DE3008690A1

DE3008690A1 - Aufhaengung fuer mantelstrom-gasturbinentriebwerke

Info

Publication number: DE3008690A1
Application number: DE19803008690
Authority: DE
Inventors: Douglas John Nightingale
Original assignee: Rolls Royce PLC
Current assignee: Rolls Royce PLC
Priority date: 1979-03-10
Filing date: 1980-03-06
Publication date: 1980-09-11
Also published as: FR2451461A1; FR2451461B1; GB2044358A; IT8020481A0; US4326682A; GB2044358B; JPS55123318A; IT1130018B

Description

PATBMTAUWALT

DIPL. ING. K. HOMES ΪΗΙΙ/ΓΡΡΓΝΕ-WELSEI!-8IJSAGSE 14 8900 AUGSBUIiG

TELEFON 610475

ESCSOS FCiOl d

R.1049

Augsburg, den 4. März 1980

holls-Royce Limited, 65 üuckingham Gate, London SWlE 6äT, England

Aufhängung für Mantelstrom-Gasturbinentriebwerke

Die Erfindung betrifft eine Aufhängung für Mantelstrom-Gasturbinentriebwerke nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine bekannte Triebwerks aufhängung dieser Art weist eine vordere und eine hintere Halterung auf, die das Triebwerk an einer vorderen Stelle und an einer hinteren dtelle des Triebwerks seitlich an einem auf einer beite des

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Triebwerks befindlichen, radial außerhalb des i'rieowerksaußengehäuses gelegenen Triebwerksträger haltern. Auf der dem Triebwerksträger zugewandten Seite des Triebwerks ist eine Zugverstrebung vorgesehen, aie scnräg zur Triebwerks achse verläuft und im üereicn der vorderen rialterungsstelle des Triebwerks mit dem Triebwerksinnengehäuse und im Bereich der hinteren Halterungsstelle des Triebwerks mit uem Triebwerksträger verbunden ist. Der 3chubumkehrer ist bei der bekannten Trieowerksaufhängung an der vorderen Triebwerkshalterung genaltert.

Die vorderen und hinteren Triebwerkshalterungen nehmen auf das TrieDwerk wirKende Seitenkräfte auf. Die genannte Zugverstrebun_& nimmt dagegen den vom Triebwerk erzeugten Vorwärtsschub sowie bei im Betrieb oefinalichem Schübumkehrer den Umkehrschub auf. Die Schräglage der Zugverstrebung erleichtert die Vermeidung von auf das Innengehäuse wirkenden Biegespannungen.

Wenn das Außengehäuse des Triebwerks eine so große axiale Länge haben soll, daß es nach hinten über die rückwärtige Halterungsstelle des Triebwerks hinausragt und sich der Schubumkehrer hinterhalb dieser hinteren Halterungsstelle befindet, reicht die genannte Zugverstrebung, nicht aus, den im Schubumkehrbetrieb auftretenden Umkenrschub

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aufzunehmen, ohne daß auf das Innengehäuse wirkende Biegespannungen auftreten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das eben erläuterte Problem der Aufnahme des Umkehrschubes ohne Biegebeanspruchung des Innengehäuses bei langem Außengehäuse zu bewältigen.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die im kennzeicnnenden Teil des Anspruchs 1 angegebene Anordnung gelöst.

Bei der erfindungsgemäßen Anordnung nimmt die erstgenannte, auf der Seite des Triebwerksträgers befindliche Zugverstrebung im normalen Vorwärtsschubbetrieb des Triebwerks den Vorwärtsschub auf. Bei Umkehrschubbetrxeb wird die auf der dem Triebwerksträger zugewandten Triebwerksseite wirkende Schubkomponente unmittelbar vom Triebwerksträger aufgenommen, während die auf der anderen, vom Triebwerksträger abgewandten Triebwerksseite wirkende Schubkomponente von der weiteren, auf dieser anderen Triebwerksseite befindlichen Zugverstrebung mittelbar über die erstgenannte Zugverstrebung auf den Triebwerksträger übertragen wird. Die erfindungsgemäße Anordnung vermeidet Biegebeanspruchungen

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des Triebwerksinnengehäuses durcn die auf der vom Triebwerksträger abgewandten Triebwerksseite wirkende Scnubkomponente im Schubumkehrbetrieb.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend mit Bezug auf die anliegenden Zeichnungen mehr im einzelnen beschrieben. Es zeigt:

Fig. 1 Eine vom Triebwerkstrager her ge

sehene Seitenansicht eines teilweise aufgeschnittenen Gasturbinentriebwerks mit einer Triebwerksaufhängung nach der Erfindung,

Fig. 2 eine Draufsicht auf die in Fig. 1

gezeigte Anordnung,

Fig. 3 einen Querschnitt in der Ebene XII-IlX

in Figo 1, der die Ausoildung der TriebwerKsaufnängung im bereicn uer vorderen halterungsstelle zeigt, una

Fig. 4 einen Querschnitt in der Ebene IV-IV

in Fig. 1, der die Ausbildung der Triebwerksaufhängung im bereicn aer hinteren rialte rungs stelle zei^t.

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rSei deal aargestellten Trie ο werk handelt es sich uia ein ilautelstrom-ijasturbirientriebwerk für Flu^zeu^e, das gemäß üen Fife. 3 urid 4 seitlich an einem Triebwericsträjer 1 am hinteren Rümpfende eines Flugzeugs gehaltert ist.

Das Triebwerk v/eist ein uebla.se 2 auf, welchem durch einen Lufteinlauf 3 Luft zuströmt. jJin Teil des vom Gebläse 2 geförderten verdichteten Luftstroms tritt in einen üocndruckverdichter eines ßasistriebwerks 4 ein, das von einem Mantelstromkanal und dem diesen außen begrenzenden Triebwerksaußengenäuse 5 umschlossen ist. Der ADkasstrahl des Basistrieüwerks 4 tritt durch eine an dessen xJnde an^eoronete Strahldüse 6 aus, und der das Basiötrisbwerl. 4 außen umströmende Ii ante 1st rom tritt durch eine die otrahldüse 6 des Ji as is trie D we rKS Koaxial umschließende Düse 7 aus dem Triebwerk aus. Der vom Trieowerk erzeugte (Jesamtvorv/irtsschub ergibt sich als Resultierende uer he akti ons Schubkomponente aes aus der uüse b aes ^asistriebwerks austretenaen Ab_&asstrahls und "der iteaktionsschubkomponente des aus der Düse 7 austretenaen teIstroms.

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uas iiasiötriöowerK 4 ist von eiaea Trieo.v^rKoenäuse 4Λ umschlossen, zwischen wclcnen. und ue;.,

koaxiale.L, i,;> querschnitt ringförmigen Tri iO!;et':^- aubengehäuse 5 eier !•iaritulötroi.'ikanai geuilaet iot. uas Triebwerksinnengenäuse 4A ist mittels einer vorderen, in i'"it,· 3 gezeigten iialterun_o und einer hinteren, in rit,. η ^ezei^ten xialterun^ seitlich am Trieuv/erKStrujor 1 jj.idlh^r Die vordere halterung (i''it>· 3) weist einen das Triebvierkoaußen^ehäuse 5 unschlie^enuen liaiterin^ ^, diesen seitlicn mit dera Triebwerksträ^er 1 verbindende otreben ^A una einen unmittelbar zwischen dem Halte rin^ ^ una de^i Trie D wertesträger 1 angeordneten Uelenkzapfen yß auf. Das TrieowerKS-innengehäuse 4A una das Triebv/erksauioengehäuse ^ sind urater einander durch radiale, als οtatοrscnaufein ausgebilaete otreben yc verbunaen. Die nintere Halterung (Fig. 4) weist einen Haltering 10 auf, der das, das BasistriebwerK 4 umschließende Triebwerksinnengehäuse 4A umgreift und aber Streben 8 und ein Verbindungsteil 17 mit dem Triebwerksaußengehäuse 5 und dem Triebwerks träger 1 verbunden ist.

Am hinteren xinde des Triebwerksaußengehäuses 5 ist ein Schubumkehrer angeordnet, der aus zwei symmetrischen, teilzylindrischen Schalen 11 besteht, die in ihrer eingefahrenen Ruhestellung, die in den Fig. 1 und 2 durch

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gestrichelte Linien angedeutet ist, einen Teil des stromabwärtigen Endbereiches der Außenwand des Triebwerksaußengehäuses 5 bildet. Die beiden Schubumkehrerschalen 11 sind gelenkig mit einem axial verschiebbaren Betätigungsgestänge verbunden, das mittels zweier auf beiden Seiten des Triebwerksaußengehäuses angeordneten hydraulischen Betätigungsantrieben 12 verschiebbar ist. Das an sich bekannte Betätigungsgestänge für Schubumkehrerschalen 11 weist Lenker 13 auf, die an den stromauf wärtigen Enden der S chub umkehrerschalen angelenkt und derart angeordnet sind, daß sie bei Betätigung der hydraulischen Betätigungsantriebe 12 die Schubumkehrerschalen 11 axial rückwärts aus ihrer Ruhestellung verschieben und gleichzeitig um an ihren stromabseitigen Enden angeordnete Drehgelenke in die Schubumkehrstellung schwenken, die in den Fig. 1 und 2 mit Vollinien gezeichnet ist und in welcher die beiden Schubumkehrerschalen im Strömungsweg des Abgasstrahls des Basistriebwerks 4 und des Mantelstroms liegende Umlenkflächen bilden. Durch die Umlenkung der aus dem Basistriebwerk und dem Mantelstromkanal austretenden Strömungen wird ein umgekehrter Schub erzeugt.

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Auf der dem Triebwerksträger 1 zugewandten Triebwerksseite ist das Innengehäuse 4A mit dem Triebwerksträger 1 durch eine Zugverstrebung 14 verbunden, die schräg zur Triebwerksachse zwischen am Innengehäuse 4A angeordneten Halteösen 16 und dem Verbindungsteil 17 verläuft, über welches sie mit dem Triebwerksträger 1 verbunden ist. Die Halteösen 16 sind neben dem Haltering y angeordnet. Das Verbindungsteil 17 befindet sich an einem Haltering 18, der das Außengehäuse 5 umschließt und dieses mit dem Verbindungsteil 17 verbindet.

An einer bezüglich der Zugverstrebung 14 diametral gegenüberliegenden Stelle des Triebwerks ist eine weitere Zugverstrebung 15 angeordnet, die zwischen Halteösen 16A des Innengehäuses 4A und einem Verbindungsteil 17A verläuft, welch letzteres am Haltering 18 befestigt ist.

Der im normalen Triebwerksbetrieb vom Trieowerk erzeugte Vorwärtsschub wird über die Zugverstrebung 14 auf das Verbindungsteil 17 übertragen, während die Streben ^ auf Druck beansprucht werden. Die Schräglage der Zugverstrebung 14 ist so gewählt, daß die Wirkungslinie der durch sie übertragenen Kraft die Triebwerksachse im

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wesentlichen in der Ebene der Streben 9A schneidet, so daß eine Biegebeansprachung des-Innengehäuses 4A zwischen der vorderen Halterung und der hinteren Halterung vermieden wird. Der Gelenkzapfen 9B besitzt begrenzte AxialverschiebDarkeit und stellt eine normalerweise unnötige, nur aus Sicherheitsgründen vorgesehene Sicherheitsverbindung dar.

Die beiden S chub umkehrerschalen 11 sind jeweils mittels der Lenker 13 mit zwei beiderseits des Außengehäuses 5 angeordneten Armen HA verbunden, die sich hinterhalb des Halterings 18 befinden und an diesem befestigt sind. Die Betatigungsantriebe 12 sind in der in den Fig. 1 und 2 dargestellten Weise an den Armen HA montiert. Bei in die SchubUmkehrstellung ausgefahrenen Schubumkehrerschalen wird der sich ergebende Rückwärtsschub P in Form zweier Komponenten Fl und F2 durch die beiden Arme HA in den Haltering 18 geleitet. Auf der dem Triebwerksträger 1 zugewandten Seite des Außengehäuses wird die Rückwärtsschubkomponente Fl vom Verbindungsteil aufgenommen. Auf der anderen, vom Triebwerksträger 1 abgewandten Seite des Außengehäuses wird die andere Rückwärtsschubkomponente F2 als Zugkraft in die Zugverstrebung übergeleitet. Die Schräglage der Zugverstrebun_& 15 hat

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zur Folge, daß im Haltering 18 und in der Zugverstrebung 14 jeweils eine vom Verbindungsteil 17 aufgenommene Druckkomponente und in den Streben 9A jeweils eine Zugkomponente auftritt. Die sich aus dem Vorwärtsschub ergeoenden Kräfte sind natürlich immer noch vorhanden, werden jedoch teilweise durch die aus dem Rückwärtsschub resultierenden Kräfte aufgehoben, d.h. die aufgrund des Rückwärtsschubes in der Zugverstrebung 14 auftretende Druckkomponente hebt mindestens teilweise die in dieser Zugverstrebung wirkende Zugkraft auf. Außerdem ist zu bemerken, daß die Streben 8 und 9A in Richtung der Triebwerks achse frei winkelbeweglich sind und keine Axialkräfte aufzunehmen brauchen.

Eine Analyse der in der Triebwerks aufhängung auftretenden Kräfte zeigt, daß die maximalen Beanspruchungen in den beiden Zugverstrebungen 14 und 15 im wesentlichen gleich groß sind. Das bedeutet, daß sich die Anordnung zur Aufhängung des Triebwerks an beiden Seiten eines Flugzeugrumpfes gleichermaßen eignet. Ledi_alic^ die aao Triebwerk tatsächlich mit dem Triebwerksträger verbindenden Konstruktionsteile müssen auf der betreffenden Triebwerksseite angeordnet sein.

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Zwischen den beiden Halteringen 9 und 18 werden keine Prüfte durch das Triebwerksaußen^e-iäuse j übertragen. Demzufolge kann das Außengenäucse Ό zwiscaen diesen beiden Malteringen zweckmäßigerweise mit Klappen bzw. Deckeln zur Zugäriglichmachung des Basistriebwerks ausgestattet sein, ohne daß dadurch festigkeitsmäßige Probleme auftreten.

Die auf die Düse 7 wirkenden Rückwärtskräfte werden stets vom Haltering 18 und von der Zugverstrebung 15 in der gleichen Weise wie die beim Ausfahren der 8chubumkehrerschalen 11 in die Schubumkehrstellung auftretenden Rückwärtsschubkräfte übertragen und bewirken dadurch die teilweise Aufhebung von in anderen Bauteilen wirkenden Vorwärtskräften.

Der S chub umkehre r kann auch in an sich bekannter Weise zusätzliche, in ihrer Ruhestellung im Außengehäuse eingebettete Strömungsumlenkklappen 19 aufweisen.

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Claims

Patentansprüche

Ml) Aufnangun_fa für MantGlstrom-iiasturoineatrieDwerKe, die ein von einem Innengehäuse umscnlossenes ßasistriebwer±c, ein von diesem angetrieocnes und stromauf dessexüwi angeordnetes Geblase und eine:, α-χζ LasistriebwerK umgebenden, von einem Außengehüuse umscnlossenea wante 1-stromkanal sowie einen am hinteren unde des Auiäengenäuses angeordneten '6 cn üb umkehre r aufweisen, mit einer vorderen Halterung unct einer hinteren Halterung, welcne das i'rieowerk an einer vorderen Jtialterungostelle bzw. einer hinteren nalterungsstelle seitlich an einem auf einer Seite des i'rieowerks und radial außerhalb des Außengehäuses befindlichen Triebwerksträger ηaltern, und mit einer auf der dem Triebwerksträger zugewandten Triebwerksseite angeordneten, schräg zur Triebwerksachse verlaufenden Zugverstrebung, die an der vorderen Halterungsstelle mit dem Innengehäuse und an der hinteren Halterungsstelle mit dem Triebwerksträger verbunden ist, gekennzeichnet durch eine weitere, auf der vom Triebwerks träger (1) abgewandten Triebwerksseite angeordnete, ebenfalls schräg zur Triebwerksachse verlaufende Zugverstrebung (Ip), ciie an der vorderen Halterungsstelle mit dem Innengehäuse (4A) und an der hinteren H alte rungs stelle mit dem Außengehäuse (^₃)

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verbunden ist, und durch eine Schubumkehrer-Tragkonstruktion (HA), welche den Scnuoumkehrer (11) hinterhalb der hinteren Halterungsstelle am Außengehäuse (5) naltert.
2. TriebwerKSaufhängung nacn Anspruch 1, dadurch gekennzeicnnet, daß die hintere nalterun^ einen Haltering (18), der im wesentlicnen im Ringquerschnitt des Außengehäuses (5) liegt, weiter diesen Haltering an diametral gegenüberliegenden Stellen mit aen beiden Zugverstrebungen (14, 15) verbindende Verbindungselemente und eine den Haltering mit dem Triebwerksträger (1) verbindende Verbindung (17) aufweist.
3. Trieowerksaufhängung nach Anspruch 1 oder 2, dadurcn gekennzeichnet, daß die Scnubumkehrer-Tragkonstruktion zwei von der hinteren Halterung (18) aus nach hinten ra&ende, beiderseits des Triebwerks angeordnete Tragarme (11A) aufweist.
4. Triebwerksaufhängung nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß an den Tragarmen (HA) rietätigungsantriebe (12) zur Schub Umkehrerbetätigung angebracnt sind.

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5. Triebwerksaufhängung nach Anspruch 2, aadurcn gekennzeichnet, daß eine das hintere Ende des Außengehäuses (5) bildende 3tranldüse (7) derart an dem naltering (18) befestigt ist, aaß auf sie wirkende huckwärtskräfte auf den Haltering übertragen werden.
6. Triebwerkshalterung nach einem der Ansprüche 1 bis 5 j dadurch gekennzeicnnet, aaß der ochubumKenrer in das Außengehäuse (5) eingebaute Strömungsumlenkklappen (19) aufweist.

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