DE2841375C2 - Brennstoffversorgungsanlage für Gasturbinentriebwerke von Flugzeugen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Brennstoffversorgungsanlage für Gasturbinentriebwerke von Flugzeugen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine derartige Brennstoffversorgungsanlage ist aus der US-PS 29 70 641 bekannt. Vom Motor wird eine Pumpe gedreht. Eine Pumpe versorgt die Hydromotoren, und die Hydromotoren treiben Flüssigkeitspumpen an. Die bekannte Vorrichtung verwendet die mittels eines Zwischenfluids übertragene Leistung, um sie auf mehrere Motoren nach Bedarf mittels eines Verteilers

60 zu verteilen, und zwar zunächst auf einen, dann auf zwei, drei oder vier Motoren. Der Durchsatz ist somii stufenförmig angepaßt und nicht kontinuierlich, wie das mittels einer Mengendosiervorrichtung erreicht werden könnte. Eine Steuerung oder Regelung des Brennstoffdurchsatzes erfolgt nicht.

Die US-PS 30 22 738 zeigt einen eine Hydraulikpumpe antreibenden Motor, wobei die Hydraulikpumpe einen Hydromotor versorgt, der seinerseits eine Hydraulikpumpe antreibt, die ein Sekundärfluid zumischt. Ein Elektromotor dreht sich mit annänernd konstanter Drehzahl, im Gegensatz zu einem Gasturbinentriebwerk, bei dem die Drehzahl durch Brennstoffregelung geführt wird. Die bekannte Anlage zeigt keine echte Druckregelung, da eine Druckerhöhung mittels eines zusätzlichen Ventils bei der Hydraulikpumpe konstanten Durchsatzes ausgeglichen wird. Der Hydromotor weist Hydraulikkolben auf, die über einen sich drehenden Verteiler mittels des Elektromotors gesteuert werden. Die Pumpe ist eine Pumpe mit veränderbarem Hub, wobei die Hubänderung durch Handeinwirkung mittels eines Bypaß erreicht wird. Der Verteiler bewirkt eine Linearisierung der Verschiebung der beiden Kolben der Pumpe und der Steuerung dieser Verschieben derart, daß einer der Kolben am Hubende (Fördermenge 0) ankommt, während der andere auf halbem Wege ist (maximale Fördermenge) derart, daß ein quasi konstanter Gesamtdurchsatz erhalten wird. Auf Schwankungen des versorgten Systems kann die bekannte Brennstoffversorgungsanlage nicht reagieren Die übliche Regelung des Gasturbinentriebwerkes eines Flugzeuges enthält im wesentlichen eine vom Triebwerk angetriebene Brennstoffpumpe, die in einen Durchflußmengenregler fördert, der abhängig von verschiedenen Parametern so gesteuert wird, daß die richtige Brennstoffmenge in die Brennkammer dosiert zugeführt wird. Da der Mengenregler im allgemeinen mit veränderbarem Druck beaufschlagt ist, kann eine genaue Dosierung nur erreicht werden, wenn ein Regelventil zugeordnet ist. das den Druckabfall beim Durchlauf durch den Mengenregler dadurch konstant hält, daß ein Rückfluß zu dessen Eingang gesteuert wird. Bei modernen Gasturbinentriebwerken muß durch die Regelung auch der Schubdüsenquerschnitt und die Brcnnstoffmcngenregelung für die gegebenenfalls vorgesehene Nachverbrennung erreicht werden. Im Flugzeug bzw. der Flugzeugzelle sind weiter Zusatzeinrichtungen vorgesehen, die ebenfalls hydraulisch beaufschlagt werden müssen.

Die Regelung eines Gasturbinentriebwerkes kompliziert aufgebaut und damit störanfällig.

Andererseits muß, wenn ein Gasturbinentriebwerk mit einer derartigen Regelung ausgerüstet ist (insbesondere bei einem Flugzeug mit einem einzigen Gasturbinentriebwerk) unbedingt Vorsorge für eine Störung der Regelung getroffen werden. Dabei könnte beispielsweise an eine unmittelbare mechanische Betätigung des Brennstoffreglers mittels des Steuerhebels gedacht werden. Dadurch wird jedoch nicht eine Unterbrechung der kinematischen Kette für den Antrieb der Brennstoffpumpe beseitigt Das heißt, auch hier ist die Störanfälligkeit erheblich.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Brennstoffversorgungsanlage der eingangs genannten Art so auszubilden, daß bei vereinfachtem und störunanfälligcm Aufbau ein Gasturbinentriebwerk mit ausreichender Leistung richtig arbeiten kann.

Die Aufgabe wird durch die kennzeichnenden

Merkmale des Anspruchs 1 gelost.

Die Erfindung wird durch die Merkmale der Unteransprijche weitergebildet Insbesondere kann eine vollständige Hilfsregelung vorgesehen werden.

Durch die Erfindung kann eine Regelung vorgenommen werden, die ohne besonderes Regelventil arbeitet und trotzdem eine genaue Dosierung der Brennstoffmenge ermöglicht. Ferner kann di<i Hilfsregelung vollständig unabhängig von der Hauptregelung arbeiten. Ό

Die als selbstregelnde Verdrängerpumpe ausgebildete Hydraulikpumpe kann in bekannter Weise eine sich drehende Trommel aufweisen, die achsparallel einen Kranz von Bohrungen aufweist, in denen sich Kolben bewegen, deren Kolbenstangen sich an einer Neigungsscheibe abstützen, wobei ein mit dem Förderdruck beaufschlagter Antrieb die Scheibenneigung verändert Es kann sich um eine »Hele-Shaw«-Pumpe (eine Flügelzellenpumpe bestimmter Bauart) mit Radialzylinde» η handeln, wobei die Kolbenstangen sich an einer exzentrischen Zylinderfläche abstützen, dt- ein durch den Förderdruck betätigter Antrieb zugeordnet ist, um die Exzentrizität zu ändern.

Der Fröderdruck der selbstregelnden Verdrängerpumpe wird auf diese Weise trotz Änderungen der Drehzahl der vom Gasturbinentriebwerk angetriebenen Pumpe und trotz einer Änderung der für den Hydromotor erforderlichen Hydraulikflüssigkeitsmenge konstant gehalten. Dadurch wird auch der Förderdruck der Brennstoffpumpe konstant gehalten. Der jo Durchsatz der dosierenden oder voiumetrischen Brennstoffpumpe ist proportional der den dosierenden oder vclumetrischen Hydromotor in Bewegung setzenden Flüssigkeitsmenge, wobei das Verhältnis der Mengen dem Verhältnis der Hubräume der beiden Pumpen gleich ist, weil die beiden Leistungen gleich sind, nämlich dem Produkt aus Fördermenge und Förderdruck, weshalb auch der Brennstoffdruck proportional dem Druck der Hydraulikflüssigkeit (abgesehen von Wirkungsgradschwankungen) ist. Folglich wird das Brenn- w stoffzumeßventil mit konstantem Druck beaufschlagt und kann daher eine genau dosierte Menge an Brennstoff fördern, ohne daß ein besonderes Regelventil vorgesehen werden müßte.

Die Erfindung wird anhand des in der eine einzige Figur aufweisenden Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.

Die Figur zeigt schematisch die Regelung eines Gasturbinentriebwerkes von Flugzeugen, bei der die Brennstoffversorjungsanlage als Hilfsregler ausgebil- 5n detist.

Die Figur zeigt ein Gasturbinentriebwerk 1 an einem nicht gezeichneten Flugzeug mit einem Niederdruckverdichter 2 und einem Hochdruckverdichter 3, der Luft in eine Brennkammer 4 drückt, die mit einer Serie Einspritzdüsen 4a und mit Zündinjektoren 4£> versehen ist. Der in der Brennkammer 4 in dem von dem Verdichter geförderten Luftstrom verbrannte Brennstoff bildet einen Strom heißen Gases, das nacheinander durch eine mit einer Hohlwelle 6 an den Hochdruckver- M dichter 3 gekoppelten Hochdruckturbine 5 und durch eine mit einer Welle 8 an den Niederdruckverdichter 2 gekoppelten Niederdruckturbine 7 und von dort in ein Nachbrennerrohr 9 strömt, in dem sich eine Serie Nachbrenner-Brcnnstoffeinspritzdüsen 9a befinden und f" das in eine Schubdüse 10 mündet, deren Ausgangsquerschnitt durch Klappen 10a geregelt wird, die von Hydraulikzylindern 10£>betätigt werden.

Eine als Saugpumpe bezeichnete Kreiselpumpe 11, deren Welle 11a über eine nicht gezeichnete Übersetzung an das Gasturbinentriebwerk 1 angeschlossen ist und von diesem in Drehung versetzt wird, saugt durch eine Leitung 12 Brennstoff aus einem nicht gezeichneten Behälter und fördert den Brennstoff in zwei Leitungen 13 bzw. 13a, die in einen Hauptregler 14 bzw. in eine Hilfs-Brennstoffpumpe 15 münden, die weiter unten beschrieben wird. Der Hauptregler 14 ist in üblicher Weise aufgebaut; er ist mit dem Gasturbinentriebwerk 1 r.nd mit der nicht gezeichneten Flugzeugzelle durch nicht gezeichnete kinematische Ketten verbunden, die eine nicht gezeichnete Haupt-Brennstoffpumpe antreiben und Regelparameter in den Hauptregler 14 einführen. Der in dem Hauptregler 14 druckbeaufschlagte und richtig dosierte Brennstoff tritt aus diesem durch eine Leitung 14a aus, die durch weiter unten beschriebene Einrichtungen an die Serie Einspritzdüsen 4a angeschlossen werden kann. Ferner sind in dem Hauptregler 14 Mittel vorgesehen, die Zündbrennstoff in eine Leitung 14i> geben, die in einer Ventilkammer 14c endet, die über eine Leitung 14d mit den Zündinjektoren Ab verbunden ist, ferner Mittel, die nach Bedarf Nachverbrennungsbrennstoff in eine Leitung 14e geben, die zu der Serie von Nachbrenner-Einspritzdüsen 9a führt, und Mittel, die druckbeaufschlagten Brennstoff in eine Leitung 14/" geben, die zu einer Ventilkammer 14^ führt, die durch eine Leitung 14Λ mit einem Wegeventil 16 verbunden ist, das über Leitungen 16a, \%b an die Hydraulikzylinder 10£> der Schubdüse abgeschlossen ist. Ferner sind in dem Hauptregler 14 nicht gezeichnete Mittel vorgesehen, die das Wegeventil 16 so steuern, daß der Austrittsquerschnitt der Schubdüse 10 den Flugbedingungen des Flugzeugs angepaßt wird.

Der Hilfsregler enthält in erster Linie eine Hydraulikpumpe 17, die mit der Welle 8 des Gasturbinentriebwerks verbunden ist und einen Hydromotor 18 antreibt, der an die Hilfs-Brennstoffpumpe 15 gekuppelt ist, die den aus der Leitung 13a kommenden Brennstoff in eine Leitung 15a fördert, die zu einem Hilfsreglergehäuse 19 führt, das alle Einrichtungen enthält, die zu einer vereinfachten Regelung des Gasturbinentriebwerks 1 bei Ausfall des Hauptreglers 14 erforderlich sind; diese Einrichtungen werden weiter unten beschrieben.

Die Hydraulikpumpe 17 weist eine rotierende Trommel mit Neigungsscheibe auf, wie in der Beschreibungseinleitung erwähnt; sie steht über einen Drehmomentbegrenzer 8a, der von einem kalibrierten Stab gebildet ist, der bei Überschreiten eines bestimmten Drehmoments bricht, mit der Welle 8 in Verbindung.

Die Hydraulikpumpe 17 ist selbstregelnd, weil sie mit einem Regler 17a verbunden ist, der die Fördermenge der Hydraulikpumpe 17 durch Einstellen der Neigung Θ der (nicht gezeichneten) Scheibe, an der sich die nicht gezeichneten Kolbenstangen der Hydraulikpumpe 17 abstützen, so verändert, daß der Förderdruck einen konstanten Wert behält.

Der Regler 17a ist schematisch als Kolben 20 gezeichnet, dessen Kolbenstange 21 die Neigung Θ der Scheibe reguliert. Ein durch einen Schalter 58 betätigtes Magnetventil 23c bestimmt den Wert des Förderdrucks der Hydraulikpumpe 17. Wenn das Magnetventil 23e nicht erregt oder geöffnet ist, wird der Förderdruck der Hydraulikpumpe 17 auf 210 bar gehalten. Ist das Magnetventil 23c erregt oder geschlossen, so bleibt der Förderdruck der Hydraulikpumpe 17 auf einem niedrigeren Wert, beispielsweise 110 bar.

JO

Die Förderleitung 24 der Pumpe 17 steht mit dein Eintritt des Hydromotors 18 in Verbindung, und die Saugleitung 25 ist an einen Hydraulikflüssigkeits- Behälter 26 angeschlossen, mit dem außerdem der Austritt des Hydromotors 18 verbunden ist. Der Hydromotor 18 ist ein Dosiermotor, beispielsweise ein Kolbenmotor, mit festem Hubraum, und treibt über eine starre Kupplung 18a die Hilfs-Brennstoffpumpe 15, die ebenfalls dosierend arbeitet und beispielsweise als Flügelpumpe oder Zahnradpumpe ausgebildet ist, so n daß der Druck des von Hilfs-Brennstoffpumpe 15 in die Leitung 15a geförderten Brennstoffs proportional dem Druck der Hydraulikflüssigkeit in der Förderleitung 24 ist, wie oben im einzelnen erläutert. Eine Abzweigung 24a dieser Förderleitung 24 ist unter Zwischenschaltung ι -, einer Durchflußblende 27a und eines Absperrventils 276 an den Eintritt 27 der Speiseleitung für (nicht gezeichnete) Zusatzeinrichtungen in der Flugzeugzelle geführt.

Die in dem Gehäuse 19 befindlichen Regeleinrichtun- >n gen enthalten ein Brennstoffzumeßventil 28, das Brennstoff aus der Leitung I5a über ein Drosselventil 29 erhält, das mit einem Dichtekorrekturglied 30 in Verbindung steht, und das eine Dosiernadel 28a aufweist, die baulich mit einem Kolben 28b verbunden r> ist, der auf seinen beiden Seiten durch Drücke beaufschlagt wird, die durch eine Steuerung 31 moduliert werden.

Wie oben beschrieben, fördert die Hilfs-Brennstoffpumpe 15 unter konstantem Druck Brennstoff in die Leitung 15a, so daß darauf verzichtet werden könnte, die von der Dosiernadel 28a zugeteilte Brennstoffmenge durch ein Regelventil zu korrigieren. Trotzdem ist bei der beschriebenen Ausführungsform vorgesehen, die Regelung des Druckabfalls des Brennstoffs beim Durchsetzen des Brennstoffzumeßventils 28 mittels eines Regelventil vorzunehmen, das aus der Drossel 29 mit zugehörigem Dichtekorrekturglied 30 besteht, vor allem um etwaige Druckänderungen zu berücksichtigen, die auf eine Alterung der Hydraulikpumpe 17 zurückzuführen sind. Die Vorrichtung 28,29 wirkt durch Steuern einer in Kaskade und stromauf zum Brennstoff-/umeßvemii 28 angeordneten Drossel 29 mitteis eines geringen und konstanten Differenzdrucks. Wie die Zeichnung erkennen läßt, wird die Drossel 29 durch den Druck ρ 2 des Brennstoffs am Ausgang des Brennstoffzumeßventils 28 bei Unterstützung durch eine Feder 29a in Öffnungsrichtung und durch den Druck ρ 3 des aus dem Dichtekorrekturglied 30 austretenden Brennstoffs in Schließrichtung gesteuert. Der Druck ρ3 ist definiert ">o durch die (mittels einer Schraube 30£> einstellbaren) Kraft einer Feder 30a, die auf ein Verschlußstück 30c im Sinne des Schließers eines Ansatzes 3Od wirkt ύ~τ dem Eingangsciruck ρ 1 des Brennstoffzumeßventils 28 ausgesetzt ist, um eine Rückflußmenge zum Ausgang des Brennstoffzumeßventils 28 durch die von einem Filter 30/" geschützte Drossel 3Oe einzustellen. Da das Verschlußstück 30c durch den Druck ρ 1 in Öffnungsrichtung beaufschlagt wird, wird der Druckabfall ρ 1 — ρ 3 durch die Kraft der Feder 30a bestimmt; diese M) hält einen konstanten Druckabfall aufrecht (der je nach der Brennstoffdichte mittels der Stellschraube 306 verändert werden kann). Die Differenz zwischen den Drücken ρ 3 und ρ 2 wird durch die Kraft der Feder 29a konstant gehalten. Daraus folgt, daß auch der ι>·> Druckabfall ρ 1 — ρ 2 konstant gehalten wird.

Eine Leitung 32 entnimmt Brennstoff aus der Leitung 15a durch ein Filter 32a und liefert filtrierten Kraftstoff

40 einerseits an zwei llahnkükcn 33a, 336 einer Gruppe von Dreiwegehähnen 33, die von dem Flugzeugführer betätigt werden können, und andererseits über eine Drossel 326 an die Ventilkammer 14^· zur Speisung des Wegeventils 16 der Hydraulikzylinder 106 der Schubdüse 10. Der Ausgang des Dreiwegehahnkükens 33a ist mit einer Leitung 36a an das Schubdüsen-Wegeventil 16 angeschlossen. Der mit der Dosiernadel 28a zugeteilte Brennstoff wird durch eine Leitung 34 unter Zwischenschaltung eines Überdruckventils 34a einem Steuerschieber 35 zugeführt, an dem auch die Austrittsleitung 14a des Hauptreglers 14 endet und der mit der Gruppe der Einspritzdüsen 4a durch eine Leitung 35a und mit der Saugseite der Saugpumpe 11 durch eine Rückflußleitung 356 verbunden ist. Das Schieberglied 35c des Steuerschiebers 35 besitzt zwei Ringkammern 35c/, 35e und wird durch eine Feder 35.^nach rechts (in der Figur) gedrückt. Das rechte Ende des Steuerschiebers 35 ist durch eine Leitung 36 mit dem Ausgang des Dreiwegehahns 336 verbunden. Wenn diese Leitung 36 druckbeaufschlagt ist (gezeichnete Stellung), wird das Schieberglied 35c nach links in die Stellung gedrückt, in der die Ringkammer 35c/ die Leitungen 34 und 35a miteinander verbindet und die Ringkammer 35c die Leitung 14a mit der Rückflußleitung 356 verbindet. Wenn die Leitung 36 nicht druckbeaufschlagt ist, drückt die Feder 35f das Schieberglied 35c nach rechts in eine Stellung, in der die Ringkammer 35c/ die Leitungen 14a und 35a miteinander verbindet und das Schieberglied 35c die Leitung 34 verschließt. Eine Leitung 37 entnimmt Brennstoff aus der Leitung 34 und speist über ein Filter 37a ein drittes Hahnküken 33c, dessen Ausgang über ein Rückschlagventil 38a durch eine Leitung 38 mit der Ventilkammer 14c zur Speisung der Zündinjektoren 46 verbunden ist.

Wie die Zeichnung erkennen läßt, enthält jede der beiden Ventilkammern 14cund 14^, die jeweils mit einer Normalregelleitung und mit einer Hilfsregelleitung verbunden ist, ein Paar Absperrventile, die jeweils von einer Feder druckbeaufschlagt sind und automatisch diejenige der beiden Leitungen, die drucklos ist, zugunsten der jeweils druckbeaufschlagten Leitung absperren.

Die Steuerung 31 vermag die Dosiernadel 28a so zu steuern, daß die der Gruppe der Einspritzdüsen 4a durch die Leitung 34 zugeleitete Brennstoffmenge C in Abhängigkeit von nc und von Ps 3 geregelt wird, wobei a der Winkel des Bedienungshebels und Ps 3 der Ausgangsdruck des Niederdruckverdichters 2 ist. Der Hilfsbedienungshebel 39 unterscheidet sich von dem (nicht gezeichneten) Bedienungshebel der Hauptregelung, wobei der Pilot durch eine nicht gezeichnete Sperrvorrichtung denjenigen Bedienungshebel blockieren kann, den er nicht benutzt. Der Parameter Ps 3 wird in die Regelung durch ein Kapselpaar 40, 41 eingeführt. Die Kapsel 40 enthält unter dem Druck Ps3 stehende Druckluft durch eine Leitung 40a, die mit einem Geber verbunden ist, der sich am Ausgang des Niederdruckverdichters 2 befindet, und die Kapsel 41 liegt an Unterdruck. Eine Einstellschraube 40c erlaubt die Einstellung der von dem Kapselpaar 40, 41 ausgeübten Wirkung bzw. Kraft.

Das Kapselpaar 40. 41 betätigt einen Hebel 42. der über eine zwischengeschaltete Rolle 43 die Kraftwirkung der Kapseln 40, 41 auf einen Hebel 44 überträgt, der zur Errechnung des Verhältnisses C/Ps3 dient und auf den außerdem die Kraft einer Niveaufeder 45, die durch eine Schraube 45a einstellbar ist, die Kraft einer

Feder 46, die die Stellung der Dosicrnadel 28a mißt, und die hydraulische Rückstellkraft wirken, die auf das Ende des Hebels 44 ausgeübt wird, weil er mit zwei Düsen 44a, 446 zusammenwirkt, um die Drücke zu modulieren, die auf den beiden Seiten des Kolbens 286 der Dosiernadel > wirken. Diese Anordnung ist als »Kräftewaage« bekannt. Bei einer gegebenen Stellung der Rolle 43 und wenn die Kraft der Kapseln 40,4) nicht durch die Kraft der Feder 46 ausgeglichen ist, dreht sich der Hebel 44 und läßt die Austrittsquerschnitte der beiden Düsen 44a, κι 446 variieren, die über Drosselstellen 47a, 476 mit gefiltertem Brennstoff versorgt werden, der am Filter 32a abgenommen ist und in das Gehäuse 19 gelangt, das durch eine Abzugsleilung 48 mit der Saugseite der Saugpumpe Π verbunden ist. Die Änderung der ι-> Austrittsquerschnitte der beiden Düsen 44a, 446 modifiziert die auf den beiden Seiten des Kolbens 286 herrschenden Drücke, so daß die Dosiernadel 28a sich in eine neue Gleichgewichtslage verschiebt. Ein durch eine Schraube 49a eingestellter Anschlag 49 bestimmt den 2» Mindestwert des Kraftstoffdurchsatzes C

Der Parameter λ wird in die Regelung durch den Hilfsbedienungshebel 39 eingeführt. Der Milfsbcdienungshebel steuert die Verlagerung einer Nockenscheibe 50, die ihrerseits die Verschiebung der Rolle 43 über 2*> einen zweiteiligen Gelenkhebel 51, 52, dessen Teile durch eine Feder 53 in größtmöglichem gegenseitigen Abstand gehalten werden, einen Dämpfer 54 und einen Hebel 55 steuert, der die Verschiebung des Dämpfers 54 über eine Schubstange 55a auf die Rolle 43 überträgt. m Die Rolle 43 erlaubt die Bestimmung des durch den Winkel χ des Hilfsbedienungshebels 39 bestimmten verlangten Wertes des Verhältnisses C/PsX Der Dämpfer 54 besteht aus einem Balgen, der bei Leerlauf zusammengedrückt ist und der sich streckt und den r. Hebel 55 und die Rolle 43 in die Stellung »Vollgas« mitnimmt, indem er sich durch enge Öffnungen hindurch füllt. Die Feder 53 erlaubt eine Begrenzung der auf den Dämpfer 54 beim Verschieben des Hebels 39 von »Vollgas« auf Leerlauf übertragenen Kraft. Wird der Hilfshedienungshebel 39 in entgegengesetzter Richtung verstellt, wird der Kontakt des Hebels 51 —52 zwischen Nockenscheibe 50 und Dämpfer 54 so lange unterbrochen, wie sich dieser noch nicht ausreichend gestreckt hat. Die Verschwenkung des Hebels 55 wird durch zwei \ '· einstellbare Anschläge 56 bzw. 57 begrenzt, die den kleinsten bzw. den größten Wert des Verhältnisses CVPs 3 definieren.

Die Gruppe von Hähnen 33 wird durch den Hilfsbedienungshebel 39 gesteuert. Der Pilot kann "■" ferner einen Schalter 58 betätigen, der das Öffnen oder Schließen des Magnetventils 23csteuert.

Das Gasturbinentriebwerk wirr] normalerweise mit der Hauptregelung betrieben. Das Magnetventil 23c ist geschlossen, so daß die Hydraulikpumpe 17 mit dem '>> reduzierten Druck von 110 bar fördert, daß der Hydromotor 18 die Brennstoffpumpe 15 mit reduzierter Drehzahl antreibt und daß diese den Brennstoff in die Leitung 15a mit einem Druck fördert, der gerade ausreicht, um die Verluste der in Ruhestellung befindlichen Hilfsregelung auszugleichen. Das Ventil 276 ist geschlossen, und die Zusatzeinrichtungen der (nicht gezeichneten) Flugzeugzelle werden über die Hauptregelung mit Hydraulikflüssigkeit versorgt. Da in der Leitung 32 ein niedrigerer Druck herrscht als in der *>5 Leitung I4f, nehmen die Ventile der Ventilkammer 14g· eine solche Stellung ein, daß die Leitung 14Λ aus der Leitung 14/gespeist wird. Das Wegeventil 16 wird durch" nicht gezeichnete Einrichtungen gesteuert, die in der Hauptregelung vorgesehen sind. Die Hahnküken 336, 33csind so gestellt, daß ihre Ausgangsleitungen mit dem Inneren des Gehäuses 19 verbunden sind und in ihnen somit der Saugdruck der Saugpumpe U herrscht. Der Ausgang des Hahnkükens 33a ist verschlossen und stört das Arbeiten des Wegeventils 16 nicht. Das Schieberglied 35c ist von der Feder 35f in seine rechte Stellung geschoben, in der die Leitung 35a (die die Gruppe der Einspritzdüsen 4a versorgt) mit der Leitung 14a der Hauptregelung verbunden ist, und die Ventilkammer 14c sperrt die Leitung 38 und verbindet die Leitung \4d (die mit den Zündinjektoren 46 verbunden ist) mit der Leitung 146. Wenn an der Hauptregelung ein Schaden auftritt, betätigt der Pilot den Schalter 58, um das Magnetventil 23c zu öffnen, wobei die Scheibe der Hydraulikpumpe 17 eine solche Neigung erhält, daß die Pumpe Hydraulikflüssigkeit mit konstantem Druck von 210 bar fördert. Der Hydromotor 18 treibt nun die Brennstoffpumpe 15 mit einer solchen Drehzahl an, daß der Hilfsdruck des Brennstoffs in den Leitungen 15a, 32, 34 und 37 bis auf seinen Betriebswert ansteigt. Die Stellung der Ventile in der Ventilkammer 14/* kehrt sich um, so daß die Leitung 14Λ aus der Leitung 32 gespeist wird. Außerdem öffnet der Druck in der Abzweigung 24a das Absperrventil 276, so daß die Zusatzeinrichtungen der Flugzeugzelle durch die Hydraulikpumpe 17 mit Hydraulikflüssigkeit versorgt werden können.

Der Pilot betätigt außerdem die nicht gezeichnete Vorrichtung zum Sperren des Hauptbedienungshebels und zum Entriegeln des Hilfsbedienungshebels 39 und bringt diesen entweder in die Wiederzünd-Stellung (wenn das Gasturbinentriebwerk erloschen ist) oder unmittelbar in Flugstellung. In der Wiederzündstellung verbindet das Hahnküken 33a die Leitung 36a mit dem Inneren des Gehäuses 19, so daß das Wegeventil 16 (das nicht mehr von dem ausgefallenen Hauptregler gesteuert wird) von seiner Feder in die Richtung nach rechts (in der Figur) bewegt wird, der Druck der Leitung 14Λ in die Leitung 166 übergeht und die Schubdüsenklappen 10a in der Offenstellung bleiben. Das Hahnküken 336 steht so, daß der druckbeaufschlagte Brennstoff aus der Leitung 32 in die Leitung 36 übergeht und das Schieberglied 35c nach links, d. h. in die gezeichnete Stellung bringt, in der die Ringkammer 35c/ die Leitungen 34 und 35a miteinander verbindet und auf diese Weise die Gruppe der Haupteinspritzdüsen 4a mit Brennstoff versorgt, der durch die I iilfsregelung dosiert wird. Das Hahnküken 33c stellt die Verbindung zwischen den Leitungen 37 und 38 her, so daß der druckbeaufschlagte Brennstoff in die Leitung 38 strömt, das entsprechende Ventil der Venlilkammer 14c zurückdrückt und zu den Zündinjektoren 46 gelangt. Es kann nun eine nicht gezeichnete Zündvorrichtung betätigt werden, um den von den Injektoren 46 zuerstäubten Brennstoff zu entzünden, der seinerseits den von der Gruppe der Haupteinspritzdüsen 4a zerstäubten Brennstoff zündet. Da".;i kann der Hilfsbedienungshebel 39 in Flugstellung gebracht werden.

In dieser Flugstellung nehmen die drei Hahnküken 33a, 336, 33c die gezeichneten Stellungen ein. Das druckbeaufschlagte Fluid gelangt von der Leitung 32 in die Leitung 36a und bringt das Wegeventil 16 in die gezeichnete Stellung, so daß der Druck der Leitung 14Λ in die Leitung 16a übergeht und die Schubdüse 10 geschlossen hält. Die Leitung 38 ist abgesperrt, so daß den Zündinjektionsdüsen 46 kein Brennstoff zugeführt wird. Das Schieberglied 35c bleibt in der gezeichneten

Stellung, so daß die Verbrennung in der Brennkammer 4 durch den Brennstoff aufrechterhalten wird, der durch die Dosiernadel 28a dosiert wird, wobei der Pilot die Möglichkeit hat, mit Hilfe des Hilfsbedienungshebels 39 verschiedene Werte des Verhältnisses C/Ps3 einzustellen, um die Leistung des Gasturbinentriebwerks zu regeln.

Wenn der Pilot den angezeigten Wert Verhältnisses C/Ps3 erhöht, was zu einer Verschiebung der Rolle 43 nach oben (im Sinne der Figur) und damit zu einer Erhöhung des Drehmoments aufgrund der Kraft führt, die von den Kapseln 40—41 auf den Hebel 44 ausgeübt wird, dreht sich dieser entgegen dem Uhrzeigersinn. Dadurch entsteht eine Verringerung des Austrittsquerschnitts der Düse 44f> und eine Erhöhung des Austrittsquerschnitts der Düse 44a und infolgedessen ein Ungleichgewicht zwischen den auf die beiden Seiten des Kolbens 286 wirkenden Drücken. Dieses Ungleichgewicht läßt die Dosiernadel 28a nach links auswandern, bis die daraus folgende Erhöhung der von der Feder 46 auf den Hebel 44 ausgeübten Kraft diesen in die Mittelage zurückführt. Die von der Dosiernadel 28a zugeteilte Brennstoffmenge nimmt jetzt zu, wodurch der Kraftstoffdruck in der Leitung 15a abnimmt. Da dieser Druck, wie oben gezeigt, notwendigerweise proportional dem Druck der Hydraulikflüssigkeit in der Leitung 24 ist, erhält der Hydromotor 18 die Tendenz zur Beschleunigung, damit die Brennstoffpumpe 15 die Proportionalität der beiden Drücke wiederherstellt.

Die Beschleunigung des Hydromotors 18, die einen zusätzlichen Durchsatz von Hydraulikflüssigkeit hervorruft, führt zum Eingreifen des Reglers 17a, der den Druck der Hydraulikflüssigkeit in der Leitung 24 auf 210 bar bringt, so daß der Brennstoffdruck in der Leitung 15a auf seinen Anfangswert zurückgeführt wird.

Mit dem beschriebenen Hüfsregler wird die in der Beschreibungseinleitung angegebene Aufgabe gelöst; ferner ergeben sich unter anderem die folgenden Vorteile:

— die dosierende Brennstoffpumpe 15 wird mit variabler Drehzahl angetrieben; dadurch muß nicht mehr ein Teil des Brennstoffs in die Ansaugleitung zurückgeführt werden, was zu einer zwecklosen Erwärmung des Brennstoffs und zu einem schnelleren Verschleiß der Brennstoffpumpe führt; die Brennstoffpumpe liefert genau die Menge, die das Triebwerk benötigt und nicht mehr;

— bei dem Hydromotor 18 handelt es sich um einen Motor mit festem Haubraum; er wird durch die Hydraulikflüssigkeit angetrieben, die von der selbstregelnden Hydraulikpumpe 17 geliefert wird; es kann eine Hydraulikflüssigkeit benutzt werden, deren Viskosität wesentlich höher ist als die des Brennstoffs und die nicht zu schädlichen chemischen Reaktionen von warmen Brennstoffen mit Kupfer- oder Silberteilen führt; dadurch wird die Betriebssicherheit von Hydraulikpumpe und Hydromotor erhöht; außerdem stellt ein Leckverlust an Hydraulikflüssigkeit im Bereich der Hydraulikpumpe 17, der sich in der Spitze des Gasturbinentriebwerks befindet und von diesem in Drehung versetzt wird, keine solche Gefahr dar, wie wenn diese Hydraulikpumpe mit Brennstoff betrieben würde;

— die Brennstoffpumpe 15 wird im Gegensatz zu der üblichen Bauweise nicht durch eine mechanische kinematische Kette angetrieben und kann daher nicht durch eine Störung in einer solchen kinematischen Kette außer Betrieb gesetzt werden;

— die Druckbeaufschlagung des Brennstoffs durch die Brennstoffpumpe 15 kann modifiziert werden; die Hydraulikpumpe 17 kann stillgesetzt oder in Bereitschaftsstellung gebracht werden, indem ein einfacher elektrischer Schalter betätigt wird, und die Brennstoffpumpe 15 angehalten werden oder im Leerlauf arbeiten, wodurch der Verschleiß herabgesetzt ist; der Verschleiß de·- Hydraulikpumpe 17 wird verringert, indem ihre Förderhöhe herabgesetzt wird;

— das Hydraulikfluid. das den Antrieb der Hilfs-Brennstoffpumpe bewirkt, bildet auch die Hydraulikflüssigkeit für die Zusatzeinrichtungen in der Flugzeugzelle; dadurch wird eine kinematische Kette entbehrlich, ohne daß die Zahl der Pumpen erhöht werden muß.

Natürlich ist die beschriebene Ausführung nur eine Möglichkeit zur Verwirklichtung der Erfindung; im Rahmen der Erfindung sind Änderungen möglich, die vor allem die Verwendung äquivalenter technischer Mittel betreffen. Der Fachmann erkennt ohne weiteres, welche Vereinfachung der beschriebenen Anordnung möglich ist, um die erfindungsgemäße Vorrichtung als Hauptregler einzusetzen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

1. Patentansprüche:

   i. Brennstoffversorgungsanlage für Gasturbinentriebwerke von Flugzeugen,

   mit einer vom Gasturbinentriebwerk angetriebenen Hydraulikpumpe, die eine Hydraulikflüssigkeit in einen Hydromotor fördert, der mit einer Brennstoffpumpe gekuppelt ist, dadurch gekennzeichnet, daß

   IO

   a) die Hydraulikpumpe (17) eine selbstregelnde Verdrängerpumpe ist und dazu einen Regler (\7a) aufweist, der die Fördermenge so ändert, daß der Förderdruck konstant ist,

   b) die Fördermenge von Hydromotor (18) und Brennstoffpumpe (15) jeweils drehzahlproportional ist, derart, daß der Druck des von der Brennstoffpumpe (15) geförderten Brernstoffes konstant ist, und

   c) die Brennstoffpumpe (15) die Einspritzdüsen (4a) der Brennkammer (4) des Gasturbinentriebwerkes (1) über ein Brennstoffzumeßventil (28) versorgt.
2. 2. Brennstoffversorgungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Förderleitung (24) der Hydraulikpumpe (17) mit einer Abzweigung (24a^ versehen ist, die mit dem Speisekreis von Zusatzeinrichtungen des Flugzeugs verbunden ist.
3. 3. Brennstoffversorgungsanlage nach Anspruch 1 jo oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Hilfsregler darstellt, bei dem die mit dem Hydromotor (18) gekuppelte Brennstoffpumpe (15) von der Speisepumpe des Hauptreglcrs (14) getrennt ist, und daß ein Steuerschieber (35) zur Umschaltung des Ji Speisekreises für die Einspritzdüsen {4a) auf Brennstofflieferung entweder durch den llauptregler (14) oder durch den Hilfsregler vorgesehen ist, wobei die Leitung, die den Haupt-Brennstoff liefert, im letzteren Fall an eine Kückflußleitung (356/ -to angeschlossen ist.
4. 4. Brennstoffversorgungsanlage nach Anspruch 3, wobei das Gasturbinentriebwerk eine Schubdüse mit veränderlichem Austrittsquerschnitt aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß an die von der Brenn-.stoffpumpe (15) des Hilfskreises ausgehende Speiseleitung (15a, 34) für die Einspritzdüsen (4a) eine Zweigleitung (32) anschließbar ist, die es erlaubt, ein Umschaltventil (16) für die Verstellung des Austrittsquerschnitts der Schubdüse (10) mit druckbeauf- schlagtem Brennstoff zu versorgen, so daß der Austrittsquerschnitt wahlweise auf einem Höchstwert oder auf einem Niedrigstwert gehalten werden kann.

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