DE69818115T2

DE69818115T2 - Schubumkehrvorrichtung mit optimierter Anordnung des Gitterbetätigungsorgans

Info

Publication number: DE69818115T2
Application number: DE69818115T
Authority: DE
Inventors: Guy Bernard Vauchel
Original assignee: Hurel Hispano SA
Current assignee: Safran Nacelles Ltd
Priority date: 1997-01-09
Filing date: 1998-01-09
Publication date: 2004-06-03
Anticipated expiration: 2018-01-10
Also published as: FR2758161A1; CA2227517A1; WO1998030794A1; FR2758161B1; EP0853192A1; US6000216A; DE69818115D1; EP0853192B1; JPH10205390A; RU2150595C1

Description

Diese Erfindung betrift eine Schubumkehrvorrichtung für Zweikreis-TL-Triebwerke. Das Turbotriebwerk ist hinter dem Gebläse mit einer Leitung ausgestattet, deren Funktion darin besteht, den Mantelstrom zu kanalisieren, wobei diese Leitung von einer inneren Wand, die den eigentlichen Aufbau des Triebwerks hinter dem Gebläse umgibt, und einer äußeren Wand, deren vorderer Teil das das Gebläse umgebende Triebwerkgehäuse kontinuierlich fortsetzt, gebildet. Diese äußere Wand kann den Mantelstrom und zugleich den Primärstrom in ihrem hinteren Teil kanalisieren, und zwar hinter dem Ausstoß des Primärstroms, falls es sich beispielsweise um eine Gondel mit Mischkreisen oder mit zusammenströmenden Kreisen handelt, in anderen Fällen aber, z. B. bei Gondeln mit getrennten Kreisen, kanalisiert die äußere Wand nur den Mantelstrom.
Eine Wand kann auch das Äußere des Triebwerks stromlinienförmig machen, d. h. das Äußere des Gehäuses, das das Gebläse umgibt, und das Äußere der äußeren Wand der oben beschriebenen Leitung, und zwar zu dem Zweck, den Luftwiderstand der Antriebseinheit zu minimieren. Das gilt insbesondere für die außen am Flugzeug angebauten Antriebseinheiten, insbesondere wenn diese Antriebseinheiten unter den Tragflächen oder hinten am Rumpf angebracht werden.
In 1 der beigefügten Zeichnungen ist ein bekanntes Ausführungsbeispiel einer Schubumkehrvorrichtung dieses Typs dargestellt, die an einem Zweikreis-TL-Triebwerk angebracht ist.
In diesem Anwendungsbeispiel weist eine sogenannte Gitter-Schubumkehrvorrichtung eine bewegliche Verkleidung oder Haube 7 auf, die im Direktstrahlbetrieb des Turbotriebwerks das Ganze oder einen Teil des hinteren Endes der äußeren Wand des Ringkanals 17 für die Zirkulation des Mantelstroms bildet, und die in der Lage ist, axial nach hinten verschoben zu werden, und zwar mitels eines Steuersystems, das beispielsweise Zylinder 4 enthält, die an dem vorderen Teil 6 der Schubumkehrvorrichtung befestigt sind, und ein Verschieben der Verkleidung 7 nach hinten zieht das Schwenken einer Vielzahl von Klappen 12 nach sich, die dabei den Kanal verschließen und den Strom umlenken, um einen Umkehrstrom zu bilden, dessen Führung mittels einer Vorrichtung mit Gittern erfolgt, die an dem Außenumfang dieses Kanals angeordnet sind und nach dem Verschieben der Verkleidung 7 nach hinten bloßgelegt sind.
Bei den bekannten Ausführungen einer solchen Schubumkehrvorrichtung eines Turbotriebwerks besteht die Schubumkehrvorrichtung aus zwei Teilen, wobei jeder Teil einen halbzylinderförmigen Teil dieser hinteren Verkleidung 7 enthält, deren Verschiebungsmittel beispielsweise aus zwei Zylindern 4 bestehen, und das Schwenken dieser Klappen 12 wird beispielsweise von Schwingarmen 14 mit einem feststehenden Verbindungsgelenkpunkt 15 geführt, der an der inneren Wand 16 dieses Mantelstromkanals sitzt.
Ausführungsbeispiele solcher Schubumkehrvorrichtungen werden in EP-A-O 109 219 und in US-A-3 500 645 beschrieben.
Die bekannten und bei der Herstellung solcher Schubumkehrvorrichtungen angewendeten Anordnungen bringen jedoch gewisse Probleme mit sich, die ungenügend gelöst sind. In der Tat verschiebt sich die bewegliche Haube 7 axial parallel zur Längsachse der Gondel nach hinten, und die Zylinder 4 sind allgemein in einem Bereich nahe bei den in einen oberen und einen unteren Teil aufgeteilten Führungselementen des Rahmens 6 des vorderen Teils der Schubumkehrvorrichtung angeordnet.
Daraus ergibt sich eine bedeutende axiale Verschiebung der beweglichen Haube 7, die die Verwendung eines sehr langen Zylinders 4 erforderlich macht. Die Verwendung eines langen Zylinders 4 für die axiale Verschiebung führt dazu, diesen Zylinder an dem Rahmen 6 in eine ziemlich erhöhte Position in zentrifugaler Richtung zu bringen. Diese Anordnung ist notwendig, da die Befestigung des Zylinders 4 an der beweglichen Haube 7 in einem Bereich erfolgt, in dem der Aufbau der Gondel eine geringere Stärke hat und zudem befindet sich die Verbindung 9 im Bereich von äußeren Linien der Strömungsbahn, die konvex sind, d. h. sich nach hinten in zentrifugaler Richtung entfernen.
Die Umkehrplatten oder Klappen 12, die von dem Inneren des Aufbaus der beweglichen Haube 7 und dem unteren Teil des Rahmens 6 abgedeckt sind, der allgemein versteift ist, um die aerodynamischen Kräfte aufzunehmen, die auf den Aufbau der Schubumkehrvorrichtung wirken, indem sie über die Lasche 3 zum Triebwerk hin übergehen, die nicht unterbrochen werden kann, ohne Gefahr zu laufen, dass ihre Steifheit verringere wird, so dass ein tieferer Einbau des Zylinders 4 an dem Rahmen 6 verhindert wird.
Aus der Tatsache, dass der Zylinder in dieser Weise angeordnet ist, ergeben sich mehrere Probleme hinsichtlich des Aufbaus.
Ein erstes Problem ist in 1 dargestellt. Aus den bereits genannten Gründen und um nicht den Grenzflächenring zwischen der Schubumkehrvorrichtung und dem Triebwerk zu unterbrechen, wird der Zylinder 4 in einen Zwischenbereich des vertikalen Aufbaus des Rahmens 6 angeordnet. Die sich ergebende Kraft F1 der Einwirkung des Zylinders 4 auf die Betätigung der beweglichen Haube 7 und der Abstand L1 zwischen der Zylinderkraftrichtung und der Grenzfläche des Sich-Anlegens der Lasche 3 der Schubumkehrvorrichtung an dem Flansch 5 des Triebwerks erzeugt ein bedeutendes Drehmoment M1 in dem Aufbau des vorderen Rahmens 6.
Ein zweites Problem besteht darin, dass ein Teil des Zylinders 4 und dessen Versorgungsrohrleitungen mit ihren Anschlüssen vor dem vorderen Rahmen 6 liegen, der einen Flammenbereich darstellt und es damit notwendig macht, diese Gefahr bei der Ausarbeitung des Aufbaus zu berücksichtigen.
Diese Probleme sind bedeutsam für den Aufbau und machen es notwendig, den Rahmen 6 zu verstärken und damit schwerer zu machen, ohne dass dadurch aber dessen Verwindung voll-ständig beseitigt würde.
Ein drittes Problem, das auf die Anordnung des Gitters 13 zurückzuführen ist, das in 4 dargestellt wird, verstärkt die Drehmomentwirkung auf den Aufbau des Rahmens 6. In der Tat wird das Gitter 13 in der Schubumkehrphase durch den umgelenkten Strahl, der durch die Schaufeln gelangt, stark belastet. Die auf das Gitter wirkende Kraftkomponente wird wieder zu der Lasche 3 des Rahmens 6 hin übertragen, wobei sie die negativen Wirkungen verstärkt, die durch die Anordnung des Zylinders 4, wie oben ausgeführt, erzeugt werden.
Eine der Aufgaben dieser Erfindung besteht darin, ein Mittel vorzuschlagen, das es ermöglicht, das Drehmoment, das in dem vorderen, feststehenden Aufbau einer Schubumkehrvorrichtung beim Arbeiten des Steuerzylinders zur Verschiebung der beweglichen Haube der Schubumkehrvorrichtung entwickelt wird, zu verringern bzw. ganz zu beseitigen.
Eine weitere Aufgabe dieser Erfindung besteht darin, einen Einbau des Zylinders und des Gitters auszuführen, bei dem die Masse der Schubumkehrvorrichtung verringert werden kann, wodurch die oben angeführten Nachteile vermieden werden.
Diese Aufgaben werden erfindungsgemäß mit einer Schubumkehrvorrichtung des obengenannten Typs gelöst, die dadurch gekennzeichnet ist, dass die geometrische Längsachse des Steuerzylinders mit einem hinteren Verbindungspunkt zwischen diesem Zylinder und der beweglichen Haube der Schubumkehrvorrichtung sowie mit einem Kontaktpunkt im Bereich der Einbauvorrichtung der Schubumkehrvorrichtung an dem Turbotriebwerk zwischen einer Lasche, die mit dem festen Aufbau der Schubumkehrvorrichtung fest verbunden ist, und einem Grenzflächen-Flansch, der mit dem Gehäuse des Turbotriebwerks fest verbunden ist, auf einer Linie liegt. Vorteilhafterweise ist die von dem durch die Schaufeln zirkulierenden Strom erzeugte, auf das Gitter wirkende Kraftresultierende mit der Lasche, die mit dem vorderen festen Aufbau der Schubumkehrvorrichtung fest verbunden ist, optimal ausgerichtet.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen näher aus der folgenden Beschreibung einer Ausführungsart der Erfindung hervor, die unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erfolgt, wobei
1 in einer schematischen Halbansicht im Längsschnitt durch eine Ebene, die durch die Drehachse eines zugehörigen Turbotriebwerks verläuft, eine Gitter-Schubumkehrvorrichtung eines bekannten Typs, die oben beschrieben wurde, in Schließstellung zeigt,
2 in einer analogen Ansicht zu der von 1 eine Gitter-Schubumkehrvorrichtung gemäß einer Ausführungsart der Erfindung in Direktstrahlstellung zeigt,
3 in einer analogen Ansicht zu der von 1 eine Gitter-Schubumkehrvorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsart der Erfindung in Direktstrahlstellung zeigt,
4 in einer analogen Ansicht zu der von 1 eine Gitter-Schubumkehrvorrichtung gemäß einer Anwendungsweise der Erfindung für die Gitter in Direktstrahlstellung zeigt.
Gemäß einer in 2 dargestellten Ausführungsart der Erfindung ist bei einer Schubumkehrvorrichtung eines bekannten Typs, die oben unter Bezugnahme auf 1 beschrieben wurde, ein Steuerzylinder 4 für die Bewegung der beweglichen Haube 7 in einem Punkt 9 mit dieser beweglichen Haube verbunden.
Das bereits bekannte Prinzip des Einbaus der Schubumkehrvorrichtung an dem Turbotriebwerk erfolgt durch eine Lasche 3, die mit dem vorderen festen Aufbau 6 der Schubumkehrvorrichtung fest verbunden ist, und in einem Grenzflächen-Flansch 5 sitzt, der mit dem Turbotriebwerk fest verbunden ist.
Der Zylinder 4 wird parallel zur Längsachse der Gondel hinter dem Aufbau 6 der in einem Zwischenbereich des Aufbaus 6 befindlichen Schubumkehrvorrichtung eingebaut. Er kann fest sein oder einen zulässigen Ausschlag haben. Er ist über dem Tnneren des Aufbaus der beweglichen Haube 7 in 10 dicht an dem hinteren festen Aufbau des Rahmens 6 angeordnet. Ein mittlerer Punkt 2 für den Übergang der Belastungskraft wird ungefähr in der Mitte der Überlappung zwischen der Lasche 3 und dem Grenzflächen-Flansch 5 auf der Seite des hinteren Teils der Lasche 3 angesetzt.
Eine erfindungsgemäße Anordnung besteht darin, in diesem Beispiel den Aufbau des Grenzflächen-Flanschs 5 zu benützen. Der Flansch ist allgemein Teil des Aufbaus des Gehäuses, das das Triebwerksgebläse umgibt, und ist viel steifer als der Aufbau der Schubumkehrvorrichtung selbst. Er ist so positioniert und enthält eine radiale, äußere Verlängerung 5a, so dass die Linie, die den Punkt 2 des festen Aufbaus und den Punkt 9 des beweglichen Aufbaus verbindet, die Achse des Zylinders 4 in sich hat. Dadurch wird das Drehmoment des Rahmens 6 beseitigt, und die Belastungen F2, die durch den Zylinder ausgeübt werden, lösen sich besser zu dem Grenzflächen-Flansch 5 des Turbotriebwerks auf.
Das Befestigen des Zylinders kann direkt an dem Rahmen 6 erfolgen, wobei dieser die Kräfte über die mit dem Rahmen 6 fest verbundene Lasche 3 in den Grenzflächen-Flansch 5 rücküberträgt, er kann aber auch mit einem unabhängigen Aufbau des Rahmens, der direkt mit dem Grenzflächen-Flansch 5 des Turbotriebwerks verbunden ist, verbunden werden.
Dadurch, dass die Befestigung des Kopfs des Zylinders 4 hinter den Rahmen 6 positioniert wird, entstehen weitere Vorteile, nämlich:

– die Versorgungsrohrleitung und ihre Anschlüsse an dem Zylinder befinden sich in einem flammenfreien Bereich,
– der Rahmen kann einen leichteren Aufbau haben, und damit kann eine Einsparung an Masse in Betracht gezogen werden.

3 zeigt eine weitere Ausführungsart der Erfindung. In diesem Beispiel ist der Zylinder 4 hinter dem Rahmen 6 in einem unteren Teil befestigt, in einem Punkt 8 mittels Kugelgelenk an einem Beschlag befestigt, der fest an dem Rahmen sitzt. Der Steuerzylinder 4 für die Bewegung der beweglichen Haube 7 ist in einem Punkt 9 mit dieser beweglichen Haube verbunden. Mit dem Einbaukonzept für einen Zylinder 4, ihn tief mittels Kugelgelenk hinten an dem Aufbau des Rahmens anzubringen, kann der Zylinder in einer Richtung positioniert werden, die nicht parallel zur Längsachse der Gondel verläuft. Mit dieser Anordnung kann das Überstehen des Grenzflächen-Flanschs 5 über das Triebwerksgehäuse minimiert werden. In diesem Beispiel stört sich der Zylinder 4 mit dem inneren Aufbau der beweglichen Haube 7, und die Dichtung 10, die in 2 vorgesehen ist, kann nicht angebracht werden. Um dieses Problem zu beseitigen, kann eine Dichtung 11 lokal begrenzt an einer der Klappen 12 angebracht werden, die in Direktstrahlstellung den Zylinder 4 bedeckt, aber natürlich kann durch besondere Anordnungen der Aufbau der Klappe lokal begrenzt werden, wodurch ermöglicht wird, dass der Körper des Zylinders 4 von diesem Aufbau der beweglichen Haube 7 umgeben wird und dabei seine ständige Dichtigkeit bewahrt.
In 4 ist der Gegenstand der Erfindung dargestellt, der sich auf die Verbindung des Gitters 13 auf dem Rahmen 6 erstreckt, für den die gleichen geometrischen Anordnungen wie oben angeführt angewendet werden können. Im Umkehrschubbetrieb ergibt der durch die Schaufeln des Gitters 13 zirkulierende Strom eine Kraftkomponente F2, deren Ausrichtung von mehreren Faktoren wie z. B. der Form und der Ausrichtung dieser Schaufeln abhängt. Und die Richtung dieser Komponente F2 im Bereich der Verbindung des Gitters mit dem Tragrahmen 18 liegt auf einer Linie mit dem mittleren Punkt 2.
Der Tragrahmen 18 kann ebenfalls sehr nahe auf die Kraftkomponente F2 ausgerichtet werden, die die mittlere Resultierende der auf das gesamte Gitter wirkenden Kräfte darstellt.
Es ist anzumerken, dass bei der gleichen Schubumkehrvorrichtung häufig eine andere Anordnung der Gitteschaufeln zueinander vorkommt. Aus diesem Grund können bei dem Tragrahmen 18 und den vorderen Befestigungen der Gitter diese Änderungen in der Ausrichtung der Kraftkomponente F2 berücksichtigt und periphere Entwicklungen vorgenommen werden, um in jedem Fall den zuvor erstellten Anordnungskriterien zu genügen.

Claims

Schubumkehrvorrichtung für Zweikreis-TL-Triebwerke mit einer beweglichen Haube (7), die im Direktstrahlbetrieb des Turbotriebwerks das hintere Ende der äußeren Wand des Ringkanals (17) für die Zirkulation des Mantelstroms bildet, das durch eine Gruppe von Klappen (12) vervollständigt wird, die eine ringförmige Gesamtanordnung bilden, wobei diese bewegliche Haube (7) im Direktschub eine ringförmige Gesamtanordnung von Beschaufelungsgittern (13) abdeckt, die an dem festen Aufbau der Schubumkehrvorrichtung sitzen, und wobei sich diese bewegliche Haube (7) im Umkehrschubbetrieb unter Einwirkung von an dem vorderen festen Aufbau (6) befestigten Zylindern (4) in einer Vorschubbewegung nach hinten verschiebt und dabei die Klappen (12) mitnimmt, die mittels Schwingarmen (14) um einen festen Gelenkpunkt (15) schwenken, der mit der inneren Wand (16) des Ringkanals (17) fest verbunden ist, so dass sie diesen Kanal (17) verschließen und den Strom umlenken, der durch die Gitter (13) ausgestoßen wird, und dabei eine Schubumkehr erzeugen. dadurch gekennzeichnet, dass die geometrische Längsachse des Steuerzylinders (4) mit einem hinteren Verbindungspunkt (9) zwischen diesem Zylinder (4) und der beweglichen Haube (7) der Schubumkehrvorrichtung sowie mit einem Kontaktpunkt (2) im Bereich der Einbauvorrichtung der Schubumkehrvorrichtung an dem Turbotriebwerk zwischen einer Lasche (3), die mit dem festen Aufbau (6) der Schubumkehrvorrichtung fest verbunden ist, und einem Grenzflächen-Flansch (5), der mit dem Gehäuse des Turbotriebwerks fest verbunden ist, auf einer Linie liegt.
Schubumkehrvorrichtung für Zweikreis-TL-Triebwerke nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die geometrische Längsachse des Steuerzylinders (4) parallel zur Längsachse der Gondel verläuft und dass dieses Fluchten des Kontaktpunkts (2) zwischen der Lasche (3) der Schubumkehrvorrichtung und dem Grenzflächen-Flansch (5) mit der Geometrieachse des Zylinders (4) mit Hilfe einer radialen, äußeren Verlängerung (5a) dieses Grenzflächen-Flanschs (5), der mit dem Gehäuse des Turbotriebwerks fest verbunden ist, erreicht wird.
Schubumkehrvorrichtung für Zweikreis-TL-Triebwerke nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Verbindungspunkt (8) zwischen diesem Steuerzylinder (4) und dem vorderen festen Aufbau (6) der Schubumkehrvorrichtung sowie der hintere Verbindungspunkt (9) zwischen diesem Zylinder (4) und der beweglichen Haube (7) der Schubumkehrvorrichtung mit dem Kontaktpunkt (2) im Bereich der Einbauvorrichtung der Schubumkehrvorrichtung an dem Turbotriebwerk zwischen einer Lasche (3), die mit dem vorderen festen Aufbau (6) der Schubumkehrvorrichtung fest verbunden ist, und einem Grenzflächen-Flansch (5), der mit dem Gehäuse des Turbotriebwerks fest verbunden ist, auf einer Linie liegen.
Schubumkehrvorrichtung für Zweikreis-TL-Triebwerke nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass im Direktstrahlbtrieb die Dichtigkeit zwischen dem vorderen festen Aufbau (6) und dem beweglichen Teil der Schubumkehrvorrichtung vor dem Zylinder (4) mit einer Dichtung (11) gewährleistet wird, die an der Klappe (12) angeordnet ist, die den Zylinder (4) abdeckt.
Schubumkehrvorrichtung für Zweikreis-TL-Triebwerke nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Form und Ausrichtung der Schaufeln, die das Umlenkgitter (13) bilden, und die Träger des Gitters (13) dergestalt bestimmt sind, dass die Kraftkomponente (F2), die durch Einwirkung des im Umkehrschubbetrieb durch das Gitter (13) zirkulierenden Stroms erzeugt wird, eine Richtung aufweist, die mit dem Kontaktpunkt (2) im Bereich der Einbauvorrichtung der Schubumkehrvorrichtung an dem Turbotriebwerk zwischen einer Lasche (3), die mit dem vorderen festen Aufbau (6) der Schubumkehrvorrichtung fest verbunden ist, und einem Grenzflächen-Flansch (5), der mit dem Gehäuse des Turbotriebwerks fest verbunden ist, auf einer Linie liegt.