DE69203937T2 - Verschieberingträger für eine schwenkbare Schubdüse. - Google Patents

Verschieberingträger für eine schwenkbare Schubdüse.

Info

Publication number
DE69203937T2
DE69203937T2 DE69203937T DE69203937T DE69203937T2 DE 69203937 T2 DE69203937 T2 DE 69203937T2 DE 69203937 T DE69203937 T DE 69203937T DE 69203937 T DE69203937 T DE 69203937T DE 69203937 T2 DE69203937 T2 DE 69203937T2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
vectoring ring
vectoring
axial translation
frame
freedom
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
DE69203937T
Other languages
English (en)
Other versions
DE69203937D1 (de
Inventor
Robert Michael Ausdenmoore
William Charles Lippmeier
Todd Thomas Wilkinson
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
General Electric Co
Original Assignee
General Electric Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by General Electric Co filed Critical General Electric Co
Publication of DE69203937D1 publication Critical patent/DE69203937D1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE69203937T2 publication Critical patent/DE69203937T2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02K—JET-PROPULSION PLANTS
    • F02K1/00—Plants characterised by the form or arrangement of the jet pipe or nozzle; Jet pipes or nozzles peculiar thereto
    • F02K1/06—Varying effective area of jet pipe or nozzle
    • F02K1/12—Varying effective area of jet pipe or nozzle by means of pivoted flaps
    • F02K1/1292—Varying effective area of jet pipe or nozzle by means of pivoted flaps of three series of flaps, the upstream series having its flaps hinged at their upstream ends on a fixed structure, the internal downstream series having its flaps hinged at their upstream ends on the downstream ends of the flaps of the upstream series and at their downstream ends on the downstream ends of the flaps of the external downstream series hinged at their upstream ends on a substantially axially movable structure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02K—JET-PROPULSION PLANTS
    • F02K1/00—Plants characterised by the form or arrangement of the jet pipe or nozzle; Jet pipes or nozzles peculiar thereto
    • F02K1/002—Plants characterised by the form or arrangement of the jet pipe or nozzle; Jet pipes or nozzles peculiar thereto with means to modify the direction of thrust vector
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02K—JET-PROPULSION PLANTS
    • F02K1/00—Plants characterised by the form or arrangement of the jet pipe or nozzle; Jet pipes or nozzles peculiar thereto
    • F02K1/002—Plants characterised by the form or arrangement of the jet pipe or nozzle; Jet pipes or nozzles peculiar thereto with means to modify the direction of thrust vector
    • F02K1/008—Plants characterised by the form or arrangement of the jet pipe or nozzle; Jet pipes or nozzles peculiar thereto with means to modify the direction of thrust vector in any rearward direction
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2250/00—Geometry
    • F05D2250/30—Arrangement of components
    • F05D2250/31—Arrangement of components according to the direction of their main axis or their axis of rotation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2250/00—Geometry
    • F05D2250/30—Arrangement of components
    • F05D2250/34—Arrangement of components translated
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T50/00—Aeronautics or air transport
    • Y02T50/60—Efficient propulsion technologies, e.g. for aircraft

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Transmission Devices (AREA)
  • Control Of Turbines (AREA)
  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)

Description

    Hintergrund der Erfindung Gebiet der Erfindung
  • Die Erfindung bezieht sich allgemein auf achssymmetrische, eine verstellbare Engstelle aufweisende Schubvektorierungsdüsen und insbesondere auf die Halterungseinrichtung des Vektorierungsringes, der verwendet wird, um die Düsenklappen zu schwenken, die die Düsenabgasströmung vektorieren.
    • Beschreibung des Standes der Technik
  • Für Militärflugzeuganwendungen besteht ein Bedürfnis, die Manövrierbarkeit des Flugzeuges sowohl für Luft-zu-Luft- Kampfmissionen als auch komplizierte Erdangriffsmissionen zu vergroßern. Flugzeugkonstrukteure versuchen die Verwendung von konventionellen aerodynamischen Oberflächen, wie beispielsweise Klappen und Hilfsflügel, gegen vektorierbare Düsen zu ersetzen oder zu verstärken, die die Abgasströmung und den Schub des Gasturbinentriebwerkes, das das Flugzeug antreibt, zu drehen oder zu vektorieren. Hauer beschreibt in dem US-Patent 4 994 660, das durch diese Bezugnahme hier inkorporiert wird, eine achssymmetrische Abgasvektorierungsdüse, die ein Mittel bildet, um den Schub einer achssymmetrischen konvergenten/divergenten Düse durch universelles Schwenken der divergenten Klappen der Düse in einer asymmetrischen Weise zu vektorieren oder, in anderen Worten, die divergenten Klappen in radialen und tangentialen Richtungen in Bezug auf die unvektorierte Düsenmittellinie zu schwenken. Die Klappen werden durch einen Vektorierungsring geschwenkt, der über einen eingeschränkten Bereich um seine horizontale und vertikale Achse (im wesentlichen wird seine Stellung eingestellt) axial verschoben und kardanisch bewegt oder geschwenkt wird. Zuvor haben zweidimensionale Düsen vektorierbare Schubmittel verwendet, die relativ ebene Klappen benutzen, um die Steigungs- oder Gierrichtung des Triebwerkschubes zu richten.
  • Vektorierter Schub erzeugt tangentiale und radiale Belastungen, die als Seitenlasten bezeichnet werden, die von den Klappen über verschiedene Kraftwege durch die Stellglieder zurück zum Triebwerksgehäuse übertragen werden. Diese gewaltigen Lasten erfordern schwere Stellglieder, um die Kräfte und insbesondere die Biegemomente aufzunehmen, die durch die Schubvektorierung auf die Stellgliedwellen ausgeübt werden.
  • Deshalb versucht die vorliegende Erfindung in ihren speziellen Ausführungsbeispielen, ein Mittel zu schaffen, um die Seitenbelastungen, die durch die Düse auf die Stellglieder übertragen werden, zu minimieren oder zu eliminieren. Sie versuchen auch die Biegemomente zu reduzieren oder zu eliminieren, denen die Stellglieder aufgrund der radialen Belastungen ausgesetzt werden. Es ist weiterhin in den speziellen Ausführungsbeispielen gewünscht, die Größe und das Gewicht der Düsenstellglieder und des hydraulischen Systems, das zum Antrieb der Stellglieder verwendet wird, zu minimieren.
  • Diese und andere Merkmale und Vorteile werden aus der folgenden Beschreibung deutlicher, wenn sie in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen betrachtet wird.
    • Zusammenfassung der Erfindung
  • Gemäß der Erfindung wird eine Vektorierungsring-Halterung geschaffen zur Verwendung in einer Vektorierungsdüse von einem Flugzeug-Gasturbinentriebwerk, wobei die Vektorierungs-Halterung eine Halterung zum Behindern einer Umfangsbewegung des Vektorierungsringes und zum Übertragen von Seitenbelastungen, die auf den Vektorierungsring wirken, auf einen relativ stationären Abschnitt des Triebwerks enthält, gekennzeichnet durch eine Schwenkeinrichtung, um eine Schwenkung der Halterung in Richtung auf eine Mitte der Düse zu gestatten, eine axiale Translationseinrichtung, um eine axiale Translation des Vektorierungsringes zu gestatten, und eine drei Freiheitsgrade aufweisende Einrichtung zum Befestigen der Halterung, der Schwenkeinrichtung und der axialen Translationseinrichtung an dem Vektorierungsring.
  • Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung schafft drei Vektorrierungsring-Halterungen, die in gleichen Winkelabständen auf dem Umfang um das Triebswerksgehäuse herum angeordnet sind. Die Vektorierungsring-Halterungen enthalten eine Umfangshalterungseinrichtung, um die Seitenlasten von dem Vektorierungsring auf das Triebwerksgehäuse zu übertragen, eine Vektorierungsring-Translationseinrichtung, damit der Ring verschoben werden kann, und eine Halterungsschwenkeinrichtung und eine den Ring kardanisch bewegende Einrichtung, um die Lageeinstellungen des Vektorierungsringes durch einen Satz linearer Stellglieder zu gestatten.
  • Dieses bevorzugte Ausführungsbeispiel der Erfindung schafft drei Vektorierungshalterungseinrichtungen mit einem axial verschiebbaren Schieber, der auf einer Umfangshalterungseinrichtung verschiebbar angebracht ist, die einen axial angeordneten Schiebestab aufweist, der an dem Triebwerksgehäuse fest angebracht ist. Von einem A-Rahmen ist dessen Doppelschenkelende schwenkbar mit dem Schieber verbunden, und sein anderes Ende ist mit dem Vektorierungsring durch eine drei Freiheitsgrade aufweisende Verbindung in der Form einer Kugelbverbindung verbunden
  • Ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung schafft eine Vektorierungsring-Halterungseinrichtung mit einer Schienenund Wagenanordnung anstelle des Schiebers und des Schieberstabes, wobei der A-Rahmen in einer ähnlichen Weise an dem Wagen schwenkbar befestigt ist. Die Schienenbahn enthält Nuten aufweisende Schienen, die die Funktion haben, vier Räder aufzunehmen und zu führen, die an den vier Ecken des Wagens angeordnet sind.
  • Ein noch anderes Ausführungsbeispiel der Vektorierungsring-Halterungseinrichtung gemäß der Erfindung schafft eine auf einem Lagerbock angebrachte Gleitlagereinrichtung, wobei an dem Triebwerksgehäuse angebrachte Bügel ein hohles lineares Lager schwenkbar haltern, in dem eine Stange verschiebbar angebracht ist. Die verschiebbare Stange hat hintere und vordere Anschläge, um zu verhindern, daß sie aus dem linearen Lager herausgleitet, und sie ist an ihrem hinteren Ende durch eine Kugelverbindung an dem Vektorierungsring befestigt.
  • Ein noch weiteres Ausführungsbeispiel der Vektorierungsring-Halterungseinrichtung gemäß der Erfindung schafft einen faltenden Verbindungsmechanismus, wobei die erste Verbindung im wesentlichen ein rechteckiger Rahmen ist, der mit dem Triebwerksgehäuse schwenkbar verbunden ist, und die zweite Verbindung ein A-Rahmen ist, dessen zwei Schenkel mit der ersten Verbindung schwenkbar verbunden sind und dessen einziger Schenkel durch eine Kugelverbindung an dem Vektorierungsring befestigt ist.
  • In den Zeichnungen, die nachfolgend beschrieben werden, ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel gezeigt; es können jedoch verschiedene andere Modifikationen und alternative Konstruktionen gemacht werden, ohne von dem Erfindungsgedanken abzuweichen.
    • Vorteile
  • Zu den Vorteilen, die durch die Ausführungsbeispiele der Vektorierungsring-Halterungseinrichtung gemäß der Erfindung erzielt werden können, gehört die Fähigkeit der großen Verkleinerung oder sogar Eliminierung von den Seitenlasten, die auf die Vektorierungsring-Stellglieder übertragen werden, und der Handhabungsmomente, denen die Stellglieder und ihre Arme ausgesetzt sein würden.
  • Ein weiterer Vorteil, der durch diese Ausführungsbeispiele erzielt wird, ist der, daß Seitenbelastungen eliminiert werden, während trotzdem eine axiale Translation des Vektorierungsringes gestattet wird, wodurch eine Steuerung des Expansionsverhältnisses (A9/A8) gestattet wird. Dies hat signifikante Leistungsverbesserungen gegenüber Düsen mit einem festen Flächenverhältnis zur Folge und gestattet auch einen breiteren Bereich von zu verwendenden Vektorierungs- Winkeln.
  • Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß kleinere und somit ein geringeres Gewicht aufweisende Düsenstellglieder erforderlich sind, die einfacher an dem Triebwerk anzubringen sind, als sie anderenfalls erforderlich wären.
  • Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß die Seitenbelastungen auf andere Stellen als die verteilt werden, wo die Stellgleider an dem Triebwerksgehäuse angebracht sind, wodurch eine gleichmäßigere Verteilung von Belastungen des Triebwerksgehäuses erreicht wird, wodurch ein Triebwerksgehäuse mit einem geringeren Gewicht ermöglicht wird.
    • Kurzbeschreibung der Zeichnungen
  • Die Erfindung wird nun mit weiteren Einzelheiten anhand von Ausführungenbeispielen unter Bezug auf die Zeichnungen beschrieben, in denen:
  • Figur 1 eine teilweise aufgeschnittene perspektivische Ansicht von einer achssymmetrischen Abgasvektorierungsdüse von einem Gasturbinentriebwerk mit einer Vektorierungsring- Halterungseinrichtung gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist,
  • Figur 2 teilweise eine Seitenansicht und teilweise eine Querschnittsansicht von dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der in Figur 1 gezeigten Vektorierungsrings-Halterungseinrichtung ist;
  • Figur 2A eine Draufsicht ist, in der der Blick radial nach innen in Richtung auf die Triebwerks-Mittellinie der in Eigur 2 gezeigten Vektorierungsring-Halterungseinrichtung gerichtet ist;
  • Figur 2B eine nach hinten gerichtete, vordere Querschnittsansicht von der in Figur 2A gezeigten Vektorierungsring-Halterungseinrichtung ist;
  • Figur 3 eine Querschnittsansicht von einem alternativen Ausführungsbeispiel der in Figur gezeigten Vektorierungsring-Halterungseinrichtung ist;
  • Figur 3A eine Draufsicht ist, in der der Blick radial nach innen in Richtung auf die Triebwerksmittellinie der in Figur 3 gezeigten Vektorierungsring-Halterungseinrichtung gerichtet ist;
  • Figur 4 teilweise eine Seitenansicht und teilweise eine Querschnittsansicht von einem zweiten alternativen Ausführungsbeispiel der in Figur 1 gezeigten Vektorierungsring- Halterungseinrichtung ist;
  • Figur 5 teilweise eine Seitenansicht und teilweise eine Querschnittsansicht von einem dritten alternativen Ausführungsbeispiel der in Figur 1 gezeigten Vektorierungsring- Halterungseinrichtung ist;
  • Figur 5A eine Draufsicht ist, in der der Blick radial nach innen in Richtung auf die Triebwerksmittellinie der in Figur 5 gezeigten Vektorierungsring-Halterungseinrichtung gerichtet ist.
    • Beschreibung des bevorzugten Ausführungsbeispiels
  • Die vorliegende Erfindung ist allgemein in Figur 1 gezeigt als eine Vektorierungsring-Halterungseinrichtung 100, die als Teil von einem Abgasabschnitt 10 von einem Flugzeug- Gasturbinen-Triebwerk dargestellt ist, das in einer Reihenströmungsanordnung einen eine feste Fläche aufweisenden Kanal oder ein Triebwerksgehäuse 11, das eine Nachbrenner- Auskleidung 12 aufweist, und einen eine verstellbare Fläche aufweisenden, stromabwärtigen Abschnitt 13 aufweist, der eine axsymmetrische Vektorierungsdüse 14 des konvergenten/divergenten Typs enthält, wie er in dem eingangs genannten Hauer-Patent angegeben ist.
  • Gemäß Figur 1 weist die Düse 14 in Strömungsrichtung hintereinander einen konvergenten Abschnitt 34, eine Engstelle 40 und einen divergenten Abschnitt 48 auf. Der konvergente Abschnitt 34 enthält mehrere konvergente oder primäre Klappen 50, die in Umfangsrichtung um eine Triebwerks-Mittellinie 8 herum angeordnet sind, wobei überlappende primäre Dichtungen 51 zwischen und in einem dichtenden Eingriff mit der radial nach innen gerichteten Oberfläche von in Umfangsrichtung benachbarten primären Klappen 50 angeordnet sind. Die primäre Klappe 50 ist an ihrem vorderen Ende durch eine erste Schwenk- oder Gabelverbindung 52 an dem Gehäuse 11 schwenkbar befestigt. Eine divergente oder sekundäre Klappe 54 ist an ihrem vorderen Ende 53 an dem hinteren Ende der primären Klappe 50 durch eine zwei Freiheitsgrade aufweisende Universal-Verbindungseinrichtung 56 im allgemeinen an einer axialen Position in der Düse 14 schwenkbar befestigt, die mit der Engstelle 40 zusammenfällt. Die sekundären Klappen 54 sind im allgemeinen um die Triebwerks-Mittellinie 8 herum angeordnet, wobei überlappende divergente oder sekundäre Dichtungen 55 zwischen und in einem dichtenden Eingriff mit der radial nach innen gerichteten Oberfläche von Umfangsrichtung benachbarten sekundären Klappen 54 angeordnet sind. Der Engstelle 40 ist eine Engstellenfläche zugeordnet, die üblicherweise mit AB bezeichnet wird, und der Düsenausgang 14 ist im allgemeinen am Ende der sekundären Klappen 54 und hat eine zugeordnete Ausgangsfläche, die üblicherweise mit A9 bezeichnet wird.
  • Mehrere Rollen 62 sind in einer primären Ringstruktur 66 angeordnet, die ihrerseits nach vorne und nach hinten verschoben wird durch mehrere primäre Stellglieder 70, von denen in dem bevorzugten Ausführungsbeispiel vier vorgesehen sind. Die verstellbare Hals- bzw. Engstellenfläche A8 wird durch die Wirkung von Nockenrollen 62 auf der Nockenfläche 60 gesteuert, die auf der Rückseite der primären Klappe 50 ausgebildet ist. Während des Betriebes drückt der hohe Druck der Abgase innerhalb der Düse die primären Klappen 50 und die sekundären Klappen 54 radial nach außen und hält somit den Nockenkörper 60 in Kontakt mit der Nockenrolle 62. Eine konische, ringförmige Stellgliedhalterung 76 ist an ihrem schmalen Vorderende an dem Triebwerksgehäuse 11 angebracht, und das primäre Stellglied 70 ist mit dem breiten hinteren Ende der konischen ringförmigen Halterung 76 durch eine Universal-Kugelverbindung 74 schwenkbar verbunden. Das primäre Stellglied 70 weist eine Stellgliedstange 73 auf, die ihrerseits durch eine Kugelverbindung 68 mit der primären Ringstruktur 66 verbunden ist.
  • Mehrere vektorierende Stellglieder 90, von denen in dem bevorzugten Ausführungsbeispiel drei vorgesehen sind, sind mit gleichem Winkelabstand in Umfangsrichtung um das Gehäuse 11 herum angeordnet und an der konischen Halterung 76 durch Universal-Kugelverbindungen 94 in einer ähnlichen Weise wie die Stellglieder 70 angebracht. Ein Vektorierungsring 86 ist mit den vektorierenden Stellgliedern 90 an dem hinteren Ende von einer vektorierenden Stellgliedstange 93 durch eine Kugelverbindung 96 verbunden. Dies sorgt dafür, daß der sekundäre Vektorierungsring 86 axial verschoben und um die Mittellinie 8 geschwenkt wird, um dessen Lage zu steuern. Der Vektorierungsring 86 steuert die Positionierungs- oder Schwenkbewegung der sekundären Klappe 54. Die sekundäre Klappe 54 ist mit der primären Klappe 50 durch eine zwei Freiheitsgrade aufweisende Universal-Verbindung 56 schwenkbar verbunden und ist schwenkbar gesteuert in einer viele Freiheitsgrade aufweisenden Weise durch mehrere entsprechende Y-Rahmen 59, die Steuerarme 58a und 58b aufweisen, die funktionsmäßig den sekundären Vektorierungsring 86 mit der sekundären Klappe 54 verbinden. Die äußeren Klappen 64 sind wenigstens teilweise durch die Y- Rahmen 59 gehaltert und bilden eine saubere und glatte aerodynamische Form entlang der Außenfläche der Düse.
  • Steuerarme 58a und 58b sind mit dem Vektorierungsring 86 durch drei Freiheitsgrade aufweisende Kugelverbindungen 82 und mit dem hinteren Ende der sekundären Klappe 54 durch eine Kugelverbindung 84 verbunden. Diese Verbindung hat die Funktion, eine Stellungsänderung des sekundären Ringes 86 in eine viele Freiheitsgrade aufweisende Schwenkänderung oder Kreisbewegung der sekundären Klappe 54 zu übertragen, wodurch jede sekundäre Klappe über einen unterschiedlichen Winkel geschwenkt werden kann. Die Verwendung von Kugelverbindungen 82 zum Befestigen der Steuerarme 58a und 58b sorgt für eine gabelartige Verschwenkung des Y-Rahmens 59, während verhindert wird, daß irgendwelche verdrehenden Belastungen, die auf einen der Steuerarme 58a oder 58b ausgeübt werden können, auf den Vektorierungsring 86 zurück übertragen werden. Eine Hauptstütze 92 bildet eine Befestigung für die sekundäre Klappe 54 und eine Halterung für die Verbindungen 84 und 56 an ihren zwei Enden.
  • Der Vektorierungsring 86 wird durch drei axial einstellbare Vektorierungsring-Halterungseinrichtungen 100 gehaltert, die mit gleichem Winkelabstand auf dem Umfang um das Gehäuse 11 herum angeordnet sind, wodurch gestatttet wird, daß der Vektorlerungsring 86 durch die vektorierenden Stellglieder 90 axial verschoben und kardanisch bewegt wird. Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der axial einstellbaren Vektorierungsring-Halterungseinrichtung 100 gemäß der Erfindung ist deutlicher in den Figuren 2, 2a und 2b gezeigt , wobei ein sich axial verschiebender A-Rahmen 210 den Vektorierungsring 86 durch eine drei Freiheitsgrade aufweisende Kugelverbindung 206 haltert. Der A-Rahmen 210 ist an einem Schieber 220 schwenkbar befestigt, wobei eine gabelartige Gelenkeinrichtung 208 an den Enden von Armen 211a und 211b zwei Kugelverbindungen 208a und 208b aufweist. Die Verwendung von Kugelverbindungen an den Enden der Arme 211a und 211b sorgt für eine gabelartige Verschwenkung für den A-Rahmen 210 und eliminiert auch die Übertragung von verdrehenden Belastungen, die auf die Arme ausgeübt sein können. Der Schieber 220 ist entlang einem hohlen Schiebestab 226 verschiebbar, der an dem Triebwerksgehäuse 11 durch einen vorderen Bügel 230 und einen hinteden Bügel 236 befestigt ist. Die Vektorierungsring-Halterungseinrichtung 100 gestattet, daß sich der Vektorierungsring 86 axial nach vorne und hinten verschiebt und schwenkt, um so seine Lage zu verändern. Der A-Rahmen 211 schwenkt um die Drehachse 208, um eine Lageeinstellung oder kardanische Bewegung des Vektorierungsringes 86 zu gestatten und verschiebt sich oder gleitet entlang 226, um eine axiale Translation des Vektorierungsringes zu gestatten, um für eine Steuerung der Ausgangsfläche 44 zu sorgen. Der Schiebestab 226 absorbiert Umfangslasten von dem Vektorierungsring 86, so daß die drei Vektorierungsring-Halterungen 100 zusammenwirken, um eine Seitwärtsbewegung des Vektorierungsringes zu verhindern.
  • Eine alternative axial einstellbare Vektorierungsring-Halterungseinrichtung, die in den Figuren 3 und 3a dargestellt ist, wird allgemein als eine Schienen- und Wageneinrichtung 300 bezeichnet, die zur Halterung des Vektorierungsringes 86 verwendet wird. Eine Schiebebahn 305 mit axial verlaufenden genuteten Schienen 312 hat die Funktion, vier Führungsräder aufzunehmen und zu führen, die an den vier Ecken von einem Wagen 318 angeordnet sind. Somit wird für eine radiale und axiale Bewegung des Vektorierungsringes 86 gesorgt, der an dem hinteren Ende des A-Rahmens 310 durch eine drei Freiheitsgrade aufweisende oder sphärische Verbindung 306 universell angelenkt ist. Eine axial Translation des Vektorierungsringes 86 wird durch die Axialbewegung des Wagens 318 und des befestigten A-Rahmens 310 ausgebildet. Die genuteten Schienen 312 absorbieren die Lasten in der Umfangsrichtung oder Seitenlasten der Düse. Die Schiebebahn 305 ist an dem Triebwerkshgehäuse 11 in geeigneter Weise befestigt, um den erforderlichen Lastübertragungsmechanismus von dem Vektorierungsring 86 auf das Triebwerksgehäuse 11 auszubilden.
  • Figur 4 stellt ein anderes Ausführungsbeispiel von einer axial einstellbaren Vektorierungsring-Halterungseinrichtung gemäß der Erfindung dar. In Figur 4 ist eine Lagerbock- Schiebelager-Halterungseinrichtung 350 gezeigt, die einen Bügel 360 autweist, der an dem Triebwerksgehäuse 11 befestigt ist, und der einen auf einem Lagerbock angebrachten hohlen linearen Lauf 365 durch einen Zapfen 366 haltert, der eine verschiebbare Halterungsstange 378 darin aufweist. Die Halterungsstange 378 weist vordere und hintere Anschläge 380 bzw. 382 auf, um zu verhindern, daß sie aus dem Lauf 365 herausrutscht. Eine drei Freiheitsgrade aufweisende Kugelverbindung 376 wird verwendet, um den Vektorierungsring 86 an dem hinteren Ende der Stange 378 zu befestigen, wodurch gestattet wird, daß die Stange 378 um den Zapfen 366 in dem linearen Lager 370 schwenkt und sich axial verschiebt. Die Kugelverbindung 366 gestattet, daß der Vektorierungsing 86 in eine Lage geschwenkt wird, die durch die in Figur 1 gezeigten Vektorierungsring-Stellglieder 90 bestimmt wird. Die Stange 378, die in dem linearen Lauf 365 verschiebbar angebracht ist, sorgt für eine Umfangshalterung, während sie eine axiale Positionierung für den Vektorierungsring 86 gestattet. Seitenlasten werden durch die Stangen 378 aufgenommen und auf den Lauf 365 und schließlich auf das Gehäuse 11 durch den Bügel 360 übertragen.
  • Eine noch weitere alternative, axial einstellbare Vektorierungsring-Halterungseinrichtung ist in den Figuren 5 und 5A als eine Doppelverbindungs-Halterungseinrichtung 400 dargestellt. Eine rechteckige erste Verbindung 420 ist an dem Triebwerksgehäuse 11 durch ein Gelenk 410 schwenkbar befestigt. Ein Stift 424 verbindet schwenkbar ein erstes Ende 422 von der ersten Verbindung 420 mit dem Gelenk 410, das in geeigneter Weise an dem Triebwerksgehäuse 11 angebracht ist. Ein entferntes zweites Ende 425 von der ersten Verbindung 420 ist mit einer zweiten Verbindung 428 schwenkbar verbunden, die vorzugsweise an ihrem vorderen Ende 429 eine gebogene A-Rahmenform hat. Das gebogene Ende sorgt für eine verstärkte Hebelwirkung für die Gelenkbewegung des Mechanismus. Ein Vektorierungsring 86 ist an dem hinteren Ende 430 der zweiten Verbindung 428 durch eine drei Freiheitsgrade aufweisende oder sphärische Verbindung 436 universell angelenkt. Eine axiale Translation und kardanische Bewegung des Vektorierungsringes 86 wird durch die Schwenkbewegung der mit Stiften versehenden Verbindungen 420 und 428 gestattet, während Seitenlasten durch die Verbindungen und Stifte absorbiert werden, um auf das Triebwerksgehäuse 11 übertragen zu werden.
  • Es wurde zwar das bevorzugte Ausführungsbeispiel der Erfindung vollständig beschrieben, um die Prinzipien der Erfindung zu erläutern, es sei aber darauf hingewiesen, daß verschiedene Modifikationen oder Abänderungen an dem bevorzugten Ausführungsbeispiel vorgenommen werden können, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen, wie er in den beigefügten Ansprüchen angegeben ist.

Claims (6)

1. Vektorierungsring-Halterung (100) zur Verwendung in einer Vektorierungsdüse (14) von einem Flugzeug-Gasturbinentriebwerk, wobei die Vektorierungsring-Halterung (100) enthält:
eine Halterung (226, 305, 360, 410) zum Behindern einer Umfangsbewegung des Vektorierungsringes (86) und zum Übertragen von Seitenbelastungen, die auf den Vektorierungsring (86) wirken, auf einen relativ stationären Abschnitt (11) des Triebwerkes, gekennzeichnet durch:
eine Schwenkeinrichtung (210, 310, 366), um eine Schwenkung der Halterung in Richtung auf eine Mitte der Düse (11) zu gestatten,
eine axiale Translationseinrichtung (220, 318, 378) um eine axiale Translation des Vektorierungsringes (86) zu gestatten, und
eine drei Freiheitsgrade aufweisende Einrichtung (206, 306, 376, 436) zum Befestigen der Halterung (226, 305, 360, 410), der Schwenkeinrichtung (210, 310, 360) und der axialen Translationseinrichtung (220, 318, 378) an dem Vektorierungsring (86).
2. Vektorierungsring-Halterung nach Anspruch 1, wobei:
die Halterung einen Schiebestab (226) aufweist,
die axiale Translationseinrichtung einen hohlen Schieber (220) aufweist, der auf dem Schiebestab (226) verschiebbar angeordnet ist, und
die Schwenkeinrichtung einen Rahmen (210) mit einem ersten Rahmenende aufweist, das an dem Schieber schwenkbar verbunden ist, und wobei die drei Freiheitsgrade aufweisende Befestigungseinrichtung (206) mit dem anderen Ende des Rahmens (210) verbunden ist.
3. Vektorierungsring-Halterung nach Anspruch 1, wobei:
die Halterung eine axial verlaufende Schiebebahn (305) mit gegenüberliegenden, nutenden Schienen (312) entlang axial verlaufenden Seiten der Schiebebahn (305) aufweist,
die axiale Translationseinrichtung einen Wagen (318) mit wenigstens vier Rädern (330) aufweist, die an dem Wagen (318) angebracht sind, um in der axialen Richtung zu rollen und sich zu bewegen um in den genuteten Schienen (312) gehalten zu werden, und
die Schwenkeinrichtung einen Rahemn (310) mit einem ersten Rahmenende aufweist, das an der Schiebebahn schwenkbar angebracht ist und wobei die drei Freiheitsgrade aufweisende Befestigungseinrichtung (306) mit dem anderen Ende des Rahmens verbunden ist.
4. Vektorierungsring-Halterung nach Anspruch 1, wobei:
die Halterung und die Schwenkeinrichtung eine Stützeinrichtung (360) aufweist, die einen auf einem Lagerbock angebrachten hohlen linearen Lauf (365) trägt,
die axiale Translationseinrichtung einen verschiebbaren Tragestab (378) aufweist, der in dem hohlen linearen Lauf (365) verschiebbar angebracht ist, und
die drei Freiheitsgrade aufweisende Befestigungseinrichtung (376) an einem axial hinteren Ende des Tragestabes (378) angeordnet ist.
5. Vektorierungsring-Halterung nach Anspruch 1, wobei die Halterungs-Schwenkeinrichtung und die axiale Translationseinrichtung gekennzeichnet sind durch:
eine axial verlaufende Vielarmverbindung (400) mit wenigstens zwei Verbindungen (420, 428), die schwenkbar in Serie verbunden sind,
wobei die erste Verbindung (420) schwenkbar an dem relativ stationären Abschnitt (11) des Triebwerkes angebracht ist, und
die drei Freiheitsgrade aufweisende Befestigungseinrichtung (430) an einem hinteren Ende von wenigstens einer der Verbindungen (420, 428) angeordnet ist.
6. Vektorierungsring-Halterung nach Anspruch 5, wobei:
die Vielarmverbindung (400) eine Zweiarmverbindung (420, 428) ist, die zwei Verbindungen in der Form von Rahmen aufweist, die schwenkbar miteinander verbunden sind und von denen die zweite Verbindung (428) gebogen ist, um eine Hebelwirkung zu verbessern.
DE69203937T 1991-05-10 1992-05-07 Verschieberingträger für eine schwenkbare Schubdüse. Expired - Fee Related DE69203937T2 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US07/698,045 US5174502A (en) 1991-05-10 1991-05-10 Support for a translating nozzle vectoring ring

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE69203937D1 DE69203937D1 (de) 1995-09-14
DE69203937T2 true DE69203937T2 (de) 1996-04-25

Family

ID=24803702

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE69203937T Expired - Fee Related DE69203937T2 (de) 1991-05-10 1992-05-07 Verschieberingträger für eine schwenkbare Schubdüse.

Country Status (6)

Country Link
US (1) US5174502A (de)
EP (1) EP0512833B1 (de)
JP (1) JP2513966B2 (de)
CA (1) CA2065650C (de)
DE (1) DE69203937T2 (de)
IL (1) IL101697A (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008022271A1 (de) * 2008-05-06 2009-11-26 Opara, Günther Düse für einen Strömungsantrieb

Families Citing this family (52)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2464330B (en) * 1991-02-19 2010-09-29 Rolls Royce Plc Exhaust nozzle for thrust vectoring
US5245823A (en) * 1991-09-23 1993-09-21 United Technologies Corporation External flap vectoring mechanism
ES2075782B1 (es) * 1992-02-20 1998-03-16 Sener Ing & Sist Tobera orientable de geometria variable para turbinas de gas.
ES2066684B1 (es) * 1992-10-27 1997-07-01 Sener Ing & Sist Petalo esclavo divergente de sellado en toberas de geometria variable para propulsores de turbina de gas.
US5285637A (en) * 1992-11-02 1994-02-15 United Technologies Corporation Seal centering and restraining device for an axisymmetric convergent/divergent nozzle
US5437411A (en) * 1992-12-14 1995-08-01 General Electric Company Vectoring exhaust nozzle flap and seal positioning apparatus
ES2102930B1 (es) * 1993-07-06 1998-08-01 Sener Ing & Sist Tobera axisimetrica de geometria variable para propulsores de turbina de gas.
US5511376A (en) * 1993-08-31 1996-04-30 United Technologies Corporation Axisymmetric vectoring nozzle
US5442909A (en) * 1994-05-13 1995-08-22 General Electric Company Control system for limiting the vector angle in an axisymmetric vectoring exhaust nozzle
US5820024A (en) * 1994-05-16 1998-10-13 General Electric Company Hollow nozzle actuating ring
ES2136475B1 (es) * 1994-05-20 2000-05-16 Sener Ing & Sist Perfeccionamientos en toberas axisimetricas de geometria variable y orientacion del flujo destinadas a propulsores de turbina de gas.
US5484105A (en) * 1994-07-13 1996-01-16 General Electric Company Cooling system for a divergent section of a nozzle
IL115248A (en) * 1994-09-29 2000-07-16 Gen Electric Hydraulic failsafe system and method for an axisymmetric vectoring nozzle
US5740988A (en) * 1995-04-13 1998-04-21 General Electric Company Axisymmetric vectoring nozzle actuating system having multiple power control circuits
US5680755A (en) * 1995-09-25 1997-10-28 General Electric Company Convertible ejector selectively cooled thrust vectoring exhaust nozzle
US5893518A (en) * 1995-11-30 1999-04-13 United Technologies Corporation Attachment means for flaps of variable exhaust nozzle
US5897078A (en) * 1995-12-15 1999-04-27 The Boeing Company Multi-service common airframe-based aircraft
US5685141A (en) * 1995-12-26 1997-11-11 General Electric Company Lock for nozzle control in the event of hydraulic failure
CN1080375C (zh) * 1996-10-16 2002-03-06 通用电气公司 具有多功率控制回路的轴对称定向喷管作动系统
DE69636464T2 (de) * 1996-11-04 2007-03-29 General Electric Co. Düsenhohlbetätigungsring
DE69725432T2 (de) * 1997-06-16 2004-08-19 Industria De Turbo Propulsores S.A., Zamudio Befestigungsvorrichtung für eine divergierende Master-Düsenklappe einer Schubüse mit veränderlicher Geometrie
US6195981B1 (en) 1998-07-22 2001-03-06 General Electric Company Vectoring nozzle control system
US6109021A (en) * 1998-07-22 2000-08-29 General Electric Company Vectoring nozzle calibration
US6212877B1 (en) 1998-09-04 2001-04-10 General Electric Company Vectoring ring support and actuation mechanism for axisymmetric vectoring nozzle with a universal joint
FR2792367B1 (fr) * 1999-04-15 2002-04-26 Snecma Tuyere d'ejection axisymetrique, convergente divergente a orientation par un anneau guide
FR2796422B1 (fr) 1999-07-12 2001-09-07 Snecma Tuyere d'ejection de turboreacteur axisymetrique, convergente divergente a deviation de jet
US6199772B1 (en) * 1999-08-25 2001-03-13 General Electric Company Linear actuation and vectoring ring support mechanism for axisymmetric vectoring nozzle
US6415599B1 (en) 2001-05-11 2002-07-09 General Electric Company Engine interface for axisymmetric vectoring nozzle
JP4770086B2 (ja) * 2001-08-08 2011-09-07 株式会社Ｉｈｉ 排気ノズル駆動装置
JP4736271B2 (ja) * 2001-08-16 2011-07-27 株式会社Ｉｈｉ ジェットエンジン用排気ノズル
US6669393B2 (en) 2001-10-10 2003-12-30 General Electric Co. Connector assembly for gas turbine engines
US7587899B2 (en) * 2004-08-27 2009-09-15 University Of Houston Shape memory alloy actuated adaptive exhaust nozzle for jet engine
DE102005043615B4 (de) * 2005-09-09 2009-11-19 König, Christian Propellerantriebseinheit
KR100739468B1 (ko) * 2005-11-02 2007-07-25 국방과학연구소 볼 소켓 조인트의 롤 회전 방지장치
ATE476594T1 (de) * 2007-03-05 2010-08-15 United Technologies Corp Fandüse mit variablem querschnitt für eine gasturbinentriebwerksfangondel mit antriebsringbetätigungssystem
US7845176B2 (en) * 2007-03-20 2010-12-07 United Technologies Corporation Mode strut and divergent flap interface
US9759087B2 (en) 2007-08-08 2017-09-12 Rohr, Inc. Translating variable area fan nozzle providing an upstream bypass flow exit
WO2009029401A2 (en) * 2007-08-08 2009-03-05 Rohr, Inc. Variable area fan nozzle with bypass flow
US8572986B2 (en) * 2009-07-27 2013-11-05 United Technologies Corporation Retainer for suspended thermal protection elements in a gas turbine engine
US20110120079A1 (en) 2009-11-24 2011-05-26 Schwark Jr Fred W Variable area fan nozzle stiffeners and placement
US8875486B2 (en) * 2010-05-17 2014-11-04 Rohr, Inc. Guide system for nacelle assembly
US9989009B2 (en) * 2012-10-31 2018-06-05 The Boeing Company Methods and apparatus for sealing variable area fan nozzles of jet engines
CN103334850B (zh) * 2013-06-26 2016-02-24 中国航空工业集团公司沈阳发动机设计研究所 一种连杆式二元喷管收敛段控制机构
CN103291493B (zh) * 2013-06-28 2015-10-28 上海交通大学 运动解耦的轴对称矢量喷管调节机构
CN103291494B (zh) * 2013-07-02 2015-08-19 上海交通大学 运动解耦含有移动副的轴对称矢量喷管调节机构
CN103423028B (zh) * 2013-08-09 2015-08-12 中国航空工业集团公司沈阳发动机设计研究所 一种二元喷管喉道面积控制机构
CN104196648B (zh) * 2014-05-18 2016-05-04 中国航空工业集团公司沈阳发动机设计研究所 一种新型轴对称收敛喷管
US9856956B2 (en) * 2015-01-20 2018-01-02 United Technologies Corporation Rod-and-bracket connector system for securing a pivoting member to a guide anchor moveably secured within a guide track
CN104963787B (zh) * 2015-07-09 2017-04-19 中国航空工业集团公司沈阳发动机设计研究所 一种具有反推功能的二元喷管
CN105240157B (zh) * 2015-09-16 2017-07-11 中国航空工业集团公司沈阳发动机设计研究所 一种可实现二元和轴对称模式转换的可变喷管
GB201618339D0 (en) 2016-10-31 2016-12-14 Rolls Royce Plc Thrust vectoring nozzle
CN115077839B (zh) * 2022-06-08 2023-03-31 东北大学 一种矢量喷管扩张片矢量偏转气动力模拟动态加载装置

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3319892A (en) * 1965-09-01 1967-05-16 Gen Electric Variable exhaust nozzle assembly
US4176792A (en) * 1977-07-11 1979-12-04 General Electric Company Variable area exhaust nozzle
US4128208A (en) * 1977-07-11 1978-12-05 General Electric Company Exhaust nozzle flap seal arrangement
US4245787A (en) * 1978-12-01 1981-01-20 General Electric Company Variable area nozzle system
FR2501786A1 (fr) * 1981-03-13 1982-09-17 Snecma Dispositif de roulement et de guidage d'une tuyere orientable de propulseur a reaction
US4456178A (en) * 1982-12-27 1984-06-26 United Technologies Corporation Exhaust nozzle assembly with dual unison ring structure
US4994660A (en) * 1989-04-11 1991-02-19 Hitachi, Ltd. Axisymmetric vectoring exhaust nozzle
US5076496A (en) * 1990-02-05 1991-12-31 General Electric Company Exhaust nozzle flap seal
US5082182A (en) * 1990-08-23 1992-01-21 United Technologies Corporation Thrust vectoring exhaust nozzle

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008022271A1 (de) * 2008-05-06 2009-11-26 Opara, Günther Düse für einen Strömungsantrieb

Also Published As

Publication number Publication date
JPH05133273A (ja) 1993-05-28
DE69203937D1 (de) 1995-09-14
IL101697A (en) 1994-11-28
CA2065650A1 (en) 1992-11-11
EP0512833A1 (de) 1992-11-11
US5174502A (en) 1992-12-29
CA2065650C (en) 2002-09-03
JP2513966B2 (ja) 1996-07-10
IL101697A0 (en) 1992-12-30
EP0512833B1 (de) 1995-08-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69203937T2 (de) Verschieberingträger für eine schwenkbare Schubdüse.
DE69206856T2 (de) Schubübertragung für Schwenkdüse
DE3940473C2 (de) Vektorierbare achssymmetrische konvergente/divergente Schubdüse
DE68902724T2 (de) Schubumkehrvorrichtung mit im drehpunkt gelagerten schwenkklappen.
DE68902019T2 (de) Schubumkehrvorrichtung fuer ein zweikreistriebwerk mit beweglichen stroemungsleitklappen.
DE69203078T2 (de) Konfiguration einer Schubumkehrvorrichtung für ein Zweistrahltreibwerk.
DE69300530T2 (de) Querschnittsveränderliche schwenkbare Schubdüse für Gasturbinen.
DE2638883A1 (de) Ausstroemduese mit verstellbarem austrittskonus
DE4031521A1 (de) Stelleinrichtung zum positionieren einer vektorierenden abgasduese
DE2618600A1 (de) Schubduese mit variabler flaeche
DE3242822C2 (de)
DE60034404T2 (de) Halterung und lineare Betätigungsvorrichtung für den Verstellring einer allseits beweglichen Schubdüse
DE69627713T2 (de) Betätigungssystem für eine strahldüse mit schubvektorsteuerung mit mehreren hydraulischen kreisläufen
DE2318607A1 (de) Regelbare konvergent-divergente duese fuer strahltriebwerke
DE69723381T2 (de) Durch Druck ausgeglichene Schubdüse mit Synchronring
DE1287444B (de) Schubumkehrvorrichtung fuer ein Mantelstromstrahltriebwerk
DE2946324A1 (de) Spaltabdichteinrichtung fuer eine schubstrahlablenkvorrichtung
DE2638882A1 (de) Ausstroemduese mit austrittskonus und klappe fuer variablen betriebszyklus und verfahren zum betrieb derselben
DE3015119A1 (de) Betaetigungssystem fuer ein gasturbinentriebwerk
DE3242824A1 (de) Schubduesenanordnung mit veraenderbarer querschnittsflaeche fuer ein gasturbinentriebwerk
DE69306267T2 (de) Externer klappenvektormechanismus
DE60013678T2 (de) Kardanisch gelagerte schwenkbare Schubdüse
DE60027822T2 (de) Axialsymmetrische konvergent-divergente Schubdüse
DE3242823C2 (de)
DE60017491T2 (de) Allseitig schwenkbare konvergente - divergente Schubdüse mit einem kardanischen Bedienungsring

Legal Events

Date Code Title Description
8364 No opposition during term of opposition
8328 Change in the person/name/address of the agent

Representative=s name: ROEGER UND KOLLEGEN, 73728 ESSLINGEN

8339 Ceased/non-payment of the annual fee