DE1506083A1 - Triebwerkseinbau in Flugzeugen - Google Patents

Description

• Triebwerkseinbau in Flugzeugen Die Erfindung bezieht sich auf den Einbau von Triebwerken in Plugzeugen und zwar insbesondere auf den Einbau von Mantels Lroiii-Gasturbineritriebwerkeri.
• Aufgabe der Erfindung ist es, den Einbau des Triebwerks und der Zubehörteile in der Weise vorzunehmen, daß die Stirnfläche des Triebwerkes verringert wird, um den Luftwidei-stand des iiistalliEp teil Triebwerks während des Fluges zu reduzieren.
• Ge.Aäß der Erfindung sind zwei hohle Bauteile vorgesehen, die sich wenigstens teilweise um das Triebwerk heruia erstrecken und init der Flugzeugzelle verbunden sind und da13 innerhalb dieser Lageranordnung Träger für das Triebwerk vorgesehen sind, ZD en durch welche die Triebwerksbelasturig auf die Flugzeugzelle übertragen werden.
• Gemäß einer weiteren Ausführungsforin der Erfiriduii,#", bestellt die Laj:,reranordnung aus zwei hohlen Bauteilen, die sich wenigstens teilweise u#ii das Triebwerk herum erstrecken Llild iiiit der Flug-e t-> verbunden sind, wobei iririei -haLb dieser Hauteile ein erstes Triebwerk gehaltert ist und jeder hohle BauteL1 einen Fortsatz aufweist, der sich wenigstens teilweise um ein zweites benachbartes Triebwerk herum erstreckt, wobei die gemeinsame Achse der Fortsätze iia wesentlichen parallel zur i"-e..leinsaitien Längsachse der hohlen 13auteile liegt. Vorzugsweise ist das erste Triebwerk innerhalb der holflen Bauteile angeordnet und das zweite Triebwerk ist unter den Fortsätzen gehaltert und liegt in der --1,ähe des ersten 'L,'i,iebwerkes, wobei die Schub- und Vibrationsbelastungeil beider Triebwei,'Ke auf die hohlen Bauteile übertragen werden. Die iiol,Lei-i .3auteile können ringförmig sein und die FortsätZe können mig oder teilriiigförwit# sein.
• Geuiäß einer bevorzu-ten Ausführungsfor.a der Er-fiiidii.1--c ist ein t.2 t-2 zylindrischer Yörper zwischen den hohlen Bauteilen afl,1-eordiiet und der zylindrische Absermitt wird #v-on der Innenwand und einer Außenwand gebildet, viobei die Innenwand einen leil der Außenwand des 1,antelstromkanals des Yriebwerks bildet.
• Eine erste Einrichtung kann vorgesehen sein, um d,#-.s Triebwerk mit dem vorderen Ringbauteil zu verbinden und die -esa.,#ate Triebwerksbelastung aufzunehmen, wobei eine zweite Einrichtung vorgesehen ist, um das Strahlrohr, die Schubumkehr-jorrichtung und är.Lnliche Zubehörteile mit de-a hinteren .#'-#-,ii#bauteil zu -;erbinden.
• Vorzu-s-aeise weist die erste einen t-.) tj en Körpern,auf.
• stehe-id aus rohrförmig Es ist bekannt, zum Zwecke des Triebwerkeinbaus zwei Triebwerke Meneinanderliegend an einem Träger hängend anzuordnen. Hierbei muß jedoch der fräger sämtliche Schublast der Triebwerke uyd außerdem das Triebwerksgjewicht aufnehmen und daher ist es nötig, einen Träger mit einer großen luerscLnittsfläche vorzusehen, der die erforderliche Festigkeit hat.
• Wenn die aufzuhängenden Triebwerke "antelGtrostriebwerke mit hohem Aebensculußverhältnis sind, dann wird die Frontfläche der gesamten Baueinheit, d.h. die Frontfläche von Triebwerk und Yräger, sehr jrom, wodurch der Luftwiderstaid das Flugneuges beträchtliche Werte annimmt.
• iusätzlich zu den obeneriähnten UbelstMnden besteht bei bekannten triebwerhseinbauten der iachteil, daß die bubehörteile u!.i den äuPeren UAfang des 2riebwerkes herum angeordnet sind und von einer YriebwerLslondel uuschlossen werden müssen, was dazu führt, daP die :riebwerksgondel einen noch größeren Durchmesser annehmen muß.
• Bei dem erfindungsgeräßen Triebwerkseinbau bildet die Flugzeugzelle einen Teil der Gondel selbst, so daß die Triebwerkszelle selbst das Triebwerk oder die Triebwerke trägt. Dadurch daß ein Bauteil mit Muerschnitt in Gestalt eines Hingträgers benutzt wird, werden Schublast und nach vorn und hinten wirkende lassenkräfte seitlich aufgenommen weeden, so daß der luerschnitt der Stirnfläche des Trägers vermindert werden kann. Der übrige Ringiräger trägt dazu bei, die Belastungen zu verteilen und es wird so die Möglichkeit geschaffen, d'eii-Querschnitt weiter zu vermindern.
• 'Die Innenwand des Ringbauteils bildet einen Teil des Mantelstromkanals des Innenbordtriebwerkes und einige Triebwerkszubehörteile können innerhalb des kantelstromkanals in einer aerodynamischen Verklddung untergebracht werden.
• Nachstehend werden einige Ausführun",rsbeispiele der Erfindung an Hand der beiliegenden Zeichnung veranschaulicht. In der Zeichnung zeigen*# Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Triebwerkeinbaus, Fig. 2 eine Stirnansicht der Triebwerke gemäß Fig.1, Fig. 3 einen Axialschnitt der Triebwerksträgerstruktur nach Fig.2, Fig. 4 einen Schnitt nach der Linie 4-4 gemäß Fig.3, Fig. 5 eine Stirnansicht einer anderen Triebwerksaufhängung, Fig. 6 eine perspektivische Ansicht eines Doppeltriebwerksgehäuses, in Richtung Fig. 7 eine Ansicht/des Pfeiles I gemäß Fig.6, wobe.i. nur ein Triebwerk ersichtlich' ist, Fig. 8 einen Längsschnitt der Triebwerksaufhängung nach Fig.6, Fig. 9 in größerer Darstellung einen Schnitt des Gehäuses in einem das Gelenk des rohrförmigen Tragrahmens und den vorderen Ringkörper enthaltenden Abschnitt, Fig.10 eine Schnittansicht einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, bei welcher der innere radiale Abschnitt des Gehäuses n5--;ch Fig.A flexibel ist, Fig.11 eine weitere Ausführungsform der Erfindung zur Aufhängung eines Triebwerkes.
• Das in den Fig.1 bis 4 dargestellte Ausführungsbeispiel bezieht sich auf ein Flugzeug mit vier,am Schwanzende des Flugzeuges aufgehängten Mantelstromtriebwerken, wobei die Beschreibung sich nur auf die auf einer Seite des Flugzeuges angeordneten Triebwerke bezieht, weil die anderen beiden Triebwerke symmetrisch hierzu auf der anderen Seite angeordnet sind.
• Gemäß Fig.1 sind am Rumpf 1 vier Idanteletrom-Gasturbinenstrahltriebwerke 2,3,4,5 in Gehäusen 2a.3a,4 a und 5a angeordnet.
• Die Tragetruktur liegt gemäß Fig.2 innerhalb der Verkleidung der Gehäuse und des Flügeistummels 6 und bildet einen integralen Bestandteil der Triebwerksgondel. Die Verkleidung wird von einer leichten Haut gebildet, die eine aerodynamische Umschließung der Traganordnung bildet.
• In Fig.2 ist die Verkleidung der Gehäuse und des Wellenatummels 6 abgebrochen dargestellt, um die Trag@truktur zu zeigen, die aus zwei ringfärmigen Trägern 7 I-förmigen Querschnitte besteht, zwischen denen ein zylindrischer Bauteil 8 angeordnet ist.
• Ein Triebwerk 4 wird von dieser Baueinheit beherbergt und über Streben -9,10 und 11 (Fig.3 und 4) getragen, die das Triebwerk 4 mit den Trägern 7 verbinden. Die Streben 9 sind oben an dem ringföruligen Träger 7 angdlenkt und nehmen das Gewicht des Triebwerks auf. Die Strebe 10 dient zur Übertragung eines Teils der Schubbelastung und der Vibrationsbelastung des Triebwerks auf die Seite des vorderen Trägers 7 und die Strebe 11 dient zur Übertragung eines Teils der Schubbelastung und der Vibrationsbelastung auf die Seite des rückwärtigen Trägers 7.
• Die zylindrischen AbschnittÜ8 bestehen aus einer Innenwand und einer Außenwand mit einem Versteifungsbauteil dazwischen,um die erforderliche Scherfestigkeit zu gewährleisten. Innen- und Außenwände liegen zwi3chen den ringföriiiigen Trägern und tragen zur Gesamtsteifheit der Lagerstruktur bei. Bei diesem Ausführungsbeispiel nach Fig.3 und 4 ist die Versteifungsbaueinheit in Schalenbauweise 14 hergestellt.
• Die Innenwand des zylindrischen Abschnitte 8 bildet einen Teil der Außenwand des Idantelstromkanals der Triebwerke 4.
• Die ringförmigen Träger 7 haben teilringförmige Fortsätze 12 ebenfalls von I-förmigem Querschnitt und von diesen Fortsätzen 12 wird ein zweites Triebwerk 5 getragene Das Gewicht des Triebwerks 5 wird von einem Teil des teilringförmigen Fortsatzes 12 über die Streben 15 getragen und die Schubkelastungen und die Vibrationsbelastungen werden auf die Seiten des Ringes 7 durch Streben 16 und 17 übertragen. Die Strebe 16 überträgt die Belastung auf den vorderen Träger 7 und die Strebe 17 überträgt die Belastung auf den hinteren Träger 7.
• Der Rest der Außenwandung 18 des äußeren Triebwerkes 5 kann aus leichtem Material bestehen, da keine Belastungen aufzunehmen sind, wenn das Triebwerk erfindungsgemäß installiert ist. Die Innenwand 18a muß jedoch von einer solchen Festigkeit sein, daß die Druckbelastungen der durch den Mantelstromkanal fließenden Luft aufgenommen werden.
• Die Zubehörteile 19 sind innerhalb einer VerklEddung 20 angeordnet, die in dem Iliantelstromkanal 21 eingebaut ist. Dies ist in den Fig.2 und 4 lediglich für ein Triebwerk veranschaulicht.
• Die Zubehörteile 19 sind so ausgestaltet, daß sie in den Raum zwischen Triebwerk und Außenwand des Mantelstromkanals am schmalsten Punkt des Triebwerkes einpassen, so daß weiterer Raum eingespart wird. Die hierdurch erfolgende Blockierung des Liantelstromkanals wird durch eine geringfügige Vergrößerung des Gesamtdurchmessers des i4antelstromkanals ausgeglichen.
• Bei dem obenbeschriebenen Ausführungsbeispiel waren die Triebwerke paarweise am Schwanzende des Rumpfes aufgehängt, jedoch kann die erfinduligsgemäße Aufhängung auch für ein einziges Triel> werk vorgesehen werden, wobei nur der Ringträger 7 erforderlich ist. Die erfindungegemäße Aufhängung kann auch für ein Triebwerk oder ein Triebwerkspaar Anwendung finden, das unter dem Tragflügel de s Flugzeuges aufgehängt ist.
• Unter geringfügiger Abwandlung kann die erfindungegemäße Tragstruktur auch für Mantelstromtriebwerke gemäß der britischen Patentschrift 888 060 Anwendung finden.
• Ein derartiges Triebwerk ist in Fig.5 dargestellt. Es wird von einer Strebe 30 unter dem Tragflügel 31 des Flugzeuges gehaltert. Hierbei besteht die Triebwerkelagerung aus zwei Endträgern 22 und einem dazwischenliegenden Abschnitt, der einen querverlaufenden Teil in Gestalt zweier nach außen konvex gekrümmter Bogen hat, die stirnseitig miteinander verbunden sind, wobei jeder Bogen sich über ulehr als einen Halbkreis erstreckt.
• Die Innenwand der Tragetruktur bildet einen Teil des blantelstromkanals des Triebwerke.
• Das Triebwerk 23 wird von Streben 24,25 getragen, die die Schubbelastungen über die Endträger 22 übertragen. Zubehörbauteile 26 sind innerhalb einer Verkleidung 27 im Man-

  telstromkanal 28 angeordnet. In diesem Fall ist eine zusätzli-

  Ausbuchtung

  che 2±Är.» 29 in der Verkleidung ausgebildet, um die örtlichen

  Beanspruchungen in der Umhüllung 30,31,32 an ihrer Verbindung auszugleichen. Gemäß dem Ausführungsbeispiel nach Fig.6 bis 10 ist das Trieb-' werk mittels einer Lageranordnung an in einer Ebene liegenden Punkten aufgehängt und das Strahlrohr, die Schubumkehrvorrichtungen und zugeordnete Bauteile sind mit der Tragetruktur an Punkten verbunden, die in einer anderen Ebene liegen, so daß zum Zwecke der Wartung des Flugzeuges das Triebwerk allein entnommen werden kann, wobei das Strahlrohr usw. am Flugzeug verbleibt. In gleicher Weise können Strahlrohr usw. entfernt werden, während das Triebwerk am Flugzeug verbleibt.
• 1 Ein Vorteil dieser Anordnung besteht darin, daß das tatsächliche rückwärtige Triebwerksturbinengehäuse nicht das Gewicht des Strahlrohres usw. zu tragen braucht. So braucht das Triebwerksturbinengehäuse nicht als Tragetruktur versteift zu wer-

  den,ih das zusätzliche Gewicht aufzunehmen, sondern es kann

  leichter gestaltet sein.
• Ein weiterer Vorteil dieser Anordnung besteht darin, daß das Triebwerk an Punkten aufgehängt ist, die im Schwerpunkt'oder in der Nähe desselben liegen und daß somit eine Aufhängung vor dem Flugzeuggehäuse in einem ]Punkt erfolgen kann, wo Mehl.. Raum für die Triebwerkszubehörteile vorhanden ist, die in den Mantelstromkanal eingebaut werden sollen.
• in Fig.6 ist ein Manteletromgasturbinenstrahltriebwerk mit einem Triebwerk 110 und einem Manteletromkanal 111 dargestellt. Eine Aufhängung 112 bildet einen Teil eines Doppeltriebwerksgehäuses 113, das am Ylugzeugrumpf bei 114 befestigt int. Die nachstehende Beschreibung beschränkt sich auf eine Erläuterung einer Anordnung mit einem einzigen Triebwerk innerhalb des Gehäuses.
• Das Triebwerk ist an der Flugzeugzelle mittels Trägern 115 aus. rohrförmigen Bauteilen 116 verbunden, die am vorderen Teil der Lagerstruktur verbolzt sind. Die Träger erstrecken sich im wesentlichen um das gesamte in Fig.7 dargestellte Triebwerk 110 herum.
• Die Tragstruktur besteht aus zwei ringförmigen Trägern 117,118 von I-Querschnitt,wie aus Fig.8 ersichtlich ist. Die beiden Träger sind mittels eines Teils einen zylindrischen Abschnitte 119 verbunden.
• Der zylindrische Abschnitt 119 besteht aus einer Innenwand und einer Außenwand in Schalenbauweise und die Innenwand bildet einen Teil des Mantelstromkanals des Triebwerke selbst.
• Bei diesem Ausführungebeispiel ist die Innenwand des zylindrischon Abschnitte an einem Punkt 120 abgewinkelt und sie beginnt, sich, von dort aus nach dem Strahlrohr hin zu verjüngen und ein dritter I-förmiger Träger 121 kann in der Tragetruktur ausgebildet sein, um diese an einem Punkt zu versteifen, wo die Innenwand ihre Krümmung ändert.

  DeM Strahl'% des Triebwerks ist mit dem rUckwärtigen Träger

  bei 123 durch Bolzen- oder auf andere herkömmliche Weise ao vor-

  buhden, daß es getrennt von der Lagerstruktur 112 abgenommen werden kann, wobei es nicht am Triebwerk festgelegt ist.
• Das Triebwerk 110ist an der Tragstruktur 112 mittels einer Verstrebung 115 befestigt. Die Verstrebung 115 besteht aus sechs rohrförmigen Streben 116, die an drei Punkten rings ula den Umfang des Triebwerks an diesem angreifen und an vier Punkten an dem vorderen Ringbauteil befestigt sind (Fig.7).
• Das Mantelstromgehäuse besteht aus mehreren Gehäuseabschnitten 124 und zwar je einem an jeder Stelle,an der eine rohrförmige Strebe 116 durch das Liantelstromgehäuse hindurchsteht. Außerdem sind Abdichtungen innerhalb des Gehäuses vorhanden, um ein Austreten von i##antelstromluft in die Atmosphäre zu verhindern.
• Fig.9 ist eine Ansicht eines Gehäuseabschnitts und der Dichtungseinrichtung in größerem Mlaßstab.
• Die GehäuseabscYriitte l'24 können integraler Bestandteil des Lantelstromgehäuses sein oder sie können an diesei"i durch Verschweißung oder auf andere Weise befestigt se--'i-i.. Jeder Gehäuseabschnitt 124 besteht uus zwei Teilen 124a und 124b, die am mit einem Flansch 125 verbunden silid und das kantelstromgehäuse ist bei 126 derart aufgespaltet, daß der rohrförmige Bauteil 116 am Triebwerk befestigt werden kann, bevor er Liit dem Bauteil 117 verbolzt wird. Bei 127,128 und 129 sind Labyrinthdichtungen vorgesehen, um ein Austreten von Llantelstromluft zu vermeiden.
• Wenn das Triebwerk im Flugzeug eingebaut wird, dann wird der des Gehäuses in die stroiaoberseitige ringförmige Ausnehmung 117a des ringför.,#iigen l-'Orägers 117 eingepaßt. Dann wird die -.Terstrebung 115 am Triebwerk befestigt und schließlich wird der rückwärtige Ab.qcl!ilitt des Gehäuses mit der rolirför.-iiige#i Verstrebun,:, am Jorderabschnitt des Gehäuses mittels Bolzeils 130 befestigt.
• Der Bolzen 130 ist hohl und weist einen teilkugelförmigen Kopf 131 auf, der in einem teilsphärischen Sitz 132 ruht. Der Bolzen 130 ist der Fiaupttriebwerkslagerbolzen und ein zweiter Bolzen 133 läuft durch den hohlen Schaft des Bolzens 130 und ist in einen Sitz 134 eingeschraubt, um die Abdichtung 127 zu haltern. Das Gehäuse 124 kann einen flexiblen Abschnitt 135 aufweisen, wie aus Fig.10 ersichtlich und dieser Abschnitt kann die Gestalt eines Balgens aus Gummi oder dünnem Mletall haben und dieser wirkt als Dichtung zwischen dem Mantelstromgehäuse und dem Gehäuse 124. Ein solcher Balg ergibt eine gewisse Flexibilität in der Lagerung und er widersteht jeglicher Vibrationsbelastung oder einer Torsionsbelastung während des Laufs des Triebwerks. Im folgenden wird auf Fig.11 der Zeichnung Bezug genommen, die eine andere Ausführungsform der Erfindung zeigt, bei der ein

  Triebwerk 200 in einem unter dem Flügel angeordneten käklzz

  Pylon gelagert ist.

  Das '#-'i,iebwei-ksgeiiäuse 201, das den llo,#fidru#2i"l#o",ipres#,ior, d'4e Lind die ni(,lit-dai,c#estellteri ',"t#rbillen eil,eS #i aill. rIS, J#eStelle#j(1 IUS enthält, ist separat t' L e I i-ohrför,..ii-eei-i Streben 202, 'voA eineiii vorder-exi r-*Lf.,:#t'ör,llLi";eii B,111--teil 20'# getragen u.-id dns Strahlrohr 2G., i.,d dio vorrichtung, 205 sind eine-, 3-iiibE#"il 206 la"ert, u.,ii die '.lartun# de":; Triebwerks zu erlei.chterri.
• Die '2ra#"s-truk-tur selbst LsL Pet-,-jas aA heSteht, einem ringförinigen .#orde.ren Bauteil 20--") im jestalt i..i II -uersciiriitt u.id es ist ei#i rii(,-Il-,w,*ii#ui,,>er teil 20#-) -voi,2#"eselien, de.- sich ui,-i das und in ei-le;n der aI1,#estellt ist.
• Der rückwärti,-e Bauteil ist Lmulittelbni, i#iit de.-.i -orderen Baatell an der Unterseite des 'l#'riebwerkes -#,-erbti,i(len und a(ißerde..., ist eiiie -ferbinduag, de--i -#,orderen 3,iute-LI Über Jen :.-Best des U#.,i,fancrs wittels einer die Schalenbauweise 207 enthaltenden doppelten gestreckten Haut hergestellt.
• Da das Strahlrohr iait dein Bauteil 203 verbunden ist, kann die Doppelhaut weggelassen werden und es kann eine einzige ge-C2 n streckte Haut mit geeigneten Versteifungen benutzt werden.
• Die beiden Bauteile werden vom Flugzeugtragflügel über Streben 211 getragen. DadLirc."i dafj der rf- Bauteil die ("f' estal L au#"ri 1 i.-. 11 -it, kani-. ein betr#,--l#4licher Anteil der -lasse- werdeu Li.id dies s",--trt einen beträchtlIchen -'e" L dis

Claims (1)

1. _i t e ri t a n s p r -'! c e für Flug-zeuge, dadurc.1. e ii 11 21 e i c li ii e t da2 #zviei Bauteile (71117,11d9205,20U) sich, ruiid u.,.i ein erstrecketi uIid mit der Fluj-,zeu##ZIell-c %.-e2-bu,iden d"-i##o eine (15,10,17,ll"202') das de- tur derart iialtert, da2 die iiiei-.--itif fitertra'ren v.#erd#_,#i 'Jl-ö"ilie#-,. 2. nach Ari.gpi-Ucji 1, dadurch e k e li a z e i c 11 ji e t daß jeder holile 3auteil einen FortsatZ (12) aufweist, der sich weiligsteiis tei-l-vieise um ei.-1 ,vieites be!lachbartes Triebwerl, (5) lierum ei-streckt, viobei die Achsen der Forts,'ilze L.i wesentlic1.-erl parallel zur ge.#ieinsauien Län,#i--,achse der hohlen Bauteile -",erlaufen. 3. j#riebwgrksaufliänF ,ung nach Anspruch 2, dadurch g e k e ii ii z e i c h n e t, daß die gesamte Triebwerksbelastung beider Triebwerke auf die Plugzeugzelle über die beiden Bauteile übertragen wird. Triebwerksaufhängung nach Anspruch 1, dadurch g e h e n n z e i c li n e t daß wenigstens einer der hohlen Bauteile ringförmig ausgebildet ist. 5. Triebwerksaufhängung nach Anspruch 1, dadurch g e Ic e n n z e i c h n e t daß die beiden hohlen Bauteile durcl-i einen zylifidrischen Bauteil (8,119,207) verbunden sind, der eine Innenwand und eine Außenwarid aufweist, die zwischen sieh in Schalenbauweise eine Tragstruktur bilden. 6. Triebwerksaufhängung nach Anspruch 5, dadurch g e k e n n z e i c h n e t daß die Innenwand des zylindrischen Bauteils die Au ßenwand (#) eines 1.,iantelstromkanals oder eines Lantelstromgasturbinentriebwerks bildet. 7. Triebwerksaufhängung nach Anspruch 6,-dadurch g e k e n n z e i c h n e t 9 daß das Innengehäuse jedes Triebwerks, das den Hochdruckkompressor, die Verbrennungseinrichtung und die Turbine beherbergt, von dem vorderen hohlen Bauteil getragen wird, und daß das Strahlrohr und die Schubumkehrvorrichtung eines jeden Triebwerks von dem rückwärtigen hohlen Bauteil getragen wird. 8. Triebwerksaufhängung nach Anspruch 7, dadurch g e k e n n z e i c h n e t daß das Innengehäuoe von dem vorderen hohlen Bauteil über mehrere rohrförmige Streben (116) getragen wird.