DE3246737A1

DE3246737A1 - Gondel-einbau

Info

Publication number: DE3246737A1
Application number: DE19823246737
Authority: DE
Inventors: Donald John Cincinnati Ohio Dusa; Conrad Dudley West Chester Ohio Wagenknecht
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1981-12-21
Filing date: 1982-12-17
Publication date: 1983-06-30
Also published as: GB2112077B; FR2518492A1; IT1195962B; US4466587A; GB2112077A; JPS58122294A; IT8224675A0; FR2518492B1

Description

Gondel-Einbau

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf aerodynamische Antriebssysteme und insbesondere auf einen neuen und verbesserten Gondel-Einbau für Frontbläser-Gasturbinentriebwerke zum Antrieb von Flugzeugen.

Die Leistungsfähigkeit neuer Flugzeugsysteme erfordert eine erhöhte Betonung der installierten Leistungsfähigkeit des Antriebssystems zur Schaffung eines ruhigeren Flugzeugs mit besserer Brennstoffausnutzung. Eine wesentliche Überlegung ist die Wechselwirkung zwischen dem Flugzeug und seinem Antriebssystem. Installationseffekte beim Antriebssystem haben, wie sich in der Vergangenheit gezeigt hat, wesentliche Einflüsse auf aerodynamische Leistungsverluste.

Ein Bereich des Leistungsverlustes bei der Wechselwirkung zwischen Flugzeug und Triebwerk ist der Flugzeugpylon und seine Anbringung an dem Triebwerks-Befestigungssystem. Bei einem Hoch— geschwindigkeits-Flugzeug und insbesondere einem Flugzeug, bei dem das Strahltriebwerk relativ nahe an einem tragenden Teil des Flugzeugs angebracht ist, wie beispielsweise einem Flügel, besteht leicht eine Interferenz der Gasströmung aus der Kernschubdüse des Triebwerks mit dem-benachbarten Trageteil des Flugzeugs. Weiterhin hat auch die Entwicklung von fortgeschrittenen Flügel- . formen und kürzeren und leichteren Antriebssystemen zu Leistungsfähigkeitsproblemen an der Schnittstelle- von Pylon und Triebwerk geführt.

Zur Erhöhung des aerodynamischen Wirkungsgrades ist die gewünschte Anbringung und Anordnung einer am Flügel angebrachten Triebwerksgondel unter und teilweise vor dem Flügel und erfordert deshalb stark umspülte, aerodynamisch geformte Pylonkonfigurationen. Die Kombination von einem stark umspülten Pylon und einer relativ

. 6.

kurzen Gondel kann zu einem Aufströmen heißer Schubgase über den hinteren Teil des Pylons führen.

Weiterhin kann die unerwünschte Interferenz, die als Grundströmungswiderstand (base drag) bekannt ist, der von einer Niederdruckzone begleitet ist, zwischen dem Triebwerk und dem Flugzeug bestehen. Die Aufströmung heißer Schubgase und der Strömungswiderstand auf dem Pylon kann den aerodynamischen Wirkungsgrad verringern und möglicherweise die strukturelle Integrität des Pylonmantels nachteilig beeinflussen. Wenn die Pylonhaut oder die Mantelstruktur Fiberglas oder ähnliches enthält, kann die Aufströmung heißer Schubgase, die über die Fiberglas-Pylonmäntel strömen, die Mantelfestigkeit verkleinern und zu aerodynamisch bedingten Schwingungen und einem Dauerbruch der Pylonmäntel führen.

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, einen neuen und verbesserten Gondel-Einbau mit verbessertem aerodynamischen Wirkungsgrad zu schaffen. Dabei soll die Aufströmung heißer Schubgase über dem Pylon verringert werden.

Die Erfindung ist auf einen Gondel-Einbau gerichtet, der ein Gasturbinentriebwerk mit einem Kerntriebwerk und

eine Kernverkleidung aufweist, die das Kerntriebwerk umgibt und eine Kernschubdüse zum Ausstoßen der Schubgase bildet. Zur Halterung des Triebwerks ist ein Pylon vorgesehen, dessen hinterer Teil sich hinter der Kernschubdüse erstreckt. Es werden Mittel angegeben, die die aus der Kernschubdüse auströmenden Schubgase so einschränken oder ableiten, daß die Strömung der Schubgase über den hinteren Teil des Pylons vermindert ist.

Die Erfindung wird nun mit weiteren Merkmalen und Vorteilen anhand der folgenden Beschreibung und der Zeichnung von Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Figur 1 ist eine teilweise geschnittene Seitenansicht von einer am Flügel montierten Gondel und einem Turbonfan-Triebwerk gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.

- τ-

Figur 2 ist eine perspektivische Teildarstellung von dem Wirbelerzeuger gemäß dem in Figur 1 gezeigten Ausführungsbeispiel.

Figur 3 ist eine perspektivische Ansicht von einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung, das einen Pylon-Ejektor aufweist/ der alternativ zu den in Figur 1 gezeigten Wirbelerzeugern verwendet werden kann.

Figur 4 ist eine perspektivische Teilansicht von einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung, das einen Kerndüsenmantel aufweist, der alternativ zu den in Figur 1 gezeigten Wirbelerzeugern verwendet werden kann.

Figur 1 zeigt einen Gondel-Einbau mit einem Gasturbinen- oder Turbofan-Triebwerk 10 mit hohem Bypass-Verhältnis und getrennter Strömung, das auf geeignete Weise unter und teilweise vor einem Flugzeugflügel 11 mittels eines stark umströmten Pylons 12 angebracht ist.

Das Triebwerk 10 weist ein Kerntriebwerk 13 mit einem Verdichter, einem Brenner und einer nicht-gezeigten Leistungsturbine auf, die koaxial und axial beabstandet für eine- Reihenströmung angeordnet sind. Das Kerntriebwerk 13 ist von einem ringförmigen Gehäuse oder einer Kernverkleidung 14 umgeben, dessen stromabwärtiges Ende eine ringförmige Kernschubdüse 15 bildet, durch die hindurch Verbrennungsprodukte oder heiße Kernschubgase 16 zur Erzeugung von Schub ausgestoßen werden können. Ein im wesentlichen kegelstumpfförmiger Kerndüsenmittelkörper oder -stopfen 17 ist in der Schubdüse 15 mit Abstand koaxial angeordnet und erstreckt sich von der Düse nach hinten und hat die Wirkung, den aerodynamischen Wirkungsgrad der Schubgase 16 zu erhöhen, die zwischen der Außenfläche des Mittelkörpers 17 und der Innenfläche der Schubdüse 15 hindurchströmen.

Erfindungsgemäß sind Mittel vorgesehen, um die aus der Kernschubdüse austretenden Schubgase 16 einzugrenzen oder abzuschirmen,

- Cf-

. ?■

damit sie weniger über den hinteren Teil des Pylons 12 strömen, wodurch irgendwelche unerwünschten Wirkungen vermindert werden. Die Zwangsbegrenzungsmittel arbeiten mit den Schubgasen 16, der Kernschubdüse 15, dem Pylon 12 und der relativ kalten Luft, die aus einem Bläser des Turbofan-Triebwerk 10 ausgestoßen werden, in einer nachfolgend beschriebenen Weise zusammen.

Der Bläser 18, der für zusätzlichen Schub sorgt, ist stromaufwärts von dem Kerntriebwerk 13 angeordnet und durch dessen Leistungsturbine angetrieben. Der Bläser 18 ist von einer aerodynamisch geformten, ringförmigen Bläserverkleidung 19 umschlossen, die zusammen mit der Kernverkleidung 14 die Triebwerksgondel 20 bildet. Die Bläserverkleidung 19 weist ein stromaufwärtiges Ende mit einem Bläsereinlaß 21, einen Zwischenabschnitt, der im Abstand koaxial um die Kernverkleidung 14 angeordnet ist und mit diesem zusammenarbeitet, um einen Bypass-Kanal oder -strömungsweg 22 zu bilden, und einen stromabwärtigen Bläserauslaß 23 auf.

Im Betrieb wird die relativ kalte Umgebungsluft durch den Bläsereinlaß 21 am stromaufwärtigen Ende der Bläserverkleidung 19 angesaugt und durch den Bläser 18 beschleunigt, wobei ein Teil der Luft dem Kerntriebwerk 13 zugeführt wird, um darin die Verbrennung zu unterhalten. Der Rest der Luft oder die Bypass-Luftströmung 24 strömt den durch den Bypass-Kanal 22 und wird normalerweise in der axial stromabwärtigen Richtung durch den Bläserauslaß 23 ausgestoßen.

Das Turbofan-Triebwerk 10 ist eine Maschine mit hohem Bypassverhältnis, da das Verhältnis der Massenströmung in dem Bypasskanal 22 zum Kerntriebwerk 13 relativ hoch ist. Weiterhin wird ein wesentlicher Teil der Energie aus den heißen Verbrennungsgasen 16 abgezogen, um die Leistungsturbine des Kerntriebwerks 13 anzutreiben, und deshalb wird ein wesentlicher Teil des von dem Turbonfan-Triebwerk 10 erzeugten Gesamtschubs durch die Bypass-Strömung der Luft 24 geliefert, die aus dem Bläserauslaß 23 ausgestoßen wird. Die Konstruktion und die Arbeitsweise eines

Turbonfan-Triebwerk mit hohem Bypass-Verhältnis ist allgemein bekannt, wobei beispielsweise auf die US-PS 3 806 067 verwiesen wird, so daß eine weitere Beschreibung an dieser Stelle nicht erforderlich ist.

Es sind jedoch Verbesserungen in der Leistungsfähigkeit eines Strahlflugzeuges erhalten worden, indem die Kombination von Kerndüsen-Schubumkehrer und Verkleidung weggelassen wird, die gewöhnlich vorgesehen sind und in derartigen Triebwerken verwendet werden. Dadurch kann eine Verkürzung der Länge der Kernschubdüse von etwa 60 cm (2 Fuß) erhalten werden ο Diese Anordnung, die als die kurze Kernschubdüse bezeichnet wird, hat eine verbesserte Leistungsfähigkeit des Turbofan-Triebwerkes zur Folge, wie beispielsweise verminderte interne Kerndüsen-Druckverluste, verminderter Kernverkleidungs-Reibungswiderstand und ein vermindertes Gewicht. Ein Turbofan-Triebwerk mit einer kurzen Kernschubdüsenanordnung ist in der US-PS 4 238 092 und in "AIAA Paper-80-1196, CF6-5O Short Core Exhaust Nozzle" von D.J. Dusa et al beschrieben. Die Kernschubdüse 15 des Gasturbinentriebwerkes 10, wie sie in Figur gezeigt ist, ist eine derartige kurze Kernschubdüse.

Die Verwendung eines Turbofan-Triebwerks mit einer kurzen Kernschubdüse und einem stark umspülten Tragepylon dafür, hat einen verbesserten aerodynamischen Wirkungsgrad eines Strahlflugzeugs zur Folge. Dabei ist der Pylon 12 so ausgelegt, daß er das Triebwerk 10 unterhalb und teilweise vor dem Flügel 11 für einen verbesserten aerodynamischen Wirkungsgrad trägt. Der Pylon hat aerodynamisch eine glatte Kontur und weist einen hinteren Abschnitt auf, der als derjenige Abschnitt definiert ist, der sich relativ zum Ausgang der Schubdüse 15 nach hinten erstreckt. Der Pylon 12 weist weiterhin einen Pylongestellabschnitt 26 in seinem hinteren Abschnitt 25 auf. Das Pylongestell 26 ist an dem untersten Teil des hinteren Abschnittes 25 angeordnet und erstreckt sich für eine erhöhte Leistungsfähigkeit des Triebwerks vorzugsweise von der Schubdüse 15 nach hinten und ist mit einem kleinen Winkel nach unten in bezug auf die longitudinale oder axiale Mittellinie des Triebwerks ausgerichtet. Weiterhin ist das Pylongestell 26 vorzugs-

BAD ORIGINAL

weise parallel zu den Strömungslinien der heißen Schubgase 16 ausgerichtet, die aus der Schubdüse 15 ausgestoßen werden. Die untere Oberfläche des Pylongestells 26 ist im Abstand oberhalb des Auslasses der Schubdüse 15 und des Kernstopfens 17 angeordnet und bildet eine obere Teilgrenze, um die heißen Schubgase, die aus der Schubdüse 15 nach hinten austreten, teilweise zu begrenzen.

Zusätzlich hat die Anordnung der Triebwerksgondel 20 unter dem Flügel 11 Druckgradienten und eine Interferenz zwischen der Gondel 20, dem Pylon 12, dem Flügel 11 und dem nicht-gezeigten Flugzeugrumpf zur Folge. Diese Druckgradienten sind am betontesten auf der Innenseite der Gondel und des Pylons, d. h. der zum Flugzeugrumpf gerichteten Seite, und sie umfassen einen Bereich mit relativ kleinerem Druck, der neben dem Pylon 12 und oberhalb der Gondel 20 angeordnet ist. Das Druckfeld zwischen der Gondel 20 und dem Flügel 11 ist auf der Innenseite des Pylons 12 kleiner als auf dessen Außenseite, d. h. der von dem Flugzeugrumpf nach außen gerichteten Seite, und ist eine wesentliche Quelle des aerodynamischen Wirkungsgradverlustes.

Weiterhin ist im Betrieb und beispielsweise während des Starts die Geschwindigkeit der Bläser-Bypass-Strömung 24 und der Schubgase 16, die aus dem Bläserauslaß 23 bzw. der Kernschubdüse 15 ausgestoßen werden, im wesentlichen subsonisch bzw. unterhalb Schallgeschwindigkeit. Während der Steig- und Reiseflugzustände strömen jedoch die Bypass-Luftströmung 24 und die Schubgase 16 mit Überschallgeschwindigkeiten von etwa 1,25 bis etwa 1,4 Mach. Während einer supersonischen oder überschallströmung bestehen Schockwellen entlang der Oberfläche des Pylons 12 nahe dem Ausgang der Schubdüse neben dem Pylongestell 26.

Obwohl die Verwendung einer kürzeren Anordnung von Turbobläser und Gondel, wie beispielsweise eine kurze Kernschubdüsenanordnung,' und ein stark umspülter Pylon mit einem Gestell und einem hinteren Abschnitt, die über dem Austrittsbereich des Kerntriebwerkes angeordnet sind, einen erhöhten aerodynamischen Wirkungsgrad des Flug-

BAD ORIGINAL

zeuges zur Folge haben,, kann auch eine aufwärts gerichtete Strömung heißer Schubgase über dem Pylon auftreten. Genauer gesagt, stößt die Schubdüse 15 die heißen Schubgase 16 unmittelbar unterhalb des Pylongestells 26 und des hinteren Abschnittes 25 des Pylons 12 aus. Die Schubgase 16 können deshalb um die Pylonkante 26 nach oben und über sowohl die inneren als auch die äußeren Seiten des hinteren Abschnitts 25 des Pylons strömen.

Weiterhin können die Schockwellen in Verbindung mit den Gondel- und Pylonbereich-Druckgradienten, wie sie vorstehend beschrieben wurden, eine Strömungsablösung der über den Pylon 12 strömenden Luft herbeiführen und weiter verstärken und gestatten, daß sich die Aufwärtsströmung der heißen Kernschubgase 16 aus der Düse sogar noch höher über den Pylon 12 erstrecken.

Ohne die erfindungsgemäßen Mittel kann die Aufwärtsströmung heißer Schubgase über den hinteren Abschnitt 25 des Pylons 12, insbesondere über dessen innere Seite, eine Erhitzung der Pylonoberfläche oder der Mantelteile 27 (s. Figuren 2, 3 un 4) zur Folge haben, was zu einer verkürzten Lebensdauer führt. Wo beispielsweise die Pylonmäntel 27 Fiberglas enthalten für ein vermindertes Flugzeuggewicht, kann die Aufwärtsströmung die Ermüdungsfestigkeit der Mantel 27 vermindern und in Verbindung mit der Strömungsablösung eine durch die Strömung hervorgerufene Vibration der Pylonmäntel 27 und einen erhöhten Strömungswiderstand über dem Pylon 12 zur Folge haben. Somit können die Strömungsablösung und die Aufwärtsströmung der heißen Verbrennungsgase zusätzlich die aerodynamische Leistungsfähigkeit und den Wirkungsgrad der Gondel, des Pylons und der Flügelanordnung vermindern.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung sind Mittel in Verbindung mit der Gondel und der Pylon-Installationsanordnung vorgesehen, die auf wirksame Weise die Schubgase 16 aus der Schubdüse 15 begrenzen oder abschirmen, um deren Strömung über den hinteren Abschnitt 2 5 des Pylons 12 zu vermindern und dadurch die Aufwärtsströmung heißer Verbrennungsgase zu vermindern und

- *"-•/ta*

die aerodynamische Leistungsfähigkeit des Flugzeugs zu vergrößern. Diese Mittel, die die Schubgase auf wirksame Weise einschränken bzw. begrenzen, können stromabwärts oder hinter dem Bläserauslaß 23 und neben der Kernschubdüse 15 und der Pylonkante 26 angeordnet sein. Die Mittel richten die Schubgase 16 von dem hinteren Abschnitt 25 des Pylon 12 weg.

In Figur 1 ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt, das Mittel zum Vermindern der Strömungsablösung an der Oberfläche des hinteren Abschnitts 25 des Pylons 12 aufweist. Eine Möglichkeit zum Vermindern der Strömungsablösung besteht darin, die Grenzschicht der über den Pylon 12 strömenden Luft zu verkleinern. Die Mittel können mehrere dem Abstand angeordnete Wirbelerzeuger 28 umfassen, die von der Seitenfläche der Innenseite des Pylons 12 entlang einer vorbestimmten geneigten Linie nach außen ragen. Obwohl Wirbelerzeuger gezeigt sind, können auch andere geeignete Mittel zum Vermindern der Grenzschicht, wie beispielsweise Saugschlitze, verwendet werden.

In Figur 2 sind die Wirbelgeneratoren 2 8 gemäß Figur 1 im Detail gezeigt. Die Wirbelgeneratoren umfassen mehrere relativ kleine, nach außen vorstehende Flügel oder Schaufeln, die auf der Oberfläche des Pylons 12 in vorbestimmten Abständen entlang der Pylonoberfläche angebracht sind.

Vorzugsweise sind die Wirbelgeneratoren 28 entlang einer geneigten Linie angeordnet, die sich von der Kernschubdüse 15 nach hinten und nach oben in Richtung auf den Flügel 11 erstreckt. Die Anzahl der verwendeten Wirbelgeneratoren 28 und deren Beabstandung ist vorbestimmt unter Berücksichtigung des jeweiligen Luftströmungsfeldes, das zwischen der Gondel 20 und dem Flügel 11 existiert. Wie in Figur 1 dargestellt ist, können einige der Wirbelgeneratoren 28 in der freien oder ümgebungsluftströmung 29 angeordnet sein. Die Strömungsschnittlinie zwischen der Bypass-Luftströmung 2 4 und der freien Luftströmung 29 ist etwa bei 30 angedeutet.

Weiterhin erstrecken sich die einzelnen Schaufeln 28 von der Pylonseitenfläche senkrecht nach außen, und jede ist in einem kleinen spitzen Winkel relativ zu den Strömungslinien der entsprechenden, nach hinten fortschreitenden Bypass-Luftströmung und der freien Luftströmung 29 orientiert.

Im Betrieb rufen die Wirbelerzeuger 28 Wirbel hervor, die in zur Pylonoberfläche parallelen Ebene wirbeln und die Grenzschicht sowohl der freien Luftströmung 29 als auch der Bypass-Luftströmung 24 materiell verkleinern. Insbesondere vermindern die Wirbelerzeuger die Ablösung der Bypass-Luftströmung 24 von der Pylonoberfläche und haben demzufolge die Wirkung, die Schubgase 16 zu begrenzen bzw» abzuschirmen, indem die relativ kalte Bläser-Bypass-Luftströmung 24 an dem Pylon 12 anhaftend gelassen wird und dadurch eine Kaltluftgrenze mit den heißen Kernschubgasen 16 gebildet wird.

Wie insbesondere in den Figuren 1 und 2 gezeigt ist, können die Wirbelerzeuger bevorzugt in die Luft entgegengesetzt drehenden Paaren, beispielsweise drei, angeordnet sein, um die Fähigkeit der Wirbelerzeuger zu verbessern, die Strömungsahlösung von dem Pylon zu vermindern und dadurch die Aufwärtsströmung über den hinteren Abschnitt 25 zu vermindern.

Auch wenn das Flugzeug mit ünterschall-Geschwindigkeiten fliegt/ kann die Bypass-Luftströmung 24, die aus dem Bläserauslaß 23 ausgestoßen wird, mit Überschall-Geschwindigkeiten strömen, wie beispielsweise während der Reisegeschwindigkeiten des Flugzeugs, wie es vorstehend beschrieben wurde. Deshalb sind einige der Wirbelerzeuger 28 einer Strömung mit Überschall-Geschwindigkeit ausgesetzt. Die Verwendung von Wirbelerzeugern im Überschall-Strömungsbereich des hinteren Abschnitts 25 des Pylons 12 kann Schock- bzw. Stoßwellen erzeugen und einen erhöhten Strömungswiderstand zur Folge haben. Jedoch gleicht die Verminderung der Aufwärtsströmung heißer Schubgase und eine Vergrößerung des Gesamtwirkungsgrades von Gondel und Flugzeug, die durch die Ver-

BAD ORIGINAL

wendung der Wirbelerzeuger erhalten werden können/ jede resultierende Erhöhung des Strömungswiderstandes aus. Da weiterhin die Wirbelerzeuger 28 entlang einer Linie angeordnet sind, die sich von einer Stelle nahe dem Ausgang der Schubdüse 15 nach hinten und oben erstreckt, können sie irgendwelche flach auftreffenden Schockwellen dazwischen und jeden daraus resultierenden Strömungswiderstand vermindern.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung, wie es in Figur 3 dargestellt ist, ist ein Pylon-Ejektor 31 als eine Alternative zu den Wirbelerzeugern 28 vorgesehen, die in Figur gezeigt sind. Der Pylonejektor (Ausstoßer, Auswerfer) 31 hat die Wirkung, die Schubgase 16 aus der Kernschubdüse 15 einzuschränken, um· deren Strömung über den hinteren Abschnitt 25 des Pylons 12 zu vermindern.

Der Pylonejektor 31 weist eine vorzugsweise bogenförmige Leitplatte 32 auf, die sich von dem Pylon 12 seitlich nach außen erstreckt und im wesentlichen parallel zu und im Abstand von dem Pylongestell 26 angeordnet ist. Die Leitplatte 32 hat, wenn sie alleine verwendet wird, eine aerodynamisch scharfe Vorderkante 33, die neben und im Abstand oberhalb der Schubdüse 15 angeordnet ist, um an der Bypass-Luftströmung 24 anzugreifen. Die Leitplatte 32 kann selbst dazu verwendet werden, die Bypass-Luftströmung 24 aus dem Bläserauslaß 23 zu kanalisieren und sie zwischen die Platte 32 und die Schubgase 16 aus der Schubdüse zu richten. Es ist jedoch vorzuziehen, daß der Pylonejektor 31 weiterhin einen Lufteinlaßkanal 34 aufweist, der selbst vorzugsweise einstückig mit und entlang der Vorderkante 3 3 der Leitplatte 32 angeordnet ist und die Wirkung hat, einen Teil der Bläser-Bypass-Luftströmung 24 einzuschließen und auf die Leitplatte 32 zu richten.

Der Einlaßkanal 34 kann irgendeine geeignete Struktur aufweisen zur Bildung gewünschter Kanalabschnittskonfigurationen, wie beispielsweise kreisförmig; es ist jedoch vorteilhaft, daß der Ein-

BAD ORIGINAL

laßkanal 34 eine Struktur aufweist zur Bildung eines im. wesentlichen rechtwinkligen Kanalquerschnittes. So weist der Einlaßkanal 34 zwei im wesentlichen senkrechte Wandabschnitte auf: eine vorzugsweise bogenförmige Oberwand 35 und eine Seitenwand 37, die einstückig mit der bogenförmigen Bogenwand 35 ausgebildet ist. Die Ober- oder Deckwand 35 erstreckt sich vön-der- inneren Seitenfläche des Pylons 12 nach außen und ist oberhalb der Schubdüse 15 im Abstand angeordnet. Die Deckwand 35 enthält ferner eine stromabwärtige Kante, die vorzugsweise einstückig mit der Vorderkante 33 der Leitplatte 32 ausgebildet ist, und ein . stromaufwärtiges Ende 36, das eine aerodynamisch scharfe Kante bildet. Die Seitenwand 37 erstreckt sich radial nach innen bis zur äußeren Oberfläche der Schubdüse 15 und hat ein stromaufwärtiges Ende 38, das eine aerodynamisch scharfe Kante bildet.

Der Einlaßkanal 34 bildet zusammen mit den Oberflächen der Schubdüse 15 und dem Pylon 12 einen im wesentlichen rechtwinkligen Kanal zum Einschließend eines Teils der. Bypass-Iiuftstrornuhg '24 ν-aus dem Bläserauslaß 23 und zum Richten der Luftströmung zwischen die Leitplatte 32 und die Schubgase 16 aus der Schubdüse 15. Die gerichtete Luftströmung hat die Wirkung, eine Kaltluftgrenze zwischen dem hinteren Abschnitt 25 des Pylons 12 und den heißen Abgasen 16 aus der Schubdüse 15 zu bilden. Der Pylonejektor 31 hat dadurch die Wirkung, die Kernabgase 16 zu begrenzen bzw. einzuschränken und irgendeine Aufwärtsströmung dieser Gase über den hinteren Abschnitt 25 des Pylons zu vermindern.

Die optimale Größe des Pylonejektors 31, die Formen seiner Elemente und die relative Lage in bezug auf die Kernschubdüse 15 und den Pylon 12 ist bestimmt unter Berücksichtigung der lokalen Strömungsfeldcharakteristiken und dem erforderlichen Grad der Eliminierung der Äufwärtsströmung. Wo der Grad der Aufwärtsströmung relativ klein ist, kann die Leitplatte 3 2 mit einer scharfen stromaufwärtigen Vorderkante 33 allein wirksam sein, um irgendeine Aufwärtsströmung zu vermindern.

BAD ORIGINAL

In Figur 4 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt, das einen Kerndüsenmantel 39 aufweist, der ebenfalls als eine Alternative zu den Wirbelerzeugern 28, wie sie in Figur 1 gezeigt sind, verwendet werden kann. Der Kerndüsenmantel 39 ist wirksam, die Abgase 16 aus der Düse 15 zu begrenzen bzw. einzuschränken, um deren Strömung über den hinteren Abschnitt 25 des Pylons 12 zu vermindern.

Der Kerndüsenmantel 39 erstreckt sich von der Schubdüse 15 nach hinten im wesentlichen in koaxialer Ausrichtung damit und hat einen Abschnitt, der sich in Umfangsrichtung von dem Pylon 12 nach außen erstreckt, um eine Begrenzung gegen die Abgase 16 zu bilden, die aus der Kernschubdüse 15 strömen.

Der Kerndüsenmantel 39 weist vorzugsweise Abschnitte auf, die sich in Umfangsrichtung von gegenüberliegenden Seiten des Pylons 12 nach außen erstrecken, wie beispielsweise einen bogenförmigen nach hinten verjüngten Plattenteil, der auf der Schubdüse 15 angebracht und gegen und unterhalb des Pylongestells 26 angeordnet ist. Die Abschnitte weisen einen inneren Abschnitt 40 und einen äußeren Abschnitt 41 auf, die symmetrisch zur Pylonkante 26 verlaufen.

Vorzugsweise erstreckt sich der Kerndüsenmantel 39 in Umfangsrichtung auf etwa 45 nach beiden Seiten des Pylons 12 und ist koaxial zur longitudinalen Mittellinie des Triebwerks angeordnet. Der Kerndüsenmantel 39 hat in Verbindung mit der Bypass-Luftströmung 24 aus dem Bläser-Auslaß 23 und den Abgasen 16 aus der Kernschubdüse 15 die Wirkung, die Abgase 16 abzuleiten und deren Aufwärtsströmung über sowohl die inneren als auch die äußeren Oberflächen des hinteren Abschnitts 25 des Pylons 12 zu vermindern.

Alternativ kann der Kerndüsenraantel 39 an dem Pylon 12, wie beispielsweise dessen Pylongestell 26_; angebracht oder einstückig damit ausgebildet sein und er ist mit der Schubdüse 15 ausgerichtet. Der Kerndüsenmantel 3 9 kann auch ein oder zwei Ab-

BAD ORIGINAL

schnitte aufweisen, die auf der einen oder beiden Seiten des Pylongestells 26 des Pylons 12 angeordnet sind, um die Aufwärtsströmung über die inneren oder äußeren oder beide Oberflächen des Pylons 12 zu vermindern.

Leerseite

Claims

Ansprüche

1. Gondel-Einbau für ein Gasturbinentriebwerk mit einem Kerntriebwerk/einer Kernverkleidung, die das Kerntriebwerk umgibt und eine Kernschubdüse bildet zum Ausstoßen von Abgasen, und mit einem PyIOn₇ der das Turbinentriebwerk trägt und einen hinteren Abschnitt aufweist, der sich von der Kernschubdüse nach hinten erstreckt, gekennzeichnet d u r c h Mittel (28; 31; 39) zum Begrenzen bzw. Abschirmen der aus der Kernschubdüse (15) ausströmenden Abgase (1-6) zur Verminderung deren Strömung über den hinteren Abschnitt (25) des Pylons (12).

2. Gondel-Einbau nach Anspruch 1, wobei das Gasturbinentriebwerk einen Bläser, der durch das Kerntriebwerk angetrieben ist, und eine Bläserverkleidung aufweist, die den Bläser umgibt, wobei die Bläserverkleidung und die Kernverkleidung zusammen einen ringförmigen Bläserauslaß zum Ausstoßen von

Bläserluft bilden, gekennzeichnet durch Mittel (28r 31; 39) zum Begrenzen bzw. Abschirmen der aus der Kernschubdüse (17) austretenden Abgase (16) zur Verminderung deren Strömung über den hinteren Abschnitt (25) des Pylons (12), die stromabwärts von dem Bläserauslaß (23) und neben der Kernschubdüse (15) und dem Pylongestell (26) angeordnet sind und die Abgase (16) von dem hinteren Abschnitt des Pylons weg richten.

3. Gondel-Einbau nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Mittel zum Begrenzen bzw. Abschirmen der Abgase (16) Mittel umfassen zum Vermindern der Luftströmungsablösung an einer Oberfläche des hinteren Abschnitts des Pylons.

4. Gondel-Einbau nach Anspruch 3_r dadurch gekennzeichnet , daß die Mittel zum Vermindern der Luftströmungsablösung wirbelerzeugende Mittel (28) auf einer seitlichen Oberfläche des Pylons. (12) umfassen.

5. Gondel-Einbau nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Mittel zum Begrenzen bzw. Abschirmen der Abgase mehrere im Abstand angeordnete Wirbelerzeuger (28) umfassen,die jeweils in einem spitzen Winkel relativ zu den Strömungslinien der Bläserluft (24) ausgerichtet sind, wenn die Luft aus dem Bläserauslaß (23) des Turbinentriebwerks (10) strömt.

6. Gondel-Einbau nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß die Wirbelerzeuger (28) in die Luft entgegengesetzt drehenden Paaren angeordnet sind.

7. Gondel-Einbau nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Wirbelerzeuger (28) entlang einer Linie angeordnet sind, die sich von der Schubdüse (15) nach hinten und oben erstreckt und daß die Wirbelerzeuger (28)

dazwischen schräg auftreffende Schock- bzw. Stoßwellen vermindern.

8. Gondel-Einbau "nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge* kennzeichnet, daß die Mittel zum Begrenzen bzw. Abschirmen der Abgase einen Pylonejektor (31) mit einer Leitplatte (32) aufweisen, die sich von dem Pylon (12) nach außen erstreckt und im wesentlichen parallel zu und im Abstand von dem Pylongestell (26) angeordnet ist und die eine Vorderkante (33) aufweist, die neben der Kernschubdüse (15) angeordnet ist, wobei die Leitplatte (32) Bläserluft zwischen die Platte (32) und die Abgase (16) richtet.

9. Gondel-Einbau nach Anspruch 8, d a d u r c h g e kennzeichnet, daß der Pylonejektor (31) ferner einen Einlaßkanal (34) an der Vorderkante (33) der Platte (32) aufweist, der einen Teil der Bläserluft einschließt . und auf die Leitplatte (32) richtet.

10. Gondel-Einbau nach Anspruch 8, d a d u r c'h g e kennzeichnet , daß der Pylonejektor (31) ferner eine Ober- oder Deckwand (35), die sich von dem Pylon nach außen erstreckt und eine stromabwärtige Kante aufweist, die einstückig mit der Vorderkante der Leitplatte (32) ausgebildet ist, und eine Seitenwand (37) aufweist, die einstückig mit der Ober- oder Deckwand (35) ausgebildet ist und sich radial nach innen erstreckt zu einer äußeren Oberfläche der Kernschubdüse (15). .

11. Gondel-Einbau nach Anspruch 1 oder 2, d ad ure h g e k e η η ζ ei c h η e t , daß die Mittel zum Begrenzen oder Abschirmen der Abgase (16) einen Kerndüsenmantel (39) aufweisen, der sich von der Kernschubdüse (15) nach hinten erstreckt und einen Abschnitt aufweist, der sich in Umfangsrichtung von dem Pylon (12) nach außen erstreckt zur Bildung einer Begrenzung gegen die Abgase (16), die aus der Kernschubdüse (15) strömen.

12. Gondel-Einbau nach Anspruch 11, dadurch ge -■■-'. kennzeichnet, daß der Kerndüsenmantel (39) Abschnitte aufweist, die sich in Umfangsrichtung von gegenüberliegenden Seiten des Pylons (12) nach außen erstrecken.

13. Gondel-Einbau nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet , daß der Kerndüsenmantel (39) eine bogenförmige, nach hinten verjüngte Platte aufweist.

14. Gondel-Einbau nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Kerndüsenmantel (39) auf der Kernschubdüse (15) angebracht ist.

15. Gondel-Einbau nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet , daß der Kerndüsenmantel (39) einstückig mit dem Pylon (12) ausgebildet ist.

16. Gondel-Einbau nach Anspruch 11, dadurch ge- : kennzeichnet, daß der Kerndüsenmantel (39) symmetrisch ist und Abschnitte (40, 41) aufweist, die von den inneren und äußeren Oberflächen des Pylons (12) im "V". wesentlichen gleich ausgehen.

17. Gondel-Einbau nach, einem der Ansprüche 1 bis 16, . dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Begrenzung bzw. Abschirmung der Abgase (16) auf einer Innenseite des Pylons (12) angeordnet sind.