DE2549549A1 - Integrierter gasturbinentriebwerksrumpf - Google Patents

Integrierter gasturbinentriebwerksrumpf

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Description

Dr. Horst Schüler
Pöicn'tcnwait
6 Frankfurt/Main 1
Niddastr. 52 1J. November 1975
Schu./Vo./he.
3753-13DV-6273
GENERAL, ELECTRIC CuMI1ANY
1 River Road
SCHENECTADY, N.Y./U.S.A.
Integrierter Gasturbinen triebwerksrumpf
Die Erfindung bezieht sich auf Gasturbinentriebwerke und insbesondere auf hiermit verwendbare Triebwerksrümpfe bzw. -gondeln.
Düsentriebwerke zum Antreiben von Flugzeugen sind mit Gondeln oder anderen stromlinienförmigen Gebilden versehen, die das Triebwerk umhüllen, um den aerodynamischen Strömungsgesamtwiderstand zu vermindern und die Triebwerksleistungsfähigkeit zu verbessern. Mit dem Aufkommen von Gasturbogebläsetriebwerken großen Durchmessers wurde das erforderliche und das Gebläse umschreibende Rumpfgebilde schwerer, wodurch das Gewicht des Flugzeugs vergrößert und sein Aktionsradius vermindert wurden. Das Problem ergibt sich aus der Tatsache, daß der Rumpf nicht durch die relativ gewichtsleichten heutigen Turbinentriebwerke gehalten werden kann, wenn er derart groß und schwer wird. Deshalb wird der Rumpf am Flugzeugpylon aufgehängt, wie es auch für das Triebwerk selbst zutrifft. Dementsprechend besteht eine Redundanz bzw. ein Überfluß bezüglich der Rumpfund Triebwerkskonstruktion, was durch einen gewichtsleichten integrierten Triebwerk-Rumpf ausgeschaltet werden könnte.
In typischer Weise ist in einein Gasturbogebläsetriebwerk vor einem Kerntriebwerk ein Gebläse angeordnet, das über eine viellenverbin-
S0S820/Ö79*
dung vom Turbinenteil des Triebwerks angetrieben wird. Das Gebläse dient dazu, eine große Luftmenge um das Kerntriebwerk herumzuleiten und hierdurch den Gesamtschub des Triebwerks zu vergrößern. Die große sowie im Bypass am Kerntriebwerk vorbeigeleitete Luftmenge (die vielfach der mehrfachen Menge der vom Kerntriebwerk angesaugten Luft entspricht) wird durch einen ringförmigen Gebläsebypasskanal geführt.
Der Gebläsebypasskanal wird in typxscher Weise zumindest zum Teil durch das Kerntriebwerk und dessen zugeordnetes Gehäuse (oder Kernrumpf) begrenzt, das die Innenwandung des Ringraumes bildet. Die Aus· senwandung wird teils vom Triebwerksgebilde, jedoch hauptsächlich vom Gebläserumpf begrenzt, der, wie es bereits erwähnt wurde, vom Pylon oder Flugzeugflügel gehalten wird. Es ist eine Ummantelung oder ein Ring vorgesehen, die oder der ein begrenztes axiales Maß des Gebläsebypasskanals umschreibt und über aerodynamisch günstig verkleidete Strebenmittel mit dem Kerntriebwerk verbunden ist. Dieses verstrebte bzw. verrippte Gebilde ist allgemein als der Gebläserahmen bzw. das Gebläsegestell bekannt. Zusätzlich zu den zuvor erwähnten Streben ist eine Stufe von Führungsschaufeln im Ring .angeordnet, um die aus dem Gebläse austretende Strömung von jeglichem Drall zu befreien und hierdurch den Axialschub zu vergrößern. Die Streben bilden das Belastungstraggebilde für die Ummantelung, während die Führungsschaufeln nur im aerodynamischen Sinn belastet sind. Eine Integration bzw. Einbeziehung der Streben und Führungsschaufeln würde die Redundanz ausschalten und das Gewicht vermindern. Der Gebläserumpf umschreibt den Gebläserahmen und die Ummantelung, die den verbleibenden Teil des ringförmigen Gebläsebypass-Strömungspfades und auch die äußere stromlinienförmige Umhüllung des Triebwerks begrenzt. Eine Redundanz besteht deshalb bezüglich der Streben sowie Führungsflügel und der Pylon-Triebwerk- sowie Rumpf-Pylon-Konstruktion.
Außerdem erfordert das Abnehmen bzw. Entfernen von Flugzeugtriebwerken ein 'Aufknöpfen' des Rumpfes, um einen Zugang zum Triebwerk zu erhalten, und hierbei handelt es sich vielfach um einen unangenehmen bzw. umständlichen Vorgang bestenfalls auch dann, wenn der
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Rumpf gemäß dem US-Patent 3 541 794 gegabelt ausgebildet ist. Ein integrierter Triebwerk-Rümpf-Aufbau würde diesen Vorgang vereinfachen und außerhalb des Triebwerks einen relativ einfachen Triebwerksanschluß am Pylon ermöglichen. Es bestand noch ein weiteres grundsätzliches Problem im Fall der fehlenden Integration des Rumpfes und des Triebwerks: Da die Verantwortung für die Konstruktion der verschiedenen Komponenten vielfach bei unterschiedlichen Herstellern liegt, wird infolge eines Hinwegsetzens.über besondere Konstruktionsüberlegungen nicht das aerodynamisch wirkungsvollste Zusammenpassen der zwei Glieder erzielt. Ein integrierter Triebwerk-Rumpf-Aufbau würde die Triebwerkswirksamkeit verbessern und hierdurch zusätzlich zu der durch die zuvor erwähnte Gewichtsverminderung erreichbaren Verbesserung bezüglich der Leistungsfähigkeit zu einem weiteren Vorteil führen.
Das sich dem Hersteller von Flugzeugtriebwerken entgegenstellende Problem besteht somit darin, einen gewichtsleichten und mit dem Triebwerksaufbau einteilig ausgebildeten Rumpf zu bilden, um die Gesamtleistungsfähigkeit durch Gewichtsverminderung und verbessertes aerodynamisches Zusammenpassen zu begünstigen.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht somit in der Schaffung eines integrierten Gasturbinentriebwerkrumpfes, der das Gewicht der gesamten Einrichtung vermindert und hierdurch die Flugzeugleistungsfähigkeit verbessert. Der Rumpf soll die bei herkömmlichen Gasturbinentriebwerk-Rumpf-Einrichtungen vorliegenden baulichen Redundanzen bzw. Überflüssigkeiten ausschalten. Der integrierte Triebwerk-Rumpf-Aufbau soll als einzelne Einheit von einem Flugzeug oder einem anderen Fahrzeug abnehmbar sein.
Diese und weitere Ziele sowie Vorteile ergeben sich klarer aus der folgenden detaillierten Beschreibung, den Zeichnungen und den speziellen Ausfuhrungsformen, die nur beispielhaften Charakter haben und die vorliegende Erfindung in keiner Weise beschränken sollen.
daß gewichtsleichte, zusammengesetzte Materialien 4iner einzigarti-
Kurz gesagt wird die obige Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst,
lien e + ) in
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gen baulichen Beziehung eingebaut werden, wodurch das Rumpfgebilde vollständig vom Triebwerk gehalten wird und wobei die Tragestruktur ein einteiliges Gebilde des Gasturbinentriebwerks darstellt. Die Ausschaltung der baulichen Redundanz ist ein Ergebnis des Zusammenfassens des Triebwerks und des Rumpfgebildes. Ferner kann die Innenfläche des Rumpfes aerodynamisch günstig geformt sein, um die äußere Strömungspfadwandung des ringförmigen Gebläsebypasskanals zu bilden, während die radial außenliegende Oberfläche des einwandigen Rumpfes als stromlinienförmige Umhüllung des Triebwerks dient. Das Zusammenfassen des den Rumpf stützenden bzw. haltenden Gebildes mit dem Rumpf selbst führt auch zu einer größeren Festigkeit des Aufbaus, da die beiden Komponenten ein festes Teil bilden.
Die Erfindung wird nachfolgend unter Hinweis auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1 - in einer schematischen Darstellung ein Gasturbinentriebwerk nach der vorliegenden Erfindung,
Figur 2 - in einem vergrößerten Schnitt einen Teil des Triebwerks aus Figur 1 unter detaillierter Darstellung eines Teils der vorliegenden Erfindung,
Figur 3 - in einer schematischen Weise den Abnahmevorgang eines Triebwerks nach der vorliegenden Erfindung von einem typischen Flugzeugpylon,
Figur 4 - einen Schnitt längs der Linie 4-4 aus Figur 1 und
Figur 5 - eine Figur 4 ähnelnde Ansicht in Form eines Schnitts längs der Linie 5-5 aus Figur 1.
Zunächst wird auf Figur 1 der Zeichnungen Bezug genommen, bei denen ähnliche Elemente mit entsprechenden Hinweiszahlen belegt sind. In Figur 1 ist ein Triebwerk Io mit den Merkmalen der vorliegenden Erfindung schematisch dargestellt. Dieses Triebwerk kann allgemein als aus einem Kerntriebwerk 12, einem Gebläseaufbau 14 mit einer Stufe aus Gebläseschaufeln 15 und einer über eine Welle 18 mit dem Gebläseaufbau 14 verbundenen Gebläseturbine 16 bestehend angesehen werden. Das Kerntriebwerk 12 enthält einen Axialstromkompressor 2o mit einem Rotor 22. Die Luft tritt in einen Einlaß 2 4 ein und wird zunächst vom Gebläseaufbau 14 komprimiert. Ein erster Teil dieser
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verdichteten Luft gelangt in einen Gebläsebypasskanal 26, der zum Teil vom Kerntriebwerk 12 und einem dieses umgebenden Gebläserumpf 28 begrenzt wird. Die Luft strömt dann durch eine Gebläsedüse bzw. -ausströmöffnung 3o ab. Ein zweiter Teil der verdichteten Luft gelangt in einen Einlaß 32, wird von dem Axialstromkompressor 2o weiter verdichtet und dann zu einem Brenner 34 abgelassen, bei dem Brennstoff verbrannt wird, um hochenergetische Verbrennungsgase zu bilden, die eine Turbine 36 antreiben. Diese treibt ihrerseits über eine Welle 38 den Rotor 22 in der für ein Gasturbinentriebwerk üblichen Weise an. Die heißen Verbrennungsgase gelangen dann zur Gebläseturbine 16 und treiben diese an, wobei die Gebläseturbine ihrerseits den Gebläseaufbau 14 antreibt. Daher ergibt sich eine Antriebskraft durch die Wirkung des Gebläseaufbaus 14, der Luft vom Gebläsebypasskanal 2 6 durch die Gebläseauströmöffnung 3o ausstößt, und durch das Ausstoßen der Verbrennungsgase von einer Kerntriebwerksdüse 4o, die zum Teil von einem Kegelglied 42 begrenzt wird. Die obige Beschreibung ist typisch für zahlreiche heutige Gasturbinentriebwerke und aber nicht hierauf beschränkt. Wie es leicht aus der nachfolgenden Beschreibung ersichtlich ist, kann die vorliegende Erfindung auf irgendein Gasturbinentriebwerk angewendet werden. Die Anwendung ist nicht notwendigerweise auf Gasturbinentriebwerke der verschiedenartigen Turbogebläsetypen beschränkt. Daher ist die vorstehende Beschreibung der Betriebsweise des in Figur 1 dargestellten Triebwerks nur als beispielhaft für eine mögliche Anwendungsform anzusehen.
Mit der Beschreibung der in Figur 1 dargestellten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung fortfahrend ist aus dieser Figur ersichtlich, daß das Triebwerk Io an einem allgemein mit der Hinweiszahl 44 bezeichneten Pylon hängt, der seinerseits mittels eines Strebengebildes 48 beispielsweise an einem Flugzeugflügel 46 aufgehängt und mit diesem einstückig ausgebildet ist. Der Pylon 44 enthält gemäß der Darstellung in seinem Inneren allgemein mit der Hinweiszahl 5o belegte gefährdete Flugzeugeinrichtungen, die in einer Tasche 51 des Pylons 44 eingeschlossen sind und aber ein einstückiges Teil des Triebwerks darstellen, wie es klar aus Figur 3 ersichtlich ist. Es sind geeignete Anschlüsse bzw. Trennstellen
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vorhanden, um ein Abtrennen des Triebwerks von dem Pylon und den Flugzeugzusatzeinrichtungen zu ermöglichen. Diese Zusatzeinrichtungen sind mittels einer Welle 52 antriebsmäßig mit dem Kerntriebwerk 12 verbunden. Ein Zugriff zu den Zusatzeinrichtungen ist über Pylontüren 53 (Figur 4) möglich. Das Triebwerk Io wird an dem Pylon 44 mittels einer Schubstangenbefestigungseinrichtung 54 gehalten, die nachfolgend noch näher beschrieben wird.
aus In Figur 2 ist die erfindungsgemäße integrierte GondelkonfigurationV Figur 1 detaillierter dargestellt. Insbesondere weist der Rumpf 2 8 Ummantelungsmittel 56 auf, wie eine im wesentlichen zylindrische Ummantelung, die die Gebläseschaufeln 15 sowie einen Teil des Kerntriebwerks 12 umgibt und aus einem wabenartigen Kern 58 zwischen einer Innenhaut 6o und einer Außenhaut 62 besteht. Obwohl es nicht erforderlich ist, kann es für akustische Zwecke erwünscht sein, die Innenhaut 6o zu durchlöchern, um in bekannter Weise eine Strömungsverbindung zwischen dem durch das Triebwerk gelangenden Treibmittel und dem zellenförmigen Wabenkern zu schaffen. Ferner kann eine Zwischenhaut 64 vorgesehen sein, um die Tiefe des sich in Verbindung mit dem Treibmittel befindlichen Wabenkerns 58 in einer Weise zu steuern, daß das System in ebenfalls bekannter Weise auf bestimmte akustische Frequenzen 'abgestimmt' wird.
Es ist ebenfalls dargestellt, daß in der Ummantelung 56 ein abschleifbarer Einsatz 66 eingebettet ist, der am Umfang der Gebläseschaufel 15 angeordnet ist und für den Fall eines hiermit erfolgenden Reibungseinflusses der Gebläseschaufel eine abschleifbare Oberfläche bildet. (Es ist festzustellen, daß der Gebläseaufbau Schaufeln mit variabler wie auch mit fester Schaufelanstellung aufweisen kann.) Der Einsatz 66 kann mit Schlitzen oder Nuten 68 ausgebildet sein, die den abschleifbaren Oberflächenbereich vermindern (und daher auch die Reibungskraft an den Schaufeln) und die auch zur Verbesserung der aerodynamischen Leistungsfähigkeit des Gebläses dargestellt sind. Außerdem ist ein Bindungsring 7o zwischen den abschleifbaren Einsatz 66 und den Wabenkern 58 eingelegt. Obwohl die bevorzugte Ausführungsform einen Wabenaufbau, wie den Kernaufbau 58, enthält, liegt es im Rahmen der vorliegenden
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Erfindung, eine Ummantelung von weitgehend massivem Aufbau mit oder ohne innere und äußere Häute bzw. Wandungen 60, 62 vorzusehen.
Gemäß den Darstellungen umgeben ein erster durchgehender Ring 72 und ein ähnlicher sowie axial verlagerter zweiter durchgehender Ring 74 das Kerntriebwerk 12. Diese Ringe (hoops) sind an den Häuten 60 bis 64 mittels Flanschstreben 76 bis 80 und Winkelstreben 82 bis 86 befestigt. Die äußeren Ringe 72 und 74 könnten auch au,s einem einteiligen einzelnen Material bestehen, wodurch keine Streben 76 bis 86 erforderlich sind. Obwohl nur zwei äußere Ringe 72, 74 dargestellt sind, liegt es ferner im Rahmen der vorliegenden Erfindung, ein oder mehrere solche Ringe in Abhängigkeit von besonderen Konstruktionskriterien vorzusehen.
Aus. den Figuren 2 und 4, in denen Einzelheiten der neuen Rumpfkonfiguration klarer dargestellt sind, ist es ersichtlich, daß der Rumpf 28 einem Wagenrad ähnelt, wobei der äußere Ring 72 das Kerntriebwerk 12 umgibt. Zu den äußeren Ringen 72, 74 koaxiale innere Ringe 88 und 9o sind innerhalb des Kerntriebwerks 12 angeordnet und dienen als Mittel zum Befestigen des Rumpfs am stationären Kernaufbau 92, beispielsweise durch Schraubverbindungen 94. Die inneren Ringe 88 und 9o geben auch dem Kerntriebwerk 12 eine bauliche Festigkeit. Radial zwischen den äußeren und inneren Ringen sind zwei mittlere Ringe angeordnet, nämlich ein vorderer Ring 96 und ein hinterer Ring 98. Diese Ringe sorgen für eine Konstruktionsverfestigung innerhalb eines Strömungsteilgliedes loo (Figur 2), das dazu dient, das Gebläseantriebsmittel in einen Bypassanteil 26 und einen in einen Einlaß 32 eintretenen Kernanteil aufzuspalten. Ein zusätzliches Paar innerer und mittlerer Ringe 99 sowie lol dient zur Vergrößerung der baulichen Festigkeit des Strömungsauf teilungsgliedes und des Kerntriebwerkgebildes.
Aussteifungsmittel, wie innere Verstrebungen Io2 und Io4, sind mit ihren inneren sowie mittleren Ringen einstückig ausgebildet und erstrecken sich radial zwischen ihnen. In ähnlicher Weise sind zusätzliche Aussteifungsmittel, wie äußere Verstrebungen I06 und I08,
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einstückig mit ihren entsprechenden mittleren und äußeren Ringen ausgebildet, um sich ebenfalls radial zwischen diesen Teilen zu erstrecken. Hüllen oder Mantel Ho und 112 umfassen die inneren und äußeren Verstrebungen Io2, Io4 und I06, I08, um den Verstrebungen aerodynamische Umrisse zu geben. Die Hüllen können so aufgebaut sein, daß Flügelkonturen gebildet werden, die Eigenschaften wie eine Wölbung und Staffelung ('camber' und 'stagger') aufweisen. Wie es in Figur 2 dargestellt ist, sind die äußeren Verstrebungen so gestaltet, daß sie die Funktion von Führungsflügeln bzw. -schaufeln übernehmen und das hindurchgelangende Antriebsfluid geeignet ausrichten. Die Anzahl der inneren Verstrebungen Io2, Io4 und der äußeren Verstrebungen I06, I08 muß nicht gleich sein, und in der Tat sind die äußeren Hüllenverstrebungen aus Figur 4 nur schematisch dargestellt, da zum Erzielen der Festigkeit einer typischen Stufe von Führungsflügeln eine erheblich größere Anzahl erforderlich ist. Im Prinzip ist ein verbundenes, wagenradähnliches Rumpfrahmengebilde vorgesehen, um den Rumpf 2 8 vollständig auf dem Kerntriebwerk 12 zu halten. Es ist bevorzugt, daß dieses Gebilde aus leichten zusammengesetzten Materialien hoher Festigkeit hergestellt wird. Alternativ kann zumindest ein Teil des Gebildes, wie die Verstrebungen Io2 bis Io8, aus gebundenen, geschichteten sowie zusammengesetzten Drähten oder Fäden gebildet sein.
Die Gebläsegondel 2 8 enthält ferner einen Einlaßkanal 114 mit einer Profillippe 116 (Figur 1), und der Einlaßkanal wird von der Ummantelung 56 gehalten und kann mit dieser einstückig oder von dieser abnehmbar ausgebildet sein. Es kann eine Anlenkungsverbindung 118 vorgesehen sein, damit der Einlaßkanal gemäß der gestrichelten Darstellung in Figur 3 für einen verbesserten Zutritt zum Gebläseaufbau 14 abschwenkbar ist. Alternativ können auch schnell lösbare Befestigungsglieder bekannter Art angewendet werden, oder die Anlenkung 118 kann an irgendeiner anderen Stelle am Umfang des Rumpfes vorgesehen sein. Ferner ist am axial hinteren Ende der Ummantelung 56 ein allgemein mit der Hinweiszahl 12o bezeichneter Ablaßkanal festgelegt. Die Figuren 2, 3 und 5 zeigen beispielsweise einen Ablaßkanal vom Anlenkungstyp mit einem sich nach hinten er-
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streckenden und mit der Ummantelung 56 einstückig ausgebildeten Dorn bzw. Rücken 122, an dem Rumpftüren 124 und 126 bei 128 und 13o angelenkt sind. Die Türen sind an der Ummantelung 56 beispielsweise durch eine an ihr ausgebildete Nut 134 (Figur 2) festgelegt, mit der eine Zunge 132 zusammenarbeitet. Eine Dichtung 136 verhindert ein Strömen des Antriebsfluids durch die von der Zunge 132 und der Nut 134 gebildeteaVerbindung. Ein Zutritt zum Kerntriebwerk 12 ergibt sich durch die in Figur 5 gestrichelt dargestellte Position der Türen. Obwohl es nicht dargestellt ist, kann das Kerntriebwerk 12 auch mit einem Rumpf 138 der Anlenkungs- oder Gabelungsart versehen werden.
Gemäß Figur 1 sind der EinlaßkanaJ 11.4 und der Auslaßkanal 12o aus leichtem zusammengesetztem Material großer Festigkeit aufgebaut. Eine akustische Behandlung bzw. Verkleidxang 135 bekannter Art kann auf die teils von den Einlaß- und Auslaßkanälen gebildete äuß.. . e Oberfläche 137 des Gebläsebypasskanals aufgebracht sein. Nach Figur 1 besteht die akustische Verkleidung 135 zumindest teilweise über die ganze Tiefe aus Schallunterdrückungsmaterial, beispielsweise vom Wabentyp. Das Verwenden von neuzeitlichen zusammengesetzten bzw. von Verbundmaterialien wird empfohlen, da ein
solches akustisches Material einstückig in den Kanalwandungen ausgebildet werden kann und da es selbst wie bei 135 eine ausreichende Belastungsfähigkeit aufweist. Ein derartiges belastbares Volltiefen-Schallgebilde führt bei einer Herstellung aus Verbundmaterial zu einer bedeutenden Gewichtsverminderung. Die innere Gebläserumpf ober fläche 137 (die den äußeren Strömungspfad des Gebläsebypasskanals bildet) und die Rumpfaußenfläche 139 können aerodynamisch geformt sein, um die wirkungsvollste Anordnung zu bilden.
Figur 3 zeigt schematisch den gesamten integrierten bzw. einbezogenen Rumpf 2 8 und dessen Abnahmevorgang von einem typischen Flugzeugpylon 44. Das Strebengebilde 48 enthält eine vordere Pylonbefestigung 14o, die das Triebwerk mittels einer Stift- oder Schraubverbindung über einen Triebwerksaufhänger 142 teilweise hält, während die hauptsächliche Schubabstützung durch die Schubstangenanordnung 54 gebildet wird. Eine rückwärtige Pylonbefestigung 144
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ist betriebsmäßig mit einer vorderen Triebwerksbefestigung 146 über eine Schubstange 148 verbunden, wobei die Triebwerksbefestigung 146 einstückig mit dem mittleren Ring 98 ausgebildet ist. Eine ähnliche und nicht dargestellte Triebwerksbefestigung befindet sich an der anderen Seite desselben und ist mit der hinteren Pylonbefestigung 144 durch eine Schubstange 15o verbunden. Ein Stift oder Bolzen 152 (Figur 2) erleichtert das Verbinden der Triebwerksbefestigung 146 und der Schubstange 148. Die rückwärtige Pylonbefestigung 144 ist ferner über einen Aufhänger 156 mit einer rückwärtigen Triebwerksbefestigung 154 (Figur 1) verbunden. Einfache Anschlüsse oder Trennstellen bekannter Art an den Pylonbefestigungen I4o, 144 erlauben ein Abnehmen bzw. Entfernen des gesamten integrierten Triebwerkrumpfes, wobei die Welle 52 von den im Pylon 44 verbleibenden Triebwerkszusatzeinrichtungen 5o getrennt wird. So beinhaltet die vorliegende Erfindung ein einfaches Verfahren zum Befestigen eines Gasturbinentriebwerks an einem Fahrzeug, wie einem Flugzeug, wobei die Verfahrensschritte darin bestehen, daß zuerst der Rumpf an dem Triebwerk und dann das letztere am Fahrzeug befestigt werden. Umgekehrt können auch der Rumpf am Flugzeug und dann das Triebwerk am Rumpf aufgehängt werden.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann der Durchschnittsfachmann verschiedene Änderungen bezüglich des oben beschrieben Rumpfes vornehmen. Beispielsweise kann es bei bestimmten Anwendungen zweckmäßig sein, entweder den Einlaßkanal 114 oder den Auslaßkanal 12o durch den Pylon 44 weitgehend zu halten. Ferner ist es bei einer Strahlturbinenanwendung ohne Gebläse- oder Bypasskanal möglich, die mittleren Ringe 96, 98 zu eliminieren und den inneren Ring 88, 9o sowie den äußeren Ring 72, 74 direkt mittels des einstückigen Speichengebildes miteinander zu verbinden, wobei der Rumpf dann hauptsächlich einen Kerntriebwerkrumpf aufweist. +) statt durch die Ummantelung 56
- Patentansprüche -
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Claims (33)

  1. Patentansprüche
    I.) Rumpf für ein Gasturbinentriebwerk mit zumindest einer sich drehenden Schaufelstufe, gekennzeichnet durch Ummantelungsmittel
    (56), die unter radialem Abstand die Drehschaufelstufe (15) umgeben und zumindest teilweise einen hindurchführenden Strömungsring (26) begrenzen, und durch das Triebwerk (12) und die Ummantelungsmittel fest verbindende Versteifungsmittel (Io2,
    Io4, Io6, Io8), wobei die Ummantelungsmittel hinsichtlich ihrer Abstandsbeziehung im wesentlichen von den Versteifungsmitteln
    unter Zusammenwirken mit dem Triebwerk gehalten werden und eine innere Oberfläche (6o) sowie eine äußere Oberfläche (62) aufweisen, wobei die innere Oberfläche die Außenbegrenzungen des Strömungsrings bildet und die äußere Oberfläche eine stromlinienförmige Umhüllung des Triebwerks bildet.
  2. 2. Rumpf nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch zumindest einen äusseren sowie mit den Ummantelungsmitteln (56) einteiligen Ring (72, 74).
  3. 3. Rumpf für ein Gasturbinentriebwerk mit einem Kerntriebwerk, gekennzeichnet durch Ummantelungsmittel (56) mit zumindest einem äußeren Ring (72, 74) für ein unter radialem Abstand erfolgendes Umschreiben bzw. Umfassen eines ersten Teils des Kerntriebwerks (12) , um mit diesem zumindest teilweise einen dazwischen befindlichen Strömungsring (2 6) zu begrenzen, und durch das
    Kerntriebwerk und die Ummantelungsmittel fest miteinander verbindende Versteifungsmittel (Io6, Io8; Io2, Io4), wobei die Ummantelungsmittel bezüglich ihres Abstandes unter Zusammenwirken mit dem Kerntriebwerk im wesentlichen von den Versteifungsmitteln gehalten werden und eine innere Oberfläche (6o) sowie eine äußere Oberfläche (62) aufweisen, wobei die innere Oberfläche
    teilweise einen äußeren Strömungspfad des Strömungsrings (2 4,
    26) und die äußere Oberfläche teilweise eine äußere stromlinienförmige Umhüllung des Gasturbinentriebwerks begrenzen.
  4. 4. Rumpf nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Versteifungsmittel zumindest ein die Ummantelungsmittel (56) und das
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    Kerntriebwerk (12) fest miteinander verbindendes Strebenglied (Io6, Io8, Io2, Io4) aufweisen.
  5. 5. Rumpf nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Strebenglied (Io6, Io8, Io2, ]o4) und die Ummantelungsmitte1 (56) eine Vielzahl von geschichteten, zusammengesetzten bzw. Verbunddrähten oder -fäden aufweisen.
  6. 6. Rumpf nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ummantelungsmittel (56) eine Profillippe (116) aufweisen, die einen Einlaß (24) zum Strömungsringraum (24, 26) bildet.
  7. 7. Rumpf nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch einen ersten sowie von den ümmantelungsmitteln (56) getragenen Kanalaufbau (114, 12o), der unter radialem Abstand einen zweiten Abschnitt des Kerntriebwerks (12) umgibt und mit diesem den Strömungsring (24, 26) begrenzt.
  8. 8. Rumpf nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Kanalaufbau (114, 12o) zumindest teilweise ein widerstandsfähiges, über die volle Tiefe wirksames Schallunterdrückungsmate-, rial enthält, das mit dem Kanal einteilig ausgebildet ist.
  9. 9-. Rumpf nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Kanalaufbau (114) stromaufwärts von den UmmantelungsmitteIn (56) angeordnet ist und eine Lippe (116) aufweist, die einen Einlaß (24) zu dem Strömungsring (26) bildet.
  10. 10. Rumpf nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Ummantelungsmittel (56) Anlenkungsmittel (118) aufweisen und daß der erste Kanal (114) an den UmmantelungsmitteIn angelenkt ist.
  11. 11. Rumpf nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Kanalaufbau (12o) axial stromabwärts von den Ummantelungsmitteln (56) angeordnet ist und eine Düse bzw. Ausströmöffnung (3o) enthält, die einen Austritt des Strömungsrings (26) umfaßt.
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  12. 12. Rumpf nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch einen zweiten sowie von den Ummantelungsmitteln (56) getragenen Kanalaufbau (12o), der im wesentlichen koaxial zum ersten Kanalaufbau (114) . sowie den Ummantelungsmitteln verläuft und unter radialem Abstand einen dritten Teil des Kerntriebwerks (12) umgibt, um mit diesem den Strömungsring (26) zu begrenzen, wobei der zweite Kanalaufbau axial stromabwärts von den ummantelungsmitteln angeordnet ist und eine Düse bzw. Ausströmöffnung (3o) aufweist, die einen Austritt des Strömungsrings (26) umfaßt.
  13. 13. Rumpf nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die ümmantelungsmittel eine Vielzahl von unter gegenseitigem Axialabstand angeordneten äußeren Ringen (72, 74) aufweisen.
  14. 14. Rumpf nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch zumindest einen inneren Ring (88, 9o), der allgemein koaxial zu den Ummantelungsmitteln (56) sowie innerhalb des Kerntriebwerke (12) angeordnet und betriebsmäßig mit dem Kerntriebwerk sowie den Versteifungsmitteln (Io2, Io4, Io6, Io8) verbunden ist.
  15. 15. Rumpf nach Anspruch 14, gekennzeichnet durch eine Vielzahl von
    * unter gegenseitigem Axialabstand angeordneten inneren Ringen (88, 9o), die koaxial zu den Ummantelungsmitteln (56) sowie innerhalb des Kerntriebwerks (12) angeordnet und betriebsmäßig mit dem Kerntriebwerk sowie den Versteifungsmitteln (Io2, Io4, Io6, Io8) verbunden sind.
  16. 16. Rumpf nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die inneren Ringe (88, 9o) kontinuierliche bzw. durchgehende Ringe aufweisen.
  17. 17. Rumpf nach Anspruch 14, gekennzeichnet durch zumindest einen mittleren Ring (96, 98), der allgemein koaxial zum inneren Ring (88, 9o) sowie den Ummantelungsmitteln (56) radial zwischen diesen Gliedern angeordnet und einteilig mit den Versteifungsmitteln (Io2, Io4, Io6, Io8) ausgebildet ist.
  18. 18. Rumpf nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der mitt-
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    lere Ring (98) Befestigungsmittel (146) zum betriebsmäßigen Verbinden des Gasturbinentriebwerks (12) mit einem Pylon (44) aufweist.
  19. 19. Rumpf nach Anspruch 14, gekennzeichnet durch eine Vielzahl von unter gegenseitigem Axialabstand angeordneten mittleren Ringen (96, 98), die jeweils allgemein koaxial mit dem inneren Ring (88, 9o) sowie den Ümmantelungsmitteln (56) und radial zwischen diesen Gliedern angeordnet undeinteilig mit den Versteifungsmitteln (Io2, Io4, Io6, Io8) ausgebildet sind.+) Radial- und/Oder
  20. 20. Rumpf nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Versteifungsmittel eine Vielzahl von Strebengliedern (Io2, Io4, Io6, Io8) aufweisen, die die Ummantelungsmittel (56) und das Kerntriebwerk (12) fest miteinander verbinden.
  21. 21. Rumpf nach Anspruch 2o, dadurch gekennzeichnet, daß die Strebenglieder (Io2, Io4, Io6, Io8) jeweils von einer Hülle (Ho, 112) umgeben sind.
  22. 22. Rumpf nach Anspruch 2o, dadurch gekennzeichnet, daß die Strebenglieder (Io2, Io4, Io6, Io8) aerodynamische Umrisse aufweisen.
  23. 23. Rumpf nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Versteifungsmittel eine erste Vielzahl von Streben (Io6, Io8) aufweisen, die einteilig mit den ümmantelungsmitteln (56) sowie dem mittleren Ring (96, 98) ausgebildet sind und sich radial zwischen diesen Gliedern erstrecken, sowie eine zweite Vielzahl von Streben (Io2, Io4), die einteilig mit dem mittleren Ring (96, 98) sowie dem inneren Ring (88, 9o) ausgebildet sind und sich allgemein radial zwischen diesen Gliedern erstrecken.
  24. 4. Rumpf nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und zweite Vielzahl von Streben (Io6, Io8, Io2, Io4) mit aerodynamischen Umrissen versehen sind.
  25. 25. Rumpf nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ummante-
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    lungsmittel (56) ein allgemein zylindrisches sowie sich axial erstreckendes Gehäuse (6o, 62, 64) aufweisen, das einteilig mit den Versteifungsmitteln (Io2, Io4, Io6, Io8) ausgebildet ist.
  26. 26. Rumpf nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch einen sich axial erstreckenden, bogenförmigen und mit den Ummantelungsmitteln (56) betriebsmäßig verbundenen Rücken bzw. Dorn (Io2), der einen vorbestimmten Umfangsteil des Kerntriebwerks (12) umschreibt, durch einen gegabelten Kanalaufbau (I2o; 124, 126), der in eine Vielzahl von sich in Umfangsrichtung erstreckenden Kanalsektoren unterteilt ist, die unter Radialabstand einen zweiten Teil des Kerntriebwerke (12) umschreiben und mit diesem sowie unter Zusammenwirken mit dem Rücken bzw. Dorn den Strömungsring (26) begrenzen, und durch betriebsmäßig mit dem Rücken bzw. Dorn verbundene Anlenkungsmittel (128, 13o), wobei zumindest einer der Kanalsektoren an dem Rücken bzw. Dorn angelenkt ist.
  27. 27. Gasturbinentriebwerk für ein Flugzeug, gekennzeichnet durch ein Kerntriebwerk (12) , durch einen zumindest einen Teil des Kerntriebwerks unter Radialabstand umschreibenden Rumpf (28) und durch Versteifungsmittel (Io2, Io4, Io6, Io8) zum betriebsmässigen Verbinden des Kerntriebwerks und des Rumpfes, wobei· der Rumpf im wesentlichen vom Kerntriebwerk in Verbindung mit den Versteifungsmitteln getragen wird und wobei der Rumpf sowie das
    • Kerntriebwerk als eine im wesentlichen einteilige Einheit vom Flugzeug abnehmbar sind.
  28. 28. Gasturbinentriebwerk nach Anspruch 27, gekennzeichnet durch Triebwerkszusatzeinrichtungen (5o) und durch vtfellenmittel (52) zum betriebsmäßigen Verbinden der Zusatzeinrichtungen mit dem Kerntriebwerk (12), wobei die Triebwerkszusatzeinrichtungen i>. wesentlichen in einem Flugzeugpylon (44) befestigt und die Wellenmittel von den Zusatzeinrichtungen abnehmbar sind.
  29. 29. Gasturbinentriebwerk nach Anspruch 27, gekennzeichnet durch Triebwerkszusatzeinrichtungen (5o), die auf dem Triebwerk (12) befestigt und in einer im Flugzeug ausgebildeten Tasche (51) an-
    S09820/.0794
    geordnet sind, wobei sie beim Abnehmen des Triebwerks vom Flugzeug gleichzeitig mitgenommen werden.
  30. 30. Gasturbinentriebwerk, gekennzeichnet durch ein Kerntriebwerk (12), durch einen allgemein ringförmigen und sich zumindest um einen Teil des Kerntriebwerks erstreckenden Kanal bzw. Durchgang (24, 26) mit einem Einlaß und einem Auslaß, durch einen Rumpf (28), der unter Radialabstand zumindest einen Teil des Kerntriebwerks umschreibt und dazwischen den ringförmigen Kanal bzw. Durchgang begrenzt, und durch Versteifungsmittel (Io2, Io4, Io6, Io8) zum festen Verbinden des Rumpfes und des Kerntriebwerks, wobei der Rumpf und die Versteifungsmittel zum Bilden eines einteiligen Belastungstraggebildes zum Halten des Rumpfes auf dem Kerntriebwerk und unter festem Abstand zu diesem zusammenarbeiten.
  31. 31. Gasturbinentriebwerk nach Anspruch 3o, dadurch gekennzeichnet, daß der Rumpf (28) eine einzelne Wand mit einer inneren Oberfläche (6o) und einer äußeren Oberfläche (62) aufweist, wobei die innere Oberfläche teilweise einen äußeren Strömungspfad des ringförmigen Kanals (24, 26) begrenzt und wobei der äußere Strömungspfad bzw. die äußere Oberfläche teilweise eine äußere stromlinienförmige Umhüllung des Gasturbinentriebwerks bildet.
  32. 32. Versteifungsmittel für ein Gasturbinentriebwerk, dadurch gekennzeichnet, daß das Triebwerk ein Kerntriebwerk (12) und einen zumindest einen Teil desselben unter Radialabstand umschreibenden Rumpf (28) aufweist, der einen dazwischen befindlichen allgemein ringförmigen Kanal (26, 32) begrenzt, daß die Versteifungsmittel (Io2, Io4, Io6, Io8) betriebsmäßig den" Rumpf und das Kerntriebwerk verbinden und daß die Versteifungsmittel sowie der Rumpf zum Bilden eines einteiligen Belastungstraggebildes zusammenarbeiten, um den Rumpf auf dem Triebwerk und unter festem Abstand zu diesem zu halten.
  33. 33. Rumpf für ein Gasturbinentriebwerk, gekennzeichnet durch Umman-.telungsmittel (56) mit zumindest einem Ring (72, 74), der zu-
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    mindest einen Teil des Gasturbinentriebwerks (12) unter Radialabstand umschreibt, und durch das Triebwerk und die Ummantelungsmittel (56) betriebsmäßig verbindende Versteifungsmittel (Io2, Io4, Io6, Io8) , wobei die Ummantelungsmittel bezüglich ihrer Abstandsbeziehung im wesentlichen durch die mit dem Kerntriebwerk zusammenarbeitenden Vex steifungsmittel gehalten werden und eine innere Oberfläche (60) sowie eine äußere Oberfläche (62) aufweisen, wobei die innere Oberfläche zum Teil einen zwischen den Ummantelungsniitteln und dem Gasturbinentriebwerk befindlichen Strömungsring (26) begrenzt und wobei die äußere Oberfläche zum Teil einen äußeren Strömungspfad des Rumpfes bildet.
    34, Verfahren zum Befestigen eines Gasturbinentriebwerks an einem Fahrzeug, wobei das Gasturbinentriebwerk ein Kerntriebwerk und einen Rumpf aufweist, der zumindest einen Teil des Kerntriebwerks unter Radialabstand umschreibt und dazwischen einen allgemein ringförmigen Kanal bzw. Durchgang begrenzt, dadurch gekennzeichnet, daß der Rumpf stabil am Kerntriebwerk befestigt und dieses am Fahrzeug angebracht werden.
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