DE2718693C3

DE2718693C3 - Bypaßanordnung zur Geräuschverminderung einer Gebläsestufe eines Gasturbinenstrahltriebwerkes

Info

Publication number: DE2718693C3
Application number: DE2718693A
Authority: DE
Inventors: Richard Alan Seattle Wash. Zimbrick
Original assignee: Boeing Co
Current assignee: Boeing Co
Priority date: 1976-04-26
Filing date: 1977-04-25
Publication date: 1981-04-09
Also published as: IT1073219B; GB1535681A; FR2349740A1; DE2718693A1; FR2349740B1; US4086761A; JPS52148806A; DE2718693B2

Description

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Die Erfindung betrifft eine Bypaßanordnung zur Geräusciiverminderung einer Gebläsestufe eines Gasturbinenstrahltriebwerkes mit einer Einrichtung zum Ableiten eines Teils der Luft aus dem Gebläsekanal durch mindestens eine Absaugöffnung in der Gehäuseinnenwand, die in eine Bypaß-Sammelkammer mündet.

Die Untersuchung hinsichtlich des Gebläselärms erstreckten sich zunächst vorwiegend auf statische Anordnungen am Boden. Die Ergebnisse wurden dabei durch eine schlechte Gebläseeinströmung beeinträchtigt, die die tatsächlichen Flugbedingungen nicht genau wiedergab. Bei solchen statischen Tests bewirken atmosphärische Störungen und Hindernisse in der Gebläseeinströmung unstetige Geschwindigkeiten, die mit dem Läufer in Wechselwirkung treten und Geräusche verursachen, die für die im Einzelfall vorliegende Versuchsanordnung charakteristisch sind.

Auf der Grundlage solcher Tests ist allgemein die fehlgehende Schlußfolgerung gezogen worden, die im Läuferbereich auftretenden Geräusche würden im Bereich vor dem Triebwerk überwiegen, während hinter dem Triebwerk das Läufer- und das Ständergeräusch gleiche Bedeutung zukomme.

Neuere Untersuchungen, bei denen jedoch die Gebläseeinströmung so eingestellt war, daß sie die Flugbedingungen besser simulierte, haben gezeigt, daß der Geräuschentwicklung am Ständer im Vorderbogen größeres Augenmerk m widmen ist. Wenn das Gebläse mit relativen Geschwindigkeiten der Laufschaufelspitzen im Ultraschallbereich arbeitet, womit die Arbeitsbedingungen des Triebwerks beim Landeanflug simuliert sind, tragen die am Ständer auftretenden Geräusche wesentlich zur gesamten Geräuschentwicklung am vorderen Bogen bei, und zwar sind für relative Geschwindigkeiten der Laufschaufelspitzen des Gebläses bis etwa zur Schallgeschwindigkeit die am Ständer auftretenden Geräusche im Vorderbogen erheblich. Bei höheren Geschwindigkeiten der Laufschaufelspitzcn reicht der Sperreffekt des Läufers auf die nach vorn abgestrahlten Ständergeräusche aus, um die vom Gebläse verursachten Geräusche vorherrschen zu lassen. Der Bereich der Laufschaufelspitzen des Läufers stellt infolge der hohen Geschwindigkeiten an den Schaufelspitzen, der Wechselwirkung des Läufers mit der Einlaßgrenzschicht und der von den Laufschaufelspitzen abgehenden Sekundärströmungen eine Hauptquelle der Geräuschentwicklung dar. Eine bekannte Bypaßanordnung zur Geräuschverminderung einer Gebläseslufe eines Gasturbinenstrahltriebwerkes gemäß der eingangs erwähnten Art (US-PS 37 30 639) ist darauf ausgerichtet, die Einlaßgrenzschicht unmittelbar stromaufwärts des Läufers zu beseitigen, die Verzerrungen der Einströmung zu reduzieren und die von den Laufschaufeln ausgehende Sekundärströmung zu schwächen. Zu diesem Zweck ist unmittelbar stromabwärts der Laufschaufeln in der Außenwand des Gebläsekanals ein ringförmiger Schlitz vorgesehen, der in eine Sammelleitung mündet, die an eine Absaugeinrichtung angeschlossen ist. Um bei Strömungsmaschinen für eine den Wirkungsgrad erhöhende Grenzschichtabsaugung vor oder in einem den statischen Druck erhöhenden Lauf- oder Leitrad oder Diffusor zu sorgen, ist es weiterhin bekannt (DE-PS 8 89 506), den Absaugekanal im Anschluß an Absaugöffnungen diffusoranig zu erweitern und an einer solchen Stelle wieder in die Hauptströmung einmünden zu lassen, an der der statische Druck in derselben höher ist als an der Stelle der Absaugöffnung.

Bekannt ist ferner (GB-PS 13 65 491), in der Gebläsestufe eines Gasturbinenstrahltriebwerkes einen sich nichtdrehenden Bypaßkanal vorzusehen, wobei zur Geräuschverminderung Absaugöffnungen in der Wandung des Bypaßkanals sich selbsttätig öffnende Klappenventile zugeordnet sind.

Die im Ständer erzeugten Geräusche werden andererseits im allgemeinen den vom Läufer verursachten unstetigen Geschwindigkeiten zugeschrieben, die mit den Leitschaufeln in Wechselwirkung treten. Die Hauptqueller dieser unstetigen Geschwindigkeiten sind Sogeinwirkungtn der Laufschaufeln und Sek 'ndärströmungen der Laufschaufelspitzen und des Nabenbereiches.

Das Ständergeräusch wurde bisher dem Oberwellengehalt dieser unstetigen Geschwindigkeiten und dem von regellosen Schwankungen verursachten breitbandigen Geräusch zugeschrieben. Erheblicher theoretischer und experimenteller Aufwand ist getrieben worden, um die Wirkung der Läuferabströme auf die Ständer zu analysieren. Verhältnismäßig wenig Aufmerksamkeit ist jedoch der Untersuchung der Schaufelspitzenströmung zugewandt worden. Neuere Untersuchungen deuten jedoch daraufhin, daß Sekundärströmungen, die ihren Ursprung an den Spitzen und den Wurzeln der Laufschaufeln haben, für die Geräuschentwicklung am Ständer größeren Einfluß haben können, als die Läuferabströmungen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Bypaßanordnung zur Geräuschverminderung einer Gebläsestufe eines Gasturbinenstrahltriebwerkes gemäß der eingangs erwähnten Art derart zu gestallen, daß eine gegenüber dem Stand der Technik effektivere Geräuschverminderung erzielt wird, d. h. das störende Geräusch gar nicht erst oder nur in geringem Maße entstehen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Absaugeöffnung stromaufwärts der Leitschaufeln und stromabwärts der Laufschaufeln des Läufers in einem Abstand angeordnet sind, der größer als ein Viertel der Profiltiefe der radial am weitesten außenliegenden Laufschaufelspitzen ist und daß eine Einrichtung zum Steuern des Durchlaßquerschnittes der Absaugeöffnung vorgesehen ist.

Die erfindungsgemäße Bypaßanordnung zeichnet sich weiterhin dadurch aus, daß die Abteileinrichtung einen zylindrischen Abschnitt mit einer einen Teil des Gebläselcanals bildenden Innenwand, einer Außenwand sowie einer Vielzahl von Kanälen zwischen der Innen- und der Außenwand des Abschnitts aufweist, wobei die Steuereinrichtung einen drehbar gelagerten Ring, der den Abschnitt konzentrisch umgibt, und eine Vielzahl fluchtender JCanäle enthält, sowie eine Einrichtung zur Drehung des Ringes aufweist.

Betrieblich reduziert die erfindungsgemäße Bypaßanordnung sowohl die direkten Läufergeräusche als auch die der Wechselwirkung zwischen Ständer und Läufer entstammenden Geräusche, indem es

1. den Läufer entlastet,

2. die Sekundär- bzw. viskose Strömung an den Läuferschaufelspitzen reduziert,

3. eine Diffusion der Strömung zwischen Läufer und Ständern bewirkt und

4. einen wesentlichen Teil der Schaufelspitzenströmung am Läufer um die Ständer herumleitet.

Die Entlastung des Läufers wird dabei durch eine Verringerung des Rückdrucks stromabwärts des Läufers infolge einer Erhöhung der wirksamen sekundären Düsenaustrittsfläche gebildet Diese Entlastung bewirkt eine Zunahme der Massenströmungen durch den Läufer und eine Abnahme des Läuferdruckverhältnisses. Weiterhin nehmen der Einfallwinkel der Laufschaufeln ab und die relative Machzahl zu. Die Entlastung des Läufers verursacht ferner eine Verschiebung des Läuferarbeitspunkts von der Stillstandslinie hinweg, so daß Läufersekundärströmungen verringert und die Läuferstabilität verbessert werden. Zusätzlich nimmt das Geschwindigkeilsdefizit der Läuferabströme zu, so daß auch die Schwankungen der Einströmungsgeschwindigkeiten am Ständer abnehmen.

Die erfindungsgemäße Bypaßanordnung bringt auch eine Verringerung der viskosen Strömung im Bereich der Laufschaufelspitzen mit sich. Im Betrieb der Bypaßanordnung wird das Strömungsfeld stromaufwärts der Absaugöffnungen im Bereich der Laufschaufelspitzen beschleunigt. Die Höhe dieser Beschleunigung hängt von den Strömungsbedingungen hinter dem Läufer, der Geometrie der Absaugöffnungen und dem statischen Umgebungsdruck ab. Infolge dieser Beschleunigung im Laufschaufelspitzenbereich reduzieren sich die Effekte der viskosen Strömung und der Sekundärsströmungen an den Laufschaufelspitzen und auch die Empfindlichkeit des Läufers für Schwankungen der Einströmgeschwindigkeit.

Ein weiterer Effekt der erfindungsgemäßen Bypaßanordnung liegt in einer Diff y.o<i der Strömung zwischen dem Läufer und den Ständern. Diese Diffusion bewirkt hauptsächlich eine Reduzierung der mittleren Strömungsgeschwindigkeit an den Anströmkanten der Ständerschaufeln. Sowohl die axiale als auch die Drehkomponente der mittleren Strömungsgeschwindigkeit werden dabei reduziert, so daß der Ständereinfallwinkel näher am Konstruktionswert bleibt, als wenn das Gebläse einfach durch Vergrößern der sekundären Düsenaustrittsfläche hinter den Standern entlastet werden würde. Andere Auswirkungen dieser Diffusion sind bspw. eine Zunahme der reduzierten Frequenz der Wechselwirkung zwischen dem Läuferabstrorn und den Ständern und eine Verringerung des Abströmgeschwindigkeitsdefizits.

Die erfindungsgemäße Bypaßanordnung bewirkt

so ferner, daß sie einen wesentlichen Teil der stark turbulenten, von den Laufschaufelspitzen abgehenden Strömung — einschließlich der Spitzenwirbel aufnimmt und damit verhindert, daß diese Strömung auf die Ständer prallt. Folglich entstehen Geräusche, die diese Wechselwirkung der turbulenten Strömung mit den Ständersschaufeln sonst erzeugt, gamicht erst oder nur in dnem geringen Ausmaß.

Die erfindungsgemäße Bypaßanordnung kann bei nur geringen baulichen Änderungen in gängigen Gasturbinenstrahltriebwerken aufgenommen werden, und ihr Einbau beeinflußt die Zykienanpaßeigenschaiien des Triebwerks auf die gleiche Weise wie eine Zunahme der Ausirittsfläche aer Gebläsedüse. Im Einsatz erhöht die erfindungsgemäße Bypaßanordnung die Massenströmung des Gebläses, die relative Machzahl, das Bypaßverhältnis und den statischen Schub, aber auch eine Abnahme des Gebläsedruckverhältnisses, der Gebläsedüsengeschw.ndigkeit und des Fahrnchubs. Da die erfindungsgemäßs Bypaßanordnung jedoch nur während des An- und Abflugs in Betneb gesetzt werden soll, wird der Fahrtschub nicht beeinträchtigt, d. h. eine Geräuschvermeidung oder -verminderung der Läuferund auch der Ständergeräusche ist möglich, ohne die Reiseflugeigenschaften des Triebwerks zu beeinträchtigen.

Die Ausführungsform der erfindungsgemäßer bypaßanordnung werden nunmehr anhand erläutert. In letzteren ist

F i g. 1 eine Schnitldarstellung einer Gebläsestufe eines typischen Gasturbinenstrahltriebwerkes mit einem einzelnen Läufer und einer einzelnen Gruppe von Gebläseständern sowie einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Bypaßanordnung,

F i g. 2 eine Schnittdarstellung eines Teils einer zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Bypaßanordnung mit einem drehbar gelagerten Ring und einem letzteren bewegenden Drehstellrnotor,

Fig.3 eine Schnittdarstellung einer dritten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Bypaßanordnung, bei der Luft durch eine Vielzahl radial beabstandeter öffnungen in einer Gehäusewand zu einer Bypaßsammelkammer geleitet und die Strömung durch einen von einem Stellmotor bewegten Gleitring gesteuert wird,

Fig.4 eine vierte Ausführungsform dar erfindungsgemäßen Bypaßanordnung, bei der ein zweiter Bypaßeinlaß stromabwärts des ersten Einlasses angeordnet ist und ein Paar Türen gleichzeitig von einem Druckluft-Stellmotor betätigt werden und

F i g. 5 die Ausführungsform der F i g. 4 bei geschlossenen Türen.

Das Gehäuse weist eine einen allgemein zylindrischen Kanal bildende Innenwand auf, in den Luft aus der Atmosphäre eingezogen wird, sowie eine Außenwand, die die Innenwand allgemein umschließt und die aerodynamische Außenfläche des Gehäuses bildet. Die axiale Strömungsrichtung wird als eine zur Drehachse des Läufers parallele Richtung, die radiale Strömungsrichtung als rechtwinklig zu dieser Achse angenommen.

Bei der Konstruktion der erfindungsgemäßen Bypaßanordnung müssen bestimmte allgemeine Gesichtspunkte berücksichtigt werden, und zwar soll die Bypaßanordnung im allgemeinen so konstruiert sein, daß es zwischen 5 und 15% der gesamten Massenströmung, die unter normalen Betriebsbedingungen durch das Triebwerk Fließt, umleitet. Es hat sich herausgestellt, daß, wenn die Bypaßströmung geringer als 5% ist, sich — wenn überhaupt — nur eine geringe Geräuschunterdrückung erreichen läßt. Bei mehr als 15% Bypaßströmung werden der Verlust an Gebläsedruckverhältnis und Triebwerksschub zu hoch. Bei einem mit der erfindungsgemäßen Bypaßanordnung untersuchten Gasturbinenstrahltriebwerk hat sich als der optimale abzuleitende Strömungsanteil etwa 10% herausgestellt. Diese Zahl kann jedoch abhängig von dem im Einzelfall vorliegenden Triebwerk schwanken.

Für die mindestens eine Absaugöffnung in der Gehäuseinnenwand ist vom akustischen Standpunkt eine hindernisfreie, ringförmige Öffnung am meisten erwünscht. Auf jeden Fall sollte die Anzahl der Hindernisse im Gebläsekanal so gering wie möglich gehalten werden, um Druckverluste der Strömung zu minimalisieren.

Im allgemeinen sollten die Absaugeöffnungen so nahe bei den Leitschaufeln liegen wie möglich, so daß die Gehäusewand hinler dem Läufer in allmählicher Krümmung zum Einlaß übergehen kann. Diese allmähliche Krümmung ist erwünscht, da sie die Möglichkeit einer Strömungsablösung und die entsprechenden Druckverluste gering hält. Der zweite Grund dafür, die Absaugeöffnungen so weit hinten wie möglich anzuordnen, ist der, daß die Grenzschicht der zu den Leitschaufeln laufenden Sekundäriirömung nur eine kurze Aufbaustrecke hat.

Unter bestimmten Umständen kann es jedoch erwünscht sein, die Absaugeöffnungen nach vorn zum Läufer hin zu verschieben. Je näher die Absaugeöffnungen am Läufer liegen, desto höher ist die Strömungsbeschleunigung im Bereich der Laufschaufelspitzen, wenn die Bypaßanordnung in Betrieb ist. Folglich lassen sich höhere Verringerungen der Sekundär- und viskosen Strömung an den Spitzen und höhere Verringerungen des Läufers- und auch des Statorgeräusches erreichen. Indem die Absaugeöffnung näher am Läufer angeordnet werden, wird außerdem die Läuferspitzenströmung früher abgefangen, bevor sie radial einwärts in den Durchlaß zerstreut wird, so daß ein größerer Anteil der turbulenten Strömung von der Sekundärströmung auf die Ständer abgetrennt werden kann.

I inter Berücksichtigung dieser Gesichtspunkte liegt die Absaügcöffnung der erfindungsgemäßen Bypaßanordnung aus aerodynamischen und akustischen Gründen stromaufwärts der Leitschauieln und stromabwärts der Laufschaufeln in einem Abstand, der größer als ein Viertel der Profiltiefe der radial am weitesten außenliegenden Laufschaufelspitzen ist Wenn die Absaugeöffnungen in geringerem Abstand an den Laufschaufeln liegen, können sich Strömungsstörungen unter Umständen in den Läufer hinein fortpflanzen und zusätzliche Läufergeräusche verursachen.

F i g. 1 zeigt einen Querschnitt eines vornliegenden Teils eines typischen Gasturbinenstrahltriebwerkes mit hohem Bypaßverhältnis einschließlich der Gebläsestufe. Das Triebwerk weist einen einzigen Läufer 10 sowie eine einzige Gruppe von Leitschaufeln 12 des Gebläseständers auf, von denen in Fig. 1 nur einer gezeigt ist. Ein Gehäuse 14 weist eine Innenwand 16, eine Außenwand 18 sowie eine Einlaßlippe 20 an der Vorderkante auf. Jede Laufschaufel des Läufers 10 hat eine Anströmkante 22, eine Abströmkante 24, eine Spitze 26 und eine Wurzel 28. Der gesamte Läufer 10 ist von einem Mantel 30 umgeben und weist eine (nicht gezeigte) Welle auf.

Wenn das Triebwerk in Betrieb ist, tritt aus der Atmosphäre ein Strom in das Gehäuse 14 auf der linken Seite ein, strömt durch den Läufer und wird dann von

ίο einer Ableiteinrichtung 32 aufgespalten. Die radial einwärts der Ableiteinrichtung 32 in den Triebwerkskern laufende Strömung wird als Primär- bzw. Kernströmung, der außen an der Ableiteinrichtung 32 vorbeilaufende Strömungsanteil als Sekundär- bzw. Bypaßstrom bezeichnet. Letzterer darf nicht mit der Ständerbypaßströmung verwechseil werden, die durch die Bypaßanordnung des Gasturbinenstrahltriebwerkes geführt wird.

Bei der Ausführungsform der erfindungsgemäßen Bypaßanordnung ist in der Gehäuseinnenwand 16 eine einzige ringförmige Absaugeöffnung vorgesehen, deren Durchlaßquerschnitt von einer Verkleidung 34 und einer Ringtür 36 begrenzt wird, die in dem Gehäuse 14 axial gleitend verschiebbar gelagert ist. Die Ringtür 36 wird dabei von einer Vielzahl von Linearstellmotoren 38 bewegt, die radial um den Umfang der Ringtür 36 herumgelegt, jeweils am Gehäuse 14 gelagert und über einen Arm 42 am Punkt 40 mit der Ringtür 36 verbunden sind In F i g. 1 ist die Ringtür 36 in der am weitesten geöffneten Stellung gezeigt, in der Strömung in die Bypaßanordnung eintritt, indem sie zwischen der Verkleidung 34 und der Ringtür 36 hindurch in eine Bypaß-Sammelkammer 44 strömt. Von dort verläuft die Strömur- rückwärts in einen Bypaßkanal 46 und wird schließlich an die Atmosphäre abgegeben.

Fig. 2 zeigt eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Bypaßanordnung, bei der eine Vielzahl von Absaugeöffnungen in Form von Kanälen 52 vorgesehen sind, Jv sich diagonal vollständig durch ein Ringelement 54 erstrecken. Ein Ring 56 ist konzentrisch auf das Ringelement 54 aufgepaßt und auf diesem drehbar gelagert. Durch den Ring 56 erstrecken sich diagonal ebenfalls Kanäle 58, die mit den Kanälen 52 im Ringelement 54 fluchten. Der Ring 56 ist mittels eines Stellmotors 60 drehbar, der an dem Gehäuse befestigt ist und den Ring 56 über Zahnungen 62 und 64 treibt, wobei letztere einstückig mit dem Ring 56 ausgebildet ist. Wenn der Stellmotor 60 den Ring 56 so dreht, daß die Kanäle 58 in dem Ring 56 mit den Kanälen 52 im Ringelement 54 fluchten, ist die Bypaßanordnung vollständig geöffnet und ermöglicht ein Fließen eines Teil"; der Strömung im Gehäuse in die Kanäle 52 und durch die Kanäle 58 zu einer Bypaß-Sammelkammer 66 von wo, wie die die Richtung der Strömung wiedergebenden Pfeile deutlich machen, die Strömung sich in die Atmosphäre fortsetzt Befindet sich die Bypaßanordnung nicht im Einsatz, so wird sie durch Drehen des Ringes 56 geschlossen, so daß die Kanäle 58 nicht mehr mit den Kanälen 52 fluchten. Wie in der ersten Ausführungsform läßt sich die Strömung durch die Bypaßanordnung drosseln, indem der Ring 56 in eine Stellung zwischen der Offen- und der Schließstellung gebracht wird.

F i g. 3 zeigt eine Ausführungsform, bei der der Einlaß der Bypaßanordnung von einer Vielzahl von Kanälen 68 gebildet ist die durch einen Abschnitt der Gehäuseinnenwand verlaufen und eine Vielzahl von Öffnungen 72 bilden, die radial um die Innenfläche dieser Wand herum

beabstandet sind, und zwar ähnlich den in der Ausführungsform der Fig. 3 verwendeten. In dieser Ausführungsform wird jedoch die Strömung von einer Ringtür 74 geregelt, die axial gleitend verschiebbar im Gehäuse gelagert ist — ähnlich wie die Ringtür36 in der Ausführungsform der Fig. 1. Wie in der ersten Ausführungsform ist die Ringtür 74, die in der geöffneten Stellung gezeigt ist, von einer Vielzahl von Stellmotoren 76 axial bewegbar. Wenn die Bypaßanordnung in Betrieb ist, strömt die Luft durch die Kanäle 68 in eine einer Anzahl von Sammelkammern 78, dann rückwärts durch ein Strömungsventil 80 in Bypaßkanäle 82 und schließlich über nicht gezeigte Einrichtungen weiter rückwärts in die Atmosphäre.

In den F i g. 4 und 5 ist eine weitere Ausführungsform dargestellt, die sich von den zuvor beschriebenen Ausführungsformen dahingehend unterscheidet, daß die Einlasse der Bypaßanordnung von einer Anzahl von Paaren rechteckiger Öffnungen gebildet sind, die radial um die Gehäuseinnenwand herum beabstandel sind. Jeweils eine der paarweisen öffnungen liegt unmittelbar stromabwärts von der anderen. Ein typisches Paar von Öffnungen wird von den Elementen 140, 142 und 144 gebildet. Die Strömung durch die Öffnungen wird von einer vorderen Tür 146 und einer hinteren Tür 148 gesteuert, die unabhängig voneinander betätigbar sind. Die hintere Tür ist an einen Stellmotorschaft 150 befestigt, der von einem pneumatischen Stellmotor 152 axial bewegt wird. Die vordere Tür 146 ist an einem Stellschaft 154 befestigt, der parallel zum Schaft 150 hinter diesem liegt und auch das Element 142 und die Tür 148 hindurch läuft. Der Schaft 154 wird von einem pneumatischen Stellmotor 156 axial bewegt, der in diesen Darstellungen verdeckt unmittelbar hinter dem Stellmotor 152 liegt. Die F i g. 4 und 5 zeigen die beiden Türen in der voll geöffneten und der voll geschlossenen Stellung. Die Türen lassen sich jedoch unabhängig voneinander betätigen.

Ein Vorteil dieser Ausführungsform ist, daß sie für einen verhältnismäßig glatten Einlaßübergang in Offenstellung und für eine glatte Wandfläche in der Schließstellung sorgt, während nur ein Minimum baulicher Elemente erforderlich ist. Zusätzlich können hierbei die Bypaßströmung und der Abstand stromabwärts des Läufers, innerhalb dem Strömung vom Gehäuse abgezogen wird, gesteuert werden. Bei der Optimierung der Bypaßanordnung sind diese beiden Variablen wichtig. Es hat sich herausgestellt, daß die Verringerung des Ständergeräusches mit zunehmender Bypaßströmung ebenfalls steigt, wohingegen die Verringerung des Läufergeräuschs zunächst ebenfalls zunimmt, dann aber mit zunehmender Bypaßströmung abnimmt.

Mit anderen Worten: Für vorgegebene Arbeitsbedingungen gibt es eine optimale Massenströmung, bei der die Verringerung des Läufergeräuschs am höchsten ist. Dieser Optimalwert hängt von der Entfernung ab, in der Einlaß der Bypaßanordnung stromabwärts des Läufers liegt. Je näher der Einlaß am Läufer vorgesehen ist, desto geringer ist die optimale Massenströmung für die Läufergeräuschsenkung. Es läßt sich der Schluß ziehen, daß, im Fall des Vorherrschens der Ständergeräusche — im allgemeinen bei niedriger Geschwindigkeit beim Anflug — die maximal erlaubte Bypaßströmungsgeschwindigkeit erwünscht ist. Wenn andererseits die Läufergeräusche überwiegen — im allgemeinen bei hohen Läufergeschwindigkeiten beim Abflug — optimiert eine schwächere Bypaßströmung die Geräuschdämpfung. Unter Beachtung dieser Gesichtspunkte kann eine Doppelschlitzanordnung, gemäß dieser Ausführungsform mit unabhänig voneinander betätigten Türen eingesetzt werden, um die Geräuschverminderung sowohl beim Anflug als auch beim Abflug zu optimieren. Beim Abflug kann die Strömung hauptsächlich in die vorderen Schlitze gezogen werden, während beim Landen eine maximale Bypaßströmung durch Öffnen aller Türen erhalten wird.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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Claims

Patentansprüche:

1. Bypaßanordnung zur Geräuschverminderung einer Gebläsestufe eines Gasturbinenstrahltriebwerks mit einer Einrichtung zum Ableiten eines Teils der Luft aus dem Gebläsekanal durch mindestens eine Absaugöffnung in der Gehäuseinnenwand, die in eine Bypaß-Sammelkammer mündet, dadurch gekennzeichnet, daß die Absaugeöffnung stromaufwärts der Leitschaufeln (12) und stromab- in wärts der Laufschaufeln des Läufers (10) in einem Abstand angeordnet ist, der größer als ein Viertel der Profiltiefe der radial am weitesten außenliegenden Laufschaufelspitzen (26) ist und daß eine Einrichtung zum Steuern des Durchlaßquerschnittes der Absaugeöffnung vorgesehen ist

2. Bypaßanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abititeinrichtung (32) einen zylindrischen Abschnitt (54) mit einer einen Teil des Gebläsekanals bildenden Innenwand, einer Außenwand sowie einer Vielzahl von Kanälen (52) zwischen der Innen- und Außenwand des Abschnitts (54) aufweist, wobei die Steuereinrichtung (60) einen drehbar gelagerten Ring (56), der den Abschnitt (54) konzentrisch umgibt und eine Vielzahl fluchtender Kanäle (58) enthält, sowie eine Einrichtung (62, 64) zur Drehung des Ringes (56) aufweist.