DE1481644C2 - Aufhängung eines Gasturbinentriebwerks an einer Flugzeugzelle - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft die Aufhängung eines Gasturbinentriebwerks an einer Flugzeugzelle durch eine vordere und eine hintere Auflagervorrichtung, deren letztere eine an einem Flanschring des äußerenTriebwerksgehäuses angreifende Gelenkverbindung aufweist.
Eine solche Aufhängung ist aus der US-PS 2 753 140 bekannt. Bei dieser bekannten Anordnung stellen die Flanschringe die einzigen Träger des Triebwerks dar, die mit der Flugzeugzelle verbindbar sind. Dieser früher häufig anzutreffende Aufbau geht davon aus, daß das Triebwerk als Baueinheit ausgebildet ist und die Hauptwellenlager innerhalb des Triebwerksgehäuses über Verstrebungen starr abgestützt sind. Eine solche Bauart ist bei kleineren Triebwerken, insbesondere bei Einkreistriebwerken, möglich, weil insbesondere die radialen Abmessungen relativ klein sind und das Triebwerksgehäuse ohne weiteres in der Lage ist, den Kräftefluß von den Abschnitten, an denen die Lageraufhängungen angreifen, nach jenen Abschnitten zu übertragen, wo die Triebwerksaufhängung angreift. Schwierig wird die Aufhängung jedoch bei Triebwerken größerer Bauart, die allgemein als Mantelstromtriebwerk ausgebildet sind, weil in diesem Fall noch eine starre Verbindung zwischen dem Innengehäuse, welches den Hauptstromkanal umschließt, und dem äußeren Triebwerksgehäuse vorgesehen sein muß, welches den Mantelstromkanal außen begrenzt. Dieses äußere Triebwerksgehäuse mit seinen beträchtlichen radialen Abmessungen muß bei herkömmlicher Ausbildung und Aufhängung des Triebwerks all jene radialen Kräfte als Biege-

momente übertragen, die dadurch bedingt sind, daß die stromlinienförmig gestalteten Tragverstrebungen axial versetzt zu dem Angriffspunkt der Tragelemente am Triebwerksgehäuse angreifen. Dies bedingt einerseits einen äußerst kräftigen Aufbau des Außengehäuses und andererseits eine Durchsetzung des Mantelstromkanals mit vielen bzw. raumgreifenden Verstrebungen, die aus strömungstechnischen Gründen unerwünscht sind.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Triebwerksaufhängung zu schaffen, bei welcher eine Übertragung möglicher radialer Kräfte unmittelbar auf die Flugzeugzelle erfolgt und ein gewichtsmäßig leichterer Aufbau des Triebwerksgehäuses sowie der Verstrebungen für die Abstützung der Hauptlager möglich wird.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß in an sich bekannter Weise ein hinteres Lager unmittelbar von dem Flanschring getragen wird, daß bei dem als Mantelstromtriebwerk ausgebildeten Triebwerk innere Streben für das hintere Triebwerkswellenlager nach außen durch den inneren Abgaskanal durchstehen und mit dem Mantelstrom-Kanalgehäuse und über äußere Streben mit dem Flanschring verbunden sind, so daß die statischen und dynamischen Kräfte vom Triebwerk nach einem festen Aufbau in der Flugzeugzelle übertragen werden, ohne das Abgaskanalgehäuse zu belasten.

Hierdurch wird es möglich, das äußere Triebwerksgehäuse, welches von dem Abgaskanalgehäuse gebildet wird, relativ dünnwandig zu gestalten, d. h. so dünn, wie es die herrschenden Druckdifferenzen ermöglichen, wobei jedoch auf die Übertragung von Kräften zwischen Triebwerk und Zelle nicht geachtet zu werden braucht.

Es ist zwar durch die US-PS 2 936 999 bereits bekannt, ein Gasturbinentriebwerkshauptlager unmittelbar an dem Ringflansch eines Außengehäuses aufzuhängen, jedoch handelt es sich hierbei einerseits nicht um ein Mantelstromtriebwerk, und andererseits dient der Flanschring nicht der Aufhängung des Triebwerks an der Flugzeugzelle.

Bei einer Aufhängung für ein Gasturbinentriebwerk mit einem Strahlrohr, dessen Düse die Schubgase in einer von der axialen Richtung abweichenden Richtung austreten läßt, um beispielsweise einen Vertikalschub, einen Lenkschub oder auch einen Bremsschub zu erzeugen, ist gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung das Strahlrohr am stromunterseitigen Ende der Außenwand des Mantelstromkanals derart befestigt, daß die von der Strahlablenkung hervorgerufenen Biegemomente nach der hinteren Auflagervorrichtung durch die Außenwand des Mantelstromkanals übertragen werden.

Hierdurch wird erreicht, daß der innere Triebwerksaufbau und das äußere Triebwerksgehäuse stromauf der hinteren Auflagervorrichtung von den Ablenkkräften entlastet werden.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung an Hand der Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung zeigt

F i g. 1 eine Seitenansicht eines Mantelstromtriebwerks mit der erfindungsgemäß ausgebildeten Traganordnung,

F i g. 2 einen Schnitt nach der Linie 2-2 gemäß Fig. 1,

F i g. 3 eine Teilansicht der erfindungsgemäßen Traganordnung und Lagerung im Schnitt nach der Linie 3-3 in F i g. 2,

F i g. 4 eine perspektivische Ansicht einer Strebe und F i g. 5 eine auseinandergezogene Darstellung eines Teils der Verstrebung.

In der Zeichnung ist ein Mantelstrom-Triebwerk 10 dargestellt, das einen Mantelstromkanal 11, ein Strahlrohr 12, eine Schubdüse 13 und eine Hubdüse 14 aufweist, wobei Strahlumlenkschaufeln 15 innerhalb des Strahlrohrs 12 angeordnet sind, die die Strahlgase aus dem Triebwerk entweder zur Düse 13 oder zur Düse 14 leiten.

Das Triebwerk ist mit zwei vorderen Zapfenlagern 16 und mit einer hinteren Traganordnung 17 versehen, durch welche das Triebwerk an einem festen Bauteil 18 einer Flugzeugstelle aufgehängt ist.

Die hintere Traganordnung 17 ist in F i g. 2 und 3 genauer dargestellt. Wie ersichtlich, wird der Mantelstrom-Kanal 11 durch eine äußere zylindrische Wand 20 und ein inneres zylindrisches Gehäuseteil 21 gebildet. Innerhalb dieses ist ein ringförmiger Abgaskanal 22 angeordnet, welcher Gase aus der Turbine des Triebwerks, deren letzte Stufe 23 in F i g. 3 dargestellt ist, zum Strahlrohr 12 des Triebwerks leitet. Der Abgaskanal 22 wird durch ein äußeres zylindrisches Triebwerksgehäuseteil 24 und ein inneres kegejstumpfförmiges Gehäuseteil 25 gebildet. Die Äbgaskanal-Gehäuseteile 24,25 sind durch eine Anzahl radialer Schaufeln 26 miteinander verbunden. Der Triebwerksgehäuseteil 24 ist mit einem Flansch 30 versehen, durch welchen er mittels einer Anzahl Schrauben 31 mit dem Haupttriebwerksgehäuse 32 und mit dem Gehäuseteil 21 verbunden ist.

Das Triebwerksgehäuse 32, 24 ist durch die Schrauben 31 auch mit der hinteren Traganordnung 17 des Triebwerks verbunden.

Die Traganordnung 17 weist ein Kugelgelenk 40 auf, an welchem zwei Lenker 41,42 angreifen. Diese greifen an ihrem anderen Ende an je einem weiteren Kugelgelenk 43 bzw. 44 an, welche zwischen axial voneinander in Abstand befindlichen radialen Ringflanschen 45, 45' der Mantelstromkanal-Außenwand 20 vorgesehen sind. Diese ist mit einer Anzahl von im Winkelabstand befindlichen Ansätzen 47 von vergrößerter radialer Abmessung versehen. An den radial inneren Flächen jedes Ansatzes 47 ist ein Schuh 48 befestigt, in dessen mittigen axialen Schlitz 50 ein Ansatz 51 einer Verstrebung 52 eingreift, die den Gehäuseteil 21 gegen die Mantel-. stromkanal-Außenwand 20 abstützt. Jede Verstrebung 52 weist zwei zueinander V-förmig angeordnete Streben 53 auf, die an ihrem gemeinsamen äußeren Ende den Ansatz 51 bilden und an ihrem inneren Ende durch je einen Bolzen 54 mit dem Gehäuse 21 gelenkig verbunden sind. Wie in F i g. 3 ersichtlich ist, ist das Gehäuses 21 hierzu mit drei axial voneinander in Abstand befindlichen radialen Ringflanschen 55,56,57 versehen.

Das Gehäuseteil 21 ist in Umfangsrichtung gesehen

zwischen benachbarten Verstrebungen 52 mit Stegen 60 versehen, an denen je eine Strebe 61 befestigt ist.

Die in F i g. 4 genauer dargestellten Streben 61 sind mit einem erweiterten radial inneren Ende 62 versehen, welches axiale Bohrungen 63, 63' aufweist, durch welche sie mittels Schrauben 64 mit einem zweiteiligen ringförmigen Lagergehäuse 65 verbunden sind, das im Längsschnitt etwa trapezförmig ist, wie in F i g. 3 ersichtlich ist. Das radial innere Ende des Gehäuses 65 bildet die äußere Laufbahn des hinteren Triebwerkslagers 66, das eine innere Laufbahn 67 aufweist, welche

auf der Triebwerkswelle 68 gleitbar angeordnet ist.

Jede zweite Verstrebung 52' ist in der in F i g. 5 dargestellten besonderen Weise ausgebildet.

Jeder Schuh 48 ist dabei an jeder axialen Seite mit einer radial nach innen vorspringenden Lasche 70 versehen und durch eine gemeinsame Schraube 71 verbunden; dadurch wird die mögliche radiale Bewegung der Mantelstromkanal-Außenwand 20 gegenüber dem Gehäuse 21 begrenzt.

Bei der beschriebenen Anordnung ist das Strahlrohr 12 unmittelbar mit der Außenwand 20 des Mantel-

Stromkanals 11 und nicht mit dem Abgaskanal-Gehäuseteil 24 verbunden. Auf diese Weise wird das Biegemoment der Hubkraft, welches durch die aus der Düse 14 austretenden Abgase erzeugt wird, nicht über das Haupttriebwerksgehäuse, sondern direkt über das Strahlrohr 12 und die Außenwand 20 des Mantelstromkanals 11 auf das Zellenteil 18 übertragen. Der Weg der Vortriebskraft der Düse 13 verläuft von den Gehäusen 20 und 21 über die etwa waagerecht angeordneten Streben 61'.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (13)

Patentansprüche:

1. Aufhängung eines Gasturbinentriebwerks an einer Flugzeugzelle durch eine vordere und eine hintere Auflagervorrichtung, deren letztere eine an einem Flanschring des äußeren Triebwerksgehäuses angreifende Gelenkverbindung aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise ein hinteres Lager (66) unmittelbar von dem Flanschring (45,45') getragen wird, daß bei dem als Mantelstromtriebwerk ausgebildeten Triebwerk innere Streben (61) für das hintere Triebwerkswellenlager (66) nach außen durch den inneren Abgaskanal (24, 25) durchstehen und mit dem Mantelstrom-Kanalgehäuse (20) und über äußere Streben (52, 53) mit dem Flanschring (45, 45') verbunden sind, so daß die statischen und dynamischen Kräfte vom Triebwerk (10) nach einem festen Aufbau (18) in der Flugzeugzelle übertragen werden, ohne das Abgaskanalgehäuse (24,25) zu belasten.

2. Aufhängung für ein Gasturbinentriebwerk mit einem Strahlrohr, dessen Düse die Schubgase in einer von der axialen Richtung abweichenden Richtung austreten läßt, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Strahlrohr (12) am stromunterseitigen Ende der Außenwand (20) des Mantelstromkanals derart befestigt ist, daß die von der Strahlablenkung hervorgerufenen Biegemomente nach der hinteren Auflagervorrichtung (41, 42) durch die Außenwand (20) des Mantelstromkanals übertragen werden.

3. Aufhängung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die hintere Auflagevorrichtung (41, 42) in der radialen Ebene des hinteren Triebwerkslagers (66) liegt.

4. Aufhängung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Haupttriebwerksgehäuse (32) an den äußeren Streben (52, 52') über einen Abschnitt der Innenwand (21) des Mantelstromkanals in einer Ebene festgelegt ist, die axial von der Ebene im Abstand liegt, die das hintere Triebwerkslager (66) enthält.

5. Aufhängung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die inneren Streben (61, 6Γ), die das hintere Triebwerkslager (66) tragen, nach außen nur so weit vorstehen, wie die Innenwand (21) des Mantelstromkanals, wobei diese Innenwand an dem Flanschring (45, 45') durch die äußeren Streben (52,52') festgelegt ist

6. Aufhängung nach den Ansprüchen 3 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die äußeren Streben (52, 53) in einer von der Radialrichtung abweichenden Richtung verlaufend angeordnet sind.

7. Aufhängung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die äußeren Streben (52,52') paarweise angeordnet sind und jeweils zwei Streben eines Paares ein V bilden und die gemeinsamen äußeren Enden der Strebenpaare am Flanschring (45, 45') festgelegt sind und daß die inneren Enden der äußeren Streben zwischen benachbarten inneren Streben (61,6Γ) befestigt sind.

8. Aufhängung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das gemeinsame Ende eines jeden Paars äußerer Streben (52, 52') einen Ansatz (51) formen, der in einem Schuh (48) liegt, welcher an der Außenwand (20) befestigt ist.

9. Aufhängung nach Anspruch 8, dadurch gekenn-

zeichnet, daß einige der äußeren Streben (52') durch Bolzen (71) gegen radiale Bewegungen gesichert sind, wobei die Bolzen zwischen den Strebenpaaren hindurchlaufen und an den Schuhen (48) festgelegt sind.

10. Aufhängung nach den Ansprüchen 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die inneren Streben (61) mit ihren Enden (64) zwischen axial im Abstand liegenden Flanschen eines ringförmigen Lagergehäuses (65) verbolzt sind.

11. Aufhängung nach den Ansprüchen 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Abgaskanalgehäuse ein äußeres zylindrisches Gehäuse (24) und ein inneres kegelstumpfförmiges Gehäuse (25) aufweist, welches im Abstand zu ersterem liegt und über mehrere im gleichen Winkelabstand zueinander angeordnete Schaufeln (26) verbunden ist, durch die die inneren Streben (61) hindurchgeführt sind.

12. Aufhängung nach den Ansprüchen 4 und 11, dadurch gekennzeichnet, daß das äußere Abgaskanalgehäuse (24) am Haupttriebwerksgehäuse (32) in der radialen Ebene festgelegt ist, in der das Triebwerksgehäuse mit den äußeren Streben (52, 52') verbunden-ist, so daß eine Lösung der Verbindung das gesamte rückwärtige Ende des Triebwerks ein-. schließlich Abgaskanalträgerstreben. (52, 52', 61) und hinteres Triebwerkslager (66) von dem übrigen Triebwerk möglich ist, so daß das hintere Triebwerkslager und/oder die Turbine (23) beobachtet werden können.

13. Aufhängung nach den Ansprüchen 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Triebwerk (10) in einem an sich bekannten Kurzstart- oder Vertikalstartflugzeug angeordnet ist.