DE2111994C3

DE2111994C3 - Device for pivoting the flaps of a thrust reverser for aircraft engines which has two shell-shaped flaps

Info

Publication number: DE2111994C3
Application number: DE19712111994
Authority: DE
Inventors: David Roberts Alveston Bristol Mcmurtry (Grossbritannien)
Original assignee: Rolls-Royce (1971) Ltd, London
Priority date: 1970-03-14
Filing date: 1971-03-12
Publication date: 1977-07-14

Description

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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Schwenken der Klappen eines zwei schalenförmige Klappen aufweisenden Schubumkehrers für Flugzeugtriebwerke zwischen einer Ruhestellung und einer Schubumkehrstellung nach dem Oberbegriff des vorstehenden Patentanspruchs 1.The invention relates to a device for pivoting the flaps of two bowl-shaped flaps having thrust reverser for aircraft engines between a rest position and a thrust reversal position according to the preamble of the preceding claim 1.

Eine Vorrichtung dieser Art ist aus der DT-OS 31 143 bekannt. Bei der bekannten Vorrichtung weisen die beiden Klappen in der Schubumkehrstellung jeweils eine von der Schubdüsenwand aus schräg auswärts nach vorne weisende Stellung auf. Zum Verschwenken in diese Schubumkehrsteilung werden die Klappen mit ihren vorderen Enden im wesentlichen nach außen und außerdem etwas rückwärts geschwenkt, li.folge dieser relativ einfachen Schwenkbewegung sind die Lenkergetriebe der bekannten Anordnung auch verhältnismäßig einfach ausgebildet und bestehen im wesentlichen aus dem Hauptlenker, der einen von seinem gehäusefesten Drehpunkt wegragenden, mit dem Stellantrieb gekuppelten Hebelansatz aufweist und beim Verschwenken der Klappen eine einfache Kippbewegung ausführt. Das hintere Ende jeder Klappe wird dabei von einem Hilfslenker geführt.A device of this type is known from DT-OS 31 143. In the known device the two flaps in the thrust reversal position each have one at an angle from the thrust nozzle wall outward, forward-facing position. To be swiveled in this thrust reversal division the front ends of the flaps are essentially pivoted outwards and also somewhat backwards, li. are the result of this relatively simple pivoting movement the link mechanism of the known arrangement is also relatively simple and consists of essentially from the main link, which protrudes from its pivot point fixed to the housing, with has the actuator coupled lever approach and when pivoting the flaps a simple one Performs tilting movement. The rear end of each flap is guided by an auxiliary link.

Da die Klappen bei der bekannten Vorrichtung sich in ihrer Schubumkehrstellung nur außerhalb des normalen Treibgasströmungsweges befinden, benötigt die bekannte Vorrichtung zusätzliche Ablenkklappen, die zur Herstellung der Schubumkehr gleichzeitig mit dem Ausschwenken der Schubumkehrerklappen in den Treibgaskanal hineingesehwenkt werden und den Gasstrahl nach außen in die Schubumkehrerklappen hinein ablenken. Diese zusätzlich erforderlichen Ablenkklappep bedingen bei der bekannten Anordnung einen in seiner Gesamtheit recht komplizierten Doppelstellantrieb zur koordinierten Verschwenkung der Ablenkklappen und der Schubumkehrerklappen; außerdem benötigen diese Ablenkklappen in ihrer Ruhestellung einen gewissen Raum in der Triebwerkswundkonstruktion und schließlich erhöhen sie das Triebwerksgewicht.Since the flaps in the known device are in their reverse thrust position only outside of the normal Propellant gas flow path are located, the known device requires additional deflector flaps that are used for Production of the thrust reverser at the same time as the thrust reverser flaps are swung out into the Propellant gas duct can be swiveled in and the gas jet outwards into the thrust reverser flaps distract into it. This additionally required deflection flaps are required in the known arrangement a double actuator for coordinated pivoting, which is quite complicated in its entirety the diverter flaps and thrust reverser flaps; also need these baffles in their Rest position a certain space in the engine wound construction and finally, they add weight to the engine.

Es ist aus der DT-PS 12 56479 und der GBPS 10 66 139 auch schon bekannt, einen zwei schalenförmige Klappen aufweisenden Schubumkehrer ganz am Triebwerksende anzuordnen, so daß die beiden Klappen in ihrer Ruheste'lung das hintere Ende des Gaskanals, also die Schubdüse, bilden. Aus dieser Stellung sind die beiden Klappen dann nach rückwärts in eine Schubumkehrstellung schwenkbar, in welcher sie den normalen Treibgasströmungsweg blockieren und die Treibgase nach zwei Seiten auswärts und schräg vorwärts ablenken. Bei dieser Bauart bilden die beiden Klappen ohne Notwendigkeit zusätzlicher Ablenkklappen einen vollständigen Schubumkehrer, der außerdem mittels eines verhältnismäßig einfachen Stellantriebs betätigbar ist. jedoch bedingt diese Bauart, daß sich das Schubumkehrergestänge und die gehäusefesten Drehpunkte der Klappen oder des Gestänges am hintersten Ende des Strahlrohres befinden. Dies hat einerseits den Nachteil, daß zur Aufnahme des Klappengestänges eine besondere, außerhalb des eigentlichen Triebwerksgehäuses befindliche Verkleidung vorgesehen sein muß, die wegen ihrer Anordnung unmittelbar am Strahlrohrende eine beträchtliche Vergrößerung des Triebwerksheckwiderstandes zur Folge hat. Andererseits hat diese bekannte Anordnung aber auch den Nachteil, daß die ganz am Ende des Strahlrohres befindlichen Drehpunkte und Gestängeteile der Hitze der heißen Triebwerksabgase ausgesetzt sind, was entweder eine Kühlung oder die Verwendung von hitzebeständigem Werkstoff erfordert. Hilzebeständige Legierungen sind jedoch besonders teuer und schw er und führen nicht nur wegen des dadurch bedingten höheren Eigengewichts der Klappenaufhängung, sondern auch wegen der dadurch bedingten stabileren Ausführung des ganzen rückwärtigen Strahlrohrabschnittes zu einer merklichen Gewichtssteigerung des Triebwerks. Wegen dieser Nach-It is already known from DT-PS 12 56479 and GBPS 10 66 139, a two shell-shaped To arrange flaps having thrust reverser at the end of the engine, so that the two flaps in their rest position, form the rear end of the gas channel, i.e. the thrust nozzle. They are from this position both flaps can then be pivoted backwards into a thrust reversal position, in which they the normal Block propellant flow path and propellant gases outwards and diagonally forward on two sides turn. In this design, the two flaps form one without the need for additional deflector flaps complete thrust reverser, which can also be actuated by means of a relatively simple actuator is. However, this design requires that the thrust reverser linkage and the pivot points fixed to the housing the flaps or the rods are at the rearmost end of the nozzle. On the one hand, this has the Disadvantage that to accommodate the flap linkage a special, outside of the actual engine housing The cladding located there must be provided, which because of its arrangement directly at the end of the jet pipe results in a considerable increase in the engine tail drag. On the other hand, this has known arrangement but also the disadvantage that the pivot points located at the very end of the jet pipe and linkage parts are exposed to the heat of the hot engine exhaust, resulting in either cooling or requires the use of heat-resistant material. Hilze-resistant alloys are, however particularly expensive and heavy and not only because of the resulting higher weight of the Flap suspension, but also because of the resulting more stable execution of the whole rear Jet pipe section leads to a noticeable increase in the weight of the engine. Because of this

•ι ist es daher wünschenswert, die Schubumkehrer-Ll Den nicht unmittelbar am Triebwerksende, sondern ί was stromauf der Schubdüse anzuordnen.• ι it is therefore desirable, the thrust reverser-Ll Not to be placed directly at the end of the engine, but rather upstream of the thrust nozzle.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des vorstehenden Patentanspruchs 1 zum Schwenken von Schubumkehrerklappen, die in ihrer Ruhestellung stromauf der ■schubdüse gelegen sind, so auszubilden, daß die Klappen in eine Schubumkehrsteüung schwenkbar sind, • welcher sie sich hinter der Schubdüse befinden und den gesamten Gasstrahl ohne Notwendigkeit zusätzlicher Ablenkklappen umlenkenThe invention is based on the object of a device according to the preamble of the above Claim 1 for pivoting thrust reverser flaps, which are located upstream of the ■ thrust nozzle in their rest position to be designed so that the Flaps are pivotable in a thrust reverser, • which they are behind the thrust nozzle and deflect the entire gas jet without the need for additional deflection flaps

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die . kennzeichen des Hauptanspruchs angegebene Ausbildung der Lenkergetriebe gelöst.This object is achieved according to the invention by the. characteristics of the main claim specified Training of the steering gear solved.

Die Erfindung bringt den technischen Fortschritt, daß mit verhältnismäßig einfachen Mitteln eine Schwenkbarkeit der Schubumkehrerklappen aus einer vorderhalb der Schubdüse gelegenen Ruhestellung in eine hinterhalb der Düsenaustriltsöffnung gelegene Schubumkehrstellung erzielt wird. Dadurch vereinigt ein mit der erfindungsgemäßen Schwenkvorrichtung ausgestattetes Triebwerk in sich die Vorteile beider eingangs erörterten Schubumkehrerbauarten, ohne deren Nachteile in Kauf nehmen zu müssen.The invention brings technical progress that swiveling with relatively simple means of the thrust reverser flaps from a rest position in front of the thrust nozzle into a behind the nozzle outlet opening is achieved thrust reversal position. Thereby one unites with the engine equipped with the pivoting device according to the invention has the advantages of both at the outset discussed thrust reverser designs without having to accept their disadvantages.

Vorteilhafte Einzelheiten und Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprücne.Advantageous details and refinements of the invention are the subject matter of the subclaims.

Ein Aic-führungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigtAn Aic-exemplary embodiment of the invention is in the Drawings shown and will be described in more detail below. It shows

pig 1 schematisch ein Flugzeug mit einem zwei schilenförmige Klappen aufweisenden Schubumkehr, Fig.2 eine Halbansicht des Schubumkehrers und dessen Schwenkvorrichtung in der Ruhestellung.pig 1 schematically an airplane with a two shell-shaped flaps having thrust reverser, Fig.2 is a half view of the thrust reverser and its pivoting device in the rest position.

Fig 3 den Schubumkehr und die Schwenkvorrichtung in einer Zwischenstellung während der Klappenverschwenkung, und
Fig.4 den Schubumkehr in der Schubumkehrstel-3 shows the thrust reverser and the pivoting device in an intermediate position during the pivoting of the flap, and
4 shows the thrust reversal in the thrust reversal

f i g 1 zeigt die Seitenansicht eines Flugzeugs, in die gestrichelt ein Gasturbinentriebwerk 1 mit einem Verdichter 2. einer Brenneinrichtung 3, einer Turbine und einer Schubdüse 5 eingezeichnet ist. Ein am Triebwerksende angeordneter Schubumkehr weist zwei schalenförmige Klappen 11 auf, die zwischen einer Ruhestellung, in der sie sich stromauf der Schubdüse in die Triebwerksgehäusewandung bzw. die Rumpfhaut einfügen und einer Schubumkehrstellung verschwenkbar sind,' in welch letzterer sie die Treibgase aus der Schubdüse 5 nach vorne umlenken.FIG. 1 shows the side view of an aircraft in which dashed lines show a gas turbine engine 1 with a compressor 2. a combustion device 3, a turbine and a thrust nozzle 5 is shown. A thrust reverser arranged at the engine end has two cup-shaped flaps 11, which between a Rest position in which it is located upstream of the nozzle in insert the engine housing wall or the fuselage skin and pivotable to a thrust reversal position are, 'in which the latter they divert the propellant gases from the nozzle 5 to the front.

Die F i g 2 3 und 4 zeigen jeweils als Halbansicht eine Schubumkehrklappe 11 und die zugehörige Schwenkvorrichtung in der Ruhestellung, einer Zwischenstellung und der Schubumkehrstellung im einzelnenFIGS. 2 3 and 4 each show a half-view Thrust reversing flap 11 and the associated pivoting device in the rest position, an intermediate position and the reverse thrust position in detail

Die Schwenkvorrichtung weist für jede Klappe 11 ein Lenkergetriebe mit einem Hauptlenker 19 und einem Hilfslenker 20 auf, die durch einen Scherengelenkzapfen 22 scherenartig aneinander angelenkt sind. Ein Ende des Hauptlenkers 19 ist an einem vorderen Anlenkpunkt der Klappe 11 angelenkt und das andere Ende des Hauptlenkers ist an einem gehäusefesten Drehzapfen aneelenkt. Der Hilfslenker 20 ist mit seinem einen Ende über einen Zwischcnlenker 24 mit einen, hinteren Anlenkpunkt 25 der Klappe 11 verbunden. Das andcie Ende des Hilfslenkers 20 ist über einen weiteren Lenker 26 mit einem weiteren gehäusefesten DrehzapfenThe pivoting device has 11 for each flap Link mechanism with a main link 19 and an auxiliary link 20, which is supported by a scissor pivot pin 22 are hinged together like scissors. An end to the Main link 19 is hinged to a front pivot point of the flap 11 and the other end of the The main link is attached to a pivot pin fixed to the housing. The auxiliary link 20 is at one end Via an intermediate link 24 with a rear one Articulation point 25 of the flap 11 is connected. The andcie The end of the auxiliary link 20 is via a further link 26 with a further pivot pin fixed to the housing

verbunden. . _c.-.u.nconnected. . _c .-. un

Ferner weist die Schwenkvorrichtung einen Stellantrieb mit einer Gewindespindel 30 und einer Laufmultcr 28 auf, welch letztere über einen Verbindungslenker 29 mit einer zwischen den Enden des weiteren Lenkers 26 gelegenen Stelle gekuppelt ist.The swivel device also has an actuator with a threaded spindle 30 and a Laufmultcr 28, the latter via a connecting link 29 is coupled to a point located between the ends of the further link 26.

S Die Geometrie der Anordnung ist so gewählt, daß der Hilfslenker 20, der Zwischenlenker 24 und der weitere Lenker 26 in der Ruhestellung des Schubumkehrers in einen minimalen Raum des Triebwerksgehäuses hinein zurückgezogen sind und keine örtliche Vergrößerung ίο der Gehäusekonstruktion erfordern und in der Schubumkehrstellung des Schubumkehrers eine gestreckte, im wesentlichen geradlinige Lenkerkette bilden, so daß sie nur Zugkräfte auf den gehäusefesten Anlenkpunkt 27 ausüben und keine Biegemomente auf einen dieser • 5 Lenker oder die Laufmutter einwirken.S The geometry of the arrangement is chosen so that the auxiliary link 20, the intermediate link 24 and the other Handlebar 26 in the rest position of the thrust reverser into a minimal space of the engine housing are withdrawn and do not require a local enlargement ίο of the housing construction and in the thrust reverser position of the thrust reverser form an elongated, substantially straight link chain, so that they only exert tensile forces on the articulation point 27 fixed to the housing and no bending moments on one of these • Act on 5 handlebars or the traveling nut.

Die Schwenkvorrichtung arbeitet folgendermaßen: Von der in Fig. 2 dargestellten Ruhestellung ausgehend, bewirkt eine Rückwärtsverschiebung der Laufmuiter 28 eine Rückwärtsschwenkung des Lenkers 26 um seinen Drehpunkt 27 herum und folglich eine Drehung des Hilfslenkers 20 um den Scherengelenkpunkt 22 herum und eine gleichzeitige Rückwärtsbewegung dieses Hilfslenkers, so daß der Hauptlenker 19 um den gehäui.efesten Drehpunkt 23 nach rückwärts geschwenkt wird. Dadurch wird die Klappe 11 radial auswärts und rückwärts bewegt, wobei das mit dem Zwischenlcnkcr verbundene, sich radial auswärts und vorwärts bewegende Hilfslenkerende über den Zwischenlenker 24. der aufwärts bewegt und geschwenkt wird, das hintere Ende der Klappe 11 führt.The pivoting device works as follows: From the rest position shown in FIG starting, a backward displacement of the Laufmuiter 28 causes a backward pivoting of the handlebar 26 around its pivot point 27 and consequently a rotation of the auxiliary link 20 around the scissors articulation point 22 around and a simultaneous backward movement of this auxiliary link, so that the main link 19 to the gehäui.efesten pivot point 23 is pivoted backwards. This makes the flap 11 radial moves outwards and backwards, the one connected to the intermediate link moving radially outwards and forward moving auxiliary link end via the intermediate link 24, which moves upwards and swings is, the rear end of the flap 11 leads.

Aus der in F i g. 3 gezeigten Zwischenstellung ist ersichtlich, daß der Hauptlenker 19 und der Hilfslenker 20 eine zur Triebwerksachse im wesentlichen senkrechte Stellung und der Zwischenlenker 24 eine etwa triebwerksachsparalleie Stellung durchlaufen.From the in F i g. 3 shown intermediate position it can be seen that the main link 19 and the auxiliary link 20 a position substantially perpendicular to the engine axis and the intermediate link 24 an approximately Run through the engine axis parallel position.

In der in F i g. 4 gezeigten Schubumkchrsteliung liegt die Klappe 11 hinter der Schubdüse und die Lenker 20, 24 und 26 bilden eine gerade Linie zwischen dem gehäusefesten Drehzapfen 27 und dem hinteren 40 Klappenanlenkpunkt 25.In the in F i g. 4 shown Schubumkchrsteliung lies the flap 11 behind the exhaust nozzle and the handlebars 20, 24 and 26 form a straight line between the pivot pin 27 fixed to the housing and the rear one 40 flap pivot point 25.

Nachstehend wird ein Beispiel für die konstruktive Auslegung der Schwenkvorrichtung angegeben.An example of the structural design of the swivel device is given below.

Die Länge des Hauptlenkers 19 ergibt sich aus der Ruhe- und Schubumkehrstellung der Klappe 11 und aus 45 der Lage der Anlenkpunkte 21 und 23.The length of the main link 19 results from the rest and thrust reversal position of the flap 11 and from 45 the position of the articulation points 21 and 23.

Die Lage des gehäusefesten Drehpunkts 23 mit Bezug auf die zur Drehachse durch den Punkt 23 parallele Triebwerksmittelebene stellt einen Kompromiß zwischen zwei einander widerstreitenden Forderungen dar: 50 a) der Hauptlenker 19 soll in der Ruhestellung der Klappe so parallel wie möglich zur Triebwerksachse liegen, damit die Anfangsbewegung der Klappe möglichst senkrecht zur 1 nebwerksachse verläuft, undThe position of the fulcrum 23 fixed to the housing with respect to that parallel to the axis of rotation through the point 23 Engine midplane represents a compromise between two conflicting requirements: 50 a) the main link 19 is to be in the rest position of the The flap should be as parallel as possible to the engine axis to allow the flap to start moving runs as perpendicular as possible to the 1 nebwerk axis, and

55 b) die Wirkungslinie der zum Ausschwenken der Klappe am Hauptlenkev angreifenden Betätigungskraft soll möglichst weit außerhalb des Drehpunkts 23 durch den Hauptlenker 19 verlaufen, damit sich ein ausreichend großes Drehmoment ergibt. Das 60 erfordert die Anordnung des Drehpunkts 23 nahe55 b) the line of action of the actuating force acting on the Hauptlenkev to pivot the flap out should run as far as possible outside the pivot point 23 through the main link 19 so that a sufficiently large torque results. The 60 requires the pivot point 23 to be located close

der genannten Triebwerksmittelebenc. Sodann ist die Lage des Scherengelenkpunkis 22 zu bestimmen, wobei folgende Gesichtspunkte zu berücksichtigen sind:of the engine means mentioned above. The position of the scissor joint point 22 is then closed determine, taking into account the following aspects:

65 a) Die Länge des Lenkers 26 muß so bemessen sein, daß er mit seinem Gegenstück auf der anderen Seite der Triebwerksmittelebene und der Laufmutter nicht kollidiert, wenn diese Teile in der gleichen65 a) The length of the handlebar 26 must be dimensioned in such a way that that it is with its counterpart on the other side of the engine center plane and the traveling nut not collided when these parts are in the same

21 Il21 Il

libene liegen, undlibene lie, and

b) In der Sehubumkehistellung muß der Scherengelcnkpunkt 22 so liegen, daß die Lenker 20,24 und 26 /wischen dem gehäusefesten Drehpunkt 27 und dem hinleren Klappenanlenkpunkt 25 die erwähnte gerade Linie bilden können.b) In the sehubum position, the point of articulation of the scissors must be 22 lie so that the links 20,24 and 26 / wipe the pivot point 27 and fixed to the housing the rear flap pivot point 25 can form the straight line mentioned.

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

1. Device for pivoting the flaps of a thrust reverser having two bowl-shaped flaps for aircraft engines between a rest position in which the flaps are upstream of the Insert the engine thrust nozzle into the engine casing wall, and a thrust reverser position, with an actuator and link mechanisms associated with the flaps, which control the flaps on the one hand with the actuator and on the other hand with the housing fixed, upstream of the engine thrust nozzle connected points of articulation, with the linkage each having a main link, with one end to a front articulation point of the relevant flap and with its other end is articulated to a pivot point fixed to the housing, characterized in that that each link mechanism has one at one between the two main link ends located point (22) has scissor-like auxiliary links (20) hinged to the main link (19), which with its end lying on one side of the scissor hinge point (22) via an intermediate link (24) at a rear articulation point (25) of the relevant flap (11) angelenki and mi; his on the other hand, the end of the scissor hinge point is coupled to the actuator (28, 30), and that the fixed pivot point (2.3) of the main link is in the rest position (Fig. 2) Flaps so far behind the front flap pivot point (21) that the main link is in this Klappensiellung (Fig.2) under a low Angle relative to the 'engine axis is inclined forward outward.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that with the actuator (28, 30) coupled end of the HilMenker (20) via a further link (26) is connected to a further pivot point (27) fixed to the housing and the other Handlebar can be pivoted by the actuator.

J. Device according to claim 2, characterized in that that the actuator has a linearly displaceable drive element (28), and that this drive element with the further link (26) by one on the one hand on the drive element and on the other hand at a point located between the two ends of the further link hinged connecting link (29) is coupled.

4. Apparatus according to claim 2 or 3, characterized in that the geometry of the arrangement is chosen so that with the flaps (11) in the thrust reversal position (Fig. 4) the auxiliary link (20), the intermediate link (24) and the further link (26) are elongated, essentially straight Form handlebar chain.