DE2323380B2 - Gebläsestrahldüse für Mantelgebläse-Zweistrom-Turboluftstrahltriebwerke - Google Patents
Gebläsestrahldüse für Mantelgebläse-Zweistrom-TurboluftstrahltriebwerkeInfo
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Description
tem Schub bzw. des Umkehrschubbetriebes optimal
angepaßt werden kann. Durch die strömungstechnisch günstige Gestaltung der Begrenzungsflächen der
jeweiligen zusätzlichen Düsenöffnung in einer ein Anhaften der Strömung an den jeweils stromabwärtigen
Wandungsflächen begünstigenden Weise werden Strömungsverluste minimal gehalten.
Bevorzugte Ausführungsformen und zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der
Unteransprüche.
Die Erfindung wird nachstehend anhand zweier
bevorzugter Ausführungsbeispiele mit Bezug auf die Zeichnungen mehr im eircelnen beschrieben. Es zeigt
F i g. 1 einen Längsschnitt durch ein Mantelgebläsetriebwerk
mit Verstellgeb'äse und einer Gebläsestrahldüse nach der Erfindung, die
F i g. 2 bis 4 jeweils einen Axialhalbschnitt durch die
Gebläsestrahldüse in drei verschiedenen Betriebsstellungen,
F i g. 5 einen Querschnitt durch die Gebläsestrahldüse in der Ebene I-I in F i g. 1,
F i g. 6 einen Querschnitt durch die Gebläsestrahldüse in der Ebene II-II in F i g. 1,
F i g. 7 eine Dichtungsanordnung zwischen festen und beweglichen Düsenteilen, und die
Fig.8 bis 10 eine weitere Ausführungsform einer
Gebläsestrahldüse nach der Erfindung in drei verschiedenen Betriebsstellungen.
F i g. 1 zeigt ein Mantelgebläse-Zweistrom-1 urboluftstrahltriebwerk
11, das über einen Pylon 12 an der Tragfläche 13 eines nicht dargestellten Flugzeuges
aufgehängt ist Das Triebwerk weist eine das Gebläse 15 umgebende Gebläsestrahldüse 14 auf, die aus einem
feststehenden stromaufseitigen Düsenring 24 und einem relativ dazu axial verschiebbaren Düsenendteil 20
besteht Die Steigung der Gebläseblättcr ist mittels einer Blattsteigungs-Verstelleinrichtung 16 veränderbar.
Das von einem Basistriebwerk 17 angetriebene Gebläse fördert Luft durch den von der Gebläsestrahldüse
umschlossenen Gebläsekanal 18.
Der Austrittsquerschnitt der Gebläsestrahldüse ist durch axiales Verschieben des beweglichen Düsenendteils
20 veränderbar. Das axial nach hinten verschiebbare Düsenendteil 20 ist vorzugsweise als vollständiger
Ring ausgebildet, da auf diese Veise mittels einer
leichten Konstruktion die zur Aufnahme der Gaskräfte erforderliche Festigkeit erzielbar ist
Das bewegliche Düsenendteil 20 ist entlang einer Führungsschienenanordnung 19 aus einer ersten, in
F i g. 2 gezeigten Betriebsstellung 21 für den Reiseflugzustand in eine zweite, in F i g. 3 gezeigte Betriebsstellung
22 für den Flugzeugstart und in eine dritte, in F i g. 4 gezeigte Betriebsstellung für den Geblasebetrieb mit
umgekehrtem Schub verschiebbar.
In seiner ersten Betriebsstellung 21 gemäß Fi g. 2
stößt das ringförmige Düsenendteil 20 am feststehenden Düsenring 24 der GebläsestrahldOse 14 an, so daß seine
Außenfläche 25 und seine Innenfläche 26 zusammen mit der Außenfläche 27 und der Innenfläche 28 des
feststehenden Dösenringes 24 ein kontinuierliches Profil &°
bilden.
Bei den Fig. 2 bis 4 ist die Schnittebene gegenüber der Fig. 1 etwas winkelversetzt, so daß eine von vier
Schubspindeln 31 zur Verschiebung des beweglichen Düsenendteils 20 sichtbar ist. Die Innenwandung der h'<
Gebläsestrahldüse ist mit schallschluckendem Material 32 ausgekleidet. Eine aufblasbare Dichtung 33 verhindert
ein Durchlecken von Luft durch den Zwischenraum zwischen dem feststehenden Düsenring und dem
beweglichen Düsenendteil in dessen erster, sich bündig an den feststehenden Düsenring anschließenden Betriebsstellung.
In F i g. 3 sind die Schubspindeln 31 ausgefahren und
halten den verschiebbaren Düsenendteil 20 mit axialem Abstand vom feststehenden Düsenring 24, so daß
zwischen ihnen eine zusätzliche Düsenöffnung 40 gebildet ist, durch weiche ein Teil der durch den
Gebläsekanal 18 geförderten Luft in Richtung des Pfeiles 42 ausströmt, während der übrige Teil in
Richtung des Pfeiles 41 durch den Düsenendteil hindurch weiterströmt Die Begrenzungsflächen 34 der
zusätzlichen Düsenöffnung 40 sind so ausgebildet, daß die durch die zusätzliche Düsenöffnung austretende
Luftströmung an der Außenfläche 35 des verschiebbaren Düsenendteils 2G anhaftet und folglich kein
vergrößerter Luftwiderstand infolge eines Abreißens der Strömung an der Außenfläche der Gebläsestrahldüse
auftritt
In der Betriebsstellung nach Fig.4 sind die
Schubspindeln 31 noch weiter ausgefahren, so daß das bewegliche Düsenendteil einen vergrößerten Axialabstand
vom feststehenden Düsenring hat Diese Betriebsstellur.o'
ist dem Schubumkehrbetrieb zugeordnet in welchem die Strömungsrichtung durch den Gebläsekanal
18 umgekehrt ist und die Düsenaustrittsöffnung als Lufteinlauf wirkt Die zwischen dem feststehenden
Düsenring und dem verschiebbaren Düsenendteil gebildete zusätzliche Düsenöffnung wirkt also als
zusätzlicher Lufteinlauf, durch welchen Luft in Richtung des Pfeiles 43 in den Gebläsekanal einströmt
Die vier Schubspindeln 31 weisen jeweils ein Kugelumlaufgetriebe auf und werden durch einen
biegsamen Antrieb angetrieben, der in Fig.5 dargestellt
ist Ein Luftmotor 51 treibt die Schubspindeln 31 Ober eine nicht dargestellte biegsame Welle an, die in
einer Führung 52 im feststehenden Düsenring 24 verläuft Die Schubspindeln 31 selbst sind vorzugsweise
hydraulische Schraubspindeln, da diese leicht miteinander in Gleichlauf zu bringen sind und im Falle des
Ausfalls einer Schubspindel die übrigen Schubspindeln noch wirksam arbeiten.
F i g. 6 zeigt einen Schnitt durch die Führungsschienenanordnung
19, welche das verschiebbare Düsenendteil 20 führt. Der Pylon 12 und die zugehörigen
Verkleidungen 53 umschließen die Führungsschienenanordnung 19, die zwei parallel zur Achse des
Gebläsekanals 18 verlaufende Führungsschienen 54 und 55 aufweist, die mittels mit gegenseitigen Abständen
angeordneten Befestigungsstücken 56 aneinander und am Pylon 12 befestigt sind.
Zuiitzlich zu der in Umfausrichtung verlaufenden
Dichtung 33, die in der ersten, axial nicht verschobenen Betriebsstellung des verschiebbaren Düserwndteils ein
Auslecken von Luft durch die Stoßstelle zwischen dem beweglichen Düsenendteil und dem feststehenden
Düsenring verhindert, ist es auch notwendig, eine Dichtung zwischen dem Düsenring und der Führungsschienenanordnung
19 anzuordnen. Dazu ist eine federnde Dichtung 63 zwischen einer N.ise 61 der
Führungsschiene 55 und einer Nase 62 eines Pylonteils 59 eingelegt, die beispielsweise als Gummischlauch
ausgebildet ist, und lußerdem ist zwischen einem in der
Führungsschiene 53 geführten T-Stück 58 und der Führungsschiene eine federnde Auskleidung 64, beispielsweise
aus Polytetrafluoräthylen, vorgesehen. Da die Führungsschienen das verschiebbare Düsenendteil
nicht nur führen, sondern auch dessen Gewicht tragen,
neigt das T-Stück 58 etwas zum Verkanten, so daß sich zwischen ihm und der federnden Auskleidung zwei
Dichtungslinien 65 und 66 ausbilden.
Eine andere Ausführungsform der Gebläsestrahldüse ist in den Fig.8, 9 und 10 dargestellt. Bei dieser
Ausführungsform ist das verschiebbare Düsenendteil zweiteilig ausgebildet und weist ein Endglied 71 und ein
zwischen diesem und dem feststehenden Düsenring 72 befindliches Zwischenglied 70 auf. In der in F i g. 8
dargestellten ersten Betriebsstellung schließen der feststehende Düsenring 72, das Zwischenglied 70 und
das Endglied 71 bündig aneinander an.
In der in Fig.9 gezeigten zweiten Betricbsstellung
für vergrößerten Durchsatz ist nur das Endglied 71 axial nach hinten verschoben, so daß zwischen ihm und dem
Zwischenglied 70 eine zusätzliche Düsenöffnung 78 gebildet ist, durch welche ein Teil des vergrößerten
Luftdurchsatzes entsprechend dem Pfeil 74 austritt. Die Begrenzungsflächen dieser zusätzlichen Düsenoffnung
78 sind wiederum so gestaltet, daß die durch diese zusätzliche Düsenöffnung austretende Strömung an der
■> Außenfläche 73 des Endglieds 71 anhaftet.
In der in F i g. 10 dargestellten, dem Schubumkehrbetrieb
zugeordneten dritten Betriebsstellung sind das Endglied 71 und das Zwischenglied 70 gemeinsam axial
nach hinten verschoben, so daß /.wischen dem
ίο Zwischenglied 70 und dem feststehenden Düsenring 72
eine zusätzliche Einlauföffnung 76 hergestellt ist, durch
welche Luft gemäß den Pfeilen 77 zusätzlich zu der durch das Düsenendteil gemäß dem Pfeil 75 einströmenden
Strömung in den Gcbläsckanal 18 eintritt. Die
ii Begrenzungsflächen der zusätzlichen Einlauföffnung 76
sind so gestaltet, daß die zusätzliche Einlaiifströmung an der Innenwandung des feststehenden Düsenringes 72
anhaftet.
Claims (6)
1. Gebläsestrahldüse für Mantelgebiäse-Zweistrom-Turboluftstrahltriebwerke,
mit einem feststehenden Düsenring und einem axial mit Bezug auf
diesen verschiebbaren Düsenendteil, das zwischen einer sich an den feststehenden Düsenring anschließenden
Betriebsstellung und einer bezüglich des ■ Düsenrings axial nach hinten verschobenen Betriebsstellung
verschiebbar ist, in welcher es zwischen sich und dem Düsenring eine zusätzliche
Düsenöffnung bildet, dadurch gekennzeichnet,
daß das verschiebbare DDsenendteil (20; 70, 71) wahlweise in zwei verschiedene, bezüglich des
feststehenden Düsenringes (24; 72) axial verschobene Betriebsstellungen bringbar ist, wobei die
zusätzliche Düsenöffnung (40; 78) in der einen (Fig.3; Fig.9) dieser beiden Betriebsstellfjngen
eine zusätzliche Austrittsöffnung —Betrieb mit vergrößectim Gebläsedurchlaß — und in der
anderen(Fig.4; Fig. 10) dieser beiden Betriebsstellungen
einen zusätzlichen Lufteinlauf — Schubumkehrbetrieb — bildet, und daß die Konturen der am
Düsenring (24; 72) beziehungsweise am Düsenendteil gebildeten Begrenzungsflächen (34) der jeweiligen
zusätzlichen Düsenöfftiuftg in einer ein Anhaften
der Aus- bzw. Einströmung durch die zusätzliche Düsenöffnung an den jeweils stromabwärtigen
Wandungsflächen begünstigenden Weise gestaltet sind
2. Gebläsestrahldüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das verschiebbare Düsenendteil
(20) in seiner anderen verschobenen Betriebsstellung — als Lufteiniauf ν Ykende zusätzliche
Düsenöffnung — eine größere Axialdistanz vom Düsenring aufweist als in seiner einen verschobenen
Betriebsstellung — als Austrittsöffnung wirkende zusätzliche Düsenöffnung.
3. Gebläsestrahldüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das verschiebbare Düsenendteil
zweiteilig ausgebildet ist und ein Endglied (71} und ein zwischen diesem und dem feststehenden
Düsenring (72) befindliches Zwischenglied (70) aufweist, und daß in der einen verschobenen
Betriebsstellung des Düsenendteüs nur das Endglied (71) axial nach hinten verschoben ist und zwischen
sich und dem Zwischenglied eine Austrittsöffnung (78) bildet und in der anderen verschobenen
Betriebsstellung das Endglied zusammen mit dem Zwischenglied (70) axial nach hinten verschoben ist
und das Zwischenglied zwischen sich und dem Düsenring (72) einen Lufteinlauf (76) bildet
4. GebläsestrahidOse nach einem der Ansprüche 1
bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Düsenendteil (20; 70, 71) ringförmig ausgebildet und auf zwei
Führungsschienen (19) axial verschiebbar geführt ist.
5. Gebläsestrahldüse nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch Kugelumlaufgetriebe
(31) aufweisende Verschiebeantriebe für das Düsenendteil (20s 70f 71),
6. Gebläsestrahldüse nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch Dichtungsmittel (33)
zwischen dem verschiebbaren Düsenendteil und dem feststehenden Düsenring zur Verhinderung
einer Leckströmung bei in der sich an den Düsenring anschließenden Betriebsstellung befindlichem
Düsenendteil.
Die Erfindung betrifft eine Gebläsestrahldüse für Mantelgebläse-Zweistrom-Turboluftstrahltriebwerlke
nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Bei Mantelgebläse-Zweistrom-Turbo'.uftstrahltriebwerken
mit Versteügebläse ist es erforderlich, ilen Austrittsquerschnitt des Gebläsekanals in Anpassung an
den unterschiedlichen Gebläsedurchsatz verändern zu könneii. Während beim Starten die Gebläseb.Tater bei
großer Steigungseinstellung den maximalen Durchsatz
ίο fördern, ist der Durchsatz beim Reiseflug bei kleinerer
Steigungseinstellung geringer. Beim Landen werden die Gebläseblätter auf negative Steigung eingestellt, um die
Strömungsrichtung im Gebläsekanal umzukehren und einen Umkehrschub zum Abbremsen des Flugzeuges· zu
erzeugen, wobei das Austrittsende des Gebläsekanals als Lufteiniauf wirken muß.
Eine Gebläsestrahldüse mit einem sich an einen feststehenden Düsenring anschließenden, axial mit
Bezug auf diesen verschiebbaren Düsenendteil ist, allerdings zu einem anderen Zweck, bereits aus der
GB-PS 12 44 292 bekannt.
Diese GB-PS 12 44 292 befaßt sich mit der Herabisetzung
des Lärmpegels bei einem Mantelgebläse-Zweistrom-Turboluftstrahltriebwerk,
insbesondere beim Start, wobei nicht das Strahlgeräusch, sondern das durch
die Wechselwirkuc? zwischen feststehenden Leitschaufeln
und schnell an diesen vorbei umlaufenden Laufschaufeln verursachte Geräusch reduziert wenden
soll. Dazu wird um ein Austreten dieses Geräusches durch den Lufteidiauf zu verhindern, die Strömungsgeschwindigkeit
der in den Lufteinlauf eintretenden Luft durch geeignete Maßnahmen erhöht Das axial verschiebbare
Düsenendteil dient zum Ausgleich dieser Geschwindigkeitserhöhung der einströmenden Luft,
indem es bei axialer Verschiebung nach hinten eine
zusätzliche Austrittsöffnung freilegt, womit bei eiern bekannten Triebwerk durch Herabsetzung der Druickrückwirkung
eine Entlastung des Gebläses und somit eine Steigerung der Gebläsedrehzahl und des Geblilsedurchsatzes
erreicht wird. Das verschiebbare Düsenendteil ist bei der bekannten Anordnung im Querschnitt
etwa dreieckförmig, so daß die durch die zusätzliche Düsenöffnung bei nach hinten verschobenem Düsenendteil
austretende Luft etwa radial nach au3en
*5 ausströmt, womit eine Schubvernichtung erreicht wird,
denn eine Sch.-.herhöhung soll bei der bekannten
Anordnung durch die Vergrößerung des Gebläseiiurch·
satzes nicht stattfinden.
Der Erfindung liegt im Gegensatz dazu die Aufgabe
so zugrunde, die Gebläsestrahldüse eines Mantelgeblilsetriebwerks,
das mit einem Verstellgebläse ausgestattet ist, an die verschiedenen Betriebszustände des Versiiellgebläses
anpassen zu können, d. h. bei einer Steigerung des Gebläsedurchsatzes durch entsprechende Versüellgebläseeinstellung
soll eine möglichst verlustlose Schubsteigerung erzielt werden, und im Schubumkehrbetrieb
soll dem Gebläse zur Erzeugung eines ausreichenden Umkehrschubes genügend Luft durch die
Gebläsestrahldüse zugeführt werden können.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebene
Anordnung gelöst.
Mit der erfindungsgemäßen Konstruktion mit zwei verschiedenen axial verschobenen öetriebsstellungen
des verschiebbaren Düsenendteüs bezüglich des feststehenden Düsenringes wird erreicht, daß die jeweils
gebildete zusätzliche Düsenöffnung den jeweiligen besonderen Erfordernissen des Betriebes mit eesteieer-
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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OGA | New person/name/address of the applicant | ||
OD | Request for examination | ||
C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
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