DE3149855A1

DE3149855A1 - Schubablenkvorrichtung fuer ein gasturbinentriebwerk

Info

Publication number: DE3149855A1
Application number: DE19813149855
Authority: DE
Inventors: Robertson Derby Mathieson; Thomas Eric Tollerton Nottinghamshire Smith
Original assignee: Rolls Royce PLC
Current assignee: Rolls Royce PLC
Priority date: 1980-12-20
Filing date: 1981-12-16
Publication date: 1982-10-14
Also published as: FR2496767A1; JPS57134394A; GB2089745B; GB2089745A

Description

Patentanwälte·*..¹ ' ...S.' ^:..^: .-Dipl.-Ing. CTu'

Europäische Patentvertreter Dipl.-Ing. Günther Koch

European Patent Attorneys I. Dipl.-Phys. Dr.Tino Haibach

— ¹T- Dipl.-Ing. Rainer Feldkamp

D-8000 München 2 · Kaufingerstraße 8 · Telefon (0 89) 2 60 80 78 - Telex 5 29 513 wakai d

Datum: 16. Dezember 1981

Unser Zeichen: 17 318 - K/Ap

Anmelder: Rolls-Royce Limited

65 Buckingham Gate London SW1E 6AT England

Titel: Schubablenkvorrichtung für

ein Gasturbinentriebwerk

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schubablenkvorrichtung, die geeignet ist zur Abbremsung von Flugzeugen, die von Gasturbinentriebwerken angetrieben werden.

Schubablenkvorrichtungen werden bei Gasturbinentriebwerken allgemein angewendet, und zwar auch bei solchen mit Mantel strömung. Die Klappen, die in Ruhestellung den Gas- oder Luftströmungskanal begrenzen, werden dabei über die Gas- oder Luftströmung bewegt und dabei werden seitliche Spalte in der Triebwerksverkleidung freigelegt, durch die das Gas oder die Luft ausströmen kann, die durch die Klappen abgelenkt wi rd.

Ein Nachteil dieser am Triebwerk angeordneten Ablenkklappen besteht darin, daß die gewünschte Strömungscharakteristik des Triebwerks das Profil dieses Triebwerks bestimmt, so daß hierdurch die Gestalt der Klappen festgelegt ist und insbesondere die Hilfseinrichtung zur Betätigung der Klappen, und dies führt zu einem komplizierten Aufbau mit zahlreichen bewegten Teilen. Außerdem führt dies normalerweise zu einem höchst unerwünschten Gewichtszuwachs.

Es ist auch bereits vorgeschlagen worden, die Schubablenkvorrichtung vom Triebwerk zu trennen, um einen einfacheren Aufbau zu erhalten. Ein Beispiel einer solchen Anordnung ist in der GB-PS 10 88 153 beschrieben. Ein weiteres Beispiel zeigt die GB-PS 29 21 019. In beiden Fällen handelt es sich um Ablenkvorrichtungen, die auslegerartig nach einem

Aufbau vorstehen, der am Flugzeug befestigt ist oder einen Teil des Flugzeugs bildet. Dies hat zur Folge, daß lose nicht abgestützte Oberflächen vorhanden sind, die notwendigerweise dem Schub des Triebwerks ausgesetzt sind.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen verbesserten Schubablenkaufbau zu schaffen. Die Erfindung geht aus von einer Schubablenkvorrichtung für ein von einem Flugzeugtragflügel abgestütztem Gasturbinentriebwerk. Gelöst wird die gestellte Aufgabe dadurch, daß am Hinterrand des Tragflügels ein Ausschnitt vorgesehen ist, der auf den Träger des Triebwerks in Sehnenrichtung des Tragflügels ausgerichtet ist, daß der Ausschnitt mit einer oberen Tragflügelplatte und einer unteren Tragflügelplatte, die unter der oberen Platte zu liegen kommt, geschlossen ist, daß die Platten sich relativ zueinander in einer im wesentlichen vertikalen Ebene derart verschieben lassen, daß Stellungen erreicht werden, in denen im Betrieb die obere Tragflügelplatte den nach oben abgelenkten Triebwerksausfluß nach vorn ablenkt ,und daß wenigstens der größere Teil einer jeden Ablenkplatte über eine gemeinsame äußere Oberfläche des Tragflügels vorsteht und den Ausschnitt freigibt, und daß Mittel vorgesehen sind, um diese Relativbewegung durchzuführen.

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Nachstehend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine schematische Ansicht eines Tragflügels, an dem ein Gasturbinentriebwerk zusammen mit erfindungsgemäß ausgebildeten Abschwenkvorrichtungen aufgehängt ist;

Fig. 2 in größerem Maßstab eine Teilansicht gemäß Fig . 1 ;

Fig. 3 eine der Figur 2 entsprechende Ansicht, wobei jedoch die Ablenkvorrichtungen teilweise entfaltet sind;

Fig. 4 eine der Figur 2 entsprechende Ansicht mit voll entfalteten Abschwenkvorrichtungen ;

Fig. 5 eine perspektivische Ansicht des Tragflügels nach Fig . 1 ;

Fig. 6 eine perspektivische Ansicht eines

Abschnitts des Tragflügels nach Fig. 1;

Fig. 7

und 8 Schnittansichten einer abgewandelten

Ausführungsform.

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Figur 1 zeigt ein Gasturbinentriebwerk 10, welches gemäß dem dargestellten Ausführungsbeispiel ein Mantelstromtriebwerk ist und vom Tragflügel 12 des Flugzeugs über einen Pylon 14 aufgehängt ist.

Der Tragflügel 12 weist zwei hohle Seitenwände 16 auf, von denen nur eine aus Figur 1 ersichtlich ist. Die Seitenwände stehen nach unten und hinten von der Unterseite des Tragflügels 12 vor.

Im folgenden wird auf Figur 2 der Zeichnung Bezug genommen. Der Tragflügel 12 weist einen rechteckigen Ausschnitt 18 am Hinterrand auf. Der Ausschnitt 18 erstreckt sich nach vorn in den tragflügel 12 und seine stromaufwärtige Begrenzung ist durch eine Wand 20 definiert. Die stromabwärts gelegene Grenze definiert einen Abschnitt des Tragflügelhinterrandes 22. Die seitlichen Begrenzungen des Ausschnitts 18 werden durch die Seitenwände 16 definiert.

Die Ausdrücke "stromauf" und "stromab" beziehen sich auf die Strömungsrichtung der Luft über den Tragflügel 12 während des Fluges.

Der Ausschnitt 18 ist von einer oberen Flügelplatte 24 ausgefüllt, die eigene Seitenwände 26 aufweist, welche in die Seitenwände 16 einpassen und mit der oberen Flügelplatte 24 ist eine untere Flügelplatte 28 verbunden, die ebenfalls eigene Seitenwände 30 aufweist, die in die Seitenwände 26 einpassen. Beide Flügelplatten 24 und 28 sind schwenkbar an den Seiten-

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wänden 16 angelenkt und um eine gemeinsame Achse 32 schwenkbar. Die Schwenkbewegung wird durch Schraubspindel-Mechanismen 34, 36 bewirkt, von denen nur eine dargestellt ist.

Die Schraubspindelmechanismen 34 weisen eine mit Gewinde versehene Welle 34a auf, die schwenkbar über ein Ende an und innerhalb der Seitenwand 16 befestigt ist. Die Welle 34a steht in Schraubeingriff mit einer Kugelmutter 40, die an einer festen Stelle der Seitenwand 26 der Platte 24 angeordnet ist, jedoch durch einen kreisbogenförmigen Schlitz 42 in der Seitenwand 16 in das hohle Innere vorsteht, um die mit Gewinde versehene Welle 34a aufzunehmen. Die Bogenradien, die den Schlitz 42 definieren, sind um die Achse 32 geschlagen.

Der Schraubspindel-Mechanismus 26 entspricht in seinem Aufbau dem Schraubspindelmechanismus 34. Mit Gewinde versehene Wellen 36a sind schwenkbar an der Seitenwand 16 so angelenkt, daß eine Schwenkbewegung um eine Achse 46 möglich ist. Die zugeordnete Kugelmutter 48 ist an der Seitenwand 30 der Platte 28 befestigt und ein bogenförmiger Schlitz 50 ist im Rand der Seitenwand 16 vorgesehen, um die Kugelschraube eintreten und austreten zu lassen, wenn die Platte 28 in die Arbeitsstellung hinein und aus dieser heraus verschwenkt wird. Alle Kugelmuttern 40, 48 müssen schwenkbar in ihrer Lagerung angeordnet sein, so daß ihre entsprechenden Schraubspindeln unterschiedliche Lagen annehmen können, wenn die Platten 24 und 28 verschwenkt werden. Anstelle der Schraub-

spindel-Mechanismen 34 und 36 können auch strömungsmittel betätigte KoI benzyl inderantriebe Anwendung finden.

Eine Verschwenkung der Platten 24 und 28 wird durch eine Relativverdrehung zwischen Schraubspindelwellen 34a und 36a und- ihren jeweiligen Kugelmuttern 40 und 48 bewirkt. Geeignete bekannte Mittel, z.B. flexible Antriebs-Transmissionen (nicht dargestellt) können benutzt werden um die Relativdrehung für die Schraubspindelmechanismen durchzuführen,und deren Arbeitsweise ist bekannt.

Im folgenden wird auf Figur 3 der Zeichnung Bezug genommen. Die Platten 24 und 28 sind teilweise entfaltet, und zwar als Folge der Betätigung der Schraubspindel-Mechanismen 34 und 36.

In Figur 4 sind die Platten 24 und 28 voll entfaltet und haben eine Stellung eingenommen, in der der größte Teil ihres Volumens unter der oberen Oberfläche des Tragflügels 12 befindlich ist, und in dieser Stellung arbeiten die Platten 24 und 28 einander überlappend in der Weise zusammen, daß ein Schöpflöffel gebildet wird.

Wenn die Platte 28 in der Stellung gemäß Fig. 4 befindlich ist, dann liegt sie über einer Mischströmung aus Abgaseb und Mantelstromluft aus dem Triebwerk 10 (wie aus Figur 5 ersichtlich), und diese Mischströmung wird nach oben durch den Ausschnitt 18 abgelassen,

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der freigegeben wurde, nachdem die Platten 24 und 28 in ihre Arbeitsstellung überführt wurden.

Die Platte 24 befindet sich in einer Lage, in der sie eine nach unten gerichtete Begrenzung des Ausschnitts 18 bildet und dies führt dazu, daß der nach oben abgelenkten Strömung eine Vorwärts-Schubkomponente aufgeprägt wird, so daß ein gewisser Bremsschub erzeugt wird. Die nach vorn abgelenkte Strömung hat auch die Neigung, die Umgebungsluftströmung über dem Tragflügel von der oberen Oberfläche abzulösen, wodurch der Auftrieb.verringert wird.

In Figur 5 sind die Platten 24 und 28 in ihrer Ruhestellung gemäß Figur 1 dargestellt und auf das Gasturbinentriebwerk 10 in Sehnenrichtung des Tragflügels 12 ausgerichtet.

Bei der erfindungsgemäßen Anordnung werden die Schubablenkplatten 24 und 28 beidseitig der Schwenkachse 32 gegenüber den Belastungen abgestützt, die durch die Gasströmung aufgeprägt werden.

Die Ablenkplatte 28, die der vollen verfügbaren Schubbelastung der Düsen des Triebwerks 10 ausgesetzt ist, wird außerdem über den Schraubspindel-Mechanismus 26 insofern abgestützt als dann wenn die Platte 28 einer Schubbelastung ausgesetzt wird, die nicht durch die Schwenkachse 32 verläuft, eine Drehung der Platte 28 unter der Last über die Achse des

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Schraubspindel-Mechanismus abgestützt wird.

Im folgenden wird auf Figur 7 der Zeichnung Bezug genommen. Hier sind die den Teilen der Figuren 1 bis 6 entsprechenden Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen. Es ist jedoch eine weitere Schubablenkpl-atte 70 zwischen den Schubablenkplatten 24 und 28 angeordnet, und diese ist so beweglich, daß sie die benachbarten Enden der Platten 24 und 28 überbrückt. Die Bewegung der weiteren Schubablenkplatte 70 wird auf gleiche Weise wie die Bewegung der Platten 24 und 28 bewirkt.

Sämtliche Platten können in nicht dargestellten Führungsschienen laufen, die in den Wänden 16 ausgebildet sind, so daß die Schwenklagerachse 32 entfallen kann. Bei einer solchen Anordnung, d.h. bei einer Anordnung mit Kulissenführung können die Platten 24, 28 und 70 in ähnlicher Weise bewegt werden, wie dies bei Landeklappen geschieht.

Die beschriebene Anordnung bezieht sich auf einen . Tragflügel, an dem das Triebwerk darunter aufgehängt ist. Die Erfindung kann jedoch auch bei einem Tragflügel Anwendung finden, der das Triebwerk von unten her mittels seiner oberen Oberfläche abstützt.

Bei einer derartigen Anordnung werden die Klappen 24 und 28 veranlaßt sich nach oben zu schwenken, und die Seitenwände 16 stehen dann von der unteren Oberfläche des Tragflügels vor.

Claims

3U9855 Patentansprüche

1. Schubablenkvorrichtung für ein Gasturbinentriebwerk, welches von einem Tragflügel abgestützt ist,

dadurch gekennzeichnet, daß am Hinterrand des Tragflügels ein Ausschnitt (18) vorgesehen ist, der auf den Träger des Triebwerks in Sehnenrichtung des Tragflügels (12) ausgerichtet ist, daß der Ausschnitt (18) mit einer oberen Tragflügelplatte (24) und einer unteren Tragflügelplatte (28),die unter der oberen Platte (24) zu liegen kommt, geschlossen ist, daß die Platten sich relativ zueinander in einer im wesentlichen vertikalen Ebene derart verschieben lassen, daß Stellungen erreicht werden, in denen im Betrieb die obere Tragflügel platte (24) den nach oben abgelenkten Triebwerksausfluß nach vorn ablenkt, und daß wenigstens der größere Teil einer jeden Ablenkplatte (24, 28) über eine gemeinsame äußere Oberfläche des Tragflügels vorsteht und den Ausschnitt (18) freigibt, und daß Mittel (36a) vorgesehen sind, um diese Relativbewegung durchzuführen.

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2. Schubablenkvorrichtung nach Anspruch I₁ dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Oberfläche des Tragflügels zwei Seitenwände (16) besitzt, die in Sehnenrichtung des Tragflügels (12) ausgerichtet sind, und daß die oberen und unteren Ablenkplatten (24,28) schwenkbar über ein gemeinsames Gelenk (32) verbunden sind.

3. Schubablenkvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die obere und untere Tragflügelplatte (24, 28) mit Seitenwänden (26, 30) ausgerüstet sind, die in die äußeren Seitenwände (16) des Tragflügels einpassen.

4. Schubablenkvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, daß die eine äußere Tragflügeloberfläche die Unterfläche des Tragflügels ist.

5. Schubablenkvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, daß die obere Ablenkplatte (24) und die untere Ablenkplatte (28) einander überlappen.

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6. Schubumkehrvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4,

dadurch gekennzeichnet, daß eine weitere bewegliche Klappe (70) vorgesehen ist, die in Ruhestellung innerhalb des Flügels (12) liegt und in Arbeitsstellung die benachbarten Ränder von oberer Flügelklappe (24) und unterer Flügelklappe (28) überbrückt.

7. . Schubablenkvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb ein Schraubspindelmechanismus (36a) ist, der zwischen dem Tragflügelaufbau und den jeweiligen Klappen (24, 28) angeordnet ist.

8. Schubablenkvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die weitere bewegliche Klappe (70) mit der unteren Tragflügelplatte (28) verbunden ist und sich hiermit bewegt.