DE69203078T2

DE69203078T2 - Konfiguration einer Schubumkehrvorrichtung für ein Zweistrahltreibwerk.

Info

Publication number: DE69203078T2
Application number: DE69203078T
Authority: DE
Inventors: Serge Patrick Bunel; Claude Achille Germain Dubois
Original assignee: Hispano Suiza SA
Current assignee: Safran Nacelles SAS
Priority date: 1991-11-15
Filing date: 1992-11-12
Publication date: 1995-12-07
Anticipated expiration: 2012-11-13
Also published as: US5267438A; CA2082780A1; EP0542624A1; DE69203078D1; FR2683859B1; ES2073894T3; CA2082780C; GR3017312T3; FR2683859A1; EP0542624B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schubumkehrvorrichtung für ein Zweistrahltriebwerk.
Bei dieser Strahltriebwerksart, die einen ersten Gasströmungskanal, der Heißstrom genannt wird und eine Hauptausstoßströmung bildet, und einen Ringkanal aufweist, der koaxial zu dem ersten Kanal ist und in dem die Gase strömen, die Kaltstrom genannt wird, beispielsweise am Ausgang eines Gebläses, das am Eingang des Strahltriebwerks liegt, und eine zweite Ausstoßströmung bildet, bewirkt die Umleitung des zweiten Kaltstroms hauptsächlich oder ausschließlich die Schubumkehr.
Fig. 1 der begleitenden Zeichnungen zeigt ein bekanntes Beispiel der Ausführung einer Schubumkehrvorrichtung des Typs, der aus drei Hauptbestandteilen besteht, einem festen Abschnitt 1, der stromaufwärts in der Verlängerung der Außenwand des zweiten Stromkanals liegt, der im Inneren durch den Außenumfang des zentralen Triebwerkaufbaus begrenzt ist, einem bewegbaren Abschnitt 2 und einem festen Ring 3. Der genannte feste stromaufseitige Abschnitt 1 weist eine Außenwand 4 des Triebwerkrumpfs, eine Innenwand 5, die den zweiten Strom außen begrenzt, und einen vorderen Rahmen 6 auf, der die Verbindung der genannten Wände 4 und 5 gewährleistet. Dieser Rahmen 6 dient ebenso zur Halterung einer Bedieneinrichtung zur Bewegung des bewegbaren Abschnitts 2, der im wesentlichen aus einer gewissen Anzahl von beweglichen Elementen oder Hindernissen besteht, die allgemein Klappen 7 genannt werden, wobei diese Anzahl abhängig von den speziellen Anwendungen variieren kann, beispielsweise bilden zwei, drei oder vier Klappen 7 eine ringförmige Anordnung, ggf. in Zusammenwirkung mit einem festen Abschnitt je nach Anbringungsweise der Vortriebsanordnung, die durch die Turbomaschine an dem Flugzeug gebildet wird.
Fig. 2 zeigt in einer schematischen teilperspektivischen Ansicht ein Anwendungsbeispiel einer solchen Schubumkehrvorrichtung bei einem Zweistrahltriebwerk, wobei die Umkehrvorrichtung in diesem Fall vier Klappen 7 aufweist, von denen zwei in Fig. 2 sichtbar sind und entsprechend einer Betriebsweise in Schubumkehrstellung geöffnet dargestellt sind. Jeder Klappe 7 ist eine Bedieneinrichtung zur Verstellung, beispielsweise ein Stellzylinder 7a zugeordnet.
Ausführungsbeispiele einer solchen Schubumkehrvorrichtung einer Turbomaschine mit Schwenkklappen sind insbesondere in FR-A-2 618 853, FR-A-2 618 852, FR-A-2 621 082, FR-A-2 627 807, FR-A-2 634 251, FR-A-2 638 207 (korrespondiert zu EP-A-0 365 425) und FR-A-2 651 021 beschrieben, die von der gleichen Anmelderin stammen.
Weiterhin ist es zur Vermeidung einer ungewollten Öffnung der Umkehrklappe, die ein gutes Verhalten des Flugzeugs außerhalb der Phasen der Annäherung, Landung oder Bremsen stören kann, bekannt, mittels an sich bekannten Einrichtungen für eine sichere mechanische Verriegelung der Klappe in der geschlossenen Stellung zu sorgen. Es ist indessen wünschenswert, insbesondere bei Anwendungen bei Langstreckenmaschinen mit zwei Motoren, eine automatische Verschließung der Klappe unabhängig von der Stellung der normalen Schließ- und Verriegelungsvorrichtungen zu erhalten. Daher ist es die Aufgabe der Erfindung, eine Lösung für diese Probleme zu schaffen, indem die Ausführungsmöglichkeiten unter Berücksichtigung der Anforderungen der möglichst geringen Abmessungen, die wichtige Kriterien bei der betreffenden Luftfahrtanwendungen sind, und verringerten Kostenbedarf mit dem Erhalt der benötigten Leistungen in Einklang zu bringen, sowohl bei dem Betrieb in Direktschub unter Vermeidung von aerodynamischen Verlusten wie beim Betrieb in Schubumkehrstellung unter Bereitstellung einer geeigneten Führung der Schubumkehr- Stromfäden. Die Erfindung zielt schließlich insbesondere zusätzlich zu der konstruktiven Wahl, die eine Verläßlichkeit des Materials gewährleistet, auf eine optimale Entsprechung der Sicherheitsbedingungen, indem das Risiko einer ungewollten Öffnung beweglicher Elemente wie beispielsweise der Umkehrklappen im Falle einer zufälligen Entriegelung beseitigt wird.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Vermeidung des hinteren Rings 3 der bekannten Ausführung einer Schubumkehrvorrichtung, wie sie in Fig. 1 schematisch dargestellt ist.
Erfindungsgemäß werden diese Aufgaben durch eine Schubumkehrvorrichtung des zuvor beschriebenen Typs mit bewegbaren Elementen erreicht, die dadurch gekennzeichnet ist, daß sie einen festen Ring aufweist, auf dem das stromabwärts gelegene Ende der Innenklappe in der Schließstellung in Anlage kommt, wobei sich Dichtungsmittel dazwischen befinden, und auf dem ebenso ein Zwischenbereich der Außenwand in der Schließstellung in Anlage kommt, wobei sich Dichtungsmittel dazwischen befinden, die Außenwand einen freien stromabwärts gelegenen Endbereich aufweist, der sich nach hinten über den festen Ring hinauserstreckt, wobei die Anlenkung des Wirkungspunktes der Bedieneinrichtung zur Verschiebung auf der genannten Außenwand liegt, und die Anlenkung mit einem Federarm verbunden ist, der eine Endrolle trägt, die sich längs eines Abrollweges bewegen kann, der in Längsrichtung auf der Klappe derart vorgesehen ist, daß bei dem Schubumkehrbetrieb die Sperre für den Stromdurchgang in dem genannten zweiten Kanal durch die Innenklappe gebildet ist und die Orientierung des umgekehrten Strömungsverlaufs durch den stromaufwärts gelegenen Abschnitt der Außenwand gewährleistet ist.
Weitere Merkmale und Vorzüge der Erfindung werden bei dem Lesen der folgenden Beschreibung eines erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels bezugnehmend auf die begleitenden Zeichnungen ersichtlich. Es zeigen:
- Fig. 1 eine schematische Halbansicht im Längsschnitt durch eine Ebene, die durch die Rotationsachse der Turbomaschine hindurchgeht, einer Schubumkehrvorrichtung mit Schwenkklappen in der geschlossenen Stellung der bekannten Art, wie sie zuvor beschrieben wurde,
- Fig. 2 eine teilperspektivische Ansicht der in Fig. 1 dargestellten Schubumkehrvorrichtung in der ausgefahrenen Stellung,
- Fig. 3 in einer Ansicht analog zu der von Fig. 1 eine Schubumkehrvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, bei der eine Anordnung dem Betrieb in Direktschub entspricht,
- Fig. 4 eine Ansicht analog zu denen von Fig. 1 und 3 einer in Fig. 3 dargestellten Schubumkehrvorrichtung in einer Stellung, die einem Betrieb mit Umkehrschub entspricht.
Eine erfindungsgemäße Schubumkehrvorrichtung für ein Zweistrahltriebwerk, die in den entsprechenden Flugphasen eines Flugzeugs die Umkehr des zweiten Stroms bewirken kann, weist wie in Fig. 1 und 2 dargestellt einen stromaufseitigen festen Abschnitt 1 auf, der aus einer Außenwand 4, einer Innenwand 5 und einer vorderen Rahmenkonstruktion 6 besteht, die die Stellzylinder 7 zur Bedienung der Verschiebung der bewegbaren Elemente der Umkehrvorrichtung trägt, wobei dieser Abschnitt an sich bekannt ist und dem ähnlich ist, der in der zuvor beschriebenen Fig. 1 dargestellt ist. Dagegen weist die Umkehrvorrichtung nicht wie zuvor beschrieben einen hinteren festen Ring 3 oder einen hinteren Konus auf, und der Aufbau der Klappen oder bewegbaren Elemente der Umkehrvorrichtung ist geändert.
Jedes bewegbare Element 10 besteht nämlich aus einer Innenklappe 11 und einer Außenwand 12. Die Innenseite 13 der Klappe 11 liegt in der geschlossenen Stellung gemäß einem geeigneten aerodynamischen kontinuierlichen Übergang mit der Innenseite des festen Abschnitts 1, die stromaufwärts gelegen ist, so daß jegliche Störung bei dem Ausfließen des Fluidstroms verhindert wird. Die Klappe 11 ist an ihrem äußeren Umfang mit Dichtverbindungen versehen. Insbesondere liegt eine Dichtverbindung 14 zwischen dem stromaufseitigen Rand 15 der Klappe 11 und dem stromabseitigen Ende des festen stromaufseitigen Abschnitts 1 der Umkehrvorrichtung, der die Ableitkante 8 trägt.
Gleichermaßen ist eine Dichtverbindung 15 ebenso zwischen dem stromabseitigen Rand 16 der Klappe 11 und einem festen Ring 17 vorgesehen, der mit dem festen stromaufseitigen Abschnitt 1 der Umkehrvorrichtung durch nicht in den Zeichnungen dargestellte Längsträger verbunden ist.
Die Außenwand 12 weist eine Außenseite 18 auf, die sich ebenfalls in der geschlossenen Stellung in einem kontinuierlichen aerodynamischen Übergang mit der Außenseite des festen Abschnitts 1 befindet, der stromaufseitig angeordnet ist.
Dagegen ist zwischen diesen beiden Elementen eine Dichtung weder vorgesehen noch erwünscht, so daß der äußere Umgebungsdruck auf die beiden Seiten des stromaufseitigen Abschnitts der Außenwand 12 wirkt.
Dieser stromaufseitige Abschnitt ist stromabseitig durch einen Dichtring 19 begrenzt, der zwischen dem genannten festen Ring 17 und einem Anschlagsbereich 20 der Außenwand 12 auf dem Ring 17 in der in Fig. 1 dargestellten Schließstellung vorgesehen ist. Jenseits des festen Rings 17 und der stromabseitigen Kante der Innenklappe 11 ist die genannte Außenwand 12 durch einen stromabseitigen Abschnitt 21 verlängert. Bei dem Betrieb im Direktschub entsprechend der Stellung in Fig. 1 übt der Druck der Fluidströmung, die in dem zweiten Kaltstromkanal fließt, auf den stromabseitigen Abschnitt 21 der Außenwand 12 Kräfte aus, die durch Pfeile f symbolisch dargestellt sind und dahin wirken, daß die Wand 12 geschlossen gehalten wird, was für die bewegbaren Elemente der Schubumkehrvorrichtung eine sog. "Selbstrückzugs"-Stellung gewährleistet und somit gegen jegliches Risiko einer ungewollten Öffnung im Falle des Versagens der verschiedenen weiteren und an sich bekannten Elemente schützt, insbesondere die Bedieneinrichtungen und Blockierhaken. Die Innenklappe 11 und die Außenwand 12 sind jeweils an Quer-Schwenkzapfen befestigt, die unabhängig fest an den festen Aufbauten der Umkehrvorrichtung befestigt sind und mit 22 bzw. 23 bezeichnet sind.
Der Wirkungspunkt der Kräfte des Stellzylinders 7a zur Steuerung der Bewegung der bewegbaren Elemente 10 der Umkehrvorrichtung wird durch eine Anlenkung 24 an dem Ende der Stange des Stellzylinders gebildet, die an der Außenwand 12 angeordnet ist.
An der Anlenkung 24 ist ebenso ein Ende eines Schwenkhebels 25 angeordnet, dessen anderes Ende eine Rolle 26 trägt, die mit einem Abrollweg 27 verbunden ist, der fest an der Innenklappe 11 angebracht ist und auf dem sie sich in Längsrichtung bewegen kann.
Fig. 2 zeigt schematisch die Stellung der Umkehrvorrichtung, die bei dem Betrieb in Schubumkehr erhalten wird. Die Betätigung des Stellzylinders 7a hat die Außenwand 12 um die Schwenkzapfen 23 schwenken lassen, was durch den Schwenkhebel 25 die Schwenkung der Klappe 11 um Schwenkzapfen 22 in Bewegung setzt. Der in dem zweiten Kanal fließende Strom, dargestellt durch einen Pfeil 28, trifft auf das durch die Innenklappe 11 gebildete Hindernis, das den genannten Kanal verschließt, wobei der stromabseitige Rand der Innenklappe 11 sich in der Umgebung des Außenumfangs 29 der Turbomaschine befindet, der die radial innere Wand des zweiten Kanals bildet. Die Öffnung der bewegbaren Elemente 10 löst in der Außenwand des zweiten Kanals einen Durchlaß, der "Schubumkehrkanal" genannt wird, durch den die umgekehrte Strömung 28 geleitet wird. Die Steuerung der Richtung der umgekehrten Stromfäden wird durch die Innenseite 30 des stromaufseitigen Abschnitts 31 der Außenwand 12 gewährleistet, die der relativen Stellung der Schwenkzapfen 22 der Innenklappe 11 und der Schwenkzapfen 23 der Außenwand 12 zugeordnet ist. Bei den erfindungsgemäßen Vorrichtungen befindet sich also der feste Ring 17 in der Schubumkehranordnung in einer Zwischenstellung zwischen der Innenklappe 11 und der Außenwand 12.
Das Vorsehen des Stellzylinders 7a gemäß der Erfindung schafft den weiteren Vorteil, nachteilige Auswirkungen auf die Qualität der aerodynamischen Wirksamkeit und die Fluidausströmung durch das Vorhandensein eines Stellzylinderdurchlasses in Form eines Tunnels in der Klappe 7 in den bekannten in Fig. 1 dargestellten Ausführungsformen zu unterdrücken.

Claims

1. Schubumkehrvorrichtung für ein Zweistrahltriebwerk mit bewegbaren Elementen (10), die in einer Schließstellung in einer Außenwand des Ringkanals des zweiten Strahls aufgenommen werden können, und jeweils aus einer Außenwand (12) und einer Innenklappe (11) bestehen, die miteinander durch Verbindungsmittel (24-26) verbunden sind und jeweils unter der Einwirkung einer Bedieneinrichtung für Verschiebungen, wie z.B. einem Stellzylinder (7a) um unabhängige Quer-Schwenkzapfen (22-23) schwenken können, die durch den festen Aufbau der Umkehrvorrichtung getragen sind, und dadurch gekennzeichnet,

daß sie einen festen Ring (17) aufweist, auf dem das stromabwärts gelegene Ende der Innenklappe (11) in der Schließstellung in Anlage kommt, wobei sich Dichtungsmittel (15) dazwischen befinden, und auf dem ebenso ein Zwischenbereich (20) der Außenwand (12) in der Schließstellung in Anlage kommt, wobei sich Dichtungsmittel (19) dazwischen befinden, die Außenwand (12) einen freien stromabwärts gelegenen Endbereich (21) aufweist, der sich nach hinten über den festen Ring (12) hinaus erstreckt, wobei die Anlenkung (24) des Wirkungspunktes der Bedieneinrichtung (7a) zur Verschiebung auf der genannten Außenwand (12) liegt, und die Anlenkung (24) mit einem Federarm (25) verbunden ist, der eine Endrolle (26) trägt, die sich längs eines Abrollweges (27) bewegen kann, der in Längsrichtung auf der Klappe (11) derart vorgesehen ist, daß bei dem Schubumkehrbetrieb die Sperre für den Stromdurchgang in dem genannten zweiten Kanal durch die Innenklappe (11) gebildet ist und die Orientierung des umgekehrten Strömungsverlaufs durch den stromaufwärts gelegenen Abschnitt (31) der Außenwand (12) gewährleistet ist.

2. Schubumkehrvorrichtung für ein Strahltriebwerk nach Anspruch 1, bei dem die Kräfte (f), die in der direkten Schubstellung durch den im zweiten Kanal fließenden Strom auf den stromabwärts gelegenen Abschnitt (21) nur der Außenwand (12) ausgeübt werden, ein Halten in der Schließstellung ohne jegliche weitere Bedieneinrichtung gewährleisten, so daß eine "Einzieh"-Stellung der bewegbaren Elemente (10) der Umkehrvorrichtung erhalten wird.

3. Schubumkehrvorrichtung für ein Turbostrahltriebwerk nach einem der Ansprüche 1 oder 2, bei dem die Führung der Umkehrströmung durch das Innenprofil (30) der Außenwand (12) und aufgrund der Stellungen der Außenwand (12) und der Innenklappe (11) erhalten wird, die durch die relative Position der Schwenkzapfen (22) der Innenklappe (11) und der Schwenkzapfen (23) der Außenwand (12) festgelegt sind.