DE3039869A1 - Triebwerksgondelaufbau - Google Patents
TriebwerksgondelaufbauInfo
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Description
303986S
Patentanwälte Dipi.-1n&. Curt Wallach
Dipl.-lng. Günther Koch
Dipl.-Phys. Dr.Tino Haibach
-3- Dipl.-lng. Rainer Feldkamp
D-8000 München 2 · KaufingerstraBe B ■ Telefon (0 89} 24 02 75 · Telex 5 29 513 wakai d
Datum: 22. Oktober I98O
Unser Zeichen: Ij 028 - Κ/Αρ
Anmelder: Rolls-Royce Limited
Buckingham Gate
London SWlE 6AT
England
London SWlE 6AT
England
Titel: Triebwerksgondelaufbau
130019/0797
-H-
Die Erfindung bezieht sich auf einen Triebwerksgondelaufbau
für ein Gasturbinentriebwerk.
Die Ausbildung des Triebwerksgondelaufbaus, in dem ein
Gasturbinentriebwerk montiert ist, kann einen wesentlichen Einfluß auf Wirkungsgrad und Lebensdauer des Triebwerks
ausüben. Feben den- aerodynamischen Betrachtungen, die natürlich von größter Wichtigkeit sind, muß der Gondelaufbau
gewichtstnäßig leicht sein und er sollte unterstützend
gegen Verbiegungen des Triebwerks wirken, die ein zu hohes Spiel zur Folge heben könnten und den Wirkungsgrad
bzw. die Leistung des Triebwerks verändern und verschlechtern könnten.
Gemäß der Erfindung wird ein kombinierter Triebwerksgondel
aufbau geschaffen, der sich durch ein vernünftig geringes Gewicht auszeichnet, eine ausgezeichnete Steifheit
besitzt und das Triebwerk, selbst verstärken kann.
Die Erfindung geht aus von einem Triebwerksgondelaufbau
mit einem Kerntriebwerk, das einen Einlaß und eine Düse
aufweist, mit einem Fan, der vom Kerntriebwerk angetrieben wird und in einem Gebläsekanal läuft, der durch das
Gebläsegehäuse definiert ist und von einem. GebläseeinlaS
stromauf des Kerntriebwerkseinlasses nach einer Gebläsedüse stromab der Düse des Kerntriebwerks verläuft, und
mit einer löschvorrichtung, die eine Vermischung der Ströme von Kerntriebwerk und Gebläsekaxtal im Bereich zwischen der Kerntriebwerksdüse und Fandüse bewirkt.
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Gemäß der Erfindung wird die gestellte Aufgabe dadurch
gelöst, daß an Sahnengehäuseaufbau des Kerntriefaxirerks
Traglager vorgesehen sind, um das Triebwerk an einem Pylon aufzuhängen, und daß vordere und rückwärtige Stütz
träger vom Gebläsegehäuse nach dem Rahmengehatiseaufbau
des Kerntriebwerks, benachbart zum Einlaß bzw. der Düse des Kerntriebwerks derart angeordnet sind, daß der Kerntriebwerksrahmen-Gehäuseaufbau,
die Tragstreben und das Gebläsegehäuse zwischen den vorderen und hinteren Träger
streben einen steifen 3ch3eifenaufbau bildet, der den
Triebwerksrahmen versteift und abstützt.
Vorzugsweise besteht das Gebläsegehäixse aus einem faserverstärkten
Verbundmaterial, beispielsweise Kunstharzmaterial,
das durch Kohlenstoffasern verstärkt ist.
Die Lager sind zweckmäßig benachbart zu den Tragstreben angebracht und sie können das Kerntriebwerk über Lagerrahmen
abstützen.
In dem Gebläsegehäuse kann eine Schubuaikehrvorrichtung
zwischen dem vorderen und dem hinteren Träger angeordnet werden.
nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung
"anhand der Zeichnung beschrieben. Die einzige Figur der Zeichnung zeigt einen Halbschnitt eines erfindungsgemäß
installierten Gasturbinentriebwerks.
Das Kerntriebwerk besitzt ein starres Gehäuse 10, das ajn
stromaufwärtigen Ende (in der Zeichnung links) einen Kerneiniaß 11 bildet und am stromabwärtigen Ende eine
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-L-
Mischdüse 12 aufweist, die die Abgasdüse des Kerntriebwerks bildet. Die Mischdüse 12 ist von der Wellbauart,
wie dies beispielsweise in der GrB-PS 2 002 303 beschrieben
ist.
Yom Gehäuse 10 werden innere Lagerräumen 14, 15, 1G und
17 getragen. Die ersten drei dieser Lagerrahmen tragen ihrerseits den sich drehenden Aufbau von Hoch- bzw. Mittel
druckkorapressor und Hoch- bzw. Nitteldruckturbine. Auf diese Weise werden Zwischendruckkonipressor 18, die Welle
19 und Zwischendruckturbine 20 von Lagern 21, 22 und 23
von den Rahmen 14, 15 bzw. 15 abgestützt. In gleicher
Weise werden Hochdruckkompressor 24, Welle 25 und Hochdruckturbine
26 durch Lager 2?, 28 von den Rahmen 15 bzw. 1G abgestützt.
Das Kerntriebwerk treibt einen Pan 29 über die Niederdruckturbine
30, die die Niederdruck-Fanwelle 31 antreibt, welche wiederum den Fan 29 treibt. Diese sich
drehenden Bauteile werden über die Rahmen vom Triebwerksgehäuse 10 abgestützt. Auf diese Weise tragen die Lager
32 die Welle 31 über den Rahmen 14, während das Lager 33 den. sich drehenden Aufbau über den Rahmen 17 trägt.
Der Fan 29 arbeitet auf die Luft, die durch einen Gebläsekanal
hindurchtritt, der von einem Gebläsegehäuse 3^ umschlossen ist. Der Einlaß 35 des Fangehäuses liegt
stromauf des Fan 29 und des Einlasses 1.1 des Kerntriebwerks und das Gebläsegehäuse bildet eine Schubdüse 36,
die stromab der Mischdüse 12 liegt. Um das Gebläsegehäuse 34 vorn und hinten abzustützen, sind vorn Leitschaufeln
37 vorgesehen, die zwischen dem Gehäuse 10 des
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Kerntriebwerks und dem Gebläsegehäuse, benachbart zum
Einlaß 11, verlaufen, und es sind außerdem Tragarme 38
vorgesehen, die zwischen dem Gehäuse des Kerntriebwerks
und dem Gebläsegehäuse in der Nähe der Kischdüse 12 verlaufen.
Das Gehäuse J4 besteht allgemein aus faserverstärkten
zusammengesetztem Material, insbesondere aus einem aufgewickelten Fasermaterial aus Kohlestoffasern,
die in einer Epoxydharzmatrix eingebettet sind.
Um die gesamte Triebwerksgondel mit Kerntriebwerk und Gebläsegehäuse
am Flugzeug aufzuhängen, das das Triebwerk antreiben soll, ist ein Pylon 39 vorgesehen, der vom
Flugzeugaufbau durch das Gehäuse 34 bis in die Nähe des
Gehäuses 10 des Kerntriebwerks einsteht. Bei 40 und 41 sind Anlenkbolzen vorgesehen, mit denen das Gehäuse des
Kerntriebwerks am Pylon befestigt ist. Diese Tragleger und 41 befinden sich in nächster Nähe zu den Tragstreben
37 bzw. 38.
Ein weiteres Merkmal, welches in der Zeichnung ersichtlich ist, besteht aus der Schubumkehrvorrichtung für den
Gebläsekanal. Diese ist jedoch in den Einzelheiten nicht dargestellt, da sie von herkömmlicher Form ist. Diese
Schubumkehrvorrichtung weist eine Schaufelkaskade 42 und ein verschiebbares Zwischenstück 43 auf, welches über
Lenker 44 Absperrtüren 45 bewegt. Bei Vorwärtsschub befindet
sich das Zwischenstück 43 in der in der unteren
Hälfte der Zeichnung ersichtlichen Stellung, während bei
Umkehrschub dieses Zwischenstück nach hinten in die Stellung .versetzt ist, die aus Ί^'1 oberen Hälfte der zeichnerischen
Darstellung ersichtlich ist.
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Die aerodynamische Arbeitsweise von Kerntriebwerk -and Gebläse
entspricht der üblichen Arbeitsweise. Demgemäß wird Umgebungsluft über den Lufteinlaß 35 dem Fan 29 zugeführt,
durch den der Druck erhöht wird. Dann strömt ein Teil der Luft dixreh den Gebläsekanal zwischen dem Kerntriebwerk
und dem Gebläsegehäuse ab und erreicht die Kischduse 12. Die übrige Luft tritt in das Kerntriebwerk
über den Einlaß 11 ein und wird In zwei Stufen durch den Zwischendruckkcmpressor 18 und den Hochdruckkompressor 2A
verdichtet. Dann wird Brennstoff zugesetzt und in der Brennkammer 7^o verbrannt. Die Verbrennungsprodukte expandieren
durch die Turbinen 26,. 20 und JO und treiben den
Hochdruckkompressor, den Mitteldruckkompressor und den Fan an. Die restlichen Abgase der Turbine JO strömen
durch die N.ischdüse 12, wo sie sich rait der Gebläseströmung
vermischen, und die miteinander vermischten Gase
treten dann durch die Schubdüse 36 aus. Vie bekannt, ist
die Leistung des Kerntriebwerks in hohem flaße abhängig
von derr. Zwischenraum zwischen den verschiedenen sich drehenden Schaufeln des Triebwerks und dem zugeordneten statischen
Aufbau. Ss ist daher sehr wichtig, dafr keine Lageveränderungen
im Triebwerk auftreten können und keine Relativbewegungen zwischen den sich drehenden und statischen
Teilen. Bed dein beschriebenen Ausführimgsbeispiel
stellt nicht nur das Gehäuse 10 einen in sich steifen Körper dar, sondern es bildet zusammen mit den Schaufeln
37 'und den Armen. 58 und dem Gehäuse 3^ einen s~ehr starren
Aufbau. Daher wird das Triebwerksgehäuse in günstiger Weise abgestützt und da dieses Gehäuse die verschiedenen
sich drehenden Teile über die Lagerrahmen trägt^ ist es
möglich, eine gute Konzentrlzität aller Teile aufrechtzuerhalten,
so daß der Zwischenraum so klein wie möglich
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gehalten werden kann. Es ist auch ersichtlich, daß bei
dieser Ausbildung das äußere aerodynamische Gehäuse 47
des Kerntriebwerks zwischen sich und dein starren Triebwerksträgergehäuse
10 ein beträchtlicher Ringraum verbleibt, in dem Triebxferkszubehörteile untergebracht werden
können, wie dies strichliert bei 43 dargestellt ist, und außerdem können erforderliche Antriebswellen durch
die Stützrahnaenträger 15 geführt werden. Statt dessen ist
es auch möglich, diese Zubehörteile rings im Fangehäuse bei 49 unterzubringen. Diese Stellen können wahlweise benutzt
werden, so daß die Zubehörteile bei 49 untergebracht
werden können, oder beide Zubehörsätze könnten an dieser oder jener Stelle untergebracht werden.
Weil die Schubumkehrvorrichtung einen Teil des starren
Aufbsus bildet, was ein wichtiges Merkmal der Erfindung
ist, ist es auch notwendig, dal3 die Schubumkehrvorrichtung in der Lage ist, Belastungen zu übertragen. Es ist
außerdem erforderlich, die 3chubumkehrvorrichtung in der
Weise auszubilden, daß sie vollständig geöffnet werden kann, um das Kerntriebwerk zugänglich zu machen. So können
Öffnungsfenster vorgesehen werden, oder die Schubumkehrvorrichtung
und der zugeordnete Gebläsekanal können in zwei in Umfangsrichtung verlaufende Teile aufgespalten
werden, die über eine Gelenkverbindung geöffnet werden "können. Beim Fehlen eines Lageraufbaus unmittelbar stromab
der Schaufeln 37 könnte die Schubumkehrvorrichtung weiter stromauf angeordnet werden, wodurch ein überhängen
der Gondelkonstruktion über die Vorderkante des Tragflügels des Flugzeugs vermindert werden kann, an dem das
Triebwerk aufgehängt ist.
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Ss können zahlreiche Abwandlungen getroffen werden, ohne
den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Insbesondere könnten aerodynamische Details von Jan und Kerntriebwerk geändert
werden, beispielsweise derart, daß ein einziges
Kerntriebwerk benutzt wird, und in gleicher Veise könnte auch ein mehrstufiger Fan vorgesehen werden.
Kerntriebwerk benutzt wird, und in gleicher Veise könnte auch ein mehrstufiger Fan vorgesehen werden.
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Claims (6)
- Patentanwälte Di pi.-I MQ. CuDipl.-lng. Günther Koch Dipl.-Phys. Dr.Tino Haibach Dipl.-lng. Rainer FeldkampD-8000 München 2 · Kaufingerstraße 8 · Telefon (0 89) 24 02 75 ■ Telex 5 29 513 wakai dDatum: 22. Oktober I98OUnser Zeichen: 17 028 K/ETuP at ent ansprücheTriebwerksgondelaufbau mit einem Kerntriebwerk, das einen Einlaß und eine Düse aufweist, mit einem Fan, der vom Kerntriebwerk angetrieben wird und in einem Gebläsekanal läuft, der durch das Gebläsegehäuse definiert ist und von einem Gebläseeinlaß stromauf des Kerntriebwerkseinlasses nach einer Gebläsedüse stromab der Düse des Kerntriebwerks verläuft, und mit einer Mischvorrichtung, die eine Vermischung der Ströme von Kerntriebwerk und Gebläsekanal im Bereich zwischen der Kerntriebwerksdüse und Fandüse bewirkt, dadurch gekennzeichnet , daß am Rahmengehäuse aufbau (10) des Kerntriebwerks Traglager (40, 41) vorgesehen sind, um das Triebwerk an einem Pylon (39) aufzuhängen, und daß vordere und rückwärtige Stützträger (37 j 38) vom Gebläsegehäuse (34-) nach dem Rahmengehäuseaufbau (10) des Kerntriebwerks, benachbart zum Einlaß (11) bzw. der Düse (12) des Kerntriebwerks derart angeordnet sind, daß der Kerntriebwerksrahmen-Gehäuseaufbau (10), die Tragstreben (37» 38) und das Gebläsegehäuse (34-) zwischen den13Ö019/07S7ORfGfNAL039869vorderen und hinteren Trägerstreben einen steifen Schleifenaufbau bildet, der den Triebwerksrahmen versteift und abstützt.
- 2. Triebwerksgondelaufbau nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das Gebläsegehäuse (34·) zum großen Teil aus faserverstärktem Material besteht.
- 3· Triebwerksgondelaufbau nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß das faserverstärkte Material aus Kohlenstoffasern besteht, die in einem Epoxydharzmaterial aufgewickelt sind.
- 4. Triebwerksgondelaufbau nach Anspruch 1, dadurch gekennz eichnet , daß die Traglager (40, 4-1) benachbart zu den Tragstreben (37» 38) angeordnet sind.
- 5« Triebwerksgondel aufbau nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Traglager (40, 41) das Kerntriebwerk über Lagerrahmen (14, 17) des Kerntriebwerks abstützen.
- 6. Triebwerksgondelaufbau nach Anspruch 1, dadurch gekennz eichnet, daß das Zubehör (48) für das Kerntriebwerk innerhalb des Kerntiiebwerksgehäuses (10) angeordnet ist.130019/0797
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: ROLLS-ROYCE PLC, LONDON, GB |
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8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |