DE1526862A1 - Triebwerksanlage - Google Patents
TriebwerksanlageInfo
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- F02K3/02—Plants including a gas turbine driving a compressor or a ducted fan in which part of the working fluid by-passes the turbine and combustion chamber
- F02K3/04—Plants including a gas turbine driving a compressor or a ducted fan in which part of the working fluid by-passes the turbine and combustion chamber the plant including ducted fans, i.e. fans with high volume, low pressure outputs, for augmenting the jet thrust, e.g. of double-flow type
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Description
Patentanwälte
Dipl lng.F.\V.-in^ar.!\ Dr !ng Λ. '."■■
Dipl lng.F.\V.-in^ar.!\ Dr !ng Λ. '."■■
D:pl.ln'j.;i.-Y.-;rkT2nn,D!r:l P.-y..ut .
8 München J, MchlstraDa 22
8 München J, MchlstraDa 22
ROLLS-ÄOTCE UXLTSD, Derby, Derbyshire, England
Triebwerksanlage
Triebwerksanlage
Die Erfindung betrifft Verbesserungen fur Triebwerksanlagen, umfassend
in Stromungsrichtung ein Gasturbinenstrahltriebwerk mit Verdichtern, einer Brennkammer und Turbinen, wobei die Turbinen so angeordnet sind, dass die die Verdichter antreiben, eine stromabwärts des Gaeturbinenstrahltriebwerks angeordnete Abgasleitung, in welche die Abgase des Triebwerks abströmen,
und eine in dieser Abgasleitung angeordnete Turbine·
in Stromungsrichtung ein Gasturbinenstrahltriebwerk mit Verdichtern, einer Brennkammer und Turbinen, wobei die Turbinen so angeordnet sind, dass die die Verdichter antreiben, eine stromabwärts des Gaeturbinenstrahltriebwerks angeordnete Abgasleitung, in welche die Abgase des Triebwerks abströmen,
und eine in dieser Abgasleitung angeordnete Turbine·
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, durch diese weitere Turbine ein Dttsengeblase
zu betreiben, wobei der GesamtgerSuschpegel so niedrig wie möglich
gehalten werden soll.
Die erfindungsgemasse Triebwerksanlage ist dadurch gekennzeichnet, dass
die weitere Turbine mindestens zwei gegenlaufende Stufen hat, welche
entsprechende gegenlaufende Stufen des DusengeblSees antreiben·
die weitere Turbine mindestens zwei gegenlaufende Stufen hat, welche
entsprechende gegenlaufende Stufen des DusengeblSees antreiben·
Die iSuferspitzengeschwindigkeiten der gegenlaufenden Stufen des erfindungsgemassen
Gebläses sind kleiner als die Spitzengeschwindigkeiten konventioneller Anordnungen mit abwechselnd angeordneten IÄufer— und Stätorstufen,
sodass, bei einem gegebenen DruckverhSltnis zwischen dem GeblSseeinlass
und -Auslass, der Wirkungsgrad hSher und der GesantgerSischpegel niedriger ist» Die Effindung eignet sich daher fur Senkrechthubantriebe und
Antriebe for Schwebeflugzeuge, wo der GerSuechpegel so niedrig wie möglich gehalten werden soll.
und -Auslass, der Wirkungsgrad hSher und der GesantgerSischpegel niedriger ist» Die Effindung eignet sich daher fur Senkrechthubantriebe und
Antriebe for Schwebeflugzeuge, wo der GerSuechpegel so niedrig wie möglich gehalten werden soll.
009812/0397
BAD ORIGINAL
Nach einem weiteren Kennzeichen der Erfindung sind nur zwei gegenlaufende
Geblasestufen vorgesehen, von denen eine antrlebsnfssig mit allen in einen
Sinn umlaufenden Turbinenstufen der weiteren Turbine und die andere Bit allen im entgegengesetzten Sinn umlaufenden Stufen dieser weiteren Turbine
verbunden ist·
Die Geblasestufen sind vorzugsweise koaxial in einer Gebläseleitung um
die weitere Turbine angeordnet, wobei die Geblfseleitung koaxial zur Abgasleitung liegt und die Gebläsestufen Bit den radial aussen liegenden
Enden der entsprechenden, im Gegensinn umlaufenden Stufen der weiteren Trubine verbunden oder in einem Stttck gebaut sind.
In einer bevorzugten Ausffihrungsform der Erfindung sind die im Gegensinn
umlaufenden Gebläsestufen ohne dazwischenliegende Strömungsleitmittel
hintereinander angeordnet·
Stromaufwärts der im Gegensinn umlaufenden Geblasestufen kann eine Vielzahl
von Stü*tzstreben angeordnet sein und die Streben und/oder Schaufeln jeder
Gebläsestufe können jeweils mit einem inneren Hohlraum versehen sein, wobei jeder solche Hohlraum an oder neben der Hinterkante der betreffenden
Strebe oder Schaufel mit der Luftströmung durch das Gebläse kommuniziert,
wobei vorzugsweise Mittel angeordnet sind, um Luft an diese Hohlräume
anzuliefern oder von diesen abzuziehen, sodass beim Betrieb Sogwirbel stromabwärts der Streben und/oder Schaufeln verringert werden. Wenn das
Gasturbinenstrahltriebwerk Niederdruck— und Hochdruckverdichter in Strömungs·-
richtung nacheinander geschaltet hat, die auf koaxialen, von den Niederdruck—»
bzw· Hochdruckturbinen angetriebenen Wellen sitzen,'kann die an die HohlsBhaufeln
oder -Streben angelieferte Luft vom Auslass des Niederdruck—
Verdichters abgezapft werden,
0088i2/03§f ^3"
DLe HohlrSuee dieser Streben und/oder Schaufeln können über Schlitze
in den Hinterkanten der Streben und/oder Schaufeln mit der Luftströmung
durch das GeblSse kommunizieren·
Eine bevorzugte Ausfuhrungsform der Erfindung benutzt Läufer mit
Hiohteetallschaufeln in den in Gegensinn rotierenden Geblasestufen·
DIeM Lfufer können wahlweise oder zusätzlich verschiedene Anzahlen von
Schaufeln haben· Nach einem weiteren bevorzugten Kennzeichen der Erfindung hat jede Schaufeln dieser in Gegensinn rotierenden Gebläse—
stufen eine variable Sehne, die «bh von einem Maximalwert am radial
inneren Ende auf einen Miniealwert am radial ausseren Side verjungt·
Diet bewirkt eine weitere Verringerung des Gesaetgerfusches.
Die Erfindung umfasst auch «iß mit einer derartigen Triebwerksanlage
ausgestattetes flugzeug·
Weitere Kennzeichen und Vorteile der Erfindung g^he- aus d«r folgenden,
beispieleweisen Beschreibung anhand der beiliegenden Zeichnung hervor*
Es stellt dan
Fig. 1 einen schematiachen Axialschnitt durch eine erfindungsgercasse
Fig. 1 einen schematiachen Axialschnitt durch eine erfindungsgercasse
Ausfunrungsform einer Triebwerksanlage,
Hg· 2 «inen Querschnitt durch das Gebläse nach Fig· 1, entlang der
linie 2-2 in Figur 1.
Fig· 1 zeigt eine Triebwerksanlage fur den Senkrechthub eines nicht
dargestellten FlugEeugsi die Hittellinie X-X der TriebKerksanlage ist
gegenüber den normal vorwarte fliegenden Flugzeug vertikal angeordnet,
Di· Triebwerksanlage uiifasst ein Gasturbinenstrahltriebwerk 10 zum Erzeugen
eines Senkrechthubs, das sich daher durch eine hohe Leistung und ein geringes Gewicht auszeichnet und ein Schub-Gewichts-VerhSltnis von
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BAD ORIGINAL
ungefShr EOi1 hat· Dae Gasturbinenstrahltriebwerk 10 gibt «eine
Abgase durch eine ringförmige Abgasleitung 11 ab.
In der Abgasleitung 11 ist eine sechsstufige Turbine 12 angeordnet«
mit drei beschaufelten läufern 13» die (in der Ansicht auf da· Triebwerk
τοπ vorn) im Gegenuhrzeigersinn umlaufen, und drei beschaufelten Läufern
14« welche abwechselnd zu den läufern 13 angeordnet sind und (wiederum von vorn gesehen) im Uhrzeigersinn umlaufen· Die läufer 13· 14
haben Turbinenschaufeln 13'» bzw. 14'· welche sioh radial vollkommen
u*ber die Abgasleitung erstrecken.
einer gemeinsamen Welle 15 montiert, die sich koaxial zur Mittellinie X-X
des Triebwerks erstreckt und drehbar in Lagern 16, 17 im festen Aufbau
des Triebwerks gelagert ist· Die beschaufelten Laufer 14 «ind
an ihren radial aussen liegenden Enden durch eine gemeinsame Ummantelung
18 verbunden. Lager 20, 21 auf der Welle 15 gestatten die freie
Das Gasturbinenstrahltriebwerk 10 hat eine windschnittige, doppelwandige
aussere Verkleidung 22, die sich stromabwärts des Triebwerks 10 erstreckt
und die Abgasleitung 11 umgibt. Sine weitere wind schnittige Ummante-
23
lung/umgibt die Turbine 12 und ist im Abstand radial ausserhalb der Ummantelung 22 angeordnet. Die Ummantelungen 22, 23 bilden eine ringförmige Oeblaseleitung 24 KLt einem ringförmigen Einlass 25 und einem ringförmigen Auslass 26, welcher durch die Leitung 24 durchströmende Luft im wesentlichen in derselben Richtung ausläset, wie die die Abgasleitung verlassenden Abgase, d.h., senkrecht nach unten, gegenüber dem normal vorwärts fliegenden Flugzeug.
lung/umgibt die Turbine 12 und ist im Abstand radial ausserhalb der Ummantelung 22 angeordnet. Die Ummantelungen 22, 23 bilden eine ringförmige Oeblaseleitung 24 KLt einem ringförmigen Einlass 25 und einem ringförmigen Auslass 26, welcher durch die Leitung 24 durchströmende Luft im wesentlichen in derselben Richtung ausläset, wie die die Abgasleitung verlassenden Abgase, d.h., senkrecht nach unten, gegenüber dem normal vorwärts fliegenden Flugzeug.
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BAD OrtiulNAL-
erst· Stufe von Turbinenschaufeln 13f hat an ihr·« radial aussen
liegenden Bhde eine erweiterte Verkleidung «der Ummantelung 27, deren
Innenflache einen Teil der Aussenwandung der Abgasleitung 11 bildet·
Die Umnantelung 27 ist an einen ringförmigen QeblaWotor 28 befestigt
oder mit diesen in einen Stuck gebaut, welcher eine Vielzahl von
Gebläseschaufel 30 umfasst, die sich jeweils radial volJJco«nen ffber
die ringförmige GeblSseleitung 24 erstrecken.
Der die radial aus sen liegenden Enden der Turbinenschaufeln 14* verbindende
Ummantelungsteil 18 ist mit einem rlngfomigen GeblSserotor 31 verbunden
oder in einem Stück gebaut, der stromabwärts neben den GeblSserotor 28 angeordnet ist» Der GeblSserotor 31 trägt; eine Vielzahl von sich radial
erstreckenden GeblSseschaufeln 32, die sich ebenfall· radial vollkommen
über die ringförmige GeblSseleitung 24 erstrecken.
Sich radial erstreckende Stutzstreben 33 sind an etronaufwSrtigen
der Geblaseleitung 24 vorgesehen· Diese Streben 33 haben einen windschnittigen Querschnitt und diesen als Sttltzstreben fur die Sussere ummantelung
23 der GeblSseleitung 24·
Die GeblSseschaufeln 30, 32 bestehen aus einen Kunstharz um eine Gebläse
mit geringem Gelacht zu erhalten· Die GeblSseschaufeln 30, 32 und die
Streben 33 sind hohl und haben an ihren Hinterkanten (Iig.2) Schlitze
3OJ, 321 und 33'» welche eine Verbindung zwiwchen den Hohlräumen der
Schaufeln 30 und 32 und Streben 33 mit der GeblSseleitung 24 herstellen·
Die HohlrSume der Schaufeln 30, 32 und Streben 33 kShnen von Verdichter
des Gasturbinenstrahltriebwerks 10 mit Druckluft beliefert werden. Zu diesem Zweck haben die GeblSselSufer 28, 31 ringförmige Leitungen 34t 35,
die über Iocher 36, 37 in den stromaufwSrtigen Fliehen der LSufer 28, 31
-6-
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SAD ORIGINAL
mit einem Raum zwischen der Abgasleitung 11 und d«r GeblXs«l«itung 24
kommunizieren, welcher Raum tlber «in· Vielzahl -von Leitungen 38 mit
Druckluft beliefert wird* Di· Hohlrfua« der Streben 33 werden Ihnlicherweise
über Leitungen 40 mit Druckluft beliefert.
Das Gasturbinenstrahltriebwerk 10 hat eine NjtJerdruckwelle 41 Mit ein·«
Niederdruckverdichter 42 und einer Niederdruckturbine 43 und in koaxialer Anordnung um diese Niederdruckwelle ein· Hochdruckwelle 44 mit einem
Hochdruckverdichter 45 und einer Hochdruckturbine 46. Di· Leitungen
38 und 40 werden mit Druckluft von einer geeigneten Stufe des Niederdruck—
Verdichters 42 oder des Hochdruckverdichters 45 beliefert.
Labyrinthdichtungen 48 sind zwischen dem stromaufwSrtigen Side des
GeblSserotors 28 und der Ummantelung 22 und zwischen dem stromabwSrtigen
~Sn.de des GeblSserotors 28 und den stromaufwartigen Side des GeblSserotors
31 vorgesehen. Weitere Labyrinthdichtungen 49 sind zwischen der Ummantelung 18 und dem radial aussen liegenden £hde der Turbinenschaufel!! 13'
angeordnet, welche in der Ummantelung 18 montiert sind.
Beim Betrieb der Triebwerksanlage bewirken die Abgase des Gasturbinentriebwerks
10 den gegensinnigen Umlauf abwechselnder TurbinenlSufer 13, 14· Da alle TurbinenlSufer 13 durch die Welle 15 miteinander
und auch mit dem GeblSserotor 28 verbunden sind, und alle Turbinenlaufer
14 durch die Ummantelung 18 mit de» GeblSserotor 31 verbunden sind, rotieren auch die GeblSs4schaufeln 30, 32 im Gegensinn (Fig.2). Die
Stromlinienquerschnitte und Einfallswinkel der· Geblaseschaufeln 30,(32
sind so, dass deren gegensinniger Umlauf die Rückstreuung der Luft durch
die Geblaseauslass 26 bewirkt und dadurch den Gasaustritt aus der Abgasleitung 11 unterstützt.
009812/039?
IQiNAL "
Verglichen «it der Auatrittsgeachwindigkeit eines Qasturblnenstrahltriebwerke
ist die Auatrittageschvindigkeit auader GeblSseleitung 24
niedrig» aodaaa auch das entwickelte GeeamtgerSusch geringer ist. Da
da· QeblSse im Oegenelnn rotierende Stufen hatf haben die Qebla*aeschaufeln
30, 32 auoh kleinere Spitzengeschwindigkeiten fur gegebene Ausstromungsfeaohwindifkeiten,
als die« eonat der Fall wfre, vaa ebenfalls but
kleineren Oerluechentwioklung beitragt.
Druckluft entweicht durch die S(AlItM 30S 32» und 33* an den Hinterkanten
der entsprechenden GeblSseschaufeln 30, 32 und Streben 33, und
Terringert die WLrbelbildung etromabvSrte derselben; auch dies trSgt dazu
bei, den Qesamtschallpegel weiter herabsusetcen.
Hn alternatiTes Verfahren* %vm. flerabsetzen der WLrbelbildung strlaabwSrts
der OeblKeeachaufeln 30, JZ vni der Streben 33 besteht darin, einen Sog
auf die Hinterkantenachlitse 30», 32' 33* auetuüben, indes die Hohlräume
der Sohaufeln 30, 32» 33 «it einer Miederdruckatells des Triebwerke 10,
oder alt einer Selbstständigen Miederdruckquelle, t.E. einer Venturipucpe
Terbunden werden· ,
ILn weiteres* Kennsug, welcher tu einer Verringerung des Qeeaatger&uaches
fOurt, besteht darin, daaa in den beiden in Gegensinn unlaufenden Stufen
tmgleiohe Antahlen ton Ichauf ein 30, JS. vorgesehen sinMl. lidie
ZntensitXt des Machstroma der Geblüaeschaufeln 30 und 32 zu verringern,
können diese Schaufeln auch «dt niohtradialen Vorder- und Siuckkanten
ren sein, derart, da·· die Sehne jeder Schaufel sich von einem Mudaalwert an radial inneren Ende auf einen Hinimalvert aa radial
Vojweren Ende verjüngt.
-8-009812/0397
BAD ORIGINAL
Durch das niedrige Oeeantgerauech der erfindungsgemSssen Triebwerksanlage
eignet sich diese insbesondere als Senkrechthub-Triebwerksanlage,
wo ein niedriger Geräuschpegel der Anlage bein Betrieb in der Na*he
des Bodens wichtig ist·
009812/0397
8AD ORiQJNAl.
Claims (1)
- Patentansprüche1· Triebwerksanlage mit einen Gasturbinenstrahltriebwerk, umfassend in Stroraungsriohtung Verdichter, eine Brennkammer und Turbinen, wobei die Turbinen so angeordnet sind, dass sie die Verdichter antreiben, eine stromabwärts des Gasturbinenstrahltriebwerke angeordnete Abgasleitung, in welche die Abgase des Triebwerks abströmen, und eine in dieser Abgasleitung angeordnete Turbine, dadurch gekennzeichnet, dasB diese weitere Turbine (12) mindestens zwei im Gegensinn umlaufende Stufen (13*14) hat, welche entsprechende gegenlaufende Stufen (30,32) des DtJsengeblases antreiben·2· Triebwerksanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,dass nur zwei gegenlaufende Gebläsestufen (30,32) vorgesehen sind, von denen ein (30) antriebimfssig mit allen in einem Sinn umlaufenden Turbinenstufen (13) der weiteren Turbine (12) und die andere (32) mit allen im entgegengesetzten Sinn umlaufenden Stufen (14) der weiteren Turbine (12) verbunden sind.3· Triebwerksanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Gebläsestufen (30,32) koaxial in einer Geblaseleitung (24) um die weitere Turbine (12) angeordnet sind, wobei die GeblSseleitung (24) koaxial zur Abgasleitung (11) liegt und die Geblasestufen (3o,32) mit den radial aussen liegenden Enden der entsprechenden, im Gegensinn umlaufenden Stufen (13r»14') der weiteren Turbine (12) verbunden oder in einem Stück gebaut sind·4· Triebwerksanlage nach Anspruch 1 bis 3t dadurch gekennzeichnet, dass die im Gegensinn umlaufenden Gebltsestufen (30,32) ohne dazwischenliegende Strömungsleitmittel hintereinander angeordnet sind·-10-BADuR1G1NAL 009812/03975· Triebwerkeanlage nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichneta dass stromaufwärts der im Gegensinn umlaufenden GenlSsestufen eine Vielzahl von Sttttzstreben (33) angeordnet ist und die Streben und/oder Schaufeln (30,32) jeder Gebl&estufe jeweils mit einen inneren Hohlraum versehen sind, wobei jeder solche Hohlraum an oder neben der Hinterkante (33Ί3Ο1, 32«) der betreffenden Strebe (33) oder Schaufel (30,32) mit der Luftströmung durch das Geblfse kommuniziert· wobei Mittel (47,33,40) angeordnet sind, um Luft an diese Hohlräume anzuliefern oder von diesen abzuziehen, sodass beim Betrieb Bogwirbel strom» abwärts der Streben und/oder Schaufeln verringert werden·6« Triebwerksanlage nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, dass Luft an die Innenraume der Streben oder Schaufeln von den VerdichtubgsndttelB (42,45) des Gasturbinenstrahltriebwerks (10) angeliefert wird.7· Triebwerksanlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Gasturbinenstrahltriebwerk Niederdruck— und Hochdruckverdichter (42,45) in Stromungsrichtung nacheinander geschaltet hat, die auf koaxialen, von Niederdruck- bzw· Hoehäruckturbinen (43»4ό) angetriebenen Wellen (41,44) sitzen, wobei die an die Hohlschaufeln oder Hohlstreben angelieferte Druckluft vom Auslass des Niederdruckverdichters (42) abgezapft wird.8, Triebwerksanlage nach Anspruch 5» £ oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlräume dieser Streben (33) und/oder Schaufeln (30,32) über Schlitze (33«, 32», 30f) mit der Luftströmung durch das Geblase an den Hinterkanten der Sireben und/oder Schaufeln kommunizieren·9· Triebwerksanlage nach einem der ¥orangehsnden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet dass di© im Gegensinn rotierenden Qeblase3tufen (30,32) Laufer rcit Nichtmetallschaufeln haben»009812/0397 ^11-.44 IS^10· Triebverksanlage nach ein·· der vorangehenden Anspräche, dadurch gekennzeichnet» dass die lii Gegensinn ualaufenden Stufen beschaufelte Üfafer (30t32) «it Terschiedenen Anuhlen im Schaufeln haben·11· Triebverksanlage nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass jede Schaufel dieser ia Gegensinn rotierenden OeblSsestufen (30,32) eine Tariable Sehne hat, die sich von eine* Maximalwert an radial inneren atode auf einen MaiMlwert an radial fusseren Ehde rerjtitgt.12. Triebverksanlage nach eine* der vorangehenden Abspräche, dadurch gekennzeichnet, dass das Oasturbinenetrahltriebwerk ein Schub-Gewichts» VerhSltniB von nicht weniger als 8j1 hat und fur den tuJdttelbaren Auftrieb eines Hugseugs eingerichtet ist.009812/039TBAD ORIGINALLeerseite
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
GB1776065 | 1965-04-27 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
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Family
ID=10100742
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19661526862 Pending DE1526862A1 (de) | 1965-04-27 | 1966-04-25 | Triebwerksanlage |
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Country | Link |
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DE (1) | DE1526862A1 (de) |
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