DE2948117A1

DE2948117A1 - Brennstoff-steuereinrichtung fuer ein turbinentriebwerk

Info

Publication number: DE2948117A1
Application number: DE19792948117
Authority: DE
Inventors: Jun Howard Lewis Mccombs
Original assignee: Bendix Corp
Current assignee: Bendix Corp
Priority date: 1978-11-29
Filing date: 1979-11-29
Publication date: 1980-06-12
Also published as: SE435203B; JPS5575540A; GB2035461B; SE7909855L; JPS6227257B2; FR2442967B1; FR2442967A1; US4245462A; CA1120276A; GB2035461A

Description

Die Erfindung betrifft eine Brennstoff-Steuereinrichtung nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.

Jedes Turbinentriebwerk besitzt ein optimales Brennstoff-Luft-Verhältnis beim Starten und im Betrieb. Es ist allgemeine Praxis, Brennstoff-Programmiernocken zur Regelung des Brennstoffflusses zum Turbinentriebwerk zu verwenden.

Zum Starten derartiger Turbinentriebwerke bewegt der Pilot den Gashebel aus der Aus-Position, in welcher die Brennstoffkommunikation zum Turbinentriebwerk unterbrochen ist, in die Startposition. Wenn der Kompressor des Turbinentriebwerks gedreht wird, wird ein Rückkopplungssignal einem Abmeßventil zugeführt, welches den Brennstofffluß zum Motor mit einem bestimmten Brennstoff-Luft-Verhältnis programmiert, welches der zum Starten des Triebwerks erforderlichen Motordrehzahl entspricht. Diese Art Rückkopplungssignal ist brauchbar, wenn das Turbinentriebwerk bei oder zumindest in der Nähe atmosphärischen Druckes und auf Meereshöhe läuft. Aufgrund der Leistung, welche derartige Turbinentriebwerke abgeben, werden diese oft an Luftfahrzeugen benutzt. Bei diesen ist eine praktisch augenblickliche Manövrierfähigkeit erforderlich. Luftfahrzeuge müssen jedoch häufig in großen Höhen und unter Bedingungen fliegen, bei denen Rauch oder andere Verunreinigungen auftreten. Wenn Rauch oder Verunreinigungen den Sauerstoffgehalt in der Luft, welche dem Kompressor zugeführt wird, ausreichend verringern, wird das Brennstoff-Luft-Verhältnis gestört und die vollständige Verbrennung des Brennstoffes, der dem Turbinentriebwerk zugeführt wird, findet nicht statt. Dies kann zu einem "Flamme-AUS" führen. Hiernach ist es unerläßlich, daß der dem Turbinentriebwerk zugeführte Brenn-

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stoff unterbrochen wird, damit das Turbinentriebwerk nicht beschädigt wird. Der Pilot muß also den Gashebel in die Aus-Position bringen und hierdurch den Brennstofffluß zur Turbine beenden. Danach muß der Pilot das Turbinentriebwerk wieder anlassen, während sich das Luftfahrzeug in der Luft befindet. Zum erneuten Anlassen des Turbinentriebwerks bewegt der Pilot den Gashebel in die Leerlaufposition. Wenn sich der Gashebel in der Leerlaufposition befindet, dreht ein Starter den Luftkompressor. Wenn sich der Kompressor dreht, regelt eine Rückkopplungseinrichtung die Programmierung des Brennstoffes, welcher der Turbine zugeführt wird, auf ein festes Brennstoff-Luft-Verhältnis, welches Meereshöhe entspricht. In dieser Höhe ist jedoch die Zeit, die zum Starten der Turbine erforderlich ist, anders als auf Meereshöhe. Das erneute Anlassen der Turbine kann somit häufig zu einer Verzögerung bei der Leistungsentwicklung des Luftfahrzeuges führen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Brennstoff-Regeleinrichtung der im Oberbegriff des Hauptanspruchs angegebenen Art derart fortzubilden, daß sie das Triebwerk unter verschiedenen Betriebsbedingungen, wie sie beim Betrieb von Luftfahrzeugen auftreten, optimal starten bzw. wieder starten kann.

Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Hauptanspruchs beschriebene Erfindung gelöst; vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert; es zeigen

Fig. 1 schematisch ein Turbinentriebwerk, welches mit einer er-

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findungsgemäßen Brennstoff-Steuereinrichtung ausgestattet

ist;
Fig. 2 einen Schnitt durch die Brennstoff-Steuereinrichtung von Fig. 1, wobei der Gashebel sich in der Aus-Stellung für

die Brennstoffzufuhr befindet; Fig. 3 einen Schnitt durch die Komponenten der Brennstoff-Steuereinrichtung von Fig. 1, wobei sich der Gashebel in

der Startposition für das Turbinentriebwerk befindet; Fig. 4 eine Graphik, in welcher der Brennstofffluß, welcher zum Anlassen des Turbinentriebwerks in verschiedenen Höhen erforderlich ist, dargestellt ist.

Das Turbinentriebwerk 10 für Luftfahrzeuge, das in Fig. 1 gezeigt ist, besitzt ein Gehäuse 12 mit einem Lufteinlaß 14, einem Luftkompressor 16 der ersten Stufe, einem Luftkompressor 18 der zweiten Stufe, einer ersten Turbine 20, die über eine Welle 22 mit dem Kompressor 16 der ersten Stufe verbunden ist, eine zweite Turbine 24, die über eine Welle 26 mit dem Kompressor 18 der zweiten Stufe verbunden ist, sowie eine Auslaßdüse 28. Mehrere Brennstoffdüsen 30 sind in einer Verbrennungskammer 32 angeordnet, der Brennstoff von einem Brennstoff-Steuermechanismus 34 je nach dem Eingangssignal des Piloten an einem Gashebel 36 zugeführt wird. Der Brennstoff in der Kammer 32 und die hierher von den Kompressoren der beiden Stufen gebrachte Luft werden zu einer Brennstoff-Luft-Mischung zusammengeführt und verbrannt. Wenn die Verbrennungsprodukte durch die Auslaßdüse 28 austreten, wird ein Schub erzeugt.

Das Luftvolumen, welches in die Verbrennungskammer 32 eingelassen wird, wird durch die Position von Flügeln 38 gegenüber dem Kompres-

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sor 18 der zweiten Stufe bestimmt. Auf diese Weise wird ein Strömungsweg variabler Geometrie zwischen der Hülle 40 und dem Kompressor 18 der zweiten Stufe geschaffen. Überschüssige Luft wird über Strömungsleitungen 4 3 zur Hinterseite des Gehäuses 12 geleitet.

Der zu den Düsen 30 geführte Brennstoff wird von einer Pumpe 42 mit positiver Verdrängung abgemessen, die vom Ausgang der Turbine 20 in bekannter Weise angetrieben wird.

Das Verhältnis von Brennstoff zu Luft bestimmt die Temperatur der heißen Gase, welche aus der Verbrennungskammer 32 in die Turbine eintreten. Wenn der Brennstofffluß durch die Düsen 30 erhöht wird, wird die Temperatur der Luft, welche die Verbrennungskammer 32 passiert, proportional erhöht. Hierdurch wird zusätzliche thermische und pneumatische Energie geliefert, welche die Turbinen 20 und 24 dreht; gleichzeitig wird der Schub der durch die Düse 28 ausgestoßenen Gase erhöht.

Zur Erzielung einer optimalen thermischen Wirksamkeit und maximalen Schubes wird die Einlaßtemperatur der Turbine so nahe wie möglich an den zulässigen Grenzwerten gehalten. Daher wird eine Temperatursonde 44 im Einlaß 14 angeordnet, welche die Temperatur der Luft, die den Kompressoren 16 und 18 der beiden Stufen zugeführt wird, überwacht. Der Ausgang der Temperatursonde 44 ist mit einem ersten Kompensatormechanismus 50, wie er beispielsweise in der US Patentschrift 3 393 606 beschrieben ist, in der Brennstoffsteuerung 34 verbunden, wodurch die Menge des Brennstoffes, der der Verbrennungskammer 32 zugeführt wird, modifiziert wird.

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Der erste Kompensationsmechanismus 50 besitzt einen Nocken 52, dessen Oberfläche verschiedenen Einlaßtemperaturen und verschiedenem Brennstofffluß-Bedarf entspricht. Ein Hebelarm 58 ist mit dem temperaturempfindlichen ersten Kompensationsmechanismus 50 verbunden und bewegt den Nocken 52 gegenüber der Welle 54. Eine Rückkopplungssonde 56 ist mit dem Nocken 52 verbunden und stellt sicher, daß die Position des Nockens 52 gegenüber der Welle 54 der von der Sonde gemessenen Temperatur entspricht. Somit ist der Betrieb der Turbine innerhalb der zulässigen Temperaturgrenzen sichergestellt.

Zur Vergrößerung bzw. Beschleunigung der Turbinendrehzahl bzw. des Triebwerkschubs muß mehr Brennstoff zugeführt werden, als es zum Betrieb des Triebwerks bei fester Drehzahl erforderlich ist. Die Manövrierfähigkeit vieler Luftfahrzeuge macht es erforderlich, daß sich die Drehzahl so rasch wie möglich bei Anforderung durch den Piloten erhöht. Die Geschwindigkeit, mit der sich die Triebwerkdrehzahl jedoch ohne Gefahr erhöhen kann, wird durch die folgenden Triebwerk-Betriebsfaktoren begrenzt: (a) die maximale zulässige Turbinen-Einlaßtemperatur; (b) der Stillstand eines Kompressors.

Die maximale Einlaßtemperatur wird durch das erste Kompensationsglied 50 begrenzt. Der Stillstand eines Kompressors ist jedoch ein Zustand, der durch verschiedene Faktoren hervorgerufen wird. Einer dieser Faktoren tritt auf, wenn die Kompressordrehzahl zu rasch beschleunigt wird. Wenn sich die Drehzahl des Kompressors erhöht, muß sich auch die Gewichtsströmung der Luft durch die beiden Kompressoren 16 und 18 erhöhen. Für die Geschwindigkeit, mit der die Luftströmung vergrößert werden kann, gibt es jedoch eine Grenze. Die Kompressoren 16 und 18 pumpen die Luft durch mehrere Hundert

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Blätter 61 und 63, die zu ihrer richtigen Funktion von einem glatten, aerodynamischen Luftfluß um jedes Blatt herum abhängen. Wenn die Drehzahl des Kompressors rascher beschleunigt wird als sich die Luftströmung beschleunigen kann, wird der glatte Luftfluß unterbrochen und Turbulenzen treten auf. Diese Turbulenzen reduzieren hiernach den Luftfluß zur Verbrennungskammer 32, was zu einem zu großen Brennstoffvolumen in der Verbrennungskammer führt. Der Nocken 52 des Temperatur-Kompensationsteiles 50 kompensiert jedoch normalerweise diese Art des Luftflusses und begrenzt die Geschwindigkeit, mit welcher der Treibstofffluß in die Verbrennungskammer erhöht werden kann. Wenn ein Luftfahrzeug, welches mit einem Turbinentriebwerk 10 ausgestattet ist, beispielsweise ein Jagdflugzeug, in einem Einsatz benutzt wird, bei dem Raketen oder andere Waffen abgefeuert werden, werden Ausstoßgase der Rakete in den Motor-Lufteinlaß 14 eingesaugt. Diese Auspuffgase weisen verringerten Sauerstoffgehalt auf. Wenn sie der Verbrennungskammer 32 zugeführt werden, ist der Effekt der gleiche, als ob der Luftfluß zum Triebwerk reduziert würde. Der Luftdruck, der von der statischen Röhre 46 gemessen wird, ändert sich jedoch nicht. Die Temperatur der Gase, welche den Einlaß 14 passieren, tritt zu rasch auf, als daß der Sensor 4 4 dem temperaturempfindlichen Teil 50 ein Eingangssignal liefern könnte. Wenn beim Einsaugen von Raketen-Auspuffgasen keine Kompensation erfolgt, wird das Turbinentriebwerk überhitzt und ein Stall-Zustand tritt auf.

Wenn eine derartiger, unprogrammierter Stillstand auftritt, während sich das Flugzeug in der Luft befindet, muß der Motor wieder angelassen werden, damit ein Absturz vermieden wird. Zum Wiederanlassen des Turbinentriebwerkes bei fliegendem Luftfahrzeug muß der Pilot

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dieselbe Prozedur durchführen, wie wenn das Turbinentriebwerk des Luftfahrzeuges am Boden angelassen wird. Die Zeit, in welcher die Turbine bis zur Leerlaufdrehzahl gebracht wird, muß jedoch entsprechend der Höhe eingestellt werden. Diese Einstellung erfolgt durch den Start-Zeitgebermechanismus 60, der das Eingangssignal, welches der zweite Kompensator bzw. das auf Höhe ansprechende Teil 62 an das Abmeßventil 64 in der Brennstoffsteuerung 34 abgibt, so modifiziert, daß die Brennstoffabgabe an die Turbine 10 zum Wiederanlassen des Triebwerkes richtig programmiert wird.

Die Brennstoffsteuerung 34 ist genauer in Fig. 2 gezeigt. Sie besitzt ein Gehäuse 66 mit einer Einlaßöffnung 68, welche mit der Pumpe 42 mit positiver Verdrängung verbunden ist. Durch diese Einlaßöffnung wird der Brennstoff einem Einlaß-Waschfilter 70 zugeführt.

Das Waschfilter 70 besitzt eine Hülse 72, die in einem zylindrischen Körper 84 untergebracht ist. Ein Sieb 86 befindet sich im zylindrischen Körper 84. Brennstoff fließt aus der Pumpe 42 zwischen die Hülse 72 und den zylindrischen Körper 84 und in die Kammer 78, die über die Leitung 80 mit dem Abmeßventil 64 verbunden ist. Ein Teil des Brennstoffes gelangt durch das Sieb 86 und bildet ein Betriebsströmungsmittel, welches die zur Betätigung der Brennstoffsteuerung 34 erforderliche Leistung abgibt. Eine Reihe von Vorsprüngen 74 erstreckt sich aus der Hülse 72 und erzeugt in dem Strömungsmittel, welches zur Kammer 78 fließt, eine Turbulenz. Auf diese Weise wird Material vom Sieb 86 entfernt.

Wenn außerdem die Brennstoffströmung von der Pumpe 42 einen be-

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stimmten Wert erreicht, wird die Kraft der Feder 88, die mit dem Ventil 82 verbunden ist, überwunden. Dann fließt Brennstoff auch durch die Hülse 72. Auf diese Weise stellt dieses elastisch gesteuerte Ventil 82 sicher, daß eine minimale Waschgeschwindigkeit immer vorliegt, so daß die Teilchen vom Sieb 86 entfernt werden.

Das Betriebs-Strömungsmittel, welches das Sieb 86 passiert, wird gleichzeitig einer integrierenden und proportionalen Strömungssteuerung 90 zugeleitet, wie sie in der US-PS 3 106 934 beschrieben ist, sowie einem Vortex-Filter 93.

Die integrierende und proportionale Strömungssteuerung 90 ist mit der Auslaßkammer 92 des Abmeßventils 64 über die Leitung 94 und mit einer Bypass-Leitung 96 verbunden. Die Bypass-Leitung 96 führt Brennstoff aus der Kammer 78 zurück, wenn die Pumpe 42 mehr Brennstoff bereitstellt, als zum Betrieb des Triebwerkes 10 erforderlich ist.

Das Betriebsströmungsmittel, welches in die öffnung 98 des Vortex-Filter 93 am Boden des Konus 100 eintritt, wirbelt um und wirft Verunreinigungen, die nach dem Durchgang durch das Filter 86 noch im Betriebsströmungsmittel verblieben sind, durch Zentrifugalkraft gegen die Fläche 102. Diese Verunreinigungen werden durch die öffnung 104 zur Leitung 106 abgeführt. Eine Drossel 115 in der Leitung 106 begrenzt die Rate, mit der der Brennstoff von der öffnung zur Haupt-Brennstoffversorgungsleitung 116 fließt. Diese ist mit den Düsen 30 in der Verbrennungskammer 32 durch die öffnung 118 und die Leitung 120 verbunden.

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Gleichzeitig gelangt sauberes Betriebsströmungsmittel durch die öffnung 108 in der Mitte der Basis im Konus 100 und wird durch die Leitung 110 dem Servo-Regelventil 112 zugeteilt.

Das Servo-Regelventil 112 besitzt einen Tauchkolben 114 mit einem Steg 126, der eine Eintrittsöffnung 116 von einer Austrittsöffnung 119 trennt. Eine Feder 121 wirkt auf den Tauchkolben 114 so, daß der Steg 126 auf einen Sitz 122 am Gehäuse gedrückt wird. Eine Steueröffnung 124 verbindet eine Seite des Tauchkolbens mit einem Auslaßreservoir 128. Wenn der Druck des sauberen Betriebsströmungsmittels in der Leitung 110 auf den Steg 126 wirkt, bewegt sich der Tauchkolben 114 nach Überwindung der Kraft der Feder 121 und läßt das Betriebsströmungsmittel am Sitz 122 durch die Auslaßöffnung in die Leitung 130 fließen, wo es auf die anderen Komponenten in der Brennstoffsteuerung 34 verteilt wird.

Das reine Betriebsströmungsmittel in der Leitung 130 wird zur Kammer 132 im Abmeßventil 64 geleitet und wirkt auf die Fläche 134 eines Kolbens 136, bevor es durch die Drossel 140 in der Leitung 138 gelangt und zur Verbindungsstelle 142 gebracht wird.

Ein erster Zweig der Verbindungsstelle 142 ist mit der Leitung 144 verbunden, welche das saubere Betriebsströmungsmittel zur Kammer 148 in dem Abmeßventil 64 führt. Das saubere Betriebsströmungsmittel in der Kammer 148 wirkt auf die Fläche 146 des Kolbens 136, wodurch eine Druck-Differenzkraft am Kolben 136 entwickelt wird.

Ein zweiter Zweig der Verbindungsstelle 142 ist über einen Kanal 150 mit einer Steueröffnung 152 in der Bohrung 154 verbunden, wel-

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ehe den Schaft 156 des Abmeßventils 64 enthält.

Das Abmeßventil 64 besitzt eine flache Platte 158, welche den Brennstofffluß aus der Versorgungsleitung 78 durch eine dreiecksförmige öffnung 160 in die Kammer 92 regelt, und zwar entsprechend dem Eingangssignal am Schaft 156. Das saubere Betriebsströmungsmittel, welches der Steueröffnung 152 zugeführt wird, gelangt durch die öffnung 164 in der Nut 162 in eine Steuernut im Schieberventil 166. Ein radialer Kanal im Schieberventil 166 verbindet einen axialen Kanal mit der Steuernut, so daß das saubere Betriebsströmungsmittel in das Auslaßreservoir 128 fließen kann, nachdem es auf die Fläche 168 gewirkt und eine Kraft entwickelt hat, welche den Kräften auf dem Kolben 136 entgegenwirkt. Durch Bewegung des Schiebers 166 wird der Fluß des sauberen Betriebsströmungsmittels durch die öffnung 164 verändert; demzufolge wird der Brennstofffluß durch die öffnung 160 verändert, wenn der Schaft 156 durch eine Veränderung der Druckdifferenz am Kolben 136 bewegt wird. Die Bewegung des Schieberventils 166 wird durch eine Veränderung im Brennstoffbedarf geregelt, der entweder durch das auf den Höhendruck ansprechende Teil 62, das auf die Temperatur ansprechende Teil 50 oder das Eingangssignal am Gashebel 36 bestimmt wird.

Die Leitung 130 steht gleichzeitig mit der öffnung 172 in der Stufenbohrung 192 und der öffnung 173 in der Bohrung 193 des Brennstoffventils 170 in Verbindung. Das Brennstoffventil 170 besitzt ein Tauchkolbensystem, welches aus einem ersten zylindrischen Teil 174 und einem zweiten zylindrischen Teil 177 besteht. Ersteres befindet sich in der Bohrung 193, letzteres in der Bohrung 192.

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Das erste zylindrische Teil 174 besitzt einen ersten Steg, der die öffnung 173 von der öffnung 175 trennt. Durch diese führt die Leitung 181 Strömungsmittel zu den Zusatzgeräten 6CXD, beispielsweise die Steuerung für die Auslaßdüse, die Steuerung für die Luft-Einlaßflügel usw. Abgetrennt wird auch die Auslaßöffnung 183. Das erste zylindrische Teil 174 besitzt außerdem einen zweiten Steg, in dem sich eine axiale Blindbohrung befindet. Zwei radiale Kanäle verlaufen durch die Wand des ersten zylindrischen Teils und sorgen für eine Kommunikation mit der axialen Blindbohrung 193.

Das zweite zylindrische Teil 177 besitzt einen ersten Steg 186 und einen zweiten Steg 188, der die Kommunikation des Betriebsströmungsmittels aus der öffnung 172 in die Leitung 196 durch die öffnung 194 zur Weiterleitung an den Zeitgebermechanismus 60 und die Kommunikation zwischen der öffnung 194 und dem Kanal 190 regelt, welche einen Strömungsweg für die Auslaßkammer 230 zum Reservoir 128 durch die öffnung 183 bildet. Das zweite zylindrische Teil verläuft mit einem Ende durch eine tragende Wand, welche die erste Bohrung 192 von der zweiten Bohrung 193 trennt, in die Blindbohrung des ersten zylindrischen Teils 174 hinein. In der Blindbohrung befindet sich eine Feder, welche auf die beiden zylindrischen Teile wirkt. Zusammen mit den Kräften, die von dem auf das Ende des ersten zylindrischen Teiles 174 und auf eine Endfläche 178 des zweiten zylindrischen Teiles 177, welche dem Strömungsmittel in der Leitung 180 ausgesetzt ist, wirkenden Betriebsströmungsmittel erzeugt werden, positioniert die Feder das Tauchkolbensystem und regelt die Strömung des Betriebsströmungsmittels zu den Leitungen 181 und 196.

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Der Fluß des Betriebsströmungsmittels in der Leitung 196 wird durch eine Drosseleinrichtung 198 geregelt. Die Drosseleinrichtung 198 enthält ein Baffle und ein Rückschlagventil. Das Betriebsströmungsmittel fließt durch den Baffel-Abschnitt zum Zeitgebermechanismus 60. Wenn jedoch der Strömungsmittelfluß umgekehrt wird, erfolgt die Strömung durch das Rückschlagventil, weil dieses einen geringeren Widerstand darstellt.

Eine zweite Verbindungsstelle 200 in der Leitung 138 ist einmal mit einem Steuerventil 202 für die variablen Flügel über die Leitung und zum zweiten mit dem Steuerventil 202 für die variablen Flügel durch die Leitungen 206 und 208 mittels eines Signalventils 210 und mit dem Zeitgebermechanismus 60 durch die Steuerkammer 212 verbunden. Letztere ist dem auf die Höhe ansprechenden Teil 62 über Leitungen 206 und 214 zugeordnet.

Der Zeitgebermechanismus 60 besitzt eine Bohrung 216, in welcher der Kolben 218 so angeordnet ist, daß er die öffnung 220 von der öffnung 222 trennt. Ein am Kolben 218 befestigter Schaft 224 erstreckt sich durch das Gehäuse 226 und reduziert die effektive Fläche des Kolbens in der Kammer 228. Wenn die Drucke des Betriebsströmungsmittels in den Kammern 228 und 230 gleich sind, bewegt die am Kolben 218 erzeugte Kraft den Kolben 218, bis der Anschlag 232 das Gehäuse 226 berührt.

Ein Hebel 234 ist gelenkig am Vorsprung 236 befestigt, der sich aus dem Gehäuse 226 erstreckt. Der Hebel ist mit einem ersten Ende 238 mit dem Schaft 224 und mit dem zweiten Ende 240 mit dem Nocken 224 des druckempfindlichen Mechanismus 62 verbunden.

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Der druckempfindliche Mechanismus 62 ist in der US-PS 3 232 179 beschrieben. Er enthält einen dreidimensionalen Nocken 242 und ein hiermit verbundenes Folgeglied 244. Eine Schubstange 246 ist am Folgeglied 244 befestigt, wodurch einer Rolle 248 eine Eingangskraft verliehen wird. Die Eingangskraft wird durch die Druckkraft ausbalanciert, welche durch die Wirkung des Atmospharendruckes hervorgerufen wird. Dieser wird über die Leitung 250 vom Anschluß 46 für das statische Rohr, das sich im Einlaß des Turbinengehäuses befindet, zugeführt.

Die Druckkraft wird im Aneroid 252 erzeugt, welches bei Veränderungen im atmosphärischen Druck, die durch Höhenveränderungen hervorgerufen werden, entweder expandiert oder kontrahiert. Diese Druckkraft wird über den Arm 254, der am Träger 256 befestigt ist, übertragen. Der Träger 256 ist verschwenkbar über den Zapfen 258 am Gehäuse befestigt. Der Zapfen 258 bildet ein Widerlager, um welches der Träger 256 verschwenkt, und zwar je nach den Kräften des Aneroids und der Bewegung der Rolle 248 zwischen dem ersten Träger 256 und einem zweiten Träger 260. Der Träger 260 ist mit einem Ende verschwenkbar am Gehäuse befestigt und besitzt ein zweites Ende, welches um das erste Ende verschwenkt. Eine Feder 262 ist zwischen dem Gehäuse und dem zweiten Träger 260 angeordnet und wirkt auf die Rolle 248 über den zweiten Träger. Hierdurch wird die Kraft des Aneroids 252 ausbalanciert.

Der erste Träger 256 weist ein erstes Ende auf, welches über einer Entlastungsöffnung 264 angeordnet ist. Diese ist mit der Kammer verbunden und drosselt die Strömung des Betriebsströmungsmittels aus der Kammer 266 in das Auslaßreservoir 128.

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Ein Kolben 268 ist in der Bohrung 270 angebracht und trennt die Kammer 212 von der Kammer 266. Ein Kanal mit einer Drossel 272 verbindet die Kammer 212 mit der Kammer 266 und ermöglicht einen geregelten Fluß des Betriebsströmungsmittels aus der Leitung 206 zur Entlastungsöffnung 264. Ein Schaft 274, der am Kolben 268 befestigt ist, erstreckt sich durch das Gehäuse 276 und verringert die effektive Fläche des Kolbens 268 in der Kammer 212, verglichen mit der effektiven Fläche des Kolbens 268 in der Kammer 266. Die Kraft, die von dem Betriebsströmungsmittel in der Kammer 266, welches auf die hierin befindliche Fläche des Kolbens 268 wirkt, erzeugt wird, wird über den Schaft 274 in die Zahnstange 278 übertragen.

Die Ausgangskraft der Zahnstange 278 wird auf ein Zahnrad 280 übertragen, welches an der Welle 282 befestigt ist. Diese befindet sich zwischen Lagern 284 und 286, welche am Gehäuse befestigt sind.

Das Zahnrad 280 weist einen Ansatz 288 auf, der sich durch ein Loch im Vorsprung 290 erstreckt. Dieser verläuft von dem dreidimensionalen Höhennocken 242 aus. Wenn die Rückkopplungskraft, welche auf die Rolle 248 über die Schubstange 246 ausgeübt wird, und die auf die Höhe ansprechende Kraft von Aneroid 252 und die variable Kraft der Feder 262 ausgewogen sind, was nur bei einer einzigen Position der Rolle 258 auf den Trägern 256 und 260 erfolgt, ist der Kolben 268 stationär; das Zahnrad 280 hält dann den Nocken 242 in einer festen Position, welche der durch das Aneroid gemessenen Höhe entspricht.

Ein Signalnocken 292, der sich auf der Welle 282 befindet, ist mit dem Höhennocken 242 verbunden. Ein Folgeglied 294 ist mit dem Si-

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gnalnocken 292 so verbunden, daß der Schieber 306 des Signalventils 210 mit einem Eingangssignal versorgt wird, welches den Fluß des Betriebsströmungsmittels aus dem Ablaß-Steuerventil 3OO zum Auslaßreservoir 128 über den Kanal 298, die Bohrung 302 und die Auslaßöffnung 304 regelt.

Der Signalnocken 292 besitzt einen Ansatz 308, der sich durch ein Loch im Vorsprung 310 erstreckt. Dieser läuft vom Kragen 312 an einem Multiplikatornocken 314 aus. Der Multiplikatornocken 314 ist ein dreidimensionaler Nocken, der als Funktion der Drehung des Zahnrades 280, hervorgerufen durch die Veränderung der Druckkräfte des Aneroids 252, verdreht wird. Die Verdrehung des Nockens 214 durch das Zahnrad 280 ist nicht linear; es ergibt sich eine größere Verdrehung bei niedrigen atmosphärischen Drucken als bei hohen atmosphärischen Drucken. Auf diese Weise wird für eine größere Genauigkeit des Brennstoff-Luft-Verhältnisses bei niedrigen Drucken gesorgt.

Die Drehung des Multiplikatornockens 314 wird vom Folgeglied 316 in die Welle 318 übertragen. Auf diese Weise erfährt der Arm 320 eine gekrümmte Bewegung, welche die Schubstange 166 an dem dem Abmeßventil 64 zugeordneten Schieberventil bewegt.

Ein Folgeglied 322, welches mit einem Programmiernocken 52 verbunden ist, verleiht der Welle 324 ein Dreh-Eingangssignal, welches über ein Joch 326 übertragen wird. Hierdurch wird dem Multiplikatornocken 314 eine Translationsbewegung verliehen, welche das Eingangssignal am Folgeglied 316 verändert. Dies entspricht der durch den Gashebel 36 angeforderten Leistung.

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Das Betriebsströmungsmittel, welches durch das Sieb 86 fließt, fließt gleichzeitig zum Vortex-Filter 93 und über die Leitung 328 zur Verbindungsstelle 330. Dort wird es auf das Ablaß-Steuerventil 300, das Pilotventil 184 und das Steuerventil 202 für die variablen Flügel über Leitungen 332 und 334 verteilt.

Das Ablaß-Steuerventil 300 besitzt ein Gehäuse mit einer Bohrung 335. Drei Bohrungen 336,338 und 340 sind mit einer Leitung 332 verbunden; eine erste Auslaßöffnung 342 ist mit der Leitung 298, eine zweite Auslaßöffnung 344 mit der Bypass-Leitung 96 über die Leitung 346 und zwei Funktionsöffnungen 348 und 354 sind über die Leitung 352 bzw. 356 mit dem Ablaß-Ventil 350 verbunden.

Ein Schieberventil 358 ist in der Bohrung 335 untergebracht. Es besitzt einen ersten Steg 360, der die öffnung 338 von der Auslaßöffnung 342 trennt. Ein zweiter Steg 362 trennt die öffnung 336 von der öffnung 354. Ein dritter Steg 364 trennt die Auslaßöffnung 344 von der Funktionsöffnung 348. Das Betriebsströmungsmittel in der Leitung 332 fließt durch die öffnung 336 und durch eine Nut zwischen den Stegen 362 und 364. Es wirkt dann auf den Kolben 366 im Ablaßventil 350 und hält die Fläche 368 am Sitz 370. Hierdurch wird ein Druckluftstrom durch die öffnung 372 zur Leitung 43 verhindert. Eine Drossel 374 in der Leitung 332 regelt den Fluß des Betriebsstromungsmittels in die Bohrung 335 durch die öffnung 340, von wo es über die Leitung 298 zum Auslaßreservoir 128 geführt wird. Der Druckabfall an der Drossel 374 läßt das Betriebsströmungsmittel auf den Steg 360 wirken und das Schieberventil 358 in der Position, die in Fig. 3 gezeigt ist, halten. Fig. 3 zeigt den Leerlaufzustand des Turbinentriebwerks·

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Das Betriebsströmungsmittel in der Leitung 334 ist mit einer Verbindungsstelle 376 verbunden und wird gleichzeitig zum Pilotventil 184 über die Leitung 378 und zum Steuerventil 202 für die variablen Flügel über die Leitung 380 geleitet.

Das Pilotventil 184 besitzt ein Gehäuse mit einer Bohrung 382. Die Bohrung 382 besitzt eine erste öffnung, die mit der Leitung 378 verbunden ist. Eine zweite öffnung 386 ist mit der Leitung 180 verbunden, welche zum Brennstoffventil 170 führt. Zwei Auslaßöffnungen 182 und 388 sind mit dem Auslaßreservoir verbunden; eine Bypassöffnung 390 ist mit der Leitung 392, welche der Haupt-Brennstoffversorgungsleitung 116 zugeordnet ist, verbunden. Ein Schieberventil 394 besitzt Stege 396,398 und 400. Es ist durch den Arm 404 mit der Welle 402 verbunden. Eine Feder 406 in der Bohrung 382 drückt das Schieberventil 394 gegen einen Anschlag, wodurch verhindert wird, daß Betriebsstromungsmittel durch die öffnung 384 gelangt, wenn das Triebwerk arbeitet. Gleichzeitig wird die Leitung 180 mit dem Auslaßreservoir 128 verbunden.

Das Steuerventil 202 für die variablen Flügel besitzt ein Gehäuse, in dem sich eine Bohrung 408 befindet. Die Bohrung 408 weist eine öffnung 410 auf, über welche die Leitung 380 mit der Bohrung 408 verbunden ist. Eine öffnung 412 ist mit der Kammer 414 des Flügelkolbens 416 über die Leitung 418 verbunden. Eine öffnung 420 ist mit der Kammer 422 des Flügelkolbens 416 über die Leitung 424 verbunden. Eine öffnung 426 ist mit dem Signalventil 210 über die Leitung 208 verbunden. Schließlich ist eine öffnung 428 mit der Versorgungsquelle des sauberen Betriebsströmungsmittels über die Leitung 204 verbunden. Ein Schieberventil 430 befindet sich in der

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Stufenbohrung 408. Es besitzt einen ersten Steg 4 32, der durch eine erste Nut 436 von einem zweiten Steg 434 getrennt ist. Ein dritter Steg 438 ist von einem vierten Steg 440 durch eine zweite Nut 442 getrennt. Das Schieberventil 430 besitzt eine Blindbohrung 444, die über eine öffnung 446 mit dem Auslaßreservoir 128 verbunden ist. Ein radialer Kanal 448 im Schieberventil 430 verbindet die zweite Nut 442 mit der Blindbohrung 444. Eine Schubstange 450 positioniert ein Schieberventil 452 in der Blindbohrung 444 gegenüber dem radialen Kanal 448. Hierdurch wird eine geregelte Strömung des sauberen Betriebsströmungsmittels aus der Leitung 208 zum Auslaßreservoir 128 über die öffnung 426, die Stufenbohrung 408, den radialen Kanal 448, die Blindbohrung 444 und die öffnung 446 geschaffen. Die Feder 454 balanciert die Kraft aus, die vom Betriebsströmungsmittel in der Bohrung 408, aus der öffnung 4 28 kommend, am Steg 440 ausgeübt wird, wodurch der Ventilschieber 430 stationär gehalten wird. Die Position des Schiebers bzw. des Pilotventils 452 wird durch ein Eingangssignal, welches vom Gashebel 36 über den Programmiernocken 52 kommt, und ein Rückkopplungssignal geregelt, welches vom Gestänge 456 kommt. Dieses positioniert die Flügel 38 im Turbinentriebwerk 10, modifiziert durch einen Nocken 458.

Der Nocken 458 ist auf einer Welle 460 angebracht, deren erstes Ende 462 im Gehäuse 66 gelagert ist und deren zweites Ende 464 sich durch das Gehäuse 66 erstreckt. Ein Ansatz 466 verläuft durch eine öffnung im Vorsprung 468 des Kragens 470, der am Nocken 458 befestigt ist, und verbindet den Nocken 458 mit der Welle 460. Eine Rückholfeder 472 ist mit einem Ende am Gehäuse 66 befestigt und mit dem anderen Ende an einer Trommel 474 befestigt, die mit der Welle 460 verbunden ist. Ein Kabel 476 ist am Gestänge 456 befestigt und

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verleiht der Welle 460 ein Drehmoment, welches der Position der Flügel 38 entspricht. Dieses wirkt gegen die Feder 472, welche die Welle 460 in eine Null-Position zurückzuführen sucht.

Ein Folgeglied 478 ist mit dem Programmiernocken 52 verbunden. Es verleiht der Welle 480 ein Dreh-Eingangssignal, welches dem Brennstoff entspricht, der bei einem, durch die Temperatur modifizierten, Leistungs-Eingangssignal benötigt wird. Ein Hebel 482 ist an der Welle 480 und am Kragen 470 befestigt. Er bewegt den Nocken 458 auf der Welle 460 gegenüber dem Ansatz 466 und liefert für den Nocken 458 ein temperatur-kompensiertes Eingangssignal.

Ein Folgeglied 484 ist mit dem Nocken 458 verbunden. Es verleiht der Welle 486 ein Drehmoment, welches der Position des Nockens gegenüber der Welle 460 und der Drehung der Welle 460 durch das Rückkoppelungssignal der Flügel 38 entspricht. Ein Hebel 490 ist mit einem Ende an der Welle 486 und mit dem anderen Ende an der Schubstange 450 befestigt. Er verleiht dem Pilot- bzw. Schieberventil 452 ein Eingangssignal, welches dem Drehmoment entspricht, das von der Welle 486 aufgenommen wird. Hierdurch wird das Schieberventil 430 in eine Stellung gebracht, in welcher es die Strömung des Betriebsströmungsmittels zum Kolben 416 regelt. Der Kolben betätigt die Flügel 38 und ändert so die Geometrie des Strömungsweges der Luft durch die Kompressorflügel 63.

Das Pilotventil 184, das auf die Bewegung des Gashebels 36 anspricht, ist mit einem Treibstoff-Abschaltventil 492 über eine Leitung 494 verbunden, die an der Leitung 180 liegt.

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Das Abschaltventil 492 besitzt einen Kolben 496, der in der Bohrung 498 der Treibstoff-Versorgungsleitung 116 liegt. Der Druck der abgemessenen Brennstoffströmung in der Versorgungsleitung 116 wirkt auf den Kolben 496 und überwindet die Kraft der Feder 500- Er hält die Fläche 502 von der öffnung 118 weg und ermöglicht eine ungedrosselte Verbindung zwischen dem Abmeßventil 64 und der Düse 3O in der Verbrennungskammer 32.

Wenn der Gashebel 36 in die Aus-Stellung gebracht wird und das Betätigungsströmungsmittel der Leitung 180 zugeführt wird, wirkt der Druck des Betätigungsströmungsmittel auf den Kolben 496 und bewegt die Fläche 502 an der öffnung 118 vorbei. Hierdurch wird der Brennstofffluß zur Verbrennungskammer 32 unterbrochen. Gleichzeitig mit der Einleitung des Betriebsströmungsmittels in die Leitung 180 bewegt sich der Steg 398 von der öffnung 390 weg und gibt die öffnung 388 zur Entlastungsleitung 392 frei. Auf diese Weise abgemessener Brennstoff in der Leitung 116 fließt hiernach durch die Leitung 392 in das Auslaßreservoir 128.

Der Brennstoff im Auslaßreservoir 128 fließt über ein Rückschlagventil 504 in die Rückführleitung 96 und wird entweder zur Brennstoff quelle oder zur Pumpe 4 2 geleitet, wo er an der öffnung 68 der Brennstoffkontrolle 34 angeboten wird. Hierdurch wird ein Brennstofffluß durch das Abmeßventil 64 aufrechterhalten, damit der für das Brennstoff-Luft-Verhältnis benötigte Brennstoff sofort verfügbar ist, wenn der Pilot vom Triebwerk Leistung benötigt.

Die oben beschriebene Brennstoff-Steuereinrichtung arbeitet folgendermaßen:

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Wenn das Turbinentriebwerk 10 angelassen wird, solange sich das Luftfahrzeug auf dem Boden befindet, oder während des Fluges nach einer ungeplanten Stillsetzung erneut gestartet wird, wird der Gashebel 36 in die Aus-Position bewegt, die in Fig. 2 ist. Hierdurch wird die Startfolge eingeleitet.

Wenn der Gashebel 36 in die Aus-Position bewegt wird, verdreht das Gestänge 506 die Welle 402 und bewegt den Programmiernocken 52 in die Stellung, die dem Brennstoffflußbedarf im Leerlauf entspricht« Der Arm 404 greift ein und bewegt den Schieber 394 so, daß Betriebsströmungsmittel, welches von der Pumpe 42 über die Leitungen 328,334,180 und 494 zugeführt wird, auf den Kolben 496 wirken kann. Hierdurch wird die Treibstoffversorgung der Düsen 30 über die Leitung 120 und an der Fläche 178 des zweiten Steges 188 des zylindrischen Teils 177 im Brennstoffventil 170 abgeschnitten. Das Betriebsströmungsmittel wirkt auf die Fläche 178 so, daß zunächst der zweite Steg 188 über die öffnung 172 bewegt wird. Hierdurch wird der Fluß sauberen Betriebsströmungsmittels in der Leitung 130 zur Kammer 230 im Zeitgebermechanismus beendet. Hiernach wird der erste Steg 186 von der öffnung 194 wegbewegt, wodurch die Kammer 230 zum Auslaßreservoir 128 hin endlüftet wird, wenn der Strömungsmitteldruck in der Kammer 228 auf den Kolben 218 wirkt und diesen in die Zeit-Startposition bewegt.

Gleichzeitig bewegt die Feder 195 das erste zylindrische Teil 174 so, daß zunächst die Kommunikation des Betriebsströmungsmittels aus der öffnung 173 zur öffnung 175 unterbrochen und die Zusatzgeräte desaktiviert werden, wenn die öffnung 175 über die öffnung 183 zum Reservoir 128 geöffnet wird. Wie in Fig. 2 gezeigt, ist die

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Blindbohrung des ersten zylindrischen Teiles mit dem Kanal 298 verbunden, wenn die radiale Bohrung auf den Kanal 299 ausgerichtet ist. Das Strömungsmittel in der Bohrung 298 wirkt hiernach auf die beiden zylindrischen Teile 174 und 177 und hält das erste zylindrische Teil 174 in einer festen Position, bis die Turbine im wesentlichen die Leerlaufdrehzahl erreicht.

Während sich der Kolben 218 bewegt, bewegt der Hebel 234 den Nocken 242 und 292 auf der Welle 282 gegenüber dem Zahnrad 280. Auf diese Weise erhält das Folgeglied 244 ein Eingangssignal, welches die Rollenanordnung 248 bewegt. Diese verschwenkt den Träger 256 um den Schwenkzapfen 258 und verändert die Strömungsbeziehung zwischen dem ersten Ende des Trägers und der Entlastungsöffnung. Hierdurch wird eine Vergrößerung des Betriebs-Strömungsmittelflusses aus der Kammer 266 in das Auslaßreservoir 128 möglich. Wenn sich die Druckdifferenz am Kolben 268 verändert, bewegt das Betriebsströmungsmittel in der Kammer 212 den Kolben 268. Auf die Zahnstange 278 wird so eine Kraft ausgeübt, welche das Zahnrad 280 auf der Welle 282 verdreht. Die Verdrehung des Zahnrades 280 wird durch den Ansatz 288 auf den Nocken 242 übertragen. Hierdurch wird das Eingangssignal verändert, welches durch das Folgeglied 244 auf die Schubstange 246 ausgeübt wird. Das der Rolle 248 vom Folgeglied 244 zugeführte Eingangssignal wird zwischen den Kräften ausbalanciert, die auf den Träger 260 von der Feder 262 und den Arm 254 durch das Aneroid 252 angelegt werden. Wenn dieser Gleichgewichtszustand eintritt, wird der Nocken 242 auf der Welle 282 verdreht. Dies reflektiert den Strömungsmitteldruck der Luft, die am statischen Rohr 46 vorbei zum ersten Kompressor 16 fließt.

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Axialkompressoren besitzen allgemein maximalen Wirkungsgrad bei nur einem Bedingungssatz, der üblicherweise bei oder nahe der maximalen Leistung bei Standardbedingungen in Meereshöhe liegt. Wenn der Kompressor bei niedrigen Drehzahlen oder im Start betrieben wird, pumpen die ersten Stufen des Kompressors 18 mehr Luft als die letzten bzw. hinteren Stufen des Kompressors 18 verarbeiten können, ohne daß turbulente Luftströmungen an den ersten Stufen entstehen. Demzufolge muß bei niedrigen Geschwindigkeiten bzw. beim Start die überschüssige Luft zur Luftleitung 43 abgelassen werden und die hinteren Stufen des Kompressors 18 umgehen. Dies geschieht dadurch, daß das Ablaßventil 350 geöffnet wird, wodurch Luft zur Luftleitung 43 in folgender Weise fließen kann.

Wenn der Zeitgeberkolben 218 den Nocken 242 auf das Zahnrad 280 zu bewegt, bewegt sich auch der hieran befestigte Nocken 292 auf dieselbe Weise. Die Translationsbewegung führt dazu, daß sich das Folgeglied 294 auf die Oberfläche 293 bewegt und dem Schieber 306 im Signalventil 210 ein Startsignal gibt, welches einen ersten Steg über der Verbindung der Leitung 206 mit der Bohrung 302 positioniert. Hierdurch wird die Kommunikation des Betriebsströmungsmittels zur Bohrung 302 unterbrochen. Ein zweiter Steg wird über die Verbindung der Leitung 298 mit der Bohrung 302 gebracht, wodurch die Kommunikation des Betriebsströmungsmittels zum Auslaßreservoir 128 durch die öffnung 304 unterbrochen wird. Die Kommunikation aus der Leitung 208 zum Auslaßreservoir 128 durch die öffnung 305 in der Bohrung 302 wird freigegeben.

Wenn der Fluß des Betriebsströmungsmittels durch die Leitung 298 unterbrochen ist, beginnt der Strömungsmitteldruck sich in der Boh-

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rung 335 in der Nähe der Öffnung 340 aufzubauen. Er erzeugt eine Druckdifferenz zwischen den Stegen 360 und 364. Diese Druckdifferenz bewegt den Schieber 358 so, daß die Kommunikation des Betriebsströmungsmittels zwischen der öffnung 336 und der öffnung 354 freigegeben wird und ein Auslaß-Strömungsweg zwischen der öffnung 348 und der öffnung 344 geschaffen wird. Das Betriebsströmungsmittel gelangt aus der öffnung 354 durch die Leitung 356 und wirkt auf den Kolben 366. Es hält die Fläche 368 vom Sitz 370 weg, wodurch Luft zur Leitung 4 3 fließen kann.

Abgesehen davon, daß das Ablaßventil 350 geöffnet wird, wodurch ein Teil der Luft vom zweiten Kompressor 18 abgeleitet wird, werden die variablen Flügel 38 bewegt. Hierdurch wird die Geometrie des Luft-Strömungsweges durch den zweiten Kompressor 18 verändert, wenn das Signalventil 210 durch die Bewegung des Nockens 292 durch den Zeitgeber-Kolben 218 auf folgende Weise betätigt wird.

Die Bewegung des Zeitgeberkolbens 218 in die Zeitgabeposition führt dazu, daß der Hebel 234 auf dem Zapfen 235 verschwenkt und der auf die Höhe ansprechende Rückkopplungsnocken 242 zum Zahnrad 280 zu bewegt wird. Da der Signalnocken 292 am Nocken 242 befestigt ist, bewegt er sich ebenfalls auf das Zahnrad 280 zu. Hierdurch kann sich das Folgeglied 294 auf die Fläche 293 bewegen und das Signalventil 306 so positionieren, daß die Kommunikation zwischen der Leitung 208 und dem Auslaßreservoir 128 über die Bohrung 302 und die öffnung 3O5 freigegeben wird. Wenn die Leitung 208 mit dem Auslaßreservoir 128 verbunden ist, wirkt das durch die öffnung 428 in die Bohrung 408 geleitete Betriebsströmungsmittel auf den Steg 440 und bewegt den Ventilschieber 4 30. Betriebsströmungsmittel in

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der Leitung 380 kann zwischen den öffnungen 410 und 420 durch die Nut 436 fließen und dem Kolben 416 ein Eingangssignal verleihen, das die Flügel 38 in eine gewölbte Stellung umpositioniert. Hierdurch wird der Luftfluß durch den zweiten Kompressor 18 begrenzt.

Wenn der Gashebel 36 von der Aus-Position wegbewegt wird, und zwar in die Start- bzw. Leerlaufposition, die in Fig. 3 gezeigt ist, dreht das Gestänge 506 die Welle 402. Hierdurch wird der Programmiernocken 52 in die Programmposition für die Leerlauf-Brennstoffströmung gebracht. Gleichzeitig bewegt sich der Arm 404 so, daß die Feder 406 das Schieberventil 394 des Pilotventils 184 in der Bohrung 382 bewegen kann. Dabei wird der Steg 398 über der öffnung 390 positioniert, wodurch der Strömungsmittelfluß in der Bypass-Leitung 392 zum Auslaßreservoir 128 unterbrochen wird. Betriebsströmungsmittel in der Leitung 180, welches auf die Fläche 178 des Tauchkolbens 174 im Brennstoffventil 170 und den Kolben 496 im Abstellventil 492 wirkt, kann durch die öffnung 386, die Bohrung 382 und die öffnung 182 im Pilotventil 184 zum Auslaßreservoir 128 fließen. Betriebsströmungsmittel kann vom Abmeßventil 64 zur Düse 30 in der Verbrennungskammer 32 durch die Leitung 120 fließen.

Wenn die Fläche 178 dem Druck des Strömungsmittel im Reservoir 128 ausgesetzt ist, wirkt das Betriebsströmungsmittel in der Blindbohrung des ersten zylindrischen Teils 174 auf das Ende des zweiten zylindrischen Teils 177. Es positioniert die beiden Stege 186 und 188 um und leitet die Zeitgabeperiode durch den Fluß des Betriebsströmungsmittel zum Zeitgebermechanismus 60 ein. Da jedoch das Betriebsströmungsmittel auf die Blindbohrung und das Ende des Steges des ersten zylindrischen Teils 176 wirkt, bleibt die Kommunika-

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tion des Betriebsströmungsmittels zu den Zusatzgeräten 600 während dieser Zeit unterbrochen.

Der Programmiernocken 52 wird durch das auf die Temperatur ansprechende Teil 50 je nach der Temperatur der Luft, welche durch den Einlaß 14 fließt, modifiziert. Diese Bewegung des Programmiernockens 52 führt dazu, daß das Folgeglied 322 die Welle 324 verdreht und den Multiplikatornocken 314 durch das Jochteil 326 bewegt. Hierdurch wird dem Folgeglied 316 ein Eingangssignal verliehen, welches den Schieber 166 bewegt. Dabei wird das Abmeßventil 64 in eine Position gebracht, welche dem Brennstoff entspricht, der zum Starten des Turbinentriebwerks 10 benötigt wird.

Der Brennstoff fließt aus dem Abmeßventil 64 durch die Leitung in die Verbrennungskammer 32 während einer Zeit, die durch den Punkt 520 auf der Start-Kurve 522 von Fig. 4 dargestellt ist. Dies gilt, wenn sich das Luftfahrzeug auf Meereshöhe und bei einem Druck von ungefähr 1 atm befindet. Dabei wird das Rohrsystem aufgefüllt und der für die Zündung geeignete Zustand hergestellt. Die Start-Kurve und die Füllzeit für das Turbinentriebwerk 10 bei einer Höhe, die sich von Meereshöhe unterscheidet, ist in Fig. 4 durch die Kurve 522' und durch den Punkt 52O¹ gezeigt.

Wenn die Leitung 180 zum Auslaßreservoir 128 geöffnet wird, wird das Betriebsströmungsmittel in der Leitung 2 98 der Blindbohrung des ersten zylindrischen Teils 174 über den Kanal 299 zugeführt. Das Betriebsströmungsmittel wirkt auf das Ende des zweiten zylindrischen Teiles 177 des Brennstoffventil 170 und bewegt den Steg an der öffnung 172 vorbei und den Steg 186 zur benachbarten öffnung

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194. Betriebsströmungsmittel kann in der Leitung 196 zur Kammer des Zeitgeberkolbens 218 fließen und eine Kraft entwickeln, welche den Kolben 218 auf die Kammer 228 zu bewegt. Die Strömungsrate in der Leitung 196 zur Kammer 230 wird dabei durch die Drossel 198 geregelt, welche die Zeitperiode für den Start-Zyklus festlegt.

Die Bewegung des Kolbens 218 auf die Kammer 228 zu läßt den Hebel 234 auf dem Zapfen 235 verschwenken und den Rückkopplungsnocken 242 sich vom Zahnrad 280 wegbewegen. Wenn sich der Nocken 242 vom Zahnrad 280 wegbewegt, verändert das Folgeglied 244 die Position der Rolle 248 so, daß sich eine entsprechende Veränderung des Flusses des Betriebsströmungsmittels durch die Entlastungsöffnung ergibt. Hiernach wirkt das Betriebsstromungsmittel in der Kammer 266 auf den Kolben 268, wodurch die Zahnstange 278 ein lineares Eingangssignal erhält. Diese wirkt auf das Zahnrad 28O und verdreht über den Ansatz 288 den Nocken 242. Eine Verdrehung des Nokkens 242 wird durch die innere Verbindung des Signalnockens 292, den Ansatz 308, den Signalnocken 314, das Folgeglied 316, die Welle 318 und den Arm 320 auf das Schieberventil 166 übertragen. Es stellt sich eine Brennstoffströmung ein, die vom Programmiernocken 52 angefordert wird, mit einer Modifikation, welche der Höhe und der Sicherheitszeit entspricht, welche zur Darbietung des Brennstoffes an der Verbrennungskammer 32 eingehalten wird.

Wenn sich der Kolben 218 dem Ende der Kammer 228 nähert, bewegt sich das Folgeglied 294 von der Fläche 293 am Signalnocken 292 zur Fläche 295, was in Fig. 4 für Meereshöhe durch den Punkt 524 und durch den Punkt 524* für eine Höhe, die sich von Meereshöhe unterscheidet, dargestellt ist. Wenn sich das Folgeglied 294 von

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der Fläche 293 zur Fläche 295 bewegt, unterbricht der hieran befestigte Schieber 306 die Verbindung zwischen der Leitung 208 und dem Auslaßreservoir 128 durch die öffnung 305 und leitet die Kommunikation von Betriebsstromungsmittel in der Leitung 206 ein. Hierdurch kann das Steuerventil 202 vom Programmiernocken 52 positioniert werden. Hiernach positioniert das Steuerventil 202 die variablen Flügel 38 durch Bewegung des Kolbens 416.

Gleichzeitig wird die vom Ablaßventil 300 ausgehende Zeit-Leitung 298 zum Auslaß-Reservoir 128 durch die Bohrung 302 und die öffnung 304 geöffnet. Das Betriebsstromungsmittel in der Bohrung 335 kann durch die öffnung 342 fließen. Wenn das Betriebsstromungsmittel aus der öffnung 342 fließt, baut sich in der Bohrung 335 ein Druck auf. Dieser wirkt auf die Fläche 360 des Steges 358 und bewegt den Steg 362 in eine Position, in welcher Strömungsmittel vom Kolben 366 über die Leitung 356 abgelassen und eine Kommunikation des Betriebsströmungsmittels zum Kolben 366 über die Leitung 352 eingeleitet wird. Hierdurch wird die Fläche 368 am Sitz 370 gehalten und der Luftstrom durch das Ablaßventil 350 unterbrochen.

Wenn das Betriebsstromungsmittel in der Leitung 298 zum Reservoir 128 hin abgelassen ist, fließt das Betriebsstromungsmittel in der Blindbohrung durch den radialen Kanal in den Kanal 299. Hiernach wirkt das Betriebsstromungsmittel auf die Fläche in der Nähe des Endes 176 des ersten zylindrischen Teiles 174 und bewegt das erste zylindrische Teil 174 so, daß die Kommunikation zwischen den öffnungen 175 und 183 beendet wird. Die Kommunikation zwischen den öffnungen 173 und 175 wird freigegeben, worauf die Zusatzgeräte mit Betriebsstromungsmittel versorgt werden.

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Wenn der Zeitgeber-Kolben 218 die Unterseite der Kammer 228 berührt, dargestellt durch die Punkte 526 und 526' in Fig. 4 für Meereshöhe und eine bestimmte Flughöhe, steuern das Eingangssignal des Aneroids 252 der Höhen-Kompensationseinrichtung 62 und die Position des Programmiernockens 52 durch die Temperatur-Kompensationseinrichtung 50 die Brennstoffzumessung zur Verbrennungskammer 32 über die Position des Abmeßventils 64. Hiernach kann die Leistung durch Bewegung des Gashebels 36 verändert werden, wie dies zur Führung des Luftfahrzeuges benötigt wird.

Die Zeit, die erforderlich ist, um das Turbinentriebwerk auf Leerlaufdrehzahl zu bringen, variiert als Funktion der Höhe, wie in Fig. 4 für Meereshöhe und eine Flughöhe durch die Punkte 526 bzw. 526' gezeigt ist. Da der Zeitgebermechanismus 60 an die Funktion des Höhenkompensators 62 geknüpft ist, wird das optimale Programm der Brennstoffströmung der Verbrennungskammer 32 des Turbinentriebwerks 10 beim Anlassen zugeführt, gleichgültig, ob das Turbinentriebwerk 10 auf Meereshöhe oder irgendeiner darüber liegenden Höhe gestartet wird.

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Claims

Patentansprüche

( 1.)Brennstoff-Steuereinrichtung für ein Turbinentriebwerk, welches einen Kompressor mit einem Ablaß-Ventil und einer Einrichtung zur Variation der Geometrie besitzt, die auf ein Steuergerät anspricht und hiernach die Strömungsrate des Brennstoffs, der durch eine Leitung dem Turbinentriebwerk zugeführt wird, als Funktion des atmosphärischen Drucks und der Temperatur der Luft, welche dem Kompressor zugeführt wird, entsprechend einem Eingangssignal der Bedienungsperson regelt, dadurch gekennzeichnet, daß sie umfaßt: eine Start-Steuereinrichtung (60), welche den Brennstofffluß zum Turbinentriebwerk als Funktion der Zeit programmiert, wenn das Steuergerät (36) aus der Aus-Stellung in eine Leerlaufstellung bewegt wird, wodurch das Turbinentriebwerk in Funktion gesetzt wird, wobei die Start-Steuereinrichtung (60) auf zwei Kompensationseinrichtungen (50,62) anspricht, wel-

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ORIGINAL INSPECTED

ehe die genannte Funktion der Zeit entsprechend Veränderungen in der Temperatur bzw. in der Höhe modifizieren.

2. Brennstoff-Steuereinrichtung nach Anspruch 1, bei welcher das Steuergerät einen Programmiernocken umfaßt, der auf einer Welle angeordnet ist und in Wirkverbindung mit einem Gashebel steht und eine Fläche besitzt, welche dem Brennstoff-Luft-Verhältnis entspricht, mit dem Brennstoff dem Turbinentriebwerk zur Erzielung der verlangten Leistung zugeführt wird, wobei die erste Kompensationseinrichtung eine Sonde umfaßt, welche die Temperatur der dem Kompressor zugeführten Luft mißt und ein Temperatursignal erzeugt,sowie eine Einrichtung, welche auf das Temperatursignal anspricht und hiernach den Programmiernocken auf seiner Welle so bewegt, daß das Brennstoff-Luft-Verhältnis, welches von der Gashebelposition verlangt wird, modifiziert wird, und wobei die zweite Kompensationseinrichtung einen Höhennocken umfaßt, der auf einer weiteren Welle angeordnet ist und in Wirkverbindung mit einem Zahnrad steht und eine Fläche besitzt, welche der Höhe entspricht; wobei ein Kolben in einer Bohrung angeordnet ist und in Wirkverbindung mit dem Zahnrad zu dessen Verdrehung steht und ein auf die Höhe ansprechendes Teil mit dem Höhennocken über ein Folgeglied verbunden ist und zur Steuerung der Betätigung des Kolbens als Funktion des atmosphärischen Druckes ausgebildet ist, wobei der Höhennocken weiter in Wirkverbindung mit einem Multiplikatornocken steht, der seinerseits durch seine Bewegung die Position des Abmeßventils der Brennstoff-Regeleinrichtung steuert, dadurch gekennzeichnet, daß die Start-Steuereinrichtung (60) einen Zeitgeberkolben (218) umfaßt, der verschiebbar innerhalb eines Hohlraumes angeordnet

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ist und diesen Hohlraum in zwei Kammern unterteilt, die beide mit einem Betriebsströmungsmittel versorgt werden, daß ein Schaft (224) an dem Zeitgeberkolben befestigt ist und dessen effektive Fläche in einer (228) der beiden Kammern verglichen mit der anderen Kammer (230) verringert; daß ein Gestänge den Schaft mit dem Programmiernocken (52) des Steuergerätes und dem Höhennocken (242) der zweiten Kompensationseinrichtung derart verbindet, daß das Abmeßventil (64) in eine optimale Brennstoff-Strömungsposition bewegt wird, wodurch das Turbinentriebwerk gestartet wird, wenn der Gashebel (36) aus der Aus-Stellung in die Leerlaufstellung bewegt wird.

3. Brennstoff-Steuereinrichtung nach Anspruch 1 und 2, bei welcher das Steuergerät weiter ein Pilotventil umfaßt, welches mit dem Gashebel und mit einer Quelle des Betriebsströmungsmittels verbunden ist und auf eine Bewegung des Gashebels in die Aus-

das
Stellung dadurch anspricht, daß Betriebsströmungsmittel ein Rückstell-Startsignal entwickelt, wobei ferner ein Abstell-Ventil mit der Leitung verbunden ist, über welche der Brennstoff dem Turbinentriebwerk zugeführt wird, und auf das Rückstell- Startsignal dadurch anspricht, daß es den Brennstofffluß zum Turbinentriebwerk unterbricht, dadurch gekennzeichnet, daß die Start-Steuereinrichtung (60) weiter ein Brennstoff-Ventil (170) enthält, welches mit dem Pilotventil (184) und der zweiten Kammer (230) des Zeitgeberkolben-Hohlraumes verbunden ist und auf das Rückstell-Startsignal dadurch anspricht, daß die Kommunikation des Betriebsströmungsmittels in die zweite Kammer (230) unterbrochen und Betriebsströmungsmittel in die erste Kammer (228) zugelassen wird, wodurch der Zeitgeberkolben (218)

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aus einer inaktiven Position in eine Rückstellposition bewegt wird; daß die zweite Kompensationseinrichtung (62) auf die Bewegung des Zeitgeberkolbens (218) anspricht, indem sie dem Gestänge eine Drehbewegung verleiht, wodurch das Abmeßventil (64) in eine Position bewegt wird, welche dem Brennstofffluß entspricht, der zum Starten des Turbinentriebwerks benötigt wird.

4. Brennstoff-Steuereinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Gestänge einen ersten Hebel (234) umfaßt, der gelenkig so montiert ist, daß er den Schaft (224) des Zeitgeberkolbens (218) mit dem Höhennocken (242) der zweiten Kompensationseinrichtung (62) derart verbindet, daß dieser Nocken axial bei einer Bewegung des Zeitgeberkolbens bewegt wird, sowie einen zweiten Hebel (326) , der gelenkig so montiert ist, daß er ein Programmier-Folgeglied (322), welches dem Programmiernocken (52) des Steuergerätes zugeordnet ist, mit dem Multiplikatornocken (314) verbindet, wodurch letzterer Nocken axial bewegt wird und diesem ein Brennstoff-Luft-Verhältnis abverlangt, welches von der Temperatur modifiziert ist.

5. Brennstoff-Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, bei welcher die Betätigung des Kolbens der zweiten Kompensationseinrichtung dadurch erreicht wird, daß der Druck des Betriebsströmungsmittels, welches auf eine Fläche wirkt, durch Steuerung des Flusses durch eine Entlastungsöffnung, die hiermit verbunden ist, moduliert wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Fluß durch die Entlastungsöffnung (264) durch die Position eines ersten Trägers (256) geregelt wird, der gelenkig montiert und sowohl mit dem auf die Höhe ansprechenden Teil (252)

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als auch mit dem Folgeglied (244) verbunden ist, d.h., sowohl als Funktion des atmosphärischen Drucks als auch der Position des Höhennockens (242) auf seinem Schaft, modifiziert durch die Bewegung des Zeitgeber-Kolbens (318), geregelt ist.

6. Brennstoff-Steuereinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Folgeglied (244) mit dem ersten Träger (256) über eine Rolle (248) verbunden ist, welche zwischen dem ersten Träger (256) und einem zweiten Träger (260) liegt, der von einer Feder so beaufschlagt ist, daß er sich der Wirkung des auf die Höhe ansprechenden Teiles (252) widersetzt, wodurch die Bewegung der Rolle eine Variation der Strömung durch die Entlastungsöffnung (264) hervorruft, die ihrerseits dazu führt, daß der Kolben (268) auf das Zahnrad (280) ein Drehmoment ausübt, wodurch der Höhennocken (242) verdreht und die Rolle auf eine Stellung umpositioniert wird, in welcher die Kraft, die vom auf die Höhe ansprechenden Teil kommt, durch die Kraft der Feder ausbalanciert wird.

7. Brennstoff-Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Signalnocken (292) enthält, der am Höhennocken (242) befestigt ist, sowie ein zweites Folgeglied (294), welches mit dem Signalnocken verbunden ist und ein Betriebssignal für das Ablaß-Ventil (350) und die Einrichtung zur Variation der Geometrie erzeugt, welches dem Anlassen des Turbinentriebwerkes dient.

8. Brennstoff-Steuereinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein erstes Schieberventil (300) enthält, wel-

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ches die Kommunikation des Ablaß-Ventils (350) entweder mit Betriebsströmungsmittel oder mit einem Ablaß-Reservoir regelt, sowie ein zweites Schieberventil (202), welches die Kommunikation der Einrichtung zur Variation der Geometrie entweder mit Betriebsströmungsmittel oder mit einem Ablaß-Reservoir regelt, wobei beide Schieberventile durch das zweite Folgeglied (294) über ein Signalventil (210) geregelt werden.

9. Brennstoff-Steuereinrichtung nach Anspruch 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Einrichtung (476,474,458,484,490) enthält, welche dem zweiten Schieberventil (202) ein Rückkopplungssignal zuliefert, welches für die tatsächliche Position der Einrichtung zur Variation der Geometrie steht.

10. Brennstoff-Steuer einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die das Rückkopplungssignal erzeugende Einrichtung einen Nocken (458) für die variable Geometrie und ein zugeordnetes Folgeglied (484) enthält, wobei der Nocken als Funktion der tatsächlichen Position der Einrichtung zur Variation der Geometrie verdreht wird und außerdem axial als Funktion der Position des Programmiernockens (52) des Regelgerätes bewegbar ist.

.Brennstoff-Steuereinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Pilotventil (184) eine Bypass-Leitung enthält, welche den aus dem Abmeßventil (64) austretenden Brennstoff fluß mit dem Ablaß-Reservoir verbindet, wenn der Gashebel (36) sich in der Aus-Position befindet, und den Fluß des Betriebsströmungsmittels zum Brennstoff-Ventil (170) beendet,

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wenn der Gashebel in die Leerlaufposition bewegt wird, wonach sich das Brennstoff-Ventil (170) so bewegt, daß Betriebsströmungsmittel zur zweiten Kammer (230) fließt und den Zeitgeberkolben (218) in die inaktive Position innerhalb einer Zeitperiode bewegt, die gleich der optimalen Startbedingung des Turbinentriebwerkes bei dem herrschenden atmosphärischen Druck und der Temperatur ist.

12.Brennstoff-Steuereinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Brennstoff-Ventil (170) auf das Rückstell-Startsignal hin auch die Kommunikation des Betriebsströmungsmittels zu etwaigen Zusatzgeräten (600) unterbricht, die dem Turbinentriebwerk zugeordnet sind, und dann die Strömungsmittelkommunikation unterbrochen hält, bis die Turbine im wesentlichen die Leerlaufdrehzahl erreicht.

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