DE69412755T2

DE69412755T2 - Schubumkehrvorrichtung für ein Bläsertriebwerk

Info

Publication number: DE69412755T2
Application number: DE69412755T
Authority: DE
Inventors: Elisabeth Lucette Francine Christine F-76600 Le Havre De Cambray; Laurent Marcel F-76700 Gonfreville L'orcher Vicogne
Original assignee: Hispano Suiza Aerostructures; Hispano Suiza SA
Current assignee: Safran Nacelles SAS
Priority date: 1993-11-24
Filing date: 1994-11-23
Publication date: 1999-03-11
Anticipated expiration: 2014-11-24
Also published as: EP0654598A1; EP0654598B1; US5548954A; JPH07197851A; DE69412755D1; FR2712929B1; JP2984189B2; FR2712929A1

Description

Diese Erfindung betrifft eine Schubumkehrvorrichtung für ein Zweikreis-TL-Triebwerk.

Bei dieser Art Turbo-Triebwerk mit einem einen Hauptausstoßgang bildenden Primärkanal für die Zirkulation der sogenannten Primärstromgase und mit einem koaxial zum Primärkanal angeordneten ringförmigen Kanal, in dem, beispielsweise am Ausgang eines am Eingang des Turbo-Triebwerks befindlichen Gebläses, sogenannte Mantelstromgase zirkulieren und der einen Nebenausstoßgang bildet, insbesondere wenn das Verdünnungsverhältnis groß ist, wird bei der Schubumkehrung hauptsächlich oder allein der Bypass des kalten Nebenstroms eingesetzt.
Fig. 1 der beigefügten Zeichnungen zeigt ein bekanntes Ausführungsbeispiel einer Schubumkehrvorrichtung dieser Art, die aus drei Hauptteilen besteht, einem feststehenden Teil 1, der sich stromaufwärts in der Verlängerung der Außenwand des Nebenstromkanals befindet, die innen durch die Hülle der zentralen Struktur des Turbo-Triebwerks begrenzt wird, einem beweglichen Teil 2 und einem feststehenden hinteren Ring 3. Der genannte stromaufwärtige feststehende Teil 1 besteht aus einer Rumpf-Außenplatte 4, einer Innenplatte 5, die durch eine Umlenkkante 8 verlängert wird und den Nebenstromgang außen begrenzt, sowie aus einem vorderen Rahmen 6, der die Verbindung der genannten Platten 4 und 5 gewährleistet. Der genannte Rahmen 6 dient auch zum Tragen der Steuervorrichtung für die Bewegungen des beweglichen Teils 2, der im wesentlichen aus einer bestimmten Anzahl verschiebbarer Elemente oder Hindernisse besteht, die allgemein Klappen 7 genannt werden, wobei diese Anzahl abhängig von den besonderen Anwendungen variieren kann, d. h. beispielsweise zwei, drei oder vier Klappen 7 eine ringförmige Gesamtanordnung bilden, eventuell auch in Zusammenwirkung mit einem feststehenden Teil, je nach Art des Aufbaus der Antriebseinheit insgesamt, die beim Flugzeug aus dem Turbo-Triebwerk besteht.
Fig. 2 zeigt schematisch in einer perspektivischen Teilansicht ein Anwendungsbeispiel einer solchen Schubumkehrvorrichtung für ein Zweikreis-TL-Triebwerk, wobei die Umkehrvorrichtung in diesem Fall vier Klappen 7 aufweist, von denen in Fig. 2 zwei zu sehen sind und in Offenstellung gezeigt werden, was dem Schubumkehrbetrieb entspricht. Jede Klappe 7 ist mit einem Steuermittel für die Verschiebungen wie z. B. einem Zylinder 7a verbunden.
Ausführungsbeispiele für diese Art Schubumkehrvorrichtungen von Turbo-Triebwerken mit Schwenkklappen werden insbesondere in FR-A-2 618 853, FR-A-2 618 85 s, FR-A-2 621 082, FR-A-2 627 807, FR-A-2 634 251, FR-A-2 638 207 und FR-A-2 651 021 beschrieben, deren Inhaber die Anmelderin ist.
So bestehen bei diesen bekannten Ausführungsbeispielen, insbesondere bei FR-A-2 651 021, die Bestandteile der Schubumkehrvorrichtung aus dem vorderen Rahmen, wie mit 6 in Fig. 1 bezeichnet, und aus Trägern, wie mit 9 in Fig. 2 bezeichnet, die in Längsrichtung, parallel zur Achse der Schubumkehrvorrichtung angeordnet sind und an dem vorderen Rahmen 6 befestigt sind. Diese bekannte Lösung bringt jedoch mit sich, daß alle mechanischen Kräfte, die durch die Masse und Trägheit des Aufbaus bedingt sind, sowie die Kräfte aerodynamischen Ursprungs von dem genannten vorderen Rahmen 6 aufgenommen werden. Letzterer hat eine umso größere Masse, als er widerstandsfähig sein muß.
Eine der Aufgaben der Erfindung zielt darauf ab, eine bessere Verteilung der Kräfte in dem Aufbau einer Schubumkehrvorrichtung zu erreichen.
Diese Aufgaben werden erfindungsgemäß mit einer Schubumkehrvorrichtung der obengenannten Art gelöst, die dadurch gekennzeichnet ist, daß die feststehenden Bauelemente neben dem vorderen Rahmen und den Trägern in einem hinteren Querrahmen bestehen, wobei die Längsträger den vorderen und den hinteren Rahmen miteinander verbinden und zusammen mit dem genannten vorderen und dem genannten hinteren Rahmen die verschiebbaren Elemente der Schubumkehrvorrichtung einrahmen, wobei vorderer und hinterer der stromaufwärtigen bzw. stromabwärtigen Kante entspricht, die bezogen auf die normale Zirkulationsrichtung des Stroms bei Direktstrahlbetrieb der Schubumkehrvorrichtung definiert sind, sowie dadurch, daß die Mittel zur Verschiebung der genannten verschiebbaren Elemente an dem genannten hinteren Rahmen befestigt sind.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen näher aus der folgenden Beschreibung einer Ausführungsform der Erfindung hervor, die auf die beigefügten Zeichnungen Bezug nimmt, wobei
Fig. 1 eine schematische Halbansicht im Längsschnitt durch eine Ebene, die durch die Rotationsachse eines Turbotriebwerks verläuft, von einer Schubumkehrvorrichtung mit Schwenkklappen in geschlossener Stellung zeigt, die von bekannter Art ist und oben beschrieben wurde,
Fig. 2 eine perspektivische Teilansicht der in Fig. 1 dargestellten Schubumkehrvorrichtung in ausgeklappter Stellung zeigt,
Fig. 3 in einer schematischen, perspektivischen Teilansicht die Bauelemente einer Schubumkehrvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung zeigt,
Fig. 4 in einer analogen Ansicht zu der von Fig. 1 im Schnitt durch eine Ebene gemäß der Linie IV-IV von Fig. 3 die erfindungsgemäße Schubumkehrvorrichtung in einer Konfiguration zeigt, die dem Direktschubbetrieb entspricht,
Fig. 5 in einer analogen Ansicht zu denen der Fig. 1 und 4 die in Fig. 4 dargestellte Schubumkehrvorrichtung in einer Konfiguration zeigt, die dem Schubumkehrbetrieb entspricht,
Fig. 6 in einer analogen Ansicht zu der von Fig. 4 eine erfindungsgemäße Schubumkehrvorrichtung zeigt, die eine Ausführungsvariante des Steuersystems aufweist,
Fig. 7 in einer analogen Ansicht zu der von Fig. 5 die in Fig. 6 dargestellte Schubumkehrvorrichtung in einer Konfiguration zeigt, die dem Schubumkehrbetrieb entspricht.
Bei einer erfindungsgemäßen Schubumkehrvorrichtung für Zweikreis-TL-Triebwerke, die geeignet ist, die Umkehrung des Nebenstroms des Turbo-Triebwerks in den entsprechenden Flugphasen auszuführen, bestehen die Bauelemente der Schubumkehrvorrichtung, wie in Fig. 3 schematisch dargestellt, aus:
- einem vorderen Rahmen 10, der quer zur Geometrie-Längsachse der Schubumkehrvorrichtung angeordnet ist,
- einem hinteren Rahmen 11, der die gleiche Anordnung in Querrichtung aufweist,
- Längsträgern, die den vorderen Rahmen 10 und den hinteren Rahmen 11 miteinander verbinden und parallel zur Geometrie-Längsachse der Schubumkehrvorrichtung angeordnet sind, und in dem dargestellten Beispiel insbesondere einem oberen Träger 12a, einem unteren Träger 12b und einem seitlichen Träger 12c.
Die genannten Bauelemente 10, 11 und 12 bilden die Umrahmung der verschiebbaren Elemente wie z. B. der Klappen des beweglichen Teils der Schubumkehrvorrichtung, die in Fig. 3 mit 7 bezeichnet sind. Vorderer und hinterer entspricht ebenfalls der stromaufwärtigen bzw. stromabwärtigen Kante der Schubumkehrvorrichtung, die bezogen auf die normale Zirkulationsrichtung der Gase in dem Turbo-Triebwerk und in der Schubumkehrvorrichtung bei Direktstrahlbetrieb definiert sind.
Jedes verschiebbare Element bzw. jede Klappe 7 ist geeignet, auf bekannte Weise um Drehzapfen herum um sich selbst zu schwenken, wobei letztere, in den Fig. 4 und 5 mit 13 bezeichnet, seitlich der Klappen 7 angeordnet sind und mit der feststehenden Konstruktion der Schubumkehrvorrichtung fest verbunden sind. Das Verschieben der Klappen 7 wird mittels Zylinder 7a bewirkt, die in bemerkenswerter Weise und erfindungsgemäß an dem hinteren Rahmen 11 der feststehenden Konstruktion der Schubumkehrvorrichtung befestigt sind.
Wie in den Fig. 4 und 5 schematisch dargestellt, ist der Zylinder 7a zur Steuerung jeder Klappe 7 in 14 an dem hinteren Rahmen 11 befestigt, wobei ein mit 15 dargestelltes Gelenk die Verbindung zwischen dem Zylinder 7a und der Klappe 7 gewährleistet. Um die ausgeklappte Stellung der Schubumkehrvorrichtung zu erzielen, die der Umkehrung des Strahls entspricht, wird, wie mit dem Pfeil 16 von Fig. 5 dargestellt, durch den auf das Gelenk 15 der Klappe 7 wirkenden Zug des Zylinders 7a die Klappe 7 um Drehzapfen 13 herum geschwenkt. Die umgekehrte Betätigung des Zylinders 7a ermöglicht die Rückkehr der Klappe 7 in die Direktstrahl-Stellung, wie in Fig. 4 dargestellt.
Gemäß einer Variante des Steuersystems für die Verschiebungen der verschiebbaren Elemente bzw. Klappen 7, die in den Fig. 6 und 7 schematisch dargestellt ist, setzen die Krafteinwirkungen des Zylinders 7a auf die Klappe 7 an einem zur Innenseite der Klappe 7 hin verschobenen Gelenkpunkt 17 an, und zwar über eine Stange 18, die sich zwischen dem genannten Gelenk 17 und dem Gelenk 15 an dem Zylinder 7a befindet.
Bei den beiden Ausführungsarten der Erfindung werden die von den Zylindern 7a entwickelten mechanischen Kräfte in jedem Fall über Befestigungen 14 des Zylinders 7a an dem hinteren Rahmen 11 von diesem hinteren Rahmen 11 aufgenommen.
Die soeben unter Bezugnahme auf die Fig. 3 bis 7 beschriebene Erfindung ermöglicht auf diese Weise eine zweckmäßige Verteilung der Belastungen zwischen dem vorderen Rahmen 10 und dem hinteren Rahmen 11 und ermöglicht es infolgedessen, daß der vordere Rahmen 10 bedeutend leichter wird, wobei das Hinzufügen des hinteren Rahmens 11 kompensiert wird und insgesamt ein Vorteil hinsichtlich der Masse erzielt wird. Der vordere Rahmen 10 trägt insbesondere einen großen Teil der Belastungen, die durch die Masse der Schubumkehrvorrichtung entstehen, nur ein Teil der Belastungen, die durch die Drehzapfen 13 verlaufen, sowie beim Direktstrahlbetrieb die Belastungen, die von den Sperriegeln der Klappen 7 getragen werden, die in den Fig. 4 und 6 in 19 schematisch dargestellt sind.
Der hintere Rahmen 11 hingegen trägt alle mechanischen Belastungen, die durch die Zylinder 7a verlaufen, einen Teil der Belastungen, die durch die Klappen-Drehzapfen 13 verlaufen, sowie einen Teil der Belastungen, die durch die Masse entstehen. Diese Verteilung der Belastungen bringt auch eine Verbesserung der Zuverlässigkeit und Betriebssicherheit mit sich, da zwei Verlaufsbahnen für die Belastungen vorhanden sind. Außerdem ermöglicht diese Art von Aufbau gewisse Redundanzen, indem am hinteren Rahmen jegliches Bauteil oder Vorrich tung befestigt wird, das oder die zur Aufrechterhaltung der Funktionen bei Ausfall des feststehenden Systems am vorderen Rahmen erforderlich ist, oder umgekehrt.
Ferner bringen die Anordnungen des Steuersystems für die Verschiebungen der Klappen 7, die durch die Befestigung des Zylinders 7a an dem hinteren Rahmen 11 ermöglicht werden, mehrere Vorteile mit sich. Die Biegebelastungen, die durch die Verkleidung des Zylinders 7a entstehen und auf die Außenplatte der Klappe 7 einwirken, werden verringert.
Bei der in den Fig. 6 und 7 dargestellten Ausführungsvariante können durch Verwendung einer Gelenkstange 18, die eine Knebelgelenkwirkung besitzt, die Belastungen bei Beginn des Ausklappens der Klappe 7 verringert werden, wobei dies mit einer Einbauanordnung der Klappe 7 vereinbar bleibt, bei der die Tendenz zum Schließen vorherrscht.
Ferner können die Mittel zum Verschieben der verschiebbaren Elemente wie z. B. 7 aus einer Steuervorrichtung mit Kabeln bestehen, und die verschiebbaren Elemente, die aus schwenkbaren oder kippbaren Hindernissen bestehen, können Umlenkgitter abdecken.

Claims

1. Schubumkehrvorrichtung für ein Zweikreis-TL-Triebwerk, bestehend aus verschiebbaren Elementen (7), die sich in Schließstellung in die Außenwand des ringförmigen Kanals des Nebenstrahls einfügen und in ausgeklappter Stellung Umlenkhindernisse für den Nebenstrahl bilden, die eine Schubumkehr bewirken, und ferner aus einem feststehenden vorderen strukturellen Rahmen (10), der quer zur Geometrieachse der Schubumkehrvorrichtung angeordnet ist, und Längsträgern (12a, 12b, 12c), dadurch gekennzeichnet, daß die feststehenden Bauelemente der Schubumkehrvorrichtung neben dem vorderen Rahmen (10) und den Trägern in einem quer verlaufenden hinteren Rahmen (11) bestehen, wobei die Längsträger (12a, 12b, 12c) den vorderen Rahmen (10) und den hinteren Rahmen (11) miteinander verbinden und zusammen mit dem genannten vorderen Rahmen (10) und dem genannten hinteren Rahmen (11) die verschiebbaren Elemente (7) der Schubumkehrvorrichtung einrahmen, wobei vorderer und hinterer der stromaufwärtigen bzw. stromabwärtigen Kante entspricht, die bezogen auf die normale Zirkulationsrichtung des Stroms bei Direktstrahlbetrieb der Schubumkehrvorrichtung definiert sind, und daß die Mittel zur Verschiebung (7a) der genannten verschiebbaren Elemente (7) an dem genannten hinteren Rahmen (11) befestigt sind.

2. Schubumkehrvorrichtung für ein Turbo-Triebwerk nach Anspruch 1, bei der die Verschiebemittel aus Zylindern bestehen und jeder Zylinder (7a), dessen eines Ende (14) am hinteren Rahmen (11) befestigt ist, einen Zug auf ein Gelenk (15) ausübt, das sich an dessen anderem Ende befindet und fest mit einem verschiebbaren Element verbunden ist, das aus einer Klappe (7) besteht, so daß die genannte Klappe in die ausgeklappte Stellung gelangen kann.

3. Schubumkehrvorrichtung für ein Turbo-Triebwerk nach Anspruch 1, bei der die Verschiebemittel aus Zylindern bestehen und eine Stange (18) an einem Ende (15) jedes Zylinders (7a) angelenkt ist, dessen anderes Ende (14) am hinteren Rahmen (11) befestigt ist, und die genannte Stange (18) mit ihrem anderen Ende (17) an einem aus einer Klappe (7) bestehenden und zur Innenseite der Klappe hin verschobenen Punkt des verschiebbaren Elements angelenkt ist und die Bewegungskräfte des Zylinders (7a) auf die Klappe (7) überträgt.

4. Schubumkehrvorrichtung für ein Turbo-Triebwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der die Verschiebemittel für die verschiebbaren Elemente (7) aus einer Steuervorrichtung mit Kabeln bestehen.

5. Schubumkehrvorrichtung für ein Turbo-Triebwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei der die verschiebbaren Elemente aus schwenkbaren oder kippbaren Hindernissen bestehen, die Umlenkgitter abdecken.