DE3202450C1 - Schwenkduesen-Flugzeugstrahltriebwerk - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Schwenkdüsen-Flugzeugstrahl­ triebwerk nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei einem bekannten Triebwerk dieser Gattung weist der Verstellmechanismus zur Verstellung der am freien Ende des gekrümmten, schwenkbaren Strahlrohrs angeordneten Verstell­ düse einen an der feststehenden Konstruktion montierten Antriebsteil und einen damit in Antriebsverbindung gekuppelten, an dem beweglichen Strahlrohr montierten Abtriebsteil auf.

Die Erfindung befaßt sich mit dem Problem der Konstruktion der Antriebsverbindung zwischen dem festkonstruktionsseitigen Antriebsteil und dem strahlrohrseitigen Abtriebsteil des Ver­ stellmechanismus unter Berücksichtigung der Drehbarkeit des Strahlrohrs.

Es ist bereits vorgeschlagen worden, den Antriebsteil und den Abtriebsteil mittels einer flexiblen Antriebsver­ bindung, nämlich mittels einer biegsamen Welle in einem biegsamen Führungsrohr, miteinander zu verbinden, jedoch ist diese Art der Verbindung wegen der hinsichtlich Krümmung und Länge zu beachtenden Beschränkungen nicht in allen Fällen geeignet. Reibung und Beanspruchung nehmen mit zunehmender Stärke der Krümmung der biegsamen Welle zu. Mit zunehmender Länge der biegsamen Welle wird auch der torsionsbedingte Drehbewegungsübertragungsfehler größer, und infolge ihres litzenförmigen Aufbaus ist die biegsame Welle in ziemlich starkem Maße der Torsion ausgesetzt. Aus dem gleichen Grund ist auch das übertragbare Dreh­ moment begrenzt. Infolgedessen eignet sich eine flexible Antriebsverbindung nur bei verhältnismäßig schwach gekrümmten Kurven und verhältnismäßig kurzen Längen bzw. niedrigem zu übertragendem Drehmoment.

Es ist auch vorgeschlagen worden, die biegsame Welle einer flexiblen Antriebsverbindung derart zu führen, daß sie bei einer Schwenkung des Strahlrohrs teilweise auf dieses aufgewickelt bzw. von diesem abgewickelt wird, und die dabei auftretende Längsbewegung der biegsamen Welle dadurch zu ermöglichen, daß sie mit drehmomentübertragendem Schiebesitz in einem Antriebsrad axial zu diesem verschieb­ bar geführt ist. Durch diesen Vorschlag werden aber noch zusätzliche konstruktive Probleme geschaffen, ohne daß die oben erwähnten Schwierigkeiten im Hinblick auf Länge und Krümmung der biegsamen Welle behoben werden könnten.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Antriebsverbindung zwischen der festkonstruktionsseitigen Getriebekette und der strahlrohrseitigen Getriebekette im Sinne einer Bewältigung der eben aufgezeigten Probleme zu gestalten.

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

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegen­ stand der Unteransprüche.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend mit Bezug auf die Zeichnungen mehr im einzelnen beschrieben, in welchen zeigt:

Fig. 1 in schematischer Draufsicht ein in ein Flugzeug eingebautes Schwenk­ düsen-Strahltriebwerk nach der Erfindung,

Fig. 2 den der Verstelldüse eines der schwenkbaren Strahlrohre zugeordneten Verstellmechanismus in größerer Dar­ stellung, und

Fig. 3 einen Schnitt längs der Linie III-III in Fig. 2.

Das in Fig. 1 dargestellte Gasturbinen-Flugzeugstrahl­ triebwerk 10 weist zwei jeweils gekrümmte Strahlrohre 11 auf, die seitwärts aus dem nur schematisch angedeuteten Rumpf 12 eines Flugzeugs herausragen. Jedes dieser beiden Strahlrohre ist mit seinem stromaufwärtigen Ende mittels eines Lagers 13 an der durch den Flugzeugrumpf 12 gebildeten feststehenden Konstruktion drehbar gelagert, was eine Schwenkung des Strahl­ rohrs um die eintrittsseitige Strahlrohrachse 14 ermöglicht, so daß die Strahlaustrittsrichtung aus dem Triebwerk ver­ ändert werden kann. Die beiden Strahlrohre enden austritts­ seitig jeweils in einer Verstelldüse 15 mit verstellbaren Düsenklappen 16, denen ein Verstellmechanismus 17 zugeordnet ist.

Der Verstellmechanismus 17 weist einen am Rumpf 12 montierten Luftmotor 18 auf, der mittels einer etwa quer zur Triebwerkshauptachse verlaufenden Welle 19 mit einem Getriebe 21 verbunden ist, das neben dem Lager 13 des betreffenden Strahlrohrs 11 angeordnet ist. Das als Kegel­ radgetriebe ausgebildete Getriebe 21 verbindet die Welle 19 mit einer Welle 22 (Fig. 2 und 3) und das Getriebe 21 ist derart gehaltert, daß die Welle 22 in einer zur eintritts­ seitigen Strahlrohrachse 14 senkrechten Ebene schwenkbar ist. Die Welle 22 ist ihrerseits über ein Kegelradgetriebe 23 mit einer kurzen Zwischenwelle 24 gekuppelt, die wiederum an ein Kegelradgetriebe 25 mit einer weiteren Welle 26 gekuppelt ist. Die Gehäuse der beiden Getriebe 23 und 25 sind um die Zwischenwelle 24 relativ zueinander drehbar, wodurch die An­ ordnung so getroffen ist, daß die Welle 26 ebenfalls um die Zwischenwelle 24 herum eine Schwenkbewegung mit Bezug auf die Welle 22 ausführen kann, die wiederum in einer zur ein­ trittsseitigen Strahlrohrachse 14 senkrechten Ebene statt­ findet.

An ihrem vom Getriebe 25 abgewandten Ende ist die Welle 26 über ein Kegelradgetriebe 27 mit einer kurzen Zwischenwelle 28 gekuppelt, die ihrerseits über ein Kegel­ radgetriebe 29 mit einer Welle 30 gekuppelt ist. Das Getriebe 29 und die Welle 30 sind am Strahlrohr 11 montiert. Die Welle 19 stellt ein an der feststehenden Konstruktion angeordnetes Antriebsglied dar, während die Welle 30 ein an dem schwenkbaren Strahlrohr 11 angeordnetes Abtriebs­ glied bildet. Es ist klar, daß die Antriebsverbindung zwischen den beiden Wellen 19 und 30 so ausgebildet sein muß, daß bei einer Schwenkung des Strahlrohrs 11 um seine eintrittsseitige Achse 14 eine Relativbewegung der beiden Wellen 19 und 30 mit Bezug zueinander stattfinden können muß, was durch die relative Schwenkbarkeit der Wellen 22 und 26 um die Welle 19 bzw. die Zwischenwellen 24 und 28 erreicht wird.

Die Welle 30 ist als flexible Welle ausgebildet, die bogenförmig um das Strahlrohr 11 verläuft und mittels eines Stirnradgetriebes 31 mit einer weiteren flexiblem Welle 32 gekuppelt ist, die um das stromabwärtige Ende des Strahlrohrs herumverläuft und in einer zur austrittsseitigen Strahl­ rohrachse 36 senkrechten Ebene liegt. Diese letztere bieg­ same Welle 32 ist über drei am Strahlrohrumfang verteilte Getriebe 33, von denen nur eines dargestellt ist, mit Gewindespindeln 34 gekuppelt, die ihrerseits mit einem Düsengehäuse 35 verbunden sind. Eine Drehung der biegsamen Welle 32 wird also in eine Längsverschiebung der Gewinde­ spindeln 34 und folglich des Düsengehäuses 35 entlang der austrittsseitigen Strahlrohrachse 36 umgesetzt, und diese Axialverschiebung des Düsengehäuses 35 wird wiederum in an sich bekannter Weise in eine Verstellbewegung der Düsen­ klappen 16 umgesetzt.

Die Gehäuse der Getriebe 25 und 27 sind mittels eines die Welle 26 umschließenden Rohres 26A (Fig. 2) miteinander verbunden, und die Gehäuse der Getriebe 21 und 23 sind in entsprechender Weise mittels eines die Welle 22 umschließenden Rohres 22A miteinander verbunden.

Wenn das Strahlrohr 11 um seine eintrittsseitige Achse 14 geschwenkt wird, findet aufgrund der relativen Winkelbewegungen der Wellen 22 und 26 mit Bezug zueinander sowie mit Bezug auf die Wellen 19 und 30 eine gewisse Umlaufbewegung und folglich Relativdrehung zwischen den Kegelradpaaren der Getriebe 21, 23, 25 und 27 statt, die eine gewisse Axialverschiebung des Düsengehäuses 35 zur Folge haben. In der Praxis läßt sich die Anordnung jedoch so auslegen, daß diese an sich unerwünschte Verschiebung des Düsengehäuses 35 aufgrund von Schwenkbe­ wegungen des Strahlrohrs nur vernachlässigbar klein ist. Dies kann durch eine relativ hohe Verstelldrehzahl der be­ teiligten Wellen und eine starke Untersetzung zwischen der Welle 32 und den Gewindespindeln 34 erreicht werden. Bei einer solchen Auslegung läßt sich nachweisen, daß bei einer maximalen Strahlrohrschwenkung von 90° die tatsächliche Verschiebung des Düsengehäuses 35 nur in der Größenordnung von einigen Hundertsteln bis Zehnteln eines Millimeters liegt.

Claims (4)

1. Schwenkdüsen-Flugzeugstrahltriebwerk mit einem gekrümmten, um seine eintrittsseitige Achse drehbaren Strahlrohr, das austrittsseitig in einer Verstelldüse endigt, und mit einem auf die Verstelldüse wirkenden Verstellmechanismus mit einer an der feststehenden Kon­ struktion angeordneten Getriebekette und einer am Strahl­ rohr angeordneten Getriebekette sowie mit einer diese beiden Getriebeketten miteinander kuppelnden Antriebs­ verbindung, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsver­ bindung zwei jeweils gelenkig miteinander und mit der feststehenden Konstruktion (12) bzw. dem Strahlrohr (11) verbundene Glieder (22A, 26A), eine an der Verbindung zwischen diesen beiden Gliedern angeordnete, von mindestens einem dieser Glieder gehalterte Zwischenwelle (24), eine erste Getriebekomponente (22) zur Drehbewegungsübertragung zwischen der festkonstruktionsseitigen Getriebekette und der Zwischenwelle, und eine zweite Getriebekomponente (26) zur Drehbewegungsübertragung zwischen der Zwischenwelle und der strahlrohrseitigen Getriebekette aufweist.

2. Triebwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Glieder (22A, 26A) der Antriebsverbindung im Bereich des eintrittsseitigen Strahlrohrendes und in einer zur eintrittsseitigen Strahlrohrachse senkrechten Ebene angeordnet sind.

3. Triebwerk nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die beiden Glieder (22A, 26A) der Antriebs­ verbindung jeweils rohrförmig sind und die beiden Getriebe­ komponenten jeweils eine durch das betreffende Glied hin­ durchverlaufende und darin drehbar gelagerte Welle (22, 26) aufweisen.

4. Triebwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die strahlrohrseitige Getriebekette eine zwischen der Verstelldüse (35) und der zweiten Getriebe­ komponente (26) verlaufende biegsame Welle (30, 32) aufweist.