DE69832945T2

DE69832945T2 - Gehäuse für eine Gasturbine

Info

Publication number: DE69832945T2
Application number: DE69832945T
Authority: DE
Inventors: Arnold Charles Ockbrook Newton
Original assignee: Rolls Royce PLC
Current assignee: Rolls Royce PLC
Priority date: 1997-11-01
Filing date: 1998-10-13
Publication date: 2006-10-05
Anticipated expiration: 2018-10-14
Also published as: DE69832945D1; US6170253B1; GB9723022D0; EP0913569A2; EP0913569A3; EP0913569B1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Mantelstrom-Fan-Gasturbinentriebwerk. Insbesondere, aber nicht ausschließlich, bezieht sich die Erfindung auf ein Gasturbinentriebwerk mit einer Schubumkehrvorrichtung.
Mantelstromtriebwerke sind so ausgebildet, dass ein Strom "kalter" Luft vom Fan durch einen Kanal strömen kann, der von einer Durchführung zwischen dem Gehäuse des Triebwerks und einem äußeren Kanal oder einer Verkleidung gebildet wird. Es ist bekannt, Mantelstrom-Fan-Gasturbinentriebwerke mit Mitteln auszustatten, die diese Bypassströmung der Luft so ablenken, dass ein Abbremsen eines Flugzeugs unterstützt wird, an dem das Triebwerk montiert ist. Derartige Schubumkehrvorrichtungen sind in verschiedenen Ausbildungen konstruiert worden. Gemäß einem zum Stande der Technik gehörenden Vorschlag ist eine Mehrzahl von Klappen vorgesehen, die in Stellungen überführbar sind, in denen die Nebenstromluft blockiert wird. Innerhalb der Verkleidung sind mehrere Ablenkschaufeln vorgesehen, die freigegeben werden, wenn die Schubumkehrvorrichtung in der Einsatzstellung befindlich ist. Auf diese Weise wird die Fan-Ausströmluft durch die Ablenkschaufeln allgemein radial nach außen und teilweise nach vorn gerichtet, um eine Bremswirkung hervorzurufen.
Es ist wichtig, die Gasturbinentriebwerke so auszubilden, dass sie zum Zwecke der Wartung und Inspektion von Teilen zugänglich sind. Ein Verfahren, mit welchem ein Zugriff ermöglicht wird, besteht darin, Klappen im Triebwerksgehäuse vorzusehen. Diese Klappen sind allgemein C-förmig gestaltet und an einer Stelle schwenkbar angelenkt, die benachbart zum Pylon liegt, über den das Triebwerk am Flugzeug montiert ist. Ein Hauptproblem bei derartigen Klappen besteht darin, dass sie einen Teil des tatsächlichen Gehäuses des Triebwerks bilden, und eine Kopplung ist notwendigerweise schwer und kompliziert. Auch werden wegen des Gewichts der Klappen hydraulische Antriebe normalerweise benutzt, um die Bewegung der Klappen zu steuern. Derartige C-förmige Kanäle müssen so ausgebildet werden, dass die Raumerfordernisse der Schubumkehrvorrichtungen berücksichtigt werden. Eine derartige Anordnung ist unter anderem beispielsweise in dem älteren Patent GB 1,304,212 und GB 2,045,179 beschrieben.
Ein anderes Verfahren, um große Mantelstrom-Gasturbinentriebwerke zugänglich zu machen, besteht darin, dass die Wartungsmannschaft den Mantelstromkanal betritt. Jedoch ist bei einigen Triebwerken der Nebenstrombereich nicht groß genug ist, um ihn betreten zu können.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen verbesserten Zugriff für ein Gasturbinentriebwerk zum Zweck der Wartung oder Inspektion zu schaffen und/oder um Verbesserungen an einem derartigen Triebwerk allgemein zu schaffen.
Gemäß der Erfindung ist ein Gasturbinentriebwerk, wie in Anspruch 1 definiert, vorgesehen, welches eine Verkleidung aufweist, von der ein ringförmiger Teil relativ zu dem übrigen Teil überführbar ist, wobei eine Kaskadenstruktur innerhalb des überführbaren Teils der Verkleidung in einer Ruheposition verschachtelt ist und in einer Arbeitsstellung freigegeben wird, nachdem der ringförmige Teil überführt ist, wobei die Kaskadenstruktur wenigstens einen C-förmig gestalteten Abschnitt aufweist, der in der Lage ist, sich in eine Öffnungsstellung um eine Achse zu schwenken, die im Wesentlichen parallel zur Längsachse des Gasturbinentriebwerks verläuft, wodurch das Kerntriebwerk zugänglich wird.
Vorzugsweise ist der C-förmige Abschnitt an dem nicht überführbaren Abschnitt der Verkleidung angelenkt.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung bilden der überführbare Teil und der Kaskadenteil eine Schubumkehrvorrichtung für das Gasturbinentriebwerk.
Nachstehend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung zeigen:
1 ist eine schematische Schnittansicht eines Mantelstrom-Gasturbinentriebwerks mit einer Schubumkehrvorrichtung;
2 ist eine schematische Schnittansicht eines Gasturbinentriebwerks mit einer Schubumkehrvorrichtung in Arbeitsstellung;
3 ist eine perspektivische Darstellung eines Gasturbinentriebwerks gemäß der vorliegenden Erfindung.
1 zeigt ein Mantelstrom-Gasturbinentriebwerk 10 allgemein herkömmlicher Ausbildung. Es besteht aus einem Kerngasgenerator 11, der einen Vortriebsfan 12 aufweist. Die heißen Abgase vom Kerngasgenerator 11 werden über eine Düse 13 ausgestoßen, die am stromabwärtigen Ende des Kerngasgenerators angeordnet ist, und diese heißen Abgase liefern einen zusätzlichen Vortriebsschub. Unmittelbar stromab des Fan 12 befindet sich ein ringförmiger Aufbau von radial verlaufenden Auslassleitschaufeln 14. Die Auslassleitschaufeln haben einen doppelten Zweck. Einmal wirken sie auf die vom Fan 12 abgegebene Luftströmung ein, um in dieser die Wirbel zu begradigen und die Strömung allgemein axial zu richten. Zweitens tragen diese Auslassleitschaufeln eine ringförmige axial verlaufende Verkleidung 15, die den Fan 12 und das stromaufwärtige Ende des Kerns 11 umschließt.
Der Kern 11 und die Verkleidung 15 definieren zusammen einen ringförmigen Fankanal 16, über den die vom Fan 12 beschleunigte Luft in die Atmosphäre ausgeblasen wird, um den Hauptanteil des Vortriebsschubs des Gasturbinentriebwerks 10 zu liefern.
Unter normalen Flugbedingungen ist das Gasturbinentriebwerk 10 in der aus 1 ersichtlichen Art und Weise ausgebildet. Die Konstruktion der Schubumkehrvorrichtung 17 ist im entfalteten Zustand in 2 dargestellt. Im Normalflug ist die Schubumkehrvorrichtung in der Lage gemäß 1 angeordnet. Wenn jedoch das Flugzeug, das das Triebwerk trägt, landet und eine Verminderung des Schubs erfordert, dann wird die Schubumkehrvorrichtung 17 in die Stellung gemäß 2 überführt. Dies wird dadurch erreicht, dass das stromabwärtige Ende der Verkleidung oder der Gondel 15a stromab bewegt wird, um eine Gruppe von nach vom weisenden Ablenkleitschaufeln 18 in der Wand der Gondel freizugeben. Gleichzeitig werden mehrere Klappen 19, die vorher einen Teil der radial inneren Oberfläche der Gondel bildeten, in Stellungen geschwenkt, in denen sie den Kanal 20 blockieren.
Die Schubumkehrvorrichtung weist außerdem zwei Kaskadenklappen 22 auf, die aus einer Gruppe von im Wesentlichen rechteckigen Abschnitten 24 bestehen. (Es ist hierfür jede geeignete Querschnittsgestalt denkbar.) Jeder Abschnitt 24 besteht aus mehreren Leitschaufeln, die die Luft, die durch die Schubumkehrklappen 19 blockiert wird, durch die Kaskade in eine gewünschte Richtung nach dem hinteren Teil des Triebwerks richten. Jede Kaskadenklappe ist am Triebwerksgehäuse bei 26 angelenkt und wird in Schließstellung (nicht dargestellt) durch eine Gruppe von strukturellen Befestigungsgliedern, beispielsweise Riegeln 28, gehalten, die mit der Unterseite des Triebwerksgehäuses verbunden sind. Diese Riegel halten die C-Abschnitte an Ort und Stelle, wenn diese in Schließstellung befindlich sind, und sie bewirken eine zusätzliche Versteifung des Schubumkehraufbaus. Demgemäß bilden die Riegel nicht nur einen Befestigungsmechanismus, sondern sie tragen auch zu einer strukturellen Gesamtintegrität des Schubumkehraufbaus bei. Keine dieser Verbindungen stört die Übertragungsfähigkeit der Verkleidung 15a, die einen Teil der Schubumkehrvorrichtung bildet.
Wenn ein Zugriff zum Kern des Triebwerks erforderlich ist, dann wird die Schubumkehrverkleidung 15a in ihre Betriebsstellung gemäß 3 überführt und die Kaskadentüren werden radial nach außen geöffnet. Die Türen werden in dieser Stellung durch eine Stange 30 gehalten, die verstaut ist, wenn sie nicht benötigt wird. Vorteilhafterweise erübrigt sich durch die Kaskadentüren die Notwendigkeit, C-förmige Klappen im äußeren Gehäuse des Triebwerks vorzusehen, die unvermeidbar außerordentlich schwer sind und schwierig betätigt werden können und deshalb komplexe Steuersysteme und Gelenkanordnungen erfordern.

Claims

Gasturbinentriebwerk (10) mit einem Kerntriebwerk (11), mit einer Verkleidung (15), die einen ringförmigen Abschnitt (15a) besitzt, der relativ zu dem übrigen Abschnitt (15) der Verkleidung (15) verschiebbar ist und mit einem Kaskadenaufbau (22), der wenigstens einen C-förmigen Abschnitt (22) aufweist, wobei der Kaskadenaufbau (22) innerhalb des überführbaren ringförmigen Abschnitts (15a) der Verkleidung (15) in eine Ruhestellung überführbar und in einer Betriebsstellung nach Überführung des ringförmigen Abschnitts (15a) freigegeben ist, dadurch gekennzeichnet, dass nur nach Überführung des ringförmigen Abschnitts (15a) der C-förmige Abschnitt (22) in eine Öffnungsstellung um eine Achse verschwenkbar ist, die im Wesentlichen parallel zur Längsachse des Gasturbinentriebwerks (10) verläuft, wodurch eine Öffnung des C-förmig gestalteten Abschnitts (22) das Kerntriebwerk (11) zugänglich macht.
Gasturbinentriebwerk (10) nach Anspruch 1, bei welchem der C-förmig gestaltete Abschnitt (22) schwenkbar an dem nicht überführbaren Abschnitt der Verkleidung (15) angelenkt ist.
Gasturbinentriebwerk nach den Ansprüchen 1 oder 2, bei welchem der überführbare Abschnitt (15a) und der Kaskadenteil (22) eine Schubumkehrvorrichtung (17) für das Gasturbinentriebwerk bilden.
Gasturbinentriebwerk nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem Verriegelungsmittel jeden C-förmig gestalteten Abschnitt (22) in einer Schließstellung halten.