrom ein— bzw, ausschwenkbaren, den Strahlstrom um mehr als 90° umlenkenden StrnhlucIei.iCr.latte, die als iiu Außenmantel angeordnetes,

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Durchtrittsöffnungen für den Strahlstrom bildendes Schaufelgitter (Strahlumlenkschaufelgitter) ausgebildet ist, v/obei in dem stromabwärts vom Strahlumlenkschaufelgitter gelegenen Bereich des Strahlstromeß einschwenkbare Strahlabfangplatten vorgesehen sind, die erfindungsgemäss gekennzeichnet ist durch elastisch dehnbare, im gedehnten Zustand die Durchtrittsöffnungen abdeckende und im ungedehnten Zustand die Durchtrittsöffnungen freigebende Membranen (Gittermembranen).

Hierbei ist es zweckmässig, wenn jeder Strahlumlenkschaufel des Strahlumlenkschaufelgitters eine gesonderte Membran zugeordnet ist.

Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn die Strahlabfangplatten als elastisch dehnbare, im gedehnten Zustand die stromabwärts vom Stromumlaufschaufelgitter befindliche Austrittsöffnung des Strömungskanals verschiiessende und in ungedehntem Zustand die Austrittsöffnung freigebende Membran (Strahlabfangmembran) ausgebildet sind.

Eine Ausführungsform der erfindungsgemässen Schubumkehrvorriohtung ist gekennzeichnet duroh mehrere sich in Umfangsrichtung um einen bogenförmigen Teil des Aussenmantels erstreckende Strahlumlenkschaufelgitter, deren

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Strahlumlenkschaufeln stromaufwärts weisende konkave Piachen und stromabwärts weisende konvexe Flächen besitzen, welche die Durchtrittsöffnungen begrenzen·

Die Membranen sind vorteilhafterweise so angeordnet, dass die elastisch dehnbaren Gittermembranen auf der konvexen Fläche je einer der Strahlumlenkschaufeln angeordnet sind, wobei sie sich im gedehnten Zustand quer über die zugeordnete Durchtrittsöffnung erstrecken und im ungedehnten Zustand an* den konvexen Flächen der Strahlumlenkschaufeln anliegen.

Die elastisch dehnbaren Membranen können mit Begrenzungselementen versehen sein, welche die Form der Membranen im gedehnten Zustand bestimmen· Fach einem weiteren Merkmal der Erfindung kann zusätzlich eine dehnbare Ablenkeinrichtung vorgesehen sein, welche je nach dem Zustand der übrigen Membranen das Arbeitsmittel entweder in die Austrittsöffnung des Strahlkanals oder in die Durchtrittsöffnungen des Strahlumlenkschaufelgitters lenkt. Bei mehreren Strahlumlenkschaufelgittern sind erfindungsgemäss den einzelnen Gittern voneinander unabhängige Torrichtungen zugeordnet, die dazu dienen, die dem jeweiligen Gritter zugeordneten, elastischen Membranen in den gedehnten oder ungedehnten Zustand zu bringen.

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Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in den Figuren 1 bis 7 dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die Erfindung ist jedoch keineswegs hierauf beschränkt, sondern unter den gegebenen Richtlinien auch in anderer Form mit Erfolg zur Ausführung zu bringen.

£8 zeigen:

Pig· 1 ein Flugzeug mit an dessen Flügeln angeordneten Gebläse-Triebwerken, die mit erfindungsgemassen Schubunkehrvcrrichtungen versehen sind, in perspektivischer Darstellung,

Fig. 2 eines der Strahltriebwerke nach Fig. 1 teilweise im Querschnitt, wobei sich die Schubunkehrelemente in der Ruhestellung befinden, so dafl das Triebwerk einen Vorwärtssohub erzeugt.

Fig· 3 einen Teil des Triebwerks nach Fig. 2 mit Schubumkehrelementen in deren Arbeitsstellung zur. firzpuge^> eines Rückwärtsschubs·

Fig. 4 einen Ausschnitt aus einen Schaufelgitter ;nit, zugeordneten, luftdruckbecufschlagten, elastischer. Membranen in perspektivischer, teilweise geschnittene^ Ansicht,

Fig. 5 in ähnlicher Darstellung wie Fig. 4 die elastischen membranen ohne- Beaufschlagung durch Luftdruck.

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Fig. 6 schematisch eine Schieberanordnung zur Druckbeaufsehlagung und Druckentlastung der dehnbaren dchubumkehrelemente und

Fig. 7 schenatisch eine Schieberanordnur.g zum Aufblähen der elastischen I.'embranen jedes einzelnen Scliauf elgittersunabhängig von den Iembranen der anderen Jchaufelgitter.

Das in Figo 1 gezeigte Flugzeug 10, das im wesentlichen aus einem Kumpf 11, zwei Flügeln 12 und einem Heck 13 besteht, besitzt an jedem Flügel 12 zwei Strahltriebwerke 14 '..it vorn angeordnetem Gebläse, die von Außenlastträgern 15 getragen werden. Konstruktion und Wirkungsweise der Triebv/erke 14 mit vorn angeordnetem Gebläse werden nachstehend genauer beschrieben. Derartige Gebläse- Triebwerke haben große Durchmesser und erzeugen einen relativ starken Schub. Sie sind daher besonders für den Antrieb von großen und schweren Flugzeugen geeignet. Insbesondere erzeugen Gebläse-Strahltriebwerke zv.ei Arbeitsmittelströme zum Antrieb des Flugzeuges. In einem Triebwerk mit vorn angeordnetem Gebläse bestehen diese Ströme aus einem inneren Strom heißer Verbrennungsprodukte von relativ geringer Dichte (Abgasstron) und einem den Abgasstrom umgebenden, äußeren Stroi:: aus relativ künler, im Kebenscaluss zum Ab_tj&sstrom strömenden Luft von hoher Diente. In Gebläse-Triobwerken mit starkem Kebenschlusstrom wird der größte Teil des Schubes durch den llebenschlui?strom erzeugt. In derartigen Anordnungen ist es besonders gut in einfacher V/eise möglich^ eine Schubumkehr dadurcn zu erreichen, daß nur der Ne.benecnluiÜstrom um mehr als 90° umgelenkt wird.

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Durch die Erfindung wird eine leichte Schubumkehrvorriohtune· zum Umlenken eines Arbeitsmittelstroms, insbesondere zum Umlenken des Nebenschlußluftatromes in einem Triebwerk mit vorn angeordnetem Gebläse geschaffen»

Pig. 2 zeigt Einzelheiten eines der Triebwerke 14 mit vorn angeordnetem Gebläse. Jedes Triebwerk besitzt ein Turbo-Grundtriebwerk 20. Dieses ist im wesentlichen ein Turbowellentriebwerk mit einem Verdichter 21, einer Brennkammer 22, einer Gasturbine 23 für den Antrieb des Verdichters 21 und einer Gebläseturbine 24c Die Teile 21 bis 24 sind in Axialabi.; ti:.' trie:., hintereinander angeordnet. Das Turbo-Grundtriebwerk 20 ist von einem zylindrischen Mantel 25 ungeben,cfer an meinem 3tromabwartigen Ende in eine Schubdüse 26 ausläuft, durch welche die Verbrennungsprodukte unter Schuberzeugung abgegeben werden. Zur Erzeugung zusätzlichen Schubs ist stromaufwärts vom Grundtriebwerk 20 ein Gebläse 30 angeordnet, das von der Gebläseturbine 24 angetrieben wird· Das Gebläse 30 besitzt innere Verdichterschaufein 27a und äußere V'erdichterschaufein 27b, Diese erstrecken sich radial auswärts von dem Mantel 25 quer über einen Nebenschlußströmungskanal oder uingkanal 32, der von einem zylindrischen Außenmantel 33 und dem Mantel 25 des Grundtriebwörks begrenzt wird. Der Mantel 25 wird im folgenden als Innenmantel bezeichnet, da dessen vorderer Teil die innere Begrenzung des Ilebenochlußstrb'mungs- oder Hingkanals 32 bildet. Die Schaufeln 27a und 27b sind miteinander durch Stege 28 ver-. bunden. Diese Stege 28 fluchten mit ortsfesten Zwischenmantelringen 29a und 29b, die einen Zwischenmantel zwischen

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dem Außen- und dem Innenmantel bilden. Die Zwischenmantelringe werden von Leitachaufeln 31 getragen, die eich von dem Außenmantel 33 einwärts erstrecken. Das Gebläse 30 beschleunigt somit die Luft, die durch die Eintrittsöffnung 34 am stromaufwärtigen Ende des Gehäuses 33 eingesaugt wird. Ein Teil der zwischen den inneren üohaufeln 27a hindurchgetretenen Luft wird dem Grundtriebwerk 20 als Verbrennungsluft zugeführt. Die übrige Luft strömt durch den Nebenschlußströmungskanal 32 und aus diesem in üblicher V/eise in axialer dichtung stromabwärts durch eine Auetrittsöffnung 35· Das Triebwerk 14 wird mit einem relativ starken Hebenschlußstrom betrieben, wobei hierunter ein Nebenschlußstrom zu verstehen ist, bei dem die Masse des pro Zeiteinheit strömenden Gases wesentlich größer ist als die Masse des pro Zeiteinheit durch das Grundtriebwerk 20 strömenden Gases. Da beim Antrieb der Gebläseturbine 24 den Verbrennungsgasen eine beträchtliche Energiemenge entnommen und abgesehen von den auftretenden Verlusten dem,aus von dem Gebläse 3o beschleunigter Luft bestehenden Nebenschluiistrom zugeführt wird, läßt sich ohne weiteres einsehen, daß der größte Teil des durch das Triebwerk erzeugten Gesamtschubes durch den Nebenschlußstrom erzeugt wird. Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Schubumkehrvorrichtung zum Umlenken eines NebenschluiSstrahlstroms beschrieben.

Gemäß Fig. 2 ist der Außenmantel 33 mit mehreren, vorzugsweise sechs Ausnehmungen 36 versehen, die sich um einen

des. Umfangs
möglichst großen Teil/des Außenmantels 33 herum erstrecken.

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Zwischen den einander benachbarten Ausnehmungen sind Stege 37 vorgesehen, so daß der Außenmantel 33 eine bauliche Einheit bildet.

In jeder der Ausnehmungen 36 ist ein Umlenkschaufelgitter angeordnet. Die Umlenkschaufeln 38 erstrecken sich in Umfangsrichtung und sind axial in Abständen voneinander angeordnet. Das Umlenkschaufelgitter ist in den Figuren 4 und 5 genauer dargestellt.

Danach haben die Umlenkschaufeln 38 stromaufwärtsweisende, konkave Fläcnen 39 und stromabwärtsweisende, konvexe Fläohen 40 und zwischen einander benachbarten Umlenkschaufeln sind Durohlassöffnungen 41 vorgesehen. Auf der konvexen Fläoiie 40 jeder Umlenkschaufel 30 ist eine elastische Membran 42 aufgezogen.

Eine in Pig. 6 dargestellte Leitung 43 dient zum Beaufschlagen der Unterseite der elastischen Membran mit einem Druckmittel, welohes durch das Innere der Umlenkschaufeln und in den Umlenkachaufeln vorgesehene öffnungen 43a an die Innenfläche der Membranen gelangt. Da die Ränder jeder Membrane 42 dicht mit den zugehörigen· Umlenkschaufel 38 verbunden sind, können die Membranen in der nachstehend beschriebenen Weise durch Druck- beauftctalecung geweitet und durch Druckentlastung wieder zum Anlegen an die konvexen Flachen der Umlenkschaufeln gebracht

ο werden. Wenn die Membranen 42 nach Fig. 2 und 4 druckbe-

co lastet sind, überspannen sie vollständig die Durchlaßöffnunco

*** gen 41 und liegen an der konkaven Fläche 3y der jeweils be-Q nachbarten ümlenkeohaufel an, eo daß keine Strömung des im

«ο RingkanÄl 32 verlaufenden Str&hletromes durch die Durch-

öffnungen 41 möglich ist,. In dom in den Figuren 3 und 5 gezeigten, drucklosen Zustand liegen die Membranen 42 dagegen an den konvexen Flächen 40 der Umlenkschaufeln an, sodaß eine

im wesentlichen ungehinderte Strömung durch die Durchlassöffnungen 41 erfolgen kann.

Um hierzu eine Strömung der Stromluft durch die Austrittsöffnung 35 zu verhindern, ist in deren Bereich eine weitere elastische Membran 44 vorgesehen, die sich in Umfang^richtung um den Innenmantel 25 des Grundtriebwerke herum erstreckt und an ihrem stromaufwärtigen und ihrem stromabwärtigen Ende dicht mit dem Innenmantel 25 verbunden ist. Die Leitung 45 dient zum Zuführen eines Druckmittels an die Unter- bzw. Innenseite der Membran 44. Wenn nun die Membran 44 gemäß Fig. 3 mit Durck auf ihrer Innenseite beaufschlagt ist, überspannt sie vollständig die Austrittsöffnungen des Ringkanals 32 und liegt an der Außenwand 33 an, so daß keine Strömung durch die Austrittsöffnung 35 erfolgen kann. In dem in Fig. 2 gezeigten, drucklosen Zustand der Membran 44 liegt diese an dem Innenmantel 25 an, so daß sie die Strömung durch den liingkanal 32 nicht behindert.

Eine weitere Membran 47 ist am stroir.abwärtigen Ende des Zwischenmantelringes 29b angeordnet und an den Rändern dicht mit diesem verbunden. Eine in Fig. 6 dargestellte Leitung dient zum Zuführen eines Druckmittels zur Unter- bzw. Innenseite der Membran 47. \7enn die Membran 47 gemäß Fig. 3 an ihrer Innenseite mit dem Druckmittel beaufschlaft und dadurch zu einem Ansatz an den Zwischenmantelring gedehnt ist, dient sie zum zusätzlichen Ablenken dee Strahlstromes

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im Ringkanal 32 zu den Durchtrittsöffnungen 41. In dem in Figo 2 gezeigten, drucklosen Zustand liegt die Membran 47 an dem Zwischenmantelring 29b an, so daß der Strahlstrom im Ringkanal 32 nicht wie in gedehntem Zustand nach oben hin abgelenkt wird.

Nachstehend wird die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen tfchubumkehrvorrichtung näher erläutert. Beim normalen Plugbetrieb, bei dem ausschließlich ein Vorwärtsschub erzeugt werden soll, befinden sich die Membranen 42, 44 und 47 in den ir den Figuren 2 und 4 gezeigten Zuständen. Die Membranen 42 sind gedehnt und versperren die Durchtrittsöffnunge-n 41 zwischen den Umlenkschaufeln. Die Membranen 44 und 47 sind drucklos und liegen daher an dem Innenmantel 25 bzw. am Zwisehenmantelring 29b an. Daher wird der ganze Strahlatrom des aus Luft bestehenden Arbeitsmittels im Ringlcanal 32 durch die Austrittsöffnung 35 abgeleitet, so daß das Triebwerk den erforderlichen Vorwärtsschub erzeugt» Wenn nun ein Rückwart3schub erforderlich ist, werden die Membranen 42, 44 und 47 in die in den Figuren 3 und 5 gezeigten Zustände versetzt. Hierbei sind die Durchtrittsöffnungen 41 offen, die

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Membranen lenken den Strahlstrom zu den offenen Durohtritts— öffnungen 41 und die Austrittsöffnung 35 ist durch die Membran 44 gesperrt. Der Luftstrom im Ringlcanal 32 strömt daher durch die Durchtrittsöffnungen 41 zwischen den Umlenkschaufeln 38 nach außen. Die Kanäle zwischen den konkaven bzw. konvexen Flächen 39 und 40 der^Umlenkschaufein sind so angeordnet, daß die an die Außenseite des Außenmantels 33 strömende Luft gegenüber der im Normalbetrieb im Ringkanal 32 üblichen Strömungarichtung eine beträchtliche

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entgegengerichtete Geschwindigkeitskomponente erhält· Der Strahlstrom wird daher beim Durchströmen der Umlenkschaufelgitter im wesentlichen um mehr als 90 umgelenkt. Bei seiner Umlenkung übt der Strahlstrom auf die konkaven Flächen 39 der Umlenkachaufeln 38 einen beträchtlichen Rückwärtsschub aus, der über den Außenmantel 33 und die in Fig. 1 dargestellten Außenlastträger 15 auf das Flugzeug 10 übertragen wird·

V/ie vorstehend beschrieben, werden alle gleichartigen iviembranen 42 gleichzeitig mit Druck beaufschlagt oder druckentlastet. Ferner v/erden beim Zuführen von Druckmitteln zu den Membranen 42 die Membranen 44 und 47 druckentlastet und umgekehrt;ο Sine für diesen Zweck geeignete Druckmittelsteuereinrichtung 50 ist in Fig. 6 schematisoii dargestellt. Diese Einrichtung besteht aus einem öchieborgeriäuse 51 mit zwei im Abstand voreinander angeordneten Kolben 52 und 53« Die Kolben 52 und 53 sind an einer Kolbenstange 54 befestigt, die aus dem Genäuse 51 herausgeführt ist, Mit entsprechenden, nicht naher dargestellten Antriebsvorriohtungen kann durch das Bedienungspersonal, beispielsweise den Flugzeugführer die Kolbenstange 54 so in Bewegung gesetzt werden, daß die Kolben 52 und 53 entweder in die mit ausgezogenen Linien in Fig. 6 gezeigte Stellung für die Erzeugung eines Vorwärtsschubs bzw. in die gestrichelt angedeutete Stellung für die Erzeugung eines Rückwärtsschubs bewegt werden, Wenn sich die Kolben 52 und 58 in der für die Erzeugung eines Vorwärtsschubs erforderlichen Stellung befinden, wird Druckmittel von einer entsprechenden Druckmittelversorgungseinrichtung, beispiels-

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weise dein Vei'dichter 21 des Grundtriebwerks 20 durch eine Leitung 56 in der. Hohlraum 55 im Innern des tjchiebergeiiäuses 51 geleitet. Von dem Hohlraum 55 wird das Druckmittel den Membranen 42, von denen nur eine beispielsweise dargestellt ist, über je eine Leitung 43' zugeführt, mit der die Leitungen 43 jeder Membran 42 verbunden sind« Infolgedessen v/erden alle Membranen 42 mit Druck beaufschlaft und die zugeordneten Durcjitrittsöfi'nungen '41 durch die gespannten Membranen gesperrt. Gleichzeitig verhindert der Kolben 53 eine Zuführung von Druckmitteln zu den Membranen 44 und 47, die über die Leitungen 45, 48 und 57 beispielsweise mit der Außenatmosphäre verbunden und so belüftet werden. Wenn sich die Kolben 52 und 53 in der für das Erzeugen eines RückwürtsBchubs erforderlichen Stellung befinden, gelangt Druckmittel an die Innenseiten der Membranen 44 und 47 und dehnt diese in der vorbesciiriebenen '»/eise, wähmnd die Membranen 42 über die Leitung 58 mit der Atmosphäre verbunden und 30 belüftet v/erden.

Wie vorstehend erwähnt, sind die Membranen 42 üblicherweise beim Vorwärtsflug ständig mit Druckmittel beaufschlagt. Wenn aus irgendeinem Grunde alle Membranen 4 2 drucklos werden sollten, obwohl keiüo Schubumkehr erwünscht ist, kann die dadurch bedingte Herabsetzung des Vorwärtsschubec zu betrMc.itiicnen bcnv/ieri&keiten führen. Sin derartiger Zustand kann beispielsweise eintreten, wenn eine der Membranen reißt, se daß in dem ganzen Syetem ein entsprechender Druckverlust eintritt. Fig. 7 zeigt eine Schieberanordnung

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welche einen derartigen unerwünschten Druckverlust aller Membranen 42 verhindert« In Fig. 7 sind Umlenkschaufeln 38a, 58b und 38c gezeigt.

Jede dieser Schaufeln ist als Beispiel für die behäufeln je eines Schuufelgitters gezeigt. Die diesen Schaufeln zugeordneten Membranen 42a, 42b und 42c werden durch Leitungen 43a, 43b und 43c mit Druckmittel beaufschlagt bzw. druckentlastet. Diese Leitungen führen zu je einem Schiebergehäuse 6oa, 6ob oder 6oc. In der Praxis ist also jedem Schaufel^itter ein Schiebergehäuse zugeordnet. Ein ähnliches Gehäuse bO ist durch Leitungen 45 und 48 mit den membranen 44 und 47 verbunden. Durch alle Gehäuse verläuft eine gemeinsame Kolbenstange 61, auf der die Steuerkolben 62, 62a, 62b und 62c angeordnet sind. In der mit ausgezogenen Linien dargestellten Stellung für das Erzeugen eines Vorwärtsschubs sind die Membranen 44 und 47 über die Leitungen 45, 48 und 63 mit der Außenatmosphäre verbunden und die Membranen 42a, 42b und 42c werden über die Leitungen 64a und 43a, t«1b und 43b bzw. 64c und 43c mit Druck beaufschlagt.

Die Leitunger, 64a, 64b und 64c sind mit je einer unabhängigen Druckir.ittelquelle verbunden. Da die Membranen 42a, 42b und 42c über je ein eigenes Gehäuse und eine eigene Leitung 43a, 43b und 43c unabhängig voneinander mit Druck beaufschlagt werden, kann ein Fehler in einem Sohaufelgitter sie. nur auf dieses Schaufelgitter auswirken. Daher wird durch ein unbeabsichtigtes Druckloswerden

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der Membranen eines Schaufelgitters zwar der Schub herabgesetzt, jedoch nicht in gefährlichem Ausmaß. In der gestrichelt angedeuteten Stellung für das Erzeugen eines Rüokwärtsschubs sind die Membranen 42 drucklos und die Membranen 44 und, 47 mit Druck beaufschlagt, wie aus der vorstehenden Erläuterung der Steuereinrichtung nach Pig» hervorgeht.

Wie vorstehend erläutert, werden die Membranen 42 zweckmäßig gleichzeitig mit Druck beaufschlagt bzw₀ druckentlastet und zwar werden die Membranen 42 dann mit Druck beaufschlagt, wenn die Membranen 44 und 47 druckemtlastet werden und umgekehrt. Unter bestimmten Umständen können jedoch auch andere Anordnungen zweckmäßig sein_e Beispielsweise hat das Triebwerk 14 einen normalen Arbeitsbereich, für den ein gewisser Mindestschub erforderlich ist» Wenn man diesen Mindestwert unterschreiten will, ohne den Schub umzukehren, kann man einen Teil der Membranen 42 druckentlasten, während die Austrittsöffnung 35 offenbleibt. Diese und andere im Bereich fachmännischer Maßnahmen liegenden Abänderungen können durch entsprechende Änderungen der Steuereinrichtung erreicht werden«

Die dehnbaren Mambranen 42 und 44 können aus jedem gummiartigen oder sonstigem entsprechend dehnbaren elasti~ sehen Material bestehen· Das Material muß jedoch so elastisch »ein, daß es eine Dehnung der Membran unter der Einwirkung eines unter hohem Druck stehenden Strömungemittels und eine rasone Rüokkehr in den ungedehnten Zustand

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nach der Druckentlastung; gestattet. Derartige elastische

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MaterialieriVdeshalb ohne weiteres zur Verfüjun_ö·, weil die Membranen nur dem relativ kalten Luftstrom in dem Ringkanal 32 und nicht den heißen Verbrennunggasen, die durch die Scaubdilse 26 austreten, ausgesetzt sind.

Zum Festlegen der Form der Membranen in deren Zustand bei Druckbeaufsdhlagung können entsprechende Begrenzungselemente, Seile oder dgl. verwendet werden. Hinsichtlich der Membranen 44 und 47 wird hierzu auf die Figuren 2 und 6 verwiesen, in denen Seile 70 und 71 angedeutet sind, die sich in der Umfangsrichtung der Membran erstrecken«, Die Seile könn'en an den Oberflächen der Membranen befestigt sein. Vorzugsweise sind sie jedocn in den Membranen eingebettet» Die Seile 70 und 71 sind biegsam und unelastisch und nehmen die Form von Schlangenlinien an, wenn die Membranen drucklos sind. Die Membranen 44 und 47 können daher durch Druck soweit gedehnt werden, bis die Seile 70 und 71 unter Zugspannung stehen und die in Figo 6 dargestellten Stellungen einnehmen. Infolgedessen können die Membranen 44 und 47 im gedehnten Zustand jede gewünschte aerodynamische Form erhalten, wenn die länge der Seile 70 und 71 entsprechend vorgewählt wird. Gemäß Fig. 4 und 5 können ähnliche Seile 72 auch in den Mambranen 42 eingebettet werden, so daß deren Form im gedehnten Zustand relativ genau festgelegt ist.

Obwohl das dargestellte und beschriebene Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen SchubuinJcehxvorrichtung an einem Strahl triebwerk, das ein vorn angeordnetes Gebläse

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besitzt und an einem Flügel des Plugzeuges montiert ist, erläutert wurde, kann diese jedoch auch bei anderen Triebwerken mit Erfolg vorgesehen werden, beispeileweise bei solchen Triebwerken, die am Rumpf des Flugzeuges angeordnet sind, sowie an anderen Turbo-Triebwerken o_edgl. Beispielsweise kann die erfindungs-jemäie Anordnung bei vom Gaserzeuger getrennten Gebläse - Triebwerken, sowie bei Triebwerken mit hinten angeordnetem Gebläse od. dgl«. verwendet werden, da derartige Triebwerke Arbeitsmittelstrüme besitzen, die sich auf einer relativ niedrigen Temperatur befinden und daher die dehnbaren Membranen nicht angreifen, wobei sich der Ausdruck "niedrig" auf einen Vergleich zu den normalen, in Strahltriebwerken auftretenden, Tetajeraturen bezieht.

Yfie aus de::i Vorstehenden hervor-geht wird durch die Erfindung eine leichte Scnubumkehrvorricntunc geschaffen, die eich insbesondere zur Verwendung in Strahltriebwerken eignet, die i.iit einen Arbeitsnittelstrom von niedriger Ter.peratur arbeiten. Ferner ist die vorstehend beschriebene, leichte Schubumkehrvorrichtung in ihrer Konstruktion und im Betrieb relativ einfach und unkompliziert und ver~rö..?ert weder den GesaEtöurchmesser des Triebwerks noch den im Betrieb des Flugzeuges auftretenden Luftwiderstand.

Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf die beschriebenen Ausfuhrjn~obeisyiele beschränkt, insbesondere liegt es in Hahaen der Erfindung, ir. Schubumkehrvor-

richtun/ren vorbestimmte Strahlführungs, - umlenkung - und 909884/0029

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abSperrungsvorrichtungen mit elastisch dehnbaren Membranen zur Steuerung des Strahlstromverlaufes zu versehen»

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Claims (1)

1. PA TEN TA N WÄL TC

   ey

   PATENTANWALT DIPL.-ΙΝβ. RICHARD MÜLLER-BÖRNEB tt 1 PATENTANWALT DIPL.-INS. HANS-HEINRICH WEV

   BERLIN-DAHLEM · PODBIELSKIALLEE 68 (ΧΜ MÜNCHEN 22 ■ WIDENMAYERSTRASSE 49

   TELEFON: 76 29 07 · TELEGRAMME: PROPINDUS TELEFON : ZZ 55 SS - TELEGRAMME: PROPINOUS

   BERLINER BANK AKTIENGESELLSCHAFT · DEPKA 39 DRESDNER BANK AG MÖNCHEN · DEPKA LEOPOLDSTR.

   BERL1N-ZEHLENDORF ■ KONTO - N U M MER 96 123 KONTO-NUMMER 60 SSS

   POSTSCHECKKONTO: BERLIN - WEST NUMMER 4«9t POSTSCHECKKONTO: MÜNCHEN NUMMER 38« 5t

   19 136/7 General Electric Company

   Schenectady, New York (USA) Patentansprüche.

   1.) Schubumkehrvorrichtung zum Umlenken eines aus einem Strahltriebwerk austretenden Strahlstromes, wobei das Strahltriebwerk von einem Mantel (Aufienmantel ) umgeben ist, der einen axialen Strömun_;":skanal begrenzt, mit einer, in den aus dem Ströinungakanal austretenden Straalstrom ein- bz\-u ausschwenkbaren, den Strahlstrom um mehr als 90 umlenkenden Strahlumlenkplatte, die als im AulSenmant.el angeordnetes, Durchtrittsöffnungen für den Strahlstrom bildendes öchaufelgitter (Strahiumlenkschaufelgitter) ausgebildet ist, wobei in dem stromabwärts vom Strahlumlenkschaufelgitter gelegenen Bereich des Strahlstroms einschwenkbare Strahlabfangplatten vorgesehen sind, gekennzeichnet durch elastisch dehnbare, im gedehnten Zustand die DurchtrittBöffnungen (41) abdeckende und im ungedehnten Zustand die Durchtrittsüffnungen (41) freigebende Membranen (Gittermembranen) (42).

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   FERNSCHREIBER: 01· 4097

   Schubumkehrvorrichtung nacli Anspruch 1, dadurch, gekennzeichnet, daß jeder Strahlumlenkschaufel (38) des Strahlumlenkschaufelgitters (36) eine gesonderte Membran (42) zugeordnet ist«

   Schubumkehrvorrichtung nach Einspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlabfangplatten als elastisch dehnbare, im gedehnten Zuscand die stromabwärts vom Strahlumlenkschaufelgitter befindliche Austrittsöffnung (35) des Strömungskanals (32) verschliessende und im ungedehnten Zustand die Austrittsöffnung (35) freigebende . Membran (Strahlabfangmembran) (44) ausgebildet sind,

   4β 3chubumkehrvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 - 31 gekennzeichnet durch mehrere sich in Uraf^ngsrichtung um einen bogenförmigen Teil des .lussenmantels (33) erstreckende Strahlumlenksclmufelgitter (36), deren Strahiumlenkschaufeln (38) stromaufwärts weisende, konkave Fli'chen (39) und stromabwärts weisende konvexe Flächen (4o) besitzen, welche die Durchtrittsöffnung (41) begrenzena

   5. Schubumkehrvorrichtung nach,einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die elastisch dehnbaren Gittermembranen (42) auf der konvexen Fläche (4o) je einer der Strahlumlenkschaufeln (38) angeordnet sind, wobei sie sich vim ge«|ehnten Zustand quer über die zugeordnete Durchtri-ttsäffnung (41) erstrecken und im ungedehnten Zustand-,.anöden konvexen Flächen (4o) der Strahlumlenkschaufeln anliegen. ^₀ ORIGINAL

   ~'-\v-r·:;.-/ -: 90988 A/0029 -

   6« '"Schubumkehrvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5 für ein Gebläse-Triebwerk mit einem, wenigstens teilweise innerhalb des Außenmantels angeordneten Grundtriebwerk, einem von diesem angetriebenen Gebläse und einem das Grundtriebwerk umgebenden zylindrischen Mantel (Innenmantel) wobei sieb das Gebläse von dem Innenmantel radial nach auswärts erstreckt uhd von dem zylindrischen Außenmantel umgeben

   ist, der im Abstand vom Innenmäntel angeordnet ist und mit diesem einen axial angeordneten Nebenschlußströmungskanal (flingkanal) begrenzt,, in dem Strömungsmittel zwischen der am einen Ende des Außenmantels befindlichen Eintrittsöffnung und der am anderen Ende des Außenmantels befindlichen Austrittsöffnung geführt wird, wobei in dem Ringkanal radial einwärts vom Außenmaniel ein zylindrischer Zwischenmantelring angeordnet igt, dadurch gekennzeichnet, daß am Zwischenmantelring (29a, 29b) eine sich in Umfangriohtung erstreckende, elastisch dehnbare Membran (Zwischeniaantelrlngmembran) (47) vorgesehen ist, die im gedehnten Zustand den Strahlstrom im Ringkanal (32) "zu dem Strahlumlenkschaufelgitter bzw⁽,ⁱ⁽ⁿ=gittern hin ablenkende Leitflächen bildet und im ungedehnten Zustand ohne ablenkende Leitflächen für den Strahl-Strom zu bilden^ am Zwischenmantelring anliegt·

   7· Schubumkehrvorriohtung nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß den Membranen (42, 44, 47) de*en Forn im gedehnten Zustand bestimmende Begrenzungelemente (70j 71, 72) züge* ordnet sind. 9098 84/0029

   _/_ K81565

   8ο Scliubumkehrvorrichtung nach einem der Ansprüche 1-7 mit einer Vorrichtung zum einseitigen Beaufschlagen der Membranen durch ein Druckmittel zu deren Dehnung und einer Steuereinrichtung zum Steuern des Druckes an den mit dem Druckmittel zu "beaufschlagenden Seiten (Innenseiten) der Membranen, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenseiten der zu je einem St ahlumlenkschaufelgitter gehörenden Gittermembranen (42a, 42b, 42c) mit je einem, den einzelnen Strahlumlenkschaufelgittern zugeordneten Schiebergehäuse (6oa, 6ob, 6o c) und die Innenseiten der Strahlabfangmembran (44) und der Zwischenm&ntelringmembran (47) mit einem gemeinsamen, weiteren Schiebergehäuse (6o) verbunden sind und in den Schiebergehäusen auf einer Kolbenstange (61) angeordnete Steuerkolben (62,* 62a, 62b, 62c) zum Steuern der Verbindung der Membraninnenseiten mit in die Schiebergehäuse mundenden Druck- und Belüf-fcungsleitungen vorgesehen sind, wobei jedem Schiebergehäuse eine gesonderte Druckmittelversorgungseinricntung (Druckmittelquelle) zugeordnet ist.

   909884/0029

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