DE69514761T2 - Stauluftturbine mit sekundärem Regler - Google Patents

Stauluftturbine mit sekundärem Regler

Info

Publication number
DE69514761T2
DE69514761T2 DE69514761T DE69514761T DE69514761T2 DE 69514761 T2 DE69514761 T2 DE 69514761T2 DE 69514761 T DE69514761 T DE 69514761T DE 69514761 T DE69514761 T DE 69514761T DE 69514761 T2 DE69514761 T2 DE 69514761T2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
hub
output shaft
turbine
adjusting
attack
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
DE69514761T
Other languages
English (en)
Other versions
DE69514761D1 (de
Inventor
Steven R. Eccles
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.)
Honeywell International Inc
Original Assignee
AlliedSignal Inc
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 AlliedSignal Inc filed Critical AlliedSignal Inc
Application granted granted Critical
Publication of DE69514761D1 publication Critical patent/DE69514761D1/de
Publication of DE69514761T2 publication Critical patent/DE69514761T2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64DEQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
    • B64D41/00Power installations for auxiliary purposes
    • B64D41/007Ram air turbines
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03DWIND MOTORS
    • F03D7/00Controlling wind motors 
    • F03D7/02Controlling wind motors  the wind motors having rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor
    • F03D7/022Adjusting aerodynamic properties of the blades
    • F03D7/0224Adjusting blade pitch
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05BINDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2220/00Application
    • F05B2220/30Application in turbines
    • F05B2220/31Application in turbines in ram-air turbines ("RATS")
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05BINDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2220/00Application
    • F05B2220/50Application for auxiliary power units (APU's)
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05BINDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2260/00Function
    • F05B2260/70Adjusting of angle of incidence or attack of rotating blades
    • F05B2260/74Adjusting of angle of incidence or attack of rotating blades by turning around an axis perpendicular the rotor centre line
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05BINDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2260/00Function
    • F05B2260/70Adjusting of angle of incidence or attack of rotating blades
    • F05B2260/77Adjusting of angle of incidence or attack of rotating blades the adjusting mechanism driven or triggered by centrifugal forces
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70Wind energy
    • Y02E10/72Wind turbines with rotation axis in wind direction

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Control Of Turbines (AREA)

Description

    ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
  • Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein Stauluftturbinen jener Art, die an einem Flugzeug zum Antrieb von elektrischen und/oder hydraulischen Reserve-Versorgungssystemen verwendet werden. Insbesondere betrifft diese Erfindung eine verbesserte Stauluftturbine mit einem sekundären Geschwindigkeitsregler zur derartigen Regulierung des Turbinenschaufelanstellwinkels, daß eine schnellere Turbinenbeschleunigung beim Ausklappen erreicht wird.
  • Stauluftturbinen sind in der Luft- und Raumfahrtindustrie zur Verwendung beim Antrieb von Hilfsversorgungssystemen im Falle eines Versagens des Primärsystems allgemein bekannt. Die Stauluftturbine ist gemeinhin in der Tragfläche oder im Rumpf eines Flugzeugs zum Ausklappen in den Luftstrom bei Bedarf untergebracht. Die Turbine enthält eine oder mehrere Turbinenschaufeln, die so ausgeführt sind, daß sie durch den Luftstrom angetrieben werden, um einen Drehabtrieb zu liefern, der zum Antrieb eines elektrischen Generators und/oder einer Hydraulikpumpe verwendet werden kann. Derartige Stauluftturbinen sind gemeinhin mit einem Geschwindigkeitsregler ausgestattet, um den Turbinenschaufelanstellwinkel zum Erreichen einer im wesentlichen konstanten Turbinendrehgeschwindigkeit trotz Schwankungen der Luftgeschwindigkeit und/oder Last zu verändern.
  • Anstellwinkeleinstellung der Schaufeln ist auch bei Windmotoren und Windgeneratoren bekannt. Zum Beispiel stellt ein in der US-A-2 832 895 offenbarter herkömmlicher Windmotor Anstellwinkeleinstellung der Schaufeln, wenn das Windrad gerade zu drehen anfängt, und automatische Anstellwinkeleinstellung als Reaktion auf Windböen bereit. Zwei Federn wirken in entgegengesetzten Richtungen auf ein Anstellwinkeländerungsmittel mit einem Stab und die Abtriebswelle ein, um den Schaufelanstellwinkel in entgegengesetzten Richtungen zu ändern. Wenn das Windrad die stärkere der beiden Federn betätigt, wird unter der Steuerung einer elektrohydraulischen Vorrichtung der Schaufelanstellwinkel für einen Anfahrzustand optimiert. Ähnlich zeigt die FR-A- 2 374 531 einen Windgenerator, der eine Einstellung des Anstellwinkels von Schaufeln für verschiedene Luftbedingungen bereitstellt.
  • Da die Stauluftturbine ein Schlüsselelement eines Reserve-Notversorgungssystems für das Flugzeug ist, wird die Turbine in der Regel erst dann ausgeklappt, wenn und bis ein Versagen des Primärversorgungssystems vorliegt. Wenn ein solches Versagen auftritt, ist es äußerst wünschenswert, wenn die Stauluftturbine so schnell wie möglich ausgeklappt und auf Betriebsgeschwindigkeit beschleunigt wird. In dieser Hinsicht lassen sich möglicherweise Geschwindigkeitsregler zur Regulierung der Turbinengeschwindigkeit nach der Anfangsbeschleunigung mit dem Optimieren des Hochfahrens der Turbinengeschwindigkeit bei anfänglichem Ausklappen der Turbine nicht vereinbaren. Das heißt, Geschwindigkeitsregler für Stauluftturbinen funktionieren im allgemeinen durch Einstellen des Schaufelanstellwinkels im Ruhezustand auf einen Winkel, der die gewünschte optimierte schnelle Beschleunigung von dem Ruhezustand zu der Spezifikationsbetriebsgeschwindigkeit nicht erreicht.
  • Die vorliegende Erfindung stellt eine verbesserte Stauluftturbine zur Verwendung in einer Flugzeugumgebung bereit, wobei die Stauluftturbine einen Primärregler zur Geschwindigkeitsregelung während normaler Betriebsbedingungen in Kombination mit einem Sekundärregler, der den Turbinenschaufelanstellwinkel im Ruhezustand zur im wesentlichen optimierten und schnellen Turbinenbeschleunigung bei anfänglichem Ausklappen einstellt, enthält.
  • KURZE DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung werden eine Flugzeugstauluftturbine nach Anspruch 1 und ein Verfahren zur Steuerung einer Flugzeugstauluftturbine zum Ausklappen in den Luftstrom nach Anspruch 6 bereitgestellt. Die Flugzeugstauluftturbine soll Hilfsversorgungssysteme im Flugzeug antreiben. Die Flugzeugstauluftturbine enthält einen Primärregler mit einem Zentrifugalmittel zur Änderung des Turbinenschaufelanstellwinkels in einem ausgewählten Einstellbereich bei Normalbetrieb, um die Turbinenabtriebsgeschwindigkeit als Reaktion auf sich ändernde Luftgeschwindigkeit und/oder Last im wesentlichen konstant zu halten, und einen Sekundärregler zur Einstellung des Turbinenschaufelanstellwinkels auf eine gewählte mittlere Position im Ruhezustand, wobei die gewählte mittlere Anstellwinkelposition zum Erreichen schnellerer Turbinenbeschleunigung bei anfänglichem Ausklappen gewählt wird. Mit zunehmender Turbinengeschwindigkeit bei Anfangsbeschleunigung wird der Sekundärregler deaktiviert, damit die Geschwindigkeitsregelung durch den Primärregler erfolgen kann.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Die beigefügten Zeichnungen stellen die Erfindung dar. Es zeigt:
  • Fig. 1 eine perspektivische Ansicht, die eine die neuartigen Merkmale der Erfindung enthaltende Stauluftturbine darstellt;
  • Fig. 2 eine Längsschnittansicht allgemein entlang Linie 2-2 in Fig. 1, wobei ein elektrischer Generator und eine Hydraulikpumpe in Seitenansicht gezeigt werden;
  • Fig. 3 eine vergrößerte Querschnittsansicht allgemein entlang Linie 3-3 in Fig. 2;
  • Fig. 4 eine vergrößerte Querschnittsansicht allgemein entlang Linie 4-4 in Fig. 2;
  • Fig. 5 eine vergrößerte Querschnittsansicht allgemein entlang Linie 5-5 in Fig. 2; und
  • Fig. 6 eine perspektivische Teilansicht in etwas schematischer Form, in der der bei der Stauluftturbine nach den Fig. 1-5 verwendete Primärregler und Sekundärregler dargestellt werden.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
  • Wie in den beispielhaften Zeichnungen gezeigt, wird eine allgemein durch die Bezugszahl 10 bezeichnete Stauluftturbine zum Antrieb eines oder mehrerer Hilfsversorgungssysteme in einem Flugzeug 12 bereitgestellt. Wie in Fig. 1 gezeigt, ist die Stauluftturbine 10 mittels einer Strebe 14 an dem Flugzeug 12 aufgehängt und enthält ein Paar Turbinenschaufeln 16, die durch den umgebenden Luftstrom drehangetrieben werden, um entsprechend einen elektrischen Generator 18 und/oder eine Hydraulikpumpe 20 anzutreiben. Die Turbine 10 enthält ein Geschwindigkeitsregelmittel zur derartigen Einstellung des Anstellwinkels der Turbinenschaufeln 16, daß eine schnelle Turbinenbeschleunigung bis im wesentlichen Höchstdrehgeschwindigkeit, wenn die Turbine 10 ausgeklappt ist, erreicht wird. Danach hält das Geschwindigkeitsregelmittel trotz Schwankungen der Luftgeschwindigkeit und/oder Turbinenlast eine im wesentlichen konstante Turbinengeschwindigkeit aufrecht.
  • Die Stauluftturbine 10 ist normalerweise in einem geeigneten Fach im Rumpf oder in der Tragfläche des Flugzeugs 12 untergebracht. Im Falle eines Versagens eines Primärversorgungssystems ist die Stauluftturbine 10 so ausgeführt, daß sie durch Schwenken der Strebe 14 bezüglich einer Befestigungsanordnung 22 schnell und leicht ausgeklappt wird, wodurch die Stauluftturbine 10 in eine freigelegte Position in dem am Flugzeug vorbeiströmenden Luftstrom bewegt wird. Allgemein werden die Turbinenschaufeln 16 durch den Luftstrom drehangetrieben, wodurch eine Turbinenabtriebswelle 24 (Fig. 2) einen Drehabtrieb zum Antrieb des Hilfsaggregats, wie zum Beispiel des elektrischen Generators 18 und/oder der Hydraulikpumpe 20, liefert.
  • In der Darstellung nach Fig. 1 sind diese Hilfsaggregate in einer in einer Linie mit der Stauluftturbine 10 liegenden Konfiguration angeordnet.
  • Ein Primärregler 26 (Fig. 2) ist als Teil der Stauluftturbine 10 zur Einstellung des Anstellwinkels der Turbinenschaufeln 16 innerhalb eines ausgewählten Einstellbereichs, damit die Drehgeschwindigkeit der Abtriebswelle 24 trotz Schwankungen der Luftgeschwindigkeit und/oder der auf die Turbine ausgeübten elektrischen oder hydraulischen Last im wesentlichen konstant gehalten wird, bereitgestellt. In dieser Hinsicht ist in der Technik die Schaufelanstellwinkeleinstellung zum Aufrechterhalten einer im wesentlichen konstanten Turbinendrehgeschwindigkeit, um ein optimales Betriebsleistungsvermögen für das Hilfsaggregat oder die Hilfsaggregate zu erzielen, bekannt.
  • Neben dem Primärregler 26 enthält die verbesserte Stauluftturbine 10 gemäß der vorliegenden Erfindung einen Sekundärregler 28 zur Regelung des Turbinenschaufelanstellwinkels bei anfänglichem Ausklappen der Stauluftturbine. Insbesondere befindet sich die Stauluftturbine 10 vor dem Ausklappen in einem Ruhezustand mit einer Turbinendrehgeschwindigkeit von Null. Wenn die Turbine 10 in den Luftstrom ausgeklappt ist, regelt der Sekundärregler 28 den Turbinenschaufelanstellwinkel während einer Anfangsbeschleunigungsphase, um eine schnelle und im wesentlichen optimierte Turbinenbeschleunigung von der Nullgeschwindigkeit zu der gewünschten Höchstgeschwindigkeitsdrehung zu erreichen. Zum Erreichen dieses Ziels werden die Turbinenschaufeln im Ruhezustand durch den Sekundärregler anfangs auf einen ausgewählten mittleren Anstellwinkel vorbelastet, wobei der mittlere Anstellwinkel zur schnellen und im wesentlichen optimierten Turbinenbeschleunigung bei anfänglichem Ausklappen gewählt ist. Wenn die Turbinendrehgeschwindigkeit einen ausgewählten Wert erreicht, wird der Sekundärregler 28 wirksam gesperrt, um anschließende Geschwindigkeitsregelung als Reaktion auf den Betrieb des Primärreglers 26 zu gestalten.
  • Auf die Fig. 2-6 Bezug nehmend, wird die Turbinenabtriebswelle 24 durch ein Lager 30 am Vorder- oder Nasenende des Generators 18 drehbar gestützt. Die Abtriebswelle 24 ragt von dem Generator 18 nach vorne und trägt eine Drehnabe 32, in der der Primär- und Sekundärregler 26 und 28 enthalten sind. In der Nabe 32 ist die Abtriebswelle 24 durch eine Getriebekupplung 34 und Axiallager 36 mit den sich radial nach außen erstreckenden Turbinenschaufeln 16 verbunden. Die Getriebekupplung 34 trägt der Turbinenschaufeldrehung bezüglich der radialen Achsen 38 (Fig. 5) Rechnung, um den Schaufelanstellwinkel auf eine Fachleuten bekannte Weise einzustellen.
  • Der Primärregler 26 umfaßt ein Paar zentrifugaler Primärfliehgewichte 40 (Fig. 3), die in einer symmetrischen Anordnung in der Drehnabe 32 in der Nähe ihres Vorder- oder Nasenendes angebracht sind. Diese Fliehgewichte enthalten äußere Enden, die durch Drehzapfen 42, die in der Drehnabe 32 in der Nähe des Nabenumfangs angeordnet sind, schwenkbar verbunden sind. Die Fliehgewichte 40 weisen jeweils ein distales Ende auf, das eine Abtastrolle 44 in Rolleingriff mit einer konturierten Kurvenfläche 46 eines Kurvenhebels 48 trägt. Der Kurvenhebel 48 weist eine mittlere Hülse 50 auf, die durch eine Keilverzahnungsverbindung drehfest an der Turbinenabtriebswelle 24 angebracht ist.
  • Die Primärfliehgewichte 40, einschließlich ihrer Drehzapfen 42, sind an dem freien Ende eines Drehstabs 52 aufgehängt. Der Drehstab 52 wiederum ist gemäß seiner Darstellung in Fig. 2 an einer axial vom Primärregler 26 beabstandeten Stelle, wie durch Pfeil 53 angedeutet, mit der Abtriebswelle 24 verbunden. Der Drehstab 52 sorgt für die Vorbelastung der Fliehgewichte 40 zum Zwecke der Verschiebung der Fliehgewichte zu einer radial am weitesten innen liegenden Position.
  • Mit zunehmender Drehgeschwindigkeit der Welle 24 bewirkt die auf die Fliehgewichte 40 ausgeübte Zentrifugalkraft, daß diese Fliehgewichte radial von der Welle 24 nach außen verschoben werden. Während diese Radialverschiebung stattfindet, nehmen die Abtastrollen 44 der Fliehgewichte den Kurvenhebel 48 über ein kurzes Teilkreisinkrement in Eingriff und drehen ihn. Der Kurvenhebel 48 wiederum ist durch die Welle 24 mit einem Planrad 54 (Fig. 4 und 6), das Zahnradsegmente 56 aufweist, die mit Keilverzahnungsbünden 58 (Fig. 6) an den Basis- oder Fußenden der Turbinenschaufeln 16 kämmen, verbunden. Somit reguliert der Primärregler 26 als eine Funktion der Abtriebswellendrehgeschwindigkeit die Position des Planrads 54 dahingehend, den Anstellwinkel der Turbinenschaufeln 16 einzustellen oder sie in Segelstellung zu bringen, um eine im wesentlichen konstante Drehgeschwindigkeit für die Abtriebswelle 24 aufrechtzuerhalten. Bei einer bevorzugten Form der Erfindung sind die verschiedenen Getriebekomponenten und der Primärregler 26 dahingehend ausgeführt, einen Anstellwinkeleinstellbereich von einem kleinen oder Grobanstellwinkel von ca. 6 Grad auf einen großen oder Feinanstellwinkel von ca. 58 Grad zu erreichen. Bei Normalbetrieb, wenn im wesentlichen Höchstgeschwindigkeitsdrehung erreicht ist, reguliert der Primärregler 26 den Schaufelanstellwinkel in der Regel nahe dem oberen Ende des Einstellbereichs, um eine konstante Abtriebsdrehgeschwindigkeit aufrechtzuerhalten.
  • Das Vorsehen des Sekundärreglers 28 gemäß der vorliegenden Erfindung trägt der Tatsache Rechnung, daß optimal schnelle Turbinenbeschleunigung bei einer anfänglichen Anstellwinkeleinstellung am kleinen Ende des normalen Einstellbereichs nicht stattfindet. Demgemäß werden die Turbinenschaufeln 16 durch den Sekundärregler 28 auf eine mittlere Anstellwinkelposition von ungefähr 16 Grad bei einer bevorzugten Ausführungsform vorbelastet, wenn sich die Turbine im Ruhezustand befindet. Diese mittlere Position wird für schnelleres Hochfahren der Turbinengeschwindigkeit bei anfänglichem Ausklappen der Stauluftturbine gewählt. Diese mittlere Anstellwinkelposition wird für eine Anfangsbeschleunigungsphase bei anfänglichem Ausklappen der Turbine aufrechterhalten, und danach wird der Sekundärregler 26 gesperrt, um eine anschließende Regelung als Reaktion auf den Primärregler 26 wie oben beschrieben zu gestatten.
  • Wie in den Fig. 4-6 gezeigt, und umfaßt der Sekundärregler ein Paar Vorbelastungshebel 60, die zum Beispiel durch Zapfen 62 in der mittleren Nabe 32 auch schwenkbar angebracht sind. Die Vorbelastungshebel 60 weisen freie Enden auf, die durch Vorbelastungsfedern 64 zur Ineingriffnahme von Seitenrändern des Planrades 54 vorgespannt sind. Das Planrad 54 weist eine mittlere Hülse 66 auf (Fig. 4), die nicht keilverzahnt ist, aber ein Paar radialer Anschläge 68 definiert. Diese Hülse 66 wird um eine Antriebshülse 70 herum getragen, die eine Keilverzahnungsverbindung auf der Welle 24 aufweist und weiter ein Paar radial nach außen ragender Nasen 72 zur Ineingriffnahme der Anschläge 68 am Planrad definiert. Die Vorbelastungshebel 60 werden durch die Federn 64 zur Verschiebung des Planrads 54 im Ruhezustand über einen kurzen Teilkreishub vorgespannt, der ausreicht, die Anschläge 68 von den ihnen zugeordneten Antriebshülsennasen 72 weg zu verschieben, wie in Fig. 4 zu sehen. Wenn dies geschieht, nimmt ein Paar radialer Zähne 74 am Außendurchmesser der Planradhülse 66 ein dazugehöriges Paar von Sekundärfliehgewichten 76 in Eingriff. Die Sekundärfliehgewichte 76 sind durch Zapfen 78 (Fig. 6) an der Welle 24 schwenkbar angebracht und werden durch das Planrad 54 in der Ruheposition zu radial am weitesten innen liegenden Positionen, an der Welle 24 anschlagend, gedrängt. In dieser Position wird das Planrad 54 gemäß einem wesentlichen Aspekt der Erfindung, ausreichend weit gedreht, um den Turbinenschaufelanstellwinkel von dem groben Ende des Bereichs (ungefähr 6 Grad bei der bevorzugten Form) in eine ausgewählte mittlere Anstellwinkelposition, vorzugsweise ca. 16 Grad, zu verstellen.
  • Bei anfänglicher Drehung der Stauluftturbine, wenn sie in den Luftstrom ausgeklappt ist, werden die Turbinenschaufeln 16 somit in dem mittleren Anstellwinkel von ca. sechzehn Grad angeordnet. Es hat sich erwiesen, daß dieser mittlere Anstellwinkel eine wesentlich schnellere Beschleunigung der Turbine auf Betriebsgeschwindigkeit erreicht, wodurch das bzw. die Hilfsaggregat(e) mit kürzerer Zeitverzögerung zur Führung und Steuerung des Flugzeugs zur Verfügung stehen. Wenn eine ausreichende Drehgeschwindigkeit erreicht ist, so daß die durch die Sekundärfliehgewichte 76 ausgeübte Zentrifugalkraft die Vorbelastungsfedern 64 überwindet, schieben die die Zähne 74 in Eingriff nehmenden Sekundärfliehgewichte das Planrad 54 wirksam über den Teilkreisinkrementhub zurück, bis die Radialanschläge 68 die Antriebshülsennasen 72 in Eingriff nehmen. Wenn dies erfolgt, wird der Sekundärregler 28 wirksam gesperrt, und anschließende Geschwindigkeitsregelung wird durch Betätigung des Primärreglers 26 erreicht, wie oben beschrieben. Bei einer bevorzugten Systemkonfiguration wurden die Vorbelastungsfedern 64 dahingehend ausgewählt, eine derartige Vorbelastungskraft bereitzustellen, daß der Sekundärregler 28 bei einer Turbinengeschwindigkeit von ca. 2000 U/min wirksam gesperrt wurde. Danach stellt der Primärregler bei weiterer Turbinenbeschleunigung auf eine höhere und Normalbetriebsgeschwindigkeit den Anstellwinkel der Schaufeln 16 innerhalb des gesamten Einstellbereichs ein, um die gewünschte im wesentlichen konstante Wellenabtriebsgeschwindigkeit aufrechtzuerhalten. Eine Regelung durch den Sekundärregler 28 tritt erst dann wieder ein, wenn die Wellendrehzahl unter den den Sekundärfliehgewichten 76 zuschreibbaren Verstellpunkt verringert wird.

Claims (6)

1. Flugzeugstauluftturbine (10) zum Ausklappen in einen Luftstrom zum Drehabtrieb einer Abtriebswelle (24), wobei die Stauluftturbine (10) einen Primärregler (26) zur Einstellung des Schaufelanstellwinkels aufweist, gekennzeichnet durch:
eine Drehnabe (32), die von der Abtriebswelle (24) getragen wird und mindestens eine Turbinenschaufel (16) aufweist, die sich davon radial nach außen erstreckt, wobei die Turbinenschaufel (16) von der Nabe (32) so gestützt wird, daß eine Einstellung des Schaufelanstellwinkels gestattet wird;
dadurch, daß der Primärregler (26) mit der Turbinenschaufel (16) verbunden ist und
(a) ein erstes Fliehgewichtsmittel (40), das auf die Nabendrehung zur Einstellung des Anstellwinkels innerhalb eines Bereichs von kleinen zu großen Anstellwinkeln reagiert, um die Drehgeschwindigkeit der Nabe (32) und der Abtriebswelle (24) auf einer im wesentlichen konstanten Betriebsgeschwindigkeit zu halten,
(b) ein Planrad, das mit der Turbinenschaufel (16) in Eingriff steht, um den Schaufelanstellwinkel innerhalb des Bereichs einzustellen, und
(c) ein Kurvenmittel (44, 48), das zwischen das Planrad (54) und das erste Fliehgewichtsmittel (40) gekoppelt ist, um den Schaufelanstellwinkel innerhalb des Bereichs einzustellen, enthält; und
durch einen Sekundärregler (28), der ein Verstellmittel zum Verstellen der Turbinenschaufel (16) auf einen ausgewählten mittleren Anstellwinkel, wenn sich die Nabe (32) und die Abtriebswelle (24) im Ruhezustand befinden, enthält, wobei der mittlere Anstellwinkel zur schnelleren Beschleunigung der Nabe (32) und der Abtriebswelle (24) von dem Ruhezustand bei anfänglichem Ausklappen ausgewählt wird, wobei das Verstellmittel ein Vorbelastungsmittel (60, 64) zum Verschieben des Planrads (54) zum Verstellen des Schaufelanstellwinkels auf den gewählten mittleren Anstellwinkel, wenn sich die Nabe (32) und die Abtriebswelle (24) im Ruhezustand befinden, enthält, und wobei der Sekundärregler (28) weiterhin ein Mittel zum Sperren des Verstellmittels, wenn die Nabe (32) und die Abtriebswelle (24) auf eine gewählte Drehgeschwindigkeit beschleunigt werden, um eine anschließende Geschwindigkeitsregelung als Reaktion auf den Betrieb des Primärreglers (26) zu gestatten, enthält, wobei das Sperrmittel ein zweites Fliehgewichtsmittel (76) enthält, das auf die Nabendrehung dahingehend reagiert, dem Vorbelastungsmittel (60, 64) bei Beschleunigung der Nabe (32) und der Abtriebswelle (24) auf die gewählte Drehgeschwindigkeit entgegenzuwirken, wobei die gewählte Drehgeschwindigkeit geringer ist als die im wesentlichen konstante Betriebsgeschwindigkeit.
2. Flugzeugstauluftturbine (10) nach Anspruch 1, bei der der Primärregler (26) in der Drehnabe (32) angebracht ist.
3. Flugzeugstauluftturbine (10) nach Anspruch 1, bei der der Primärregler (26) weiterhin ein Vorbelastungsmittel (52) zur Vorspannung der Turbinenschaufel (16) auf einen Anstellwinkel am unteren Ende des Bereichs enthält.
4. Flugzeugstauluftturbine (10) nach Anspruch 1, bei der das Vorbelastungsmittel (60, 64) mindestens einen Vorbelastungshebel (60) und eine Feder (64) zum Drängen des Vorbelastungshebels (60) zur Anlage an das Planrad (54) mit einer vorbestimmten Kraft umfaßt, und bei der weiterhin das zweite Fliehgewichtsmittel (76) ein Fliehgewicht (76) umfaßt, das zur Drehung mit der Nabe (32) getragen und zum Ausüben einer Drehkraft auf das Planrad (54) entgegengesetzt der durch den Vorbelastungshebel (60) auf das Planrad (54) ausgeübten vorbestimmten Kraft positioniert ist.
5. Flugzeugstauluftturbine (10) nach Anspruch 1, bei der der Sekundärregler (28) in der Drehnabe (32) angebracht ist.
6. Verfahren zur Regelung einer Flugzeugstauluftturbine (10) zum Ausklappen in einen Luftstrom zum Drehabtrieb einer Abtriebswelle (24), wobei die Stauluftturbine (10) eine Drehnabe (32), die von der Abtriebswelle (24) getragen wird, wobei sich mindestens eine Turbinenschaufel (16) von der Nabe (32) radial nach außen erstreckt und so angebracht ist, daß eine Einstellung des Schaufelanstellwinkels gestattet wird, und einen Primärregler (26) mit einem Fliehgewichtsmittel (40) aufweist, das auf die Nabendrehung zur Einstellung des Schaufelanstellwinkels innerhalb eines Bereichs von kleinen zu großen Anstellwinkeln reagiert, um die Drehgeschwindigkeit der Nabe (32) und der Abtriebswelle (24) auf einer im wesentlichen konstanten Betriebsgeschwindigkeit zu halten, wobei das Verfahren gekennzeichnet ist durch:
Verstellen der Turbinenschaufel (16) mit einem mechanischen Sekundärregler (28) auf einen gewählten mittleren Anstellwinkel, wenn sich die Nabe (32) und die Abtriebswelle (24) in einem Ruhezustand befinden, wobei der mittlere Anstellwinkel zur schnelleren Beschleunigung der Nabe (32) und der Abtriebswelle (24) von dem Ruhezustand auf eine gewählte Drehgeschwindigkeit, die kleiner ist als die im wesentlichen konstante Betriebsgeschwindigkeit, gewählt wird, wobei der mechanische Sekundärregler (28) ein Verstellmittel zum Verstellen der Turbinenschaufel (16) auf den mittleren Anstellwinkel enthält, wobei das Verstellmittel ein Vorbelastungsmittel (60, 64) zum Verschieben eines Planrads (54) zur Verstellung des Schaufelanstellwinkels auf den mittleren Anstellwinkel, wenn sich die Nabe (32) und die Abtriebswelle (24) im Ruhezustand befinden, enthält, und wobei der mechanische Sekundärregler (28) weiterhin ein Mittel zum Sperren des Verstellmittels, wenn die Nabe (32) und die Abtriebswelle (24) auf eine gewählte Drehgeschwindigkeit beschleunigt werden, um anschließende Geschwindigkeitsregelung als Reaktion auf Betrieb des Primärreglers (26) zu gestatten, enthält, wobei das Sperrmittel ein zweites Fliehgewichtsmittel (76) enthält, das auf die Nabendrehung dahingehend reagiert, dem Vorbelastungsmittel (60, 64) bei Beschleunigung der Nabe (32) und der Abtriebswelle (24) auf die gewählte Drehgeschwindigkeit entgegenzuwirken, wobei die gewählte Drehgeschwindigkeit kleiner ist als die im wesentlichen konstante Betriebsgeschwindigkeit;
Sperren des mechanischen Sekundärreglers (28), wenn die Nabe (32) und die Abtriebswelle (24) auf die gewählte Drehgeschwindigkeit beschleunigt werden; und
danach Regulieren des Schaufelanstellwinkels mit dem Primärregler (26).
DE69514761T 1994-11-18 1995-11-10 Stauluftturbine mit sekundärem Regler Expired - Fee Related DE69514761T2 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US08/341,718 US5487645A (en) 1994-11-18 1994-11-18 Ram air turbine with secondary governor

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE69514761D1 DE69514761D1 (de) 2000-03-02
DE69514761T2 true DE69514761T2 (de) 2000-07-27

Family

ID=23338727

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE69514761T Expired - Fee Related DE69514761T2 (de) 1994-11-18 1995-11-10 Stauluftturbine mit sekundärem Regler

Country Status (3)

Country Link
US (1) US5487645A (de)
EP (1) EP0713008B1 (de)
DE (1) DE69514761T2 (de)

Families Citing this family (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6077040A (en) * 1998-05-01 2000-06-20 United Technologies Corporation Control system for blades for a variable pitch propeller
US6676379B2 (en) 2001-12-06 2004-01-13 Honeywell International Inc. Ram air turbine with speed increasing gearbox
JP2004322388A (ja) * 2003-04-23 2004-11-18 Konica Minolta Medical & Graphic Inc 印刷版の作製方法及び印刷版材料
US7306430B2 (en) * 2005-05-23 2007-12-11 Hamilton Sundstrand Corporation Ram air turbine blade rotation over-speed prevention mechanism
US7708527B2 (en) 2006-01-12 2010-05-04 Honeywell International Inc. Ram air turbine with compound geartrain gearbox
EP2085610B1 (de) * 2008-01-29 2010-10-13 Claus Colling Vertikalachsen-Windturbine mit Steuerungsvorrichtung sowie Verfahren zum aerodynamischen Bremsen
IT1394477B1 (it) * 2009-05-26 2012-07-05 Tozzi Nord S R L Sistema di sicurezza per turbine eoliche e turbina eolica dotata di tale sistema
CN102198860B (zh) * 2010-03-24 2016-02-03 哈米尔顿森德斯特兰德公司 混合式冲压空气涡轮
US8641379B2 (en) * 2010-03-24 2014-02-04 Hamilton Sundstrand Corporation Hybrid ram air turbine
US9045983B2 (en) 2010-10-19 2015-06-02 Hamilton Sundstrand Corporation Turbine yokeplate flyweights to improve RAT startup
US8920119B2 (en) 2010-11-01 2014-12-30 Hamilton Sundstrand Corporation Partial coarse pitch start Ram Air Turbine with enhanced spring support
US8413924B2 (en) 2010-11-03 2013-04-09 Hamilton Sundstrand Corporation Motor assisted fine pitch startup Ram Air Turbine
US8876474B2 (en) 2010-11-04 2014-11-04 Hamilton Sundstrand Corporation Ram air turbine startup
US8790079B2 (en) * 2010-12-31 2014-07-29 General Electric Company Ram air turbine inlet
US9188105B2 (en) 2011-04-19 2015-11-17 Hamilton Sundstrand Corporation Strut driveshaft for ram air turbine
US20120328436A1 (en) * 2011-06-24 2012-12-27 Soidel William E Electromechanical actuator driven governor for ram air turbine
GB2497126B (en) * 2011-12-01 2014-04-02 Hamilton Sundstrand Corp Partial coarse pitch start ram air turbine with enhanced spring support
US9267384B2 (en) * 2012-03-02 2016-02-23 Hamilton Sundstrand Corporation Flyweight for ram air turbine
US9238972B2 (en) 2012-03-27 2016-01-19 Hamilton Sundstrand Corporation Ram air turbine pump leakage control
US8970059B2 (en) 2012-03-27 2015-03-03 Hamilton Sundstrand Corporation Ram air turbine generator housing
US9108742B2 (en) 2012-03-27 2015-08-18 Hamilton Sundstrand Corporation Ram air turbine stow abort assembly
US9211958B2 (en) 2012-03-27 2015-12-15 Hamilton Sundstrand Corporation Ram air turbine biasing assembly
US9115799B2 (en) 2012-03-27 2015-08-25 Hamilton Sundstrand Corporation Compact gearbox for ram air turbine oil management
US8960051B2 (en) * 2012-08-30 2015-02-24 Hamilton Sundstrand Corporation Combined hub, counterweight and crank arm with single piece steel body
US10661913B2 (en) * 2018-04-30 2020-05-26 Hamilton Sundstrand Corporation Hybrid ram air turbine with in-line hydraulic pump and generator

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2382229A (en) * 1940-06-19 1945-08-14 Ira B Humphreys Controllable pitch propeller
US2777524A (en) * 1953-06-01 1957-01-15 Garrett Corp Ram air driven turbine
US2876847A (en) * 1954-04-01 1959-03-10 Gen Motors Corp Air driven propeller and governor therefor
US2963093A (en) * 1955-10-07 1960-12-06 Garrett Corp Ram air turbine
US2832895A (en) * 1956-01-31 1958-04-29 Allgaier Werke Gmbh Control apparatus for wind motors
FR2374531A1 (fr) * 1976-12-20 1978-07-13 Thierry Calige Dispositif synchronise a variation double du calage des pales d'un aeromoteur bipale a regime rapide, assurant un demarrage plus aise par vents faibles et une regulation efficace par vent superieur au vent nominal de l'aerogenerateur
US4411596A (en) * 1980-03-25 1983-10-25 Sundstrand Corporation Ram air turbine control system
US4743163A (en) * 1985-11-22 1988-05-10 Sundstrand Corporation Ram air turbine control system
US5249924A (en) * 1992-02-21 1993-10-05 Southwest Aerospace Corporation RAM air turbine

Also Published As

Publication number Publication date
EP0713008B1 (de) 2000-01-26
EP0713008A1 (de) 1996-05-22
US5487645A (en) 1996-01-30
DE69514761D1 (de) 2000-03-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69514761T2 (de) Stauluftturbine mit sekundärem Regler
DE69203236T2 (de) Blattwinkelverstellsteuerung.
DE69007125T2 (de) Blattwinkelverstelleinrichtung.
DE69014309T2 (de) Blattverstellsteuersystem.
EP3466806B1 (de) Verstellpropeller-einheit mit einer hydraulischen steuervorrichtung
DE69204070T2 (de) Hubschraubermotorsteuerung mit von der zyklischen blattwinkeländerung in querrichtung abhängigem vorhersagewert.
DE102004046260A1 (de) Verfahren zum Betreiben einer Vorrichtung zum Verstellen eines Blatteinstellwinkels sowie eine Verstellvorrichtung
DE3733407A1 (de) Propellerverstelleinrichtung
DE69324482T2 (de) In axialer richtung kompakte stauluftturbine
DE3423888A1 (de) Blattwinkelverstelleinrichtung
DE69206269T2 (de) Hubschraubermotorsteuerung mit Vorhersage in Abhangigkeit der Giereingabe.
EP0941201B1 (de) Hydraulisch reversierbare verstellpropeller-einheit
EP2885533A1 (de) Strömungskraftanlage
DE69027714T2 (de) Hubschrauber mit Erhöhung der Rotorgeschwindigkeit bei Hochbelastung
DE69222311T2 (de) Ausgleichung des kinematischen effektes in einer blattverstellungssteuerung eines drehflügelflugzeuges
DE1401283A1 (de) Brennstoff-Steuervorrichtung fuer Gasturbinen
DE102018212769A1 (de) Luftfahrzeug-Antriebssystem mit schubkraftabhängiger Regelung
EP3404256B1 (de) Vorrichtung zur verstellung der rotorblätter einer strömungskraftanlage
WO1997025244A1 (de) Hydraulisch reversierbare verstellpropeller-einheit
DE1036780B (de) Einrichtung zum selbsttaetigen Verringern der Fluegelstellung bei schnell laufenden Windraedern
DE1129343B (de) Kraftstoffregeleinrichtung fuer ein Flugzeug-Gasturbinentriebwerk
DE726111C (de) Selbsttaetig auf gleichbleibende Drehzahl hydraulisch geregelte Verstelluftschraube
DE876041C (de) Stufenlose Regelung fuer Luftschraubenantriebe
DE2113349C3 (de) Regelsystem
DE2542623B2 (de) Läufer für Strömungsmaschinen mit verstellbaren Laufschaufeln

Legal Events

Date Code Title Description
8364 No opposition during term of opposition
8339 Ceased/non-payment of the annual fee