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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Schubumkehreinrichtung eines
Zweistrom-Turbinentriebwerks. Das Turbinentriebwerk ist mit einer
hinter dem Gebläse
angeordneten Leitung ausgestattet, deren Aufgabe darin besteht,
den so genannten kalten Sekundärstrom
zu kanalisieren, wobei diese Leitung aus einer Innenwand, die hinter
dem Gebläse
die eigentliche Motorstruktur umgibt, und aus einer Außenwand,
deren stromaufwärtiger
Teil das das Gebläse umgebende
Motorgehäuse
verlängert,
besteht. Diese Außenwand
kann sowohl den Sekundärstrom
als auch den Primärstrom
in seinem stromabwärtigen Teil
kanalisieren, wobei dies beispielsweise bei Gondeln mit gemischten
oder zusammenfließenden
Strömen
hinter dem Ausstoß des
so genannten heißen Primärstroms
geschieht, in anderen Fällen
jedoch, bei so genannten Gondeln mit getrennten Strömen, die
Außenwand
lediglich den Sekundärstrom
kanalisiert.
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Eine
Wand kann auch den Motor außen,
das heißt,
die Außenseite
des das Gebläse
umgebenden Gehäuses
und die Außenseite
der Außenwand
der eingangs beschriebenen Leitung, verkleiden, um den Rücktrieb
des Triebwerks zu minimieren. Dies ist besonders der Fall bei Triebwerken,
die außen
an einem Flugzeug angesetzt sind, insbesondere dann, wenn diese
Triebwerke unter den Tragflächen
oder im hinteren Teil des Rumpfes angebracht sind.
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Der
Begriff äußere Verkleidung
bezeichnet die aus der Außenwand
der Gondel bestehende Baugruppe.
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1 der
beigefügten
Zeichnungen zeigt ein bekanntes Ausführungsbeispiel einer derartigen Schubumkehreinrichtung
für ein
Zweistrom-Turbinentriebwerk, entweder, wie in der in 2 gezeigten,
schematischen perspektivischen Ansicht, mit einer viertürigen Umkehreinrichtung,
oder, wie in der in 3 gezeigten, schematischen Ansicht,
mit einer zweitürigen
Umkehreinrichtung.
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Die
Schubumkehreinrichtung besteht aus Türen 7, die einen beweglichen
Teil 2 bilden und die in passiver Stellung im Direktstrahlbetrieb
einen Teil der äußeren Verkleidung
bilden, und aus einer festen Struktur, die diese äußere Verkleidung
stromaufwärts der
Türen durch
einen vorgeschalteten Teil 1 und stromabwärts der
Türen durch
einen nachgeschalteten Teil 3 und zwischen den Türen 7 über Balken 18, die
den nachgeschalteten Teil 3 der äußeren Verkleidung mit dem vorgeschalteten
Teil 4 der äußeren Verkleidung
verbinden, herstellt. Die Türen 7 sind
auf einem Umfang der äußeren Verkleidung
angebracht und sind in einem zwischen ihren Seitenwänden liegenden
Bereich schwenkbar auf zu beiden Seiten dieser Türen befindlichen Balken 18 angebracht,
wobei diese seitlichen Wände
zusammen mit den vor- und
nachgeschalteten Wänden,
die Wände
bilden, die den äußeren Teil 9 der
einen Teil der Außenwand der
Gondel bildenden Türen 7 mit
dem inneren Teil 11 der einen Teil der Außenwand
der Leitung bildenden Türen 7 verbinden.
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Der
mit einer festen Struktur versehene vorgeschaltete Teil 1 weist
einen vorderen Rahmen 6 auf, der den Steuerungsmitteln
zur Bewegung der Türen 7,
die beispielsweise durch Zylinder 8 gebildet werden, als
Lager dient.
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In
der aktivierten Stellung werden die Türen 7 derart gekippt,
dass der Teil der Türen,
der sich stromabwärts
der Drehzapfen 17 befindet, die Leitung 15 mehr
oder weniger vollständig
verschließt,
so dass der vorgeschaltete Teil der Türen in der äußeren Verkleidung einen Durchgang
freigibt, wodurch der Sekundärstrom
radial zur Achse der Leitung kanalisiert werden kann. Der vorgeschaltete
Teil der Türen 7 ragt
aus der äußeren Verkleidung
heraus, weil der Durchgang derart dimensioniert werden muss, dass er
diesen Strom durchlassen kann, ohne den Betrieb des Motors zu beeinträchtigen.
Der Schwenkwinkel der Türen
ist so eingestellt, dass der Strom durchfließen kann und dass der Schub
dieses Stroms entfällt, bzw.
dass damit begonnen wird, einen Gegenschub zu erzeugen, indem eine
stromaufwärts
umgeleitete Stromkomponente erzeugt wird.
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Ausführungsbeispiele
sind beispielsweise aus der
FR
1 482 538 , der FR-A-2 030 034 oder der
US 3,605,411 bekannt.
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Schließlich ist
die Zylindersteuerung der Türen
von einer Position in die andere an sich bekannt; dennoch wird auf
die sehr einfache Lösung
hingewiesen, die darin besteht, pro Tür einen Zylinder vorzusehen,
der in seinem vorgeschalteten Teil an der vorgeschalteten festen
Struktur der äußeren Verkleidung
und in seinem nachgeschalteten Teil an der Tür an einer im vorgeschalteten
Teil liegenden Stelle befestigt ist, wie dies beispielsweise in
der
FR 1 482 538 beschrieben
wird.
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In
den bekannten Ausführungen
aus dem Stand der Technik liegen üblicherweise die Grenzflächen zwischen
den Drehzapfen 17 der Türen 7 und der
festen Struktur der Schubumkehreinrichtung an den Flanken der Balken 18.
Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn die Schubumkehreinrichtung
vier Schwenktüren
aufweist. Bei bestimmten Anwendungen jedoch, insbesondere wenn die
Schubumkehreinrichtung nur zwei Türen aufweist, sind für eine Optimierung
des Betriebs bestimmte Parameter unerlässlich, so zum Beispiel die
Stellung der Rotationsachse der Tür und die Breite derselben,
so dass die Drehzapfen der Türen
von den festen Strukturen weg geschoben und ein den Drehzapfen der
Tür halternder
freitragender Beschlag eingesetzt werden kann.
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Die
US 5,930,991 beschreibt
eine Schubumkehreinrichtung eines Zweistrom-Turbinentriebwerks,
umfassend zwei Türen,
die unter der Einwirkung von Zylindern, die an einer vorgeschalteten
festen Struktur angebracht sind, schwenkbar sind. Bei einer derartigen
Schubumkehreinrichtung werden die in die Tür eingeleiteten Kräfte im Wesentlichen
durch die vorgeschaltete feste Struktur aufgenommen, denn die Beschläge der Tür sind mit
der vorgeschalteten festen Struktur und mit den festgelegten Längsbalken
verbunden.
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Eine
der Aufgaben der Erfindung besteht darin, das Auftreten hoher Kräfte, die
die Balken der festen Struktur auf Verwindung beanspruchen, zu vermeiden
und dabei gleichzeitig die Masse der Beschläge der Drehzapfen zu verringern.
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Eine
Schubumkehreinrichtung eines Zweistrom-Turbinentriebwerks der vorgenannten
Art, die diese Bedingungen erfüllt,
ohne dabei die Nachteile der bekannten Lösungen aus dem Stand der Technik aufzuweisen,
ist dadurch gekennzeichnet, dass die Drehzapfen der Türen durch
Beschläge
gehaltert sind, welche mit den festgelegten Längsbalken und dem nachgeschalteten
Teil der festen Struktur verbunden sind, um zwischen dem vorgeschalteten
Teil, dem nachgeschalteten Teil, den festgelegten Längsbalken
und den Beschlägen,
die die Drehzapfen haltern, eine steife Baugruppe zu bilden.
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Weitere
Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nun folgenden
Beschreibung eines erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels,
das anhand der beigefügten
Zeichnungen näher
erläutert wird.
Es zeigen:
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1 eine
bekannte und bereits beschriebene Schubumkehreinrichtung mit in
geschlossener Stellung befindlichen Schwenktüren, in einer schematischen
Halbansicht im Längsschnitt
durch eine Ebene durch die Drehachse eines zugeordneten Turbinentriebwerks;
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2 eine
Gondel, die eine viertürige
Schubumkehreinrichtung der vorgenannten Art im eingebauten Zustand
und mit geschlossenen Türen
aufweist, in einer perspektivischen schematischen Ansicht;
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3 eine
auf einem Flugzeug montierte Gondel, die eine zweitürige Schubumkehreinrichtung der
vorgenannten Art mit geschlossenen Türen aufweist, in einer schematischen
Ansicht;
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4 die
Hälfte
einer erfindungsgemäßen Schubumkehreinrichtung
in einer Direktstrahlstellung in einer perspektivischen schematischen
Ansicht;
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5 die
Hälfte
der der Schubumkehreinrichtung entsprechenden festen Struktur in
einer Sicht ähnlich 4;
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6 die
erfindungsgemäße Schubumkehreinrichtung
in einer Direktstrahlstellung in einer Sicht ähnlich 1, wobei
die Schnittebene durch die Mitte der Tür der Schubumkehreinrichtung
verläuft;
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7 die
Schubumkehreinrichtung in einer Schubumkehrstellung in einer Sicht ähnlich 6;
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8 und 9 zwei
Ausführungsvarianten der
erfindungsgemäßen Schubumkehreinrichtung
in einer Sicht ähnlich 5.
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Nach
einer in den 4 bis 7 dargestellten
erfindungsgemäßen Ausführungsform
stellt eine Schubumkehreinrichtung eines Zweistrom-Turbinentriebwerks
der an sich bekannten Art, wie sie eingangs anhand der 1, 2 und 3 beschrieben
wurde, ein bevorzugtes Anwendungsbeispiel der Erfindung dar, wobei
die Schubumkehreinrichtung hier zwei Türen 7 aufweist. In
diesem Fall sind der vorgeschaltete Teil 4 der festen Struktur
der Schubumkehreinrichtung und der hintere Teil 3 der festen Struktur
der Schubumkehreinrichtung über
einen festgelegten, in einer so genannten 12-Uhr-Stellung befindlichen oberen Längsbalken 20 und über einen festgelegten,
in einer so genannten 6-Uhr-Stellung befindlichen unteren Längsbalken 21 miteinander verbunden.
Die beiden Drehzapfen einer jeden Tür, ein oberer 22 und ein
unterer 23, sind jeweils durch einen Beschlag 24 gehaltert.
Die Beschläge 24 setzen
sich bis zur mittleren Ebene der Tür fort und sind unter Bildung
eines Strukturrahmens 25 miteinander verbunden, welcher
wiederum direkt mit den Balken 20 und 31 der Schubumkehreinrichtung
verbunden ist. So entsteht eine Kastenstruktur, die eine steife Baugruppe
zwischen dem die Drehzapfen 22 und 23 der Türen halternden
Strukturrahmen 25, der nachgeschalteten festen Struktur 3,
den Balken 20 und 21 und der vorgeschalteten festen
Struktur 4 der Schubumkehreinrichtung erzeugt. Auf diese
Weise wird das Auftreten einer schädlichen Verwindungsspannung
in den Balken 20 und 21 vermieden, es ergibt sich
ein vorteilhafter Verlauf der Kräfte
im Bereich der Drehzapfen 22 und 23 der Türen, und
die durch die Belastung der Drehzapfen 22 und 23 der
Türen entstehenden
Kräfte
werden direkt an die feste Struktur der Schubumkehreinrichtung weitergeleitet.
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Vorteilhafterweise
werden die hier beschriebenen Merkmale der Erfindung auf eine mit
Türen versehene
Schubumkehreinrichtung angewendet, in der jeder Zylinder
8 zur
Steuerung der Bewegung der Türen
7 optimal
montiert ist, wobei die beiden Verbindungspunkte des Zylinders
8 jeweils
mit der Tür
7 und
mit der vorgeschalteten festen Struktur
4 der Schubumkehreinrichtung
miteinander fluchten, wobei der Anbringungspunkt der Schubumkehreinrichtung
gemäß der in
der
EP 0835999 A beschriebenen Erfindung
auf dem Turbinentriebwerk liegt.
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Darüber hinaus
ist es an sich bekannt, die mit Türen versehenen Schubumkehreinrichtungen mit
mehreren Sperrvorrichtungen auszustatten, die dafür sorgen,
dass die Türen
in der geschlossenen Stellung bleiben. In bekannter Weise befindet
sich eine primäre
mechanische Verriegelung zwischen dem vorderen Rahmen der festen
Struktur der Schubumkehreinrichtung und der vorgeschalteten Struktur
der Türen,
eine sekundäre
Verriegelung liegt in dem Zylinder zur Steuerung der Bewegung der
Türen ein
und eine dritte elekt rische Verriegelung befindet sich in einem
Bereich, der zu den primären
Verriegelungen versetzt ist, um so einer gleichzeitigen Beschädigung vorzubeugen,
insbesondere im Falle eines Schadens am Turbinentriebwerk. Jedoch
erfordert eine Grenzfläche
zwischen der primären
Türverriegelung
und dem vorderen Rahmen der festen Struktur zwingend die strukturelle
Verstärkung
des vorderen Rahmens. Zudem führt,
aufgrund des durch den Strom ausgeübten Drucks, die für gewöhnlich gewählte Stelle
zur Anbringung der primären
Verriegelungen im Bereich der Türmitte
zu Verformungen der Tür,
insbesondere der Türecken,
was für
die aerodynamischen Leistungsfähigkeit
schädlich
ist.
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Infolgedessen
sucht die Erfindung, ergänzend
zur Verbesserung des Verlaufs der im Bereich der Drehzapfen der
Türen entstehenden
Kräfte,
auch nach einer Verbesserung des Kräfteverlaufs im Bereich der
primären
Türverriegelungen
zur festen Struktur hin. Hierzu wird vorteilhafterweise eine primäre Verriegelung 26 auf
jede Türflanke
gesetzt, wobei die Grenzflächenkräfte von
den Balken der Schubumkehreinrichtung aufgenommen werden. Durch dieses
Merkmal wird der vordere Rahmen der festen Struktur, die keinen
Verwindungskräften
mehr ausgesetzt ist, entlastet. Zudem werden die Türverformungen
verringert und die im Steuerungszylinder eingesetzte sekundäre Verriegelung
kann entfallen.
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Nach
einer in 8 dargestellten Ausführungsvariante
kann die Steifheit der Tür 7 dadurch verstärkt werden,
dass die Außenplatte 9 und
die Seitenwände
nach hinten verlängert
werden, so dass mit der Innenplatte 11 ein den Druckkräften standhaltender
steifer Kasten gebildet wird, wobei zur Bildung einer steifen Baugruppe
zwischen den vor- und nachgeschalteten festen Strukturen, den Balken
und den Beschlägen
der Drehzapfen die Beschläge 24 dann direkt
mit der hinteren festen Struktur 3 der Schubumkehreinrichtung
verbunden sind.
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Ergänzend zur
vorgenannten, anhand der 8 beschriebenen Ausführung lassen
sich die Verbindungen zwischen den Beschlägen 24 und der nachgeschalteten
festen Struktur 3 gemäß der Darstellung
in 9 zwischen den Drehzapfen 22 und 23 und
einem der nachgeschalteten festen Struktur zugehörigen hinteren Rahmen 31,
der bei Gondeln mit gemischten Strömen an sich bekannt ist, herstellen.
Diese Verbindungen 27 können
dabei Stangen, Beschläge
oder Kästen
sein.