DE3209707C2 - Lufteinlaß für ein Gasturbinentriebwerk - Google Patents

Abstract

Ein Gasturbinentriebwerk (10) und das zugeordnete Lufteinlaßsystem (12) umfaßt einen im wesentlichen horizontal verlaufenden ersten Kanal (14), durch den eine Luftströmung durch eine Strahlpumpe (20) induziert wird, die vom Triebwerk (10) angetrieben wird. Ein Teil der durch den Kanal (14) strömenden Luft wird über einen zweiten Kanal (21) nach dem Lufteinlaß (13) des Triebwerks (10) abgeleitet. Der zweite Kanal (21) ist mit dem ersten Kanal (14) in der Weise verbunden, daß die Luft, die nach dem Triebwerkseinlaß (13) gelangt, von einem vertikal oben liegenden Bereich des ersten Kanals (14) abgezweigt wird. Die Anordnung bewirkt dadurch eine Verminderung des Anteils lufttransportierter Makroteilchen, die nach dem Einlaß des Gasturbinentriebwerks gelangen können.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Lufteinlaß für ein Gasturbinentriebwerk der im Oberbegriff des Patentanspruchs angegebenen Gattung. Ein solcher Lufteinlaß ist aus der DE-OS 30 09 510 bekannt. Bei diesem bekannten Lufteinlaß verläuft der erste Kanal seitlich zum Triebwerk und zur Abscheidung von Wasser oder Festkörperteilchen ist an der Abzweigstelle des zweiten Kanals ein Wirbelseparator vorgesehen, der verhindern soll, daß Wasser und Festkörperteilchen in den Einlauf des Triebwerks gelangen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den gattungsgemäßen Lufteinlaß derart auszubilden, daß ohne Wirbelseparatoren ein Einsaugen von Wasser oder Festkörperteilchen, aber auch von einer heißen Grenzschicht in den Triebwerkseinlauf verhindert wird.

Gelöst wird die gestellte Aufgabe durch die im Kennzeichnungsteil des Patentanspruchs angegebenen Merkmale.

Durch die Erfindung wird erreicht, daß Festkörperteilchen, beispielsweise Wasser oder auch Eis ferngehalten werden, weil sie durch Schwerkraftwirkung im ersten Kanal am Triebwerk vorbei nach dem Triebwerksauslaß gelangen, denn ihr Gewicht verhindert, daß sie über die erforderliche Höhe in den zweiten Kanal angehoben werden. Es wird gleichzeitig durch die erfindungsgenäße Anordnung verhindert, daß eine heiße Grenzschicht in den Einlaß des Triebwerks gelangt.

Es ist zwar bei einem gattungsgemäß anderen Einlaufsystem für ein Triebwerk wie es in der US-PS 33 29 377 beschrieben ist, bereits bekannt die Luft von einem am Triebwerk vorbeiführenden Kanal von der Kanaloberwand abzuführen. Hierbei handelt es sich jedoch um ein Propellertriebwerk und der Kanal ist unterhalb des Triebwerks vorbeigeführt. Bei dieser bekannten Anordnung wird zwar auch erreicht, daß keine großen Stücke von Eis oder anderen Fremdkörpern in den Einlaß des Triebwerks gelangen. Jedoch kann hierdurch die Grenzschicht aus heißer Luft nicht daran gehindert werden, in den Einlaß des Triebwerks zu gelangen. Bei der erfindungsgemäßen Ausbildung des Einlaßsystems wird die Luftgrenzschicht, die durch das Getriebe aufgeheizt ist, nicht über den Ansaugkanal in das Triebwerk eingesaugt. Bei dem bekannten Einlaßsystem strömt jedoch die Luft, die in das Triebwerk abgezogen wird, über den stromaufwärtigen Teil der Gondel, und dieser Teil der Gondel umschließt das Getriebe, welches das Triebwerk mit seinem Propeller verbindet. Demgemäß heizt das Getriebe die Gondel auf, die ihrerseits die Grenzschicht der luft erhitzt, welche über die Gondel abfließt.

Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung zeigt

F i g. I eine Teilschnittansicht eines Gasturbinentriebwerks mit erfindungsgemäß ausgebildetem Lufteinlaß, Fig.2 eine Ansicht in Richtung des Pfeiles A, wobei die Lage eines Teils des Lufteinlasses relativ zum Cockpit eines Hubschraubers ersichtlich ist, der mit zwei Gasturbinentriebwerken und mit den ihnen zugeordneten Lufteinlässen versehen ist

Das Gasturbinentriebwerk 10 gemäß Fig. 1 ist eines von zwei gleichen Triebwerken, die durch nicht dargestellte Mittel seitlich nebeneinander innerhalb des oberen Teils des Rumpfes eines Hubschraubers 11 eingebaut sind. Jedes Gasturbinentriebwerk 10 ist mit einem Lufteinlaßsystem 12 ausgerüstet, welches lufttransportierte Makroteilchen aus der in den Einlaß Ϊ3 des Gasturbinentriebwerks 10 eintretenden Luft abscheidet. Da das Lufteinlaßsystem 12 der beiden Triebwerke von gleichem Aufbau ist und in gleicher Weise arbeitet, wird nur eines der Systeme 12 gemäß Fig. 1 beschrieben.

Das Lufteinlaßsystem 12 besteht aus einem langgestreckten, im wesentlichen horizontal verlaufenden ersten Kanal 14, der innerhalb des Rumpfes des Hubschraubers 11 verläuft und einen nach vorn weisenden Lufteialaß 15 besitzt. Die beiden nach vorn weisenden Lufteinlässe 15 der beiden Lufteinlaßsysteme 12 sind aus Fig.2 ersichtlich, wo ihre Lagebeziehung gegenüber dem Cockpit 16 des Hubschraubers 11 in der

jo Querschnittsgestalt ersichtlich ist.

Der Kanal 14 und das Gasturbinentriebwerk 10 liegen derart nebeneinander, daß der Hauptteil des Kanals 14 vertikal über dem Hauptteil des Triebwerks 10 liegt. Das stromabwärtige Ende 16 des Kanals 14 ist jedoch in Form einer Lufthutze 17 ausgebildet, die die Abgasdüse 18 und das Strahlrohr 19 des Gasturbinentriebwerks 10 derart umgibt, daß zusammen mit diesem Strahlrohr eine Strahlpumpe 20 gebildet \pird. Im Betrieb treibt demgemäß der Abgasstrom des Gasturbinentriebwerks 10 die Ejektorpumpe 20 an und bewirkt, daß ein Luftstrom durch den Kanal 14 gesaugt wird, der über das Strahlrohr 19 in die Atmosphäre ausgestoßen wird. Anstelle der vom Abgasstrom angetriebenen Strahlpumpe könnten jedoch auch andere Maßnahmen vorgesehen werden, um die Luftströmung durch den Kanal 14 zu schicken.

Der Kanal 14 und der Lufteinlaß 13 des Gasturbinentriebwerks 10 tind durch einen zweiten Kanal 21 verbunden. Dieser zweite Kanal verbindet den Einlaß 13 des Gasturbinentriebwerks mit einem Teil des ersten Kanals 14, der ein kurzes Stück stromab des ersten Lufteinlasses 15 und im vertikal oberen Bereich des ersten Kanals 14 abzweigt. Infolgedessen wird die Luft, die in den Einlaß 13 des Gasturbinentriebwerks 10 gelangt, von einem vertikal oberen Abschnitt des ersten Kanals 14 abgezweigt.

Wenn die Luft, die in den ersten Kanal 14 eintritt, Makroteilchen mit sich führt, dann sucht der Luftstrom durch den ersten Kanal 14, diese Makroteilchen durch

f>o den Kanal 14 zu saugen, so daß die Luft im zweiten Kanal 21 im wesentlichen frei ist von diesen Makroteilchen. Nachdem die Makroteilchen so durch den ersten Kanal 14 abgesaugt sind, wird dieses teilchenförmige Material durch das Strahlrohr 19 in die Atmosphäre ausgestoßen.

Zwei wichtige Vorteile ergeben sich durch das Lufteinlaßsystem 12 gemäß der Erfindung im Vergleich mit einem Lufteinlaßsystem, welches sich von der

Erfindung dadurch unterscheidet, daß die Luft für das Gasturbinentriebwerk aus dem Luftstrom des ersten Kanals an einer unten liegenden Stelle abgezweigt wird. Wenn die in den ersten Lufteinlaß 15 eintretende Luft schwerere Teilchen, beispielsweise Eis, mit sich führt, welches vom Rumpf des Hubschraubers abgebrochen ist, dann wandert dieses Material am unteren Abschnitt des ersten Kanals 14 entlang und wird durch das Strahlrohr 19 ausgeblasen. Wenn jedoch das Lufteinlaßsystem derart ausgebildet ist, daß der zweite Kanal am unteren Abschnitt des ersten Kanals abzweigt, dann können schwerere Teilchen in den zweiten Kanal unter Schwerkraft einfallen und in den Lufteinlaß 13 gelangen. Um dieser Tendenz zu begegnen, wird es notwendig, die Strömungsgeschwindigkeit durch das erste Rohr zu '5 vergrößern, wodurch der Anteil von Arbeit erhöht werden muß. der vom Triebwerk 10 geleistet werden muß, um die Strahlpumpe 20 zu versorgen.

Der zweite Vorteil ergibt sich aus der Tatsache, daß zusätzlich zu den miteeführten Makroveüchen die Luft die in den ersten Einlaß 15 eintritt häufig eine Grenzschicht aufweist die über heiße Teile des Hubschraubers 11, beispielsweise das Getriebe, geströmt ist Diese Grenzschicht der Luft sucht sich in dem vertikal unteren Bereich des ersten Kanals 14 anzusammeln und wird infolgedessen in den Lufteinlaß 13 des Gasturbinentriebwerks 10 eingesaugt wenn Luft für das Triebwerk aus dem unteren Bereich des ersten Kanals 14 abgezweigt wird. Da die Grenzschicht aus erhitzter Luft besteht ist diese Luft natürlich nachteilig für eine wirksame Arbeitsweise des Gasturbinentriebwerks 10. Es wird daher nötig, einen Grenzschichtableiter zu benutzen, um die heiße Grenzschicht aufzubrechen, nachdem sie in den ersten Kanal 14 eingetreten ist. Da in dem Lufteinlaßsystem 12 gemäß der Erfindung die Luft für das Gasturbinentriebwerk 10 vom vertikal oberen Bereich des ersten Kanals 14 abgenommen wird, ist eine solche Grenzschichtablenkvorrichtung überflüssig.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Lufteinlaß für ein Gasturbinentriebwerk mit einem im wesentlichen horizontal und parallel zur Triebwerksachse verlaufenden ersten Kanal, in dem eine Luftströmung induziert wird, und mit einem von dem ersten Kanal abzweigenden zweiten Kanal, der zum Triebwerkseintritt führt, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Kanal (14) vertikal über dem Gasturbinentriebwerk (10) angeordnet ist, und daß der zweite Kanal (21) von einem vertikal oberen Bereich des ersten Kanals (14) abzweigt