DE69724179T2

DE69724179T2 - Schubumkehrvorrichtung für ein Zweikreistriebwerk mit Klappen am Triebwerksgehäuse

Info

Publication number: DE69724179T2
Application number: DE69724179T
Authority: DE
Inventors: Bernard Vauchel Guy
Original assignee: Hurel Hispano Le Havre SA
Current assignee: Hurel Hispano Le Havre SA
Priority date: 1996-05-23
Filing date: 1997-05-22
Publication date: 2004-06-17
Anticipated expiration: 2017-05-23
Also published as: EP0809010B1; CA2204823C; CA2204823A1; US5852928A; RU2140558C1; EP0809010A1; JPH10131805A; WO1997044577A1; FR2749041B1; FR2749041A1; DE69724179D1

Description

Diese Erfindung betrifft eine Schubumkehrvorrichtung für Zweikreis-TL-Triebwerke
Bei dieser Art Turbotriebwerk mit einem Primärströmungskanal für die sogenannten Primärstromgase, die einen Ausstoßstrom bilden, und einem Ringkanal, der koaxial zu dem Primärkanal verläuft, beispielsweise am Ausgang eines Gebläses, das sich am Eingang des Turbotriebwerks befindet, und in dem sogenannte Mantelstromgase zirkulieren, die einen Nebenausstoßstrom bilden, insbesondere wenn das Nebenstromverhältnis hoch ist, wird bei der Schubumkehr hauptsächlich oder allein die Umlenkung des Mantelstroms eingesetzt.
Bekanntermaßen werden bei diesen Anwendungen verschiebbare Elemente oder Hindernisse verwendet, die geeignet sind, in ausgeklappter Stellung eine ringförmige Gesamtanordnung zu bilden, die diesen Nebenkanal dergestalt verschließt, dass der Mantelstrom umgelenkt wird und dabei eine Schubumkehr bewirkt. Im Direktschubbetrieb hingegen müssen diese Hindernisse eingezogen und eingeklappt sein, um das Strömen des Mantelstroms in den Nebenkanal freizusetzen. Bei bestimmten bekannten Typen von Schubumkehrvorrichtung sind diese Hindernisse so in die radial äußere Wand des Nebenkanals eingeklappt.
Bei weiteren Lösungen, die insbesondere anwendbar sind, wenn die Nebenstromverhältnisse hoch sind, und wenn die radial äußere Wand des Nebenkanals kürzer ist als die radial innere Wand dieses Nebenkanals, ist vorgesehen, diese Hindernisse auf die Höhe der radial inneren Wand des Nebenkanals einzuklappen. Mit dieser Lösung lässt sich ein erhöhter Platzbedarf (Außendurchmesser) des Triebwerks vermeiden, eine Wirksamkeit erreichen, die die erforderlichen Umkehrleistungen gewährleistet, ferner im Direktschubbetrieb eine aerodynamisch kontinuierliche Innenwand erzielen, die in den Strömungen keine schädlichen Verwirbelungen erzeugt, wobei gleichzeitig eine verringerte Masse der Gesamtanordnung und eine Einfachheit, durch die sich die Herstellung und die Wartung vereinfachen, erreicht werden. In 1 ist ein unter der Tragfläche 2 eines Flugzeugs montiertes Turbotriebwerk 1 mit dem Einbaubereich 3 für die Schubumkehrvorrichtung dargestellt.
In US-A-3 280 561 und FR-A-2 625 261 sind Lösungen dieser An beschrieben. Die bewegbaren Elemente oder Hindernisse sind in diesem Fall mittels fester Drehachsen an dem festen Aufbau angebracht, der den zentralen Körper des Triebwerks umgibt. Die Drehgelenkverbindung der Hindernisse kann hinten angeordnet sein, aber in diesem Fall führt das Schwenken des Hindernisses zu einer Stellung des Verschließens des Nebenkanals, die sich in bestimmten Fällen auf den Betrieb des Triebwerks störend auswirkt. Wenn die Gelenkverbindung vorne angeordnet ist, wird die Umlenkung des Strahls durch die Außenseite der Hindernisse bewirkt, was die optimale Gestaltung von Formen, die sowohl zur Umlenkung wie auch für den Direktstrahlbetrieb passend sind, nicht zulässt.
Eine erfindungsgemäße Schubumkehrvorrichtung für Zweikreis-TL-Triebwerke, mit der die oben angeführten Ergebnisse erzielt werden können, ohne die Nachteile der vorbekannten Lösungen in Kauf nehmen zu müssen, ist dadurch gekennzeichnet, dass jedes bewegbare Element neben einer Außenplatte eine Innenplatte aufweist, die im Direktstrahlbetrieb direkt unter dieser Außenplatte angeordnet ist und in Verlängerung der Außenplatte dergestalt gleiten kann, dass im Schubumkehrstellung die Umlenkung des Umkehrstroms gewährleistet ist.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung einer Ausführungsform der Erfindung näher hervor, die unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erfolgt, wobei
1 wie oben beschrieben in einer allgemeinen schematischen Ansicht ein Zweikreis-TL-Triebwerk zeigt, an dem die erfindungsgemäße Schubumkehrvorrichtung angebracht ist,
2 eine erfindungsgemäße Schubumkehrvorrichtung in einer schematischen Halbansicht im Schnitt durch eine Ebene, die durch die Längsachse verläuft, in einer Direktstrahlkonfiguration zeigt,
3 die Schubumkehrvorrichtung von 2 in einer zu 2 analogen schematischen Halbansicht zeigt,
4 die Schubumkehrvorrichtung von 3 in einer schematischen Rückansicht zeigt,
5 in einer schematischen Halbansicht analog zu der von 2 und 3 eine Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen Schubumkehrvorrichtung zeigt.
In 2 sind die Einzelheiten des in 1 gezeigten Bereichs 3 zum Einbau einer Schubumkehrvorrichtung für ein Zweikreis-TL-Triebwerk dargestellt. Hinter einem Ausstoßkanal 4 des mit dem Pfeil 5 symbolisierten Mantelstroms besteht die Schubumkehrvorrichtung aus einer Gesamtanordnung von Außenplatten 6, einer Gesamtanordnung von Innenplatten 7 und einem Steuersystem 8. In der Konfiguration, die in 2 dargestellt ist und dem Direktstrahlbetrieb entspricht, sind diese Bestandteile der Schubumkehrvorrichtung in einer Aufnahme 9 angeordnet, die in dem festen Aufbau der Haupthaube 10 des Turbotriebwerks ausgeführt ist. In dieser eingezogenen Stellung schließt sich die Außenfläche 11 der Außenplatte 6 an und gewährleistet das aerodynamische Profil der Haupthaube 10, und die Innenplatte 7 ist direkt unter der Außenplatte 6 angeordnet. Ein Verriegelungssystem, das in seiner Definition an sich bekannt ist und in den Zeichnungen nicht im Einzelnen dargestellt ist, wird an die Platten angefügt. Die genannten Außenplatten 6 werden von Drehachsen 12 gehalten, die fest mit dem festen Aufbau der Haupthaube 10 verbunden sind.
In dem Beispiel, das in den 2 und 3 dargestellt ist, besteht das Steuersystem 8 für jede schwenkbaren Außenplatte 6 aus einem Zylinder 13, der an dem festen Aufbau befestigt ist und dessen Stange an einem Hebel 14 angelenkt ist, der mit dieser Drehachse 12 fest verbunden ist. Ferner ist ein Steuerzylinder 15 zwischen dem hinteren Ende 16 der Außenplatte 6 und dem vorderen Ende 17 der Innenplatte 7 angeordnet, wobei Führungs- und Gleitmittel zwischen der Innenplatte 7 und der Außenplatte 6 angeordnet sind.
Daraus ergibt sich, dass der Zylinder 13 für den Übergang von der Konfiguration der Schubumkehrvorrichtung im Direktstrahlbetrieb, die in 2 dargestellt ist, in die Konfiguration im Schubumkehrbetrieb, die in den 3 und 4 dargestellt ist, die schwenkbare Außenplatte 6 bis zum Hubende in die gewünschte Stellung verschiebt und sodann der Steuerzylinder 15 die Innenplatte 7 bis in di optimale Stellung ausklappt, die vorgesehen ist, um die Umkehr des mit dem Pfeil 5 dargestellten Stroms zu gewährleisten, wobei das Verschieben der Innenplatte 7 durch Gleiten mittels jedes beliebigen, an sich bekannten Mittels erfolgt, das in den Zeichnungen nicht im Einzelnen dargestellt ist. Jede Innenplatte 7 kann außerdem an ihrem vorderen Ende und/oder in den seitlichen Bereichen mit einem spoilerförmigen Deflektor wie z. B. 18 versehen sein, um die Steuerung des Stroms in Schubumkehrstellung zu optimieren.
Je nach den Anwendungen erfolgt der Ausklappvorgang der Innenplatte 7 entweder nach dem vollständigen Schwenken der schwenkbaren Außenplatte 6 oder wird während der Schwenkbewegung der Außenplatte 6 durch die Steuerelemente speziell gesteuert.
In dem in den Figuren dargestellten Beispiel sind die Hindernisse, die die Außenplatten 6 und Innenplatten 7 bilden, vier an der Zahl, doch diese Anzahl kann je nach den besonderen Anwendungen am Flugzeug schwanken. In einer Ausführungsvariante kann der Steuerzylinder 13 hinter der Drehachse 12 eingebaut sein, und in diesem Fall schiebt der Zylinder beim Ausklappen der bewegbaren Platten. Die Schwenkbewegungssteuerung der Platten der Schubumkehrvorrichtung kann ferner durch jedes beliebige Mittel wie z. B. einen Zylinder, der mit der Innenplatte 7 oder mit der Außenplatte 6 verbunden ist, erfolgen. Ferner kann der Steuerzylinder 15 mit seinem hinteren Ende an dem festen Aufbau der Haupthaube 10 befestigt sein, indem eine Kinematik benützt wird, die zu dem gewünschten Bewegungsvorgang passt, und insbesondere indem der Befestigungspunkt dieses Zylinders 15 mit der Drehachse 12 der schwenkbaren Außenplatte 6 auf eine Linie gebracht wird.
Die erfindungsgemäße Ausführung einer Schubumkehrvorrichtung weist zahlreiche Vorteile auf, unter denen besonders festgehalten werden:

– die Art des Einbaus ist besonders vorteilhaft bei einem kurzen Außenrohr, wenn eine Gitter- oder Klappen-Schubumkehrvorrichtung ernsthafte Einbauschwierigkeiten bereitet, aber sie ist anwendbar, sobald die Außenlinien der Gondel ausreichend kurz sind, um ihren Einbau zuzulassen,
– die bewegbaren Platten der Schubumkehrvorrichtung sind außerhalb des Rohrs angeordnet und erfordern keine besondere akustische Behandlung,
– es kann eine Optimierung der Steuerung des Stroms in Schubumkehrstellung durch Anpassung der spoilerförmigen Deflektoren 18 und durch Modifikation der Ausgangslänge der Innenplatten 7 erreicht werden,
– ferner weist die Innenseite der gleitenden Innenplatte 7 ein passendes Profil auf und kann ein oder mehrere Führungselemente für den Strom in sich aufnehmen, um die gewünschten aerodynamischen Schubumkehrleistungen zu erreichen,
– während des Übergangs von der Direktstrahlstellung zur Schubumkehrstellung werden die eventuellen Belastungen, die mit dem Durchgang des Stroms verbunden sind, berücksichtigt,
– die Verringerung der Kräfte, die von dem Strom während des Öffnens auf die Außenplatte ausgeübt werden, da ihre Oberfläche verringert wird, ermöglicht es, das Steuersystem leichter zu machen.

Falls der Durchgang des Stroms während der Übergangsstellungen beim Ausklappen keine Probleme verursacht, kann eine in 5 dargestellte Ausführungsvariante angewendet werden. Wie oben unter Bezugnahme auf die 2 und 3 beschrieben, besteht eine Schubumkehrvorrichtung aus schwenkbaren Außenplatten 6, Innenplatten 7 und Steuerzylindern 13, die über Stangen 14 die Drehachsen 12 der Außenplatten 6 betätigen. Bei dieser Ausführung dagegen ist das hintere Ende 19 der Innenplatte 7 durch eine Stange 20 mit einem Punkt 21 des festen Aufbaus der Haupthaube 10 verbunden, der sich hinter der Drehachse 12 befindet. Daraus ergibt sich, dass beim Übergang in die Direktstrahlkonfiguration das Gleiten der Innenplatte 7 gegenüber der Außenplatte 6 mit Beginn der Schwenkbewegung der Außenplatte 6 beginnt und der Hub der beiden Platten gleichzeitig endet.
Gemäß einer Ausführungsvariante kann die Betätigung der Innenplatte 7 ferner durch ein System von Stangen, die an die Außenplatte 6 angeschlossen sind, erfolgen, wodurch sie die gleiche Funktion des Ausklappens, ob nun linear, synchronisiert oder nicht, erfüllen kann.

Claims

Schubumkehrvorrichtung für Zweikreis-TL-Triebwerke, die bewegbare Elemente (6, 7) aufweisen, die in ausgeklappter Stellung Hindernisse (6, 7) bilden, die ein ringförmiges Umlenksystem für den Mantelstrom bilden und damit eine Schubumkehr erzeugen, und die sich in eingefahrener Stellung, die dem Direktstrahlbetrieb des Turbotriebwerks entspricht, in die Wand der Haupthaube (10) des Turbotriebwerks hinter dem Ringkanal (4) für den Ausstoß dieses Mantelstroms einfügen, wobei jedes bewegbare Element (6, 7) wenigstens einem Bewegungssteuerzylinder (13), der an dem festen Aufbau der Haupthaube (10) angelenkt ist, zugeordnet ist, jedes bewegbare Element von Drehachsen (12) gehalten wird, die mit diesem festen Aufbau fest verbunden sind, wobei jedes bewegbare Element eine schwenkbare Außenplatte (6) aufweist, deren Außenfläche im Direktstrahlbetrieb das aerodynamische Profil der Haupthaube (10) des Turbotriebwerks gewährleistet, dadurch gekennzeichnet, dass jedes bewegbare Element ferner eine Innenplatte (7) aufweist, die im Direktstrahlbetrieb direkt unter der Außenplatte (6) angeordnet ist und in Verlängerung der Außenplatte (6) dergestalt gleiten kann, dass im Schubumkehrstellung die Umlenkung des Umkehrstroms gewährleistet ist.
Schubumkehrvorrichtung für Zweikreis-TL-Triebwerke nach Anspruch 1, bei der mindestens ein Steuerzylinder (15) zwischen der Hinterkante (16) der schwenkbaren Außenplatte (6) und der Vorderkante (17) der gleitenden Innenplatte (7) angeordnet ist, so dass die Außenplatte (6) beim Übergang in die Schubumkehrstellung unter der Einwirkung des Steuerzylinders (13) schwenkt und die Innenplatte (7) ihre ausgeklappte Stellung einnimmt, indem sie unter der Einwirkung des Steuerzylinders (15) gleitet.
Schubumkehrvorrichtung für Zweikreis-TL-Triebwerke nach Anspruch 1, bei der die Hinterkante (19) der Innenplatte (7) durch mindestens eine Stange (20) mit dem festen Aufbau der Haupthaube (10) des Turbotriebwerks dergestalt verbunden ist, dass das Gleiten der Innen platte (7) beim Übergang in die Schubumkehrstellung während der Schwenkbewegung der Außenplatte (6) erfolgt.
Schubumkehrvorrichtung für Zweikreis-TL-Triebwerke nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der die Innenplatte (7) an ihrem vorderen Ende mit mindestens einem spoilerförmigen Deflektor (18) versehen ist.