DE3242248C2

DE3242248C2 - Lufteinlaß für ein Gasturbinentriebwerk

Info

Publication number: DE3242248C2
Application number: DE3242248A
Authority: DE
Inventors: Terence Ralph Watford Herts. Pellow
Original assignee: Rolls Royce PLC
Current assignee: Rolls Royce PLC
Priority date: 1981-11-21
Filing date: 1982-11-15
Publication date: 1984-08-23
Also published as: FR2516979B1; JPS5893938A; CA1205295A; IT1153044B; IT8224279A0; JPS6340254B2; US4713934A; IT8224279A1; FR2516979A1; DE3242248A1

Abstract

Ein Lufteinlaß für den Kompressor eines Gasturbinentriebwerks (10) umfaßt einen bogenförmigen Primärkanal (14), der mit dem Kompressor (17) des Gasturbinentriebwerks (10) in Verbindung steht und mit einem aufbrechbaren Wandabschnitt (18) versehen ist. Der aufbrechbare Wandabschnitt (18) bildet eine Barriere zwischen dem Primärkanal (14) und einem Sekundärkanal (21) und ist so angeordnet und ausgebildet, daß er beim Auftreffen eines Fremdkörpers, beispielsweise eines Vogels mit einem ein vorbestimmtes Gewicht überschreitenden Gewicht von diesem Fremdkörper, der durch den Einlauf (15) des Primärkanals (14) eingesaugt wurde, durchdrungen wird. Nach Durchdringen des Wandabschnitts (18) durchläuft der Fremdkörper den Sekundärkanal (21) und wird an einer Stelle entfernt von dem Primärkanal (14) abgeführt.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen LufteJnlaß der im Oberbegriff des Palentanspruchs 1 angegebenen Gattung. Derartige Lufteinlässe sollen Fremdkörper, insbesondere Vögel, aus dem vom Kompressor angesaugten Luftstrom ausscheiden, bevor diese auf die vorderste Stufe der Kompressorschaufeln auftreffen und diese sowie die stromabwärtigen Schaufeln beschädigen können. Bei einem durch die DE-OS 30 15 651 bekannten Lufteinlaß werden im Gefahrenfalle als Verschlußteile ausgebildete Schwenkklappen in eine Stellung verfahren, in der sie die Verbindung zwischen dem Primärkanal und dem Sekundärkanal öffnen. In dieser Stellung ist jedoch der Primärkanal weitgehend abgesperrt, so daß nur ein geringer Anteil von Luft nach dem Kompressor gelangen kann, was einen Luftmangel zur Folge hat, wenn die Klappen nicht alsbald wieder in ihre Ausgangslage zurückgeführt werden, in der sie den Sekundärkanal absperren und den Primärkanal öffnen. Außerdem müssen die Klappen manuell oder über geeignete Fühler steuert in die Sicherheitsstellung überführt werden, in der die Fremdkörper abgeleitet werden.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Lufteinlaß für ein Gasturbinentriebwerk zu schaffen, in dem schwerere Fremdkörper, beispielsweise Vögel, selbsttätig aus der hindurchströmenden Luft abgeschieden werden, ohne daß die Luftzufuhr nach dem Kompressor schwerwiegend beeinträchtigt wird.

Gelöst wird die gestellte Aufgabe durch die im Kennzeichnungsteil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale.

Durch die Erfindung wird erreicht, daß ohne eine Klappensteuerung selbsttätig der Fremdkörper abgeführt wird, indem ein über Sollbruchlinien ausbrechbarer Wandabschnitt der Trennwand zwischen Primär- und Sekundärkanal durchschlagen wird. Durch diesea aufgebrochenen Verschlußteil strömt dann zwar im Betrieb ein Teil der Stauluft ab, jedoch verringert dies den Wirkungsgrad des Triebwerks nur in geringem Maße, weil der Öffnungsquerschnitt nach dem Kompressoreinlaß nicht geändert wird.

Weitere zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

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

F i g. 1 eine schematische Schnittansicht eines Lufteinlasses für ein Gasturbinentriebwerk;

F i g. 2 eine Ansicht in Richtung des Pfeiles A gemäß F i g. 1 betrachtet;

F i g. 3 eine Ansicht des aufbrechbaren Verschlußteils des Lufteinlasses gemäß F i g. 1;

Fig.4 eine Seitenansicht des aufbrechbaren Verschlußtoils gemäß Fig.3 nach Durchdringen eines Fremdkörpers;

F i g. 5 eine Schnittansicht nach der Linie B-B gemäß Fig. 3.
In F i g. 1 ist strichiiert ein Gasturbinentriebwerk 10 angedeutet, welches ein Untersetzungsgetriebe 11 aufweist, das einen Abtriebsflansch 12 zum Antrieb eines nicht dargestellten Propellers aufweist. Das Gasturbinentriebwerk 10 und das Untersetzungsgetriebe 11 sind in einer Gondel 13 angeordnet, von der ein Teil in F i g. 1 dargestellt ist. Die Gondel 13 enthält einen Primärkanal 14, der einen Lufteinlaß 15 und einen Luftauslaß 16 besitzt. Der Lufteinlaß 15, der am besten aus F i g. 2 ersichtlich ist, hat einen im wesentlichen elliptischen Querschnitt und liegt unterhalb des Untersetzungsgetriebes

11. Der Luftauslaß 16 ist allgemein kreisförmig und läßt die Luft aus dem Primärkanal 14 nach dem Kompressor 17 des Gasturbinentriebwerks 10 gelangen. So geht der Primärkanal 14 aus dem elliptischen Querschnitt des Lufteinlasses 15 in den kreisförmigen Luftauslaß 16 über. Der Lufteinlaß 15 könnte jedoch auch über dem Untersetzungsgetriebe 11 angeordnet werden.

Damit der Lufteinlaß 15 unter dem Untersetzungsgetriebe 11 angeordnet werden kann, ist der Primärkanal 14 teilweise bogenförmig gestaltet, wie dies aus Fig. 1 ersichtlich ist. Infolgedessen strömt die Luft, die durch den Primärkanal 14 hindurchtritt, auf dem Weg nach dem Gasturbinentriebwerk 17 auf einem gewundenen Pfad. Wenn die Luft, die durch den Primärkanal 14 strömt, einen Fremdkörper mit sich führt und wenn dieser Fremdkörper ein bestimmtes Gewicht überschreitet, kann er diesem Pfad der Luftströmung nicht folgen, sondern er trifft statt dessen auf einen Verschlußteil 18 der Wand 14a des Primärkanals 14 auf.
- Dieser Verschlußteil 18 der Wand 14a, der von einem Fremdkörper mit einem ein vorbestimmtes Gewicht überschreitenden Gewicht getroffen wird, ist aufbrechbar gestaltet, so daß er von derartigen Fremdkörpern durchdrungen werden kann. Dieser Verschlußteil 18, der im einzelnen in F i g. 3 dargestellt ist, besteht aus

b5 einem Blech aus einer Aluminiumlegierung, das durch Schwächungslinien 19 unterteilt ist. Die Schwächungslinien 19 werden dadurch hergestellt, daß der Verschlußteil 18 chemisch geätzt wird, um örtliche Dickenvermin-

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derungen der Wand zu erzeugen. Diese Schwächungslinien 19 sind so angeordnet, daß jene, die benachbart zum Umfang des Versdilußteils 18 liegen, eine größere Dicke haben als die übrigen. Das heißt daß beim Auftreffen eines Fremdkörpers auf den Verschlußteil 18 ein Aufbrechen in der Weise erfolgt, wie dies aus F i g. 4 ersichtlich ist. Ein solcher, ein bestimmtes Gewicht überschreitender Fremdkörper bildet daher nach seinem Auftreffen mehrere Klappen 21, wobei die Schwächungslinien 19 mit größerer Wandstärke als Geienke \o wirken, während die übrigen dünneren Schwächungslinien 19 brechen.

Das Ausmaß der Krümmung des Primärkanals 14 und die Dicke der Schwächungslinien 19 in dem Verschlußteil 18 sind so gewählt, daß der Verschlußteil 18 nur von einem Fremdkörper getroffen und durchdrungen wird, der ein vorbestimmtes Gewicht überschreitet. Der Wert dieses vorbestimmten Gewichtes ift so gewählt, daß ir-

Cendein Fremdkörper, der durch den Lufteinlaß 15 ein- |

gesaugt wird und ein Gewicht besitzt, welches wahr- 20 I

scheinlich das Gasturbinentriebwerk beschädigt, wenn I

es von diesem eingesaugt würde, diesen Verschlußteil 18 durchdringt. Die am häufigsten vorkommenden Fremdkörper, die ein solches Gewicht aufweisen, sind Vögel. Infolgedessen ist der Wandabschnitt 18 so bemessen, daß er bei einem Aufprall geöffnet wird und eine öffnung definiert, die ausreichend groß ist um den Durchtritt eines Vogels zu ermöglichen.

Der Verschlußteil 18 definiert im geschlossenen Zustand eine Barriere zwischen dem Primärkanal 14 und einem Sekundärkanal 23. Der Sekundärkanal 23 ist auch von der Gondel 13 umschlossen und mit einem Auslaß 22 auf der Unterseite der Gondel 13 versehen. Der Sekundärkanal 23 ist nach unten geneigt und so dimensioniert, daß beim Auftreffen eines Fremdkörpers und beim Durchdringen des Verschlußteils 18 durch den Fremdkörper, dieser in den Sekundärkanal 23 gelangt und aus diesem durch den Auslaß 22 austritt.

Wenn ein Fremdkörper mit einem ein vorbestimmtes Gewicht überschreitenden Gewicht, beispielsweise ein Vogel, durch den Lufteinlaß 15 eingesaugt wird, dann trifft er auf den Verschlußteil 18 auf und durchdringt diesen, bevor dieser Fremdkörper durch den Sekundärkanal 23 aus der Gondel 13 abgeschleudert wird. Die Durchdringung des Verschlußteils 18 erzeugt natürlich einen Nebenstromkanal für die Luft, die in den Lufteinlaß 15 eintritt. Dies hat jedoch nur eine geringe Wirkung auf das Verhalten des Lufteinlasses und infolgedessen auf das Verhalten des Gasturbinentriebwerks 10. Der beschädigte Wandabschnitt 18 kann dann bei nächstbester Gelegenheit ersetzt werden.

Die Erfindung wurde vorstehend in Verbindung mit einem aufbrechbaren Verschlußteil 18 beschrieben, der die Gestalt eines geschwächten Bleches aus einer Leichtmetall-Legierung besitzt. Es ist jedoch khr, daß auch andere geeignete brechbare Materialien benutzt werden können.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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Claims

Patentansprüche:

1. Lufteinlaß für ein Gasturbinentriebwerk mit einem bogenförmig gekrümmten Primärkanal, der zum Gasturbinentriebwerk führt, und einem Verschlußteil, welcher sich über denjenigen Wandbereich des Primärkanals erstreckt, an dem größere, in der Ansaugströmung mitgeführte Fremdkörper auftreffen und mit welchem ein Sekundärkanal verschließbar ist, welcher stromabwärts der Eintrittsöffnung des Primärkanals ins Freie mündet dadurch gekennzeichnet, daß der Verschlußteil (18) derart ausgebildet ist, daß er, wenn beim Auftreffen eines Fremdkörpers eine bestimmte Wuchl überschritten wird, aufbricht.

2. Lufteinlaß nach Anspruch 1, daduich gekennzeichnet, daß der Verschlußteil (18) durch Schwächungsl-nien (19) der Wandung des Primärkanals gebildet ist.

3. Lufteinlaß nach den Ansprüchen 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Verschlußteil aus einem Blech aus einer Leichtmetallegierung besteht, und daß die Schwächungslinien (19) durch Bereiche verminderter Dicke des Blechs gebildet sind.

4. Lufteinlaß nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwächungslinien (19) als Nuten unterschiedlicher Tiefe ausgebildet sind, so daß ein Teil beim Auftreffen des Fremdkörpers aufbricht und ein anderer Teil eine Scharnierwirkung ergibt, um die abgebrochenen Teile des Bleches als Klappen (21) schwenken zu können.

5. Lufteinlaß nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Verschlußteil (18) derart ausgebildet ist, daß er beim Auftreffen eines Vogels aufbricht.