WO2016150423A9 - Vorrichtung zur stabilisierung der triebwerks-einlaufströmung bei triebwerks-standläufen und/oder zur reduzierung von strömungsablösungen und druckschwankungen im triebwerkseintritt bei standläufen, vorrichtung zum unterstützen von standläufen für flugzeugtriebwerke sowie verwendung einer vorrichtung - Google Patents

Vorrichtung zur stabilisierung der triebwerks-einlaufströmung bei triebwerks-standläufen und/oder zur reduzierung von strömungsablösungen und druckschwankungen im triebwerkseintritt bei standläufen, vorrichtung zum unterstützen von standläufen für flugzeugtriebwerke sowie verwendung einer vorrichtung Download PDF

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Bernd Konrath
Horst Meessen
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I.F.I. Institut für Industrieaerodynamik GmbH
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M15/00—Testing of engines
    • G01M15/14—Testing gas-turbine engines or jet-propulsion engines
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M15/00—Testing of engines
    • G01M15/02—Details or accessories of testing apparatus

Definitions

  • the invention relates to a device for supporting stands for aircraft engines, for example in a walker device, a walker device and the use of a device for supporting stands of aircraft engines.
  • the thrust generated by aircraft engines is generated by the fact that large amounts of air flow through the engine, the air being sucked in at the so-called engine intake.
  • the air flows through the aircraft's relative speed in still ambient air exactly to the front of the engine and thus enters the engine in the axial direction.
  • the inflow is in the shape of a valley into the engine intake, see FIG. 1.
  • sink flows lead to an all-round, uniform inflow into the sink, in this case into the engine intake.
  • the ground on which the aircraft stands during run-up also constitutes a boundary surface which leads to an asymmetrical engine inflow.
  • DE 197 43 591 A1 US Pat. No. 5,377,534, EP 0 649 788 A1 and DE 103 37 372 A1 each disclose partially permeable surfaces below and partly also in front of the engine.
  • the object is achieved by a device for aiding aircraft engine stands, stabilizing an intake flow into the engine, and / or reducing flow separation and pressure fluctuations in an engine intake, the device comprising a sub-half environmental component for the engine, wherein the device is characterized in that it has an upper half environment part for the engine.
  • the device is a support device.
  • Such support devices are used in walkie-talkies for engine testing, for example in the context of maintenance or repair of aircraft engines or as part of new aircraft deliveries.
  • a "sub-divisional environment” is intended to be positioned at the axial elevation of the intake into the engine, in the lower half of the engine, and an engine has a central longitudinal axis, and the lower half of the engine is then assigned its circumference. insofar as the circumference in the absolute, geodetic height is not higher than the central axis of the engine.
  • An environmental part of the assisting device is to be assigned to the lower half of the circumference, as a radial connection from the axis of the engine to the surrounding part intersects the engine in its lower half, in other words insofar as the environmental part is not higher than geodetically Central axis of the engine.
  • the invention proposes in simple terms so now to surround the upper half of the engine with an environment part for the casserole.
  • the engines can be applied from above or obliquely from the rear side wind from above with wind 80, since the wind in Connection of the protective device leads to a downward flow in the region of the engines, see Figure 3, and may even due to the flow separations and recirculation flows inside the device even strongly fluctuating and be subject to swirling.
  • the arrangement of the supporting device to an engine will therefore be understood by those skilled in any case as a top half environment part, if not more than 80 °, 70 °, 60 °, 50 °, 45 °, 40 °, 30 °, 20 °, 10 ° or 0 °, plus / minus measured from the vertical upward above the central axis of the engine, are not surrounded by the supporting device, so remain free.
  • the environmental parts of the device extend so far upwards that the slope traverses the vertical in a tangential sense.
  • a sub-divisional environment may be present in the supporting device but need not be mandatory. Rather, there may already be a device according to the state of the art, which is able to safely surround the lower half of the engine. The invention may then be used simply by employing a further stand-alone device which only surrounds the top half of the engine, as acting in combination with the prior art in combination with the sub-half surround device. Obviously, easier handling results when a device has both a sub-half environmental part and an upper half environmental part.
  • the supporting device may thus have, for example, a plurality of segments, for example three segments, four segments or more.
  • the first aspect of the invention describes a device which, in the region of the engine intake, can completely or almost completely surround the engine in its upper half. As a result, all wind currents and turbulences acting largely radially on the engine intake can be well calmed.
  • An environmental part may be designed completely or partially air-flow-tight.
  • the largest possible part of the one environmental part but preferably the two environmental parts, designed to be open to air flow.
  • a partially permeable surface has the advantage that the desired flow character in a casserole, namely the character of a sink flow, can largely be maintained, ie a uniform air intake can take place from any radial direction. Nevertheless, the semi-permeable surface ideally ensures the best possible equalization and calming of the incoming air. Even if this does not flow in a laminar manner in case of doubt, eddies can be dissolved in streams when a partially permeable surface flows through, with a suitable design.
  • the air-flow-open ambient part may comprise a perforated plate and / or an expanded metal and / or a fabric.
  • a preferred embodiment of the invention provides that a moving part is designed mechanically adjustable air flow.
  • An air-flow-controllable design results, for example, when the opening, be it a single opening or a plurality of smaller openings, can be changed in its passage area or, for example, in the channel width.
  • a structurally possible embodiment provides for two layers on the ambient part, of which at least one should be able to flow through air, wherein the two layers can be displaced or rotated axially, tangentially and / or along any direction in space, but preferably mirror-symmetrically or point-symmetrically ,
  • the outer sleeve and the inner sleeve can be be rotated so that the radially completely open flow channels reduce or enlarge or at least extend the runnable for the air through the outer and inner sleeve through the engine or shorten.
  • an environmental part has a plurality of non-radial channels, then, with proper design, the streamlines of the incoming air can best match the rotational motion of the turbine in the engine.
  • a plurality of non-radial baffles are provided in the surrounding part, especially all with at least substantially identical angle to the radial.
  • the supporting device can be produced, for example, in the shape of a cylinder jacket, in the shape of a polygon, in the form of polygonal segments, in closed form or in partially open form.
  • the device may be displaced laterally and axially and thus placed around the engine.
  • an environment part is segmented, including a segmentation into an upper half and a lower half below it, so that the surrounding part obviously and closable around the environment part, then can be manifold placement paths for the device around the engine around or away from the engine.
  • a positive pressure fluid chamber may be a chamber that is inflatable with air or another gas having an internal pressure that is greater than the ambient pressure. This allows the chamber to be stabilized in shape.
  • a liquid can also be introduced for stabilization.
  • the shaping carrier may even consist of the pressurized fluid chamber. It is thus conceivable, for example, for the overpressure fluid chamber to have a ring shape or to form a ring shape in several parts, thereby imprinting, for example, a cylindrical shape on the supporting device.
  • the carrier consists of the pressurized fluid chamber
  • the supporting device can be made very easily - in terms of their mass. This has a cost-reducing effect on the equipment required for moving the device and makes it easier to maintain.
  • a shaping carrier may comprise a rod, in particular a metal or fiber-material rod, which is encased by the overpressure fluid chamber.
  • the sheathing does not completely surround the rod, but can only partially cover it.
  • a padding of the hard shaping support structure is achieved, so that, for example, a collision on the supporting device and the outer skin of the aircraft does not lead to scratches or even structural damage.
  • an environment part comprise a textile, in particular a woven fabric, scrim, knitted fabric, knitted fabric or fleece, to form a partially flowable surface.
  • the stated object solves a stand device for supporting stands of aircraft engines, wherein the stand device characterized by the fact that they are a device such described above according to one of the first two aspects of the present invention for supporting the stands.
  • the stand device has a bottom chamber for the device, with a drive for lowering the device into the bottom chamber and for lifting the device out of the bottom chamber.
  • the device may be fully or partially anchored with more or less ground level elements within the bottom well such that an aircraft with its undercarriage can roll over it in the rest position of the device and drive the device out of the ground for operation and around the engine arranged around, for example, folded.
  • the device consists of segments and these can be assembled around the engine, so that the device in rest position on the ground standing outside the landing gear area of the aircraft from the aircraft with the hull or at least with its wings rolled over can be, with the device is between the floor and the wing and the wings do not touch the device during the movement of the aircraft.
  • such a device can for example have a collapsibility up to a maximum of 2.0 meters, a maximum of 1.5 meters or 1, 0 meters above the ground. If a bottom chamber is provided, then this is preferably designed so large that the entire device is movable into the bottom chamber and the bottom chamber has a roll-over cover.
  • a translational drive, a pivoting drive and / or a rail drive are preferably provided.
  • the device can be moved with its surrounding parts, for example, laterally and / or axially and placed in this way around the engine;
  • a further alternative or cumulative possibility of the movement may be that the device can be pivoted on rollers about a laterally arranged substantially vertical axis from a parking position laterally of the aircraft wing to the engine in a rotational movement.
  • a flow-through surface can also be provided in the frontal inflow to the engine.
  • the stated output solves the use of a device as described above in a walker device, ie for placing around an engine inlet for stabilizing an engine inlet flow into the engine in engine stands and / or Reduction of flow separation and pressure fluctuations in an engine entrance during stand runs.
  • a supporting device is at least largely arranged around the upper half of an engine.
  • Figure 1 shows schematically in a longitudinal section an engine, which is at a
  • FIG. 2 schematically shows a lateral view of a walkway device with an aircraft and a noise protection wall and with a downwardly directed flow generated thereby
  • FIG. 3 shows, in a three-dimensional view, an aircraft with two engines and a wide variety of flow images in a walk-in facility
  • FIG. 4 shows, in a spatial view, a stand-by device with laterally floating vortices, with FIGS. 1 to 4 representing the state of the art and the underlying technical problem,
  • Figure 5 shows the engine and the device of Figure 4 in frontal view according to
  • FIG. 7 a shows a walking device with a device according to the invention and a bottom chamber
  • FIG. 7b shows the device from FIG. 7a in a lateral section, with a part of an engine in the operating position
  • FIG. 7c shows an intermediate position
  • FIG. 7d shows the intermediate position from FIG. 7c in a lateral view analogous to FIG.
  • FIG. 8 shows an alternative stand-by device with a device and a bottom chamber
  • FIG. 9 shows another possible walk-through device with device and a supply from above
  • FIG. 10 shows another possible stand-by device with feed of the supporting device via a ramp from below
  • FIG. 1 shows an exemplary embodiment of a multilayer sleeve composition of a supporting device
  • FIG. 12 shows a cylinder with folded sheets for producing a swirling flow
  • Figure 13 is a supporting device with a textile structure and air or liquid-filled chamber
  • FIG. 14 schematically shows in a longitudinal section the engine of FIG. 1 with a supporting device according to the invention in a first embodiment
  • FIG. 15 shows a walking device with a supporting device in a parking position and a working position that can be reached via a track
  • FIG. 16 shows a running device with a supporting device with a swing-up side part for moving the device into the working position
  • FIG. 16 shows a running device with a supporting device with a swing-up side part for moving the device into the working position
  • Figure 17 is a cone-shaped supporting device as well
  • FIG. 18 schematically shows, in a cross section, a supporting device with a fixed sub-half-surrounding part and two segments of an upper half-surrounding part extendable to a closed cylinder
  • An engine intake 1 (see FIGS. 1 to 6) of an engine 2, during operation of a standpipe device 3, leads to a lowering flow with swirls 4 which are often unavoidable in practice.
  • a particularly common vortex 4 in the prior art forms from a bottom 5 to the engine intake 1 of the engine 2, because the bottom 5 provides the sink flow of the engine 2 with asymmetric boundary conditions.
  • FIG. 4 shows once more how a variety of whirls can occur in the case of a walk-behind device 77, such as a flow separation 78, for example, in the case of a lateral wind flow 76 around a front edge 77 of the walkway device 75.
  • cylindrical vortex structures 79 after detachment from the leading edge 77, wherein the cylindrical vortex structure 79 co-flows in the flow direction. If the cylindrical vortex structure 79 arrives in the region of the sink-shaped inflow to the engine 80, this too can lead to stalls and crossflows at the engine intake.
  • a cylinder jacket-like calming device 9 can be provided.
  • the reassurance device 9 is constructed circularly about a central axis 10.
  • the axis 10 of the reassurance device 9 is located to operate the pedestal device 3 coaxial with an engine axis eleventh
  • the calming device 9 In an axial direction of the axis 10 of the calming device 9 and the engine axis 1 1, the calming device 9 is offset by an offset 12 forward forms but due to the length of the settling device 9, which is greater than the offset 12, still a encompassing region 13 from.
  • the reassurance device 9 is held in position by a support frame (not shown).
  • the reassurance device 9 has two free front ends axially.
  • a lateral surface 14 is made of a perforated plate or another material through which air can flow.
  • the reassurance device 9 completely surrounds the engine 2.
  • the calming device 9 has both a sub-half surrounding part 17 and an upper half surrounding part 18.
  • the upper half environment part 18 begins at the level of the engine axis 11 and the axis 10 of the calming device 9.
  • a virtual strip 19 having a lower edge 20 and an upper edge 21 is thus moved to a horizontal plane passing through the axis 10 of the moving device 9, projects that the upper edge 21 is closer to the axis 10 of the calming device 9 than the lower edge 20.
  • the second embodiment 22 of a calming device (see FIGS. 14, 6) around an engine 2 with engine inlet 1 is, for example, designed polygonal, that is to say it has a polygonal cross section perpendicular to the axis in cross section.
  • the second embodiment 22 is drawn a reassurance device with a support frame 23, wherein the support frame 23 emerges from the bottom 5, wherein the device is completely or partially anchored with more or less ground-level elements within a bottom recess 24 so that the aircraft with a support surface 25 in the rest position of the device can roll over it and the Vorrich- device is folded around the engine.
  • joints 26 are preferably provided on the second embodiment 22.
  • a cylindrical reassurance device 28 is again provided which can be moved between a working position 29 and a parking position 30 (FIGS. 7a, 7b) via a vertically operating lifting and lowering device Lowering device 31, here in the form of a hydraulic cylinder, is vertically movable.
  • the reassurance device 28 In the working position 29, the reassurance device 28 is moved above a floor 32, so that it can exactly encompass an engine 33. In the parking position 30, however, the reassurance device 28 is located completely below the floor 32.
  • Cover flaps 34 are opened during the up and down driving of the lifting and lowering device 31 (see intermediate position in Figures 7c and 7d).
  • the reassurance device 28 is first moved vertically upwards to the correct height by means of the lifting and lowering device 31, then axially toward the engine 33 along a direction of displacement 35 until an encompassing area 36 forms here as well.
  • a first slide 37 is provided for the method of the calming device 28 in the direction of displacement 35.
  • a second carriage is provided, which allows a horizontal direction of movement perpendicular to the direction of displacement 35.
  • a pivoting device can be provided, which makes the reassurance device 28 pivotable in the vertical axis of the lifting and lowering device 31.
  • a walker device is a reassurance device 39 between a working position 40 and a parking position 41 by means of a drive 42, here for example also hydraulically, around a fixed horizontal axis of rotation 43 along a pivoting movement 44 back and forth.
  • a cover 45 is, for example, longitudinally or transversely displaceable, or in turn hinged apparently.
  • a calming device 46 (cf. FIG. 9) can, for example, also be guided longitudinally displaceably along a rail 47, thereby being pivoted about a vertical axis of rotation 48, which moves with it.
  • a chassis (not shown) may be provided below the reassurance device 46. This reduces or eliminates any holding moments on the rail 47 and the axis of rotation 48.
  • the reassurance device 46 is preferably designed obliquely in plan view on the end face 50 to be moved via the engine 49 in order to be able to approach a leading edge 51 of an aircraft wing 52 in the best possible way.
  • a walkway facility is in a pit 54 with sloping bottom 55 a carriage 56 with a calming device 57 below a walkway equipment floor 58 in a parking position 59 parkbar, the Trolley 56, however, can be moved up the sloping floor 55 up to a working position 60.
  • rails (not shown) attached to the sloping bottom 55 of the pit 54.
  • a drive can be done for example via a cable or chain hoist.
  • carriages are preferably provided for minor corrections, such as a longitudinal displacement carriage or, for example, a transverse displacement skid 61.
  • the pit is in turn closed by a cover flap 62.
  • the cylinder jacket 64 consists of an inner sleeve 65 and an outer sleeve 66.
  • Both the inner sleeve 65 and the outer sleeve 66 are each made air-permeable, for example as perforated plates or sieves. They do not have to be identical.
  • the proportion of the open cross-sectional area, that is the radially completely free passage area in relation to the entire cylinder surface area changes.
  • the open cross-sectional area can be adjusted between 15% and 50%.
  • the reassurance device 69 in FIG. 12 is a cylinder composed of folded sheets 70 (numbered as an example). The sheets 70 have a longitudinal extent parallel to the cylinder axis.
  • the sheets 70 are folded and arranged so that in the radial direction, a free area of about 15% to 50% results, but the air flows with twist about the longitudinal axis of the cylinder.
  • the reassurance device 71 in FIG. 13 consists of a shaping structure comprising a first ring 72, a second ring 73 and tubular strands 74 arranged lengthwise between them (numbered as an example).
  • the first ring 72, the second ring 73 and / or the severity 74 are air- or liquid-filled, with overpressure, resulting in a radial stabilization through the toroidal rings 72, 73, a longitudinal stability, however, by the strands 74th
  • the pressure from the structure can be released to make the structure collapse or soften.
  • the soft surface prevents damage to the aircraft surface.
  • the structure is equipped with a very low weight.
  • a tissue loop (not shown) which provides an air-permeable surface, either through the pitch of the thread or through macroscopic holes or slits
  • a calming device 82 can be moved from a parking position 85 into its working position 86, for example along a horizontal rail 83 which describes a curved path 84.
  • the reassurance device 82 with proper design of the curved track 84, does not require hinged or otherwise movable parts.
  • a side part 87 is designed so that it can swivel up, so that the local calming device 88 can also be moved along its straight line 91 in front of its parking position 89 to its working position 90. If the calming device 88 has reached its working position 90, the swing-open side part 87 is closed again, thus avoiding collisions with the engine or the wing.
  • FIG. 16 An alternative of an off-the-way side member 92 can be found in the left side of FIG. 16. There, the side member 92 is rotated about the axis of the reamer 88 to displace the reassurance device 88.
  • the cone-shaped calming device 93 in FIG. 17 can be single-layered or multi-layered, again likewise preferably made of perforated plate, expanded metal or mixed.
  • the metal sheets of high permeability for adjusting a given total permeability by rotating the inner or outer cone 'against each other are displaced.
  • the specifications for the permeability are determined in advance in wind tunnel tests for each wind direction in question.
  • the open cross-sectional area may be, for example, a maximum of 70%, preferably a maximum of 60%, especially a maximum of about 50%.
  • Single-ply designs are created, for example, with open cross-sectional areas between 15% and 50%, also preferably depending on the result of a wind tunnel investigation.
  • a fixed lower substantially semi-cylindrical shell 95 is provided, which is for the engine 86 though provides a sub-half environment part, but not a top-half environment part. Because the upper half of the engine 96 is not surrounded by more than plus / minus 80 degrees. In addition, the semi-cylindrical shell 95 widens upward toward the top. There is no rejuvenation of the distance.
  • Both the semi-cylindrical shell 95 and the two quarter shells 97, 98 are made of air-flowable material.

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Abstract

Vorrichtung zur Stabilisierung der Triebwerks-Einlaufströmung bei Triebwerks-Standläufen und/oder zur Reduzierung von Strömungsablösungen und Druckschwankungen im Triebwerkseintritt bei Standläufen, wobei die Vorrichtung ein Unterhälften-Umgebungsteil für das Triebwerk aufweisen kann, wobei die Vorrichtung ein Oberhälften-Umgebungsteil für das Triebwerk aufweist. Das Oberhälften-Umgebungsteil kann auch aus teilumschließenden Teilen, beispielsweise Segmenten, bestehen.

Description

VORRICHTUNG ZUR STABILISIERUNG DER TRIEB WERKS-EINLAUFSTRÖMUNG BEI TRIEBWERKS-STANDLÄUFEN UND/ODER ZUR REDUZIERUNG VON STRÖMUNGSABLÖSUNGEN UND DRUCKSCHWANKUNGEN IM TRIEBWERKSEINTRITT BEI STANDLÄUFEN, VORRICHTUNG ZUM UNTERSTÜTZEN VON STANDLÄUFEN FÜR
FLUGZEUGTRIEBWERKE SOWIE VERWENDUNG EINER VORRICHTUNG
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Unterstützen von Standläufen für Flugzeugtriebwerke, zum Beispiel in einer Standlaufeinrichtung, eine Standlaufeinrichtung und die Verwendung einer Vorrichtung zum Unterstützen von Standläufen von Triebwerken für Flugzeuge. Der von Flugzeugtriebwerken erzeugte Vorschub wird unter anderem dadurch erzeugt, dass große Mengen Luft durch das Triebwerk strömen, wobei die Luft am sogenannten Triebwerkseinlauf eingesaugt wird.
Im Flug des Flugzeugs strömt die Luft durch die Relativgeschwindigkeit des Flugzeugs in ruhender Umgebungsluft exakt von vorne auf das Triebwerk zu und tritt somit in axi- aler Richtung in das Triebwerk ein.
Beim Testbetrieb von Triebwerken mit stehendem Flugzeug hingegen, den sogenannten Standläufen, werden zwar große Triebwerksleistungen abgerufen. Die Zuströmung ist jedoch senkenförmig in den Triebwerkseinlauf hinein, vergleiche Figur 1. Senkenströmungen führen, sofern keine anderweitigen Einflüsse die Zuströmung stören, zu einer allsei- tigen gleichmäßigen Zuströmung in die Senke hinein, hier also in den Triebwerkseinlauf hinein.
Wie auch andere Störkörper in Einlaufnähe stellt beispielsweise auch der Boden, auf welchem das Flugzeug während des Standlaufs steht, stellt jedoch eine Begrenzungsfläche dar, die zu einer asymmetrischen Triebwerkseinströmung fuhrt.
Bestätigungskopiel Sowohl durch die rotatorische Bewegung der Turbine im inneren des Triebwerks als auch durch Asymmetrien in der äußeren Zuströmung bildet sich im unteren Teil der Triebwerkseinlaufströmung ein Wirbel, welcher in der Regel kurz vor dem Triebwerk am Bo- den endet.
Unter Einwirkung von atmosphärischen Winden wird die ansonsten weitgehend gleichmäßige Senkenströmung gestört, und es entstehen ungleichförmige Zuströmungen und lokale Strömungsschwankungen. Der Wirbel kann durch die windbedingte seitliche Zuströmung zeitweise abreißen und muss sich neu bilden. Diese Vorgänge wurden bereits erkannt und behandelt.
So offenbaren die DE 197 43 591 AI , die US 5,377,534, die EP 0 649 788 AI und die DE 103 37 372 AI jeweils unterhalb und teils auch vor dem Triebwerk teildurchlässige Flächen an.
Da die oben angeführten Patente jedoch keine Lösung für den Fall bieten, dass die Trieb- werkseinlaufströmung durch andere Phänomene, wie z. B. durch Wind bedingte Ablösungen von den Oberkanten der Seitenwände der Standlaufeinrichtung, oder durch Überströmungen des Rumpfes durch seitliche Winde gestört werden wird, ist es Aufgabe der nachfolgend dargestellten Erfindung, auch in diesen Fällen eine Lösung anzubieten
Nach einem ersten Aspekt der hier vorgestellten Erfindung löst die gestellte Aufgabe eine Vorrichtung zum Unterstützen von Standläufen von Triebwerken für Flugzeuge, zum Stabilisieren einer Einlaufströmung in das Triebwerk und/oder zum Reduzieren von Strömungsablösungen und Druckschwankungen in einem Triebwerkseintritt, wobei die Vorrichtung ein Unterhälften-Umgebungsteil für das Triebwerk aufweisen kann, wobei sich die Vorrichtung dadurch kennzeichnet, dass sie ein Oberhälften-Umgebungsteil für das Triebwerk aufweist.
Begrifflich sei folgendes erläutert. Bei der Vorrichtung handelt es sich um eine Unterstützungsvorrichtung. Verwendet werden solche Unterstützungsvorrichtungen in Standlaufeinrichtungen zum Testen für Triebwerke, beispielsweise im Rahmen von Wartungen oder Reparaturen von Flugzeug-Trieb- werken oder im Rahmen der Neuauslieferungen von Flugzeugen.
Ein„Unterhälften-Umgebungsteil" ist dazu vorgesehen, auf axialer Höhe des Einlaufs in das Triebwerk positioniert zu werden, und zwar in der unteren Hälfte des Triebwerks. Ein Triebwerk verfügt über eine zentrale Längsachse. Der unteren Hälfe des Triebwerks ist sein Umfang dann zuzuordnen, insoweit der Umfang in der absoluten, geodätischen Höhe nicht höher liegt als die Mittelachse des Triebwerks.
Ein Umgebungsteil der Unterstützungs- Vorrichtung ist so weit der Unterhälfte des Um- fangs zuzuordnen, wie eine radiale Verbindung von der Achse des Triebwerks zum Umgebungsteil das Triebwerk in dessen unterer Hälfte schneidet, mit anderen Worten also insoweit wie das Umgebungsteil geodätisch nicht höher liegt als die Mittelachse des Triebwerks.
Die Erfindung schlägt mit einfachen Worten also nun vor, die obere Hälfte des Triebwerks mit einem Umgebungsteil für den Standlauf zu umgeben.
Aufwändige Untersuchungen der Erfinder haben gezeigt, das störende seitliche Windströmungen bei Testläufen nicht nur direkt auf das luv-seitige, dem Wind zugewandte Triebwerk einwirken, sondern auch auf die lee-seitigen, also Wind abgewandten Triebwerke beispielsweise auf der windabgewandten Seite des Rumpfes. Dabei entstehen bei der Überströmung des Flugzeugrumpfes Wirbel und Strömungsablösungen, die auf die Einlaufströmung des leeseitigen Triebwerks auftreffen und dort zu Strömungsablösungen und dadurch verursachten Druckschwankungen im Triebwerkseinlauf führen können, vergleiche Figur 2. Auch wenn Flugzeuge zur Verbesserung der Strömungsbedingungen und zur Reduzierung der Schallemissionen vor Schallschutzwänden oder im Besonderen Standlaufeinrichtungen für die Durchführung der Standläufe aufgestellt werden, können die Triebwerke bei von hinten oder schräg von hinten strömendem Seitenwind von oben mit Wind 80 beaufschlagt werden, da der Wind in Verbindung der Schutzeinrichtung zu einer abwärts gerichteten Strömung im Bereich der Triebwerke führt, vergleiche Figur 3, und aufgrund der Strömungsablösungen und Rezirkulationsströmungen im Inneren der Einrichtung sogar stark schwankend und mit Wirbeln behaftet sein kann.
Demgegenüber soll der vorgestellte Aspekt der Erfindung eine Sicherheit bieten.
85 Es sei ausdrücklich darauf hingewiesen, dass es sich bei der Zuordnung einer unterstützenden Vorrichtung der hier beschriebenen Gattung um eine ingenieurmäßige Zuordnung handeln soll. Sofern also einige der aus dem statt Technik bekannten, halbzylinderscha- lenförmigen Vorrichtungen beispielsweise nicht 100%ig horizontal aufgestellt worden sein sollten oder beispielsweise um einige Zentimeter zu hoch oder zu nah an das Trieb¬
90 werk herangefahren worden sein sollten, dann ist es zwar denkbar, dass sich im mathematischen, strengen Sinne ein geringer Anteil des Unterhälften-Umgebungsteils oberhalb der Mittelachse des Triebwerks findet. Aufgrund des Designs der unterstützenden Vorrichtung ist dem Fachmann aber ersichtlich, dass es dennoch vollständig als ein Unterhälften-Umgebungsteil aufgefasst werden muss, wenn es beispielsweise eine lie-
95 gendeHalbzylinderschalenform aufweist.
Abzustellen ist also auf das Verständnis des Fachmanns. Der Fachmann versteht die designierte Erstreckung einer hier relevanten unterstützenden Vorrichtung anhand der Form der Vorrichtung.
Mit anderen Worten ist es zwar fraglos möglich, ein Unterhälften-Umgebungsteil wie 100 beispielsweise aus der DE 103 37 372 AI zum Teil oberhalb der Achse des Triebwerks anzuordnen, wie beispielsweise auch in der dortigen Figur 1 und Figur 2 dargestellt. Der Fachmann wird die dortige Offenbarung aber so verstehen, dass nur die untere Hälfte dies Triebwerks sicher umgeben werden soll, die obere Hälfe des Triebwerks jedoch so wenig wie möglich oder jedenfalls im Wesentlichen nicht umgeben werden soll. Zudem erkennt der Fachmann im Stand der Technik, dass der Bereich von +/- fast 90 ° der oberen Hälfte des Triebwerks frei bleiben sollen. Die Anordnung der unterstützenden Vorrichtung um ein Triebwerk wird der Fachmann also jedenfalls dann als ein Oberhälften-Umgebungsteil verstehen, wenn noch maximal 80 °, 70 °, 60 °, 50 °, 45 °, 40 °, 30 °, 20 °, 10 ° oder 0 °, jeweils plus/minus gemessen von der Vertikalen nach oben oberhalb der Mittelachse des Triebwerks, von der unterstützenden Vorrichtung nicht umgeben werden, also frei bleiben.
In einer bevorzugten Ausführungsform der unterstützenden Vorrichtung gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung erstrecken sich die Umgebungsteile der Vorrichtung so weit nach oben, dass die Steigung in tangentialer Hinsicht die Vertikale durchläuft. Es findet sich gemäß diesem Merkmal zumindest ein Teilabschnitt der Vorrichtung, bei dem eine Projektion eines mittelachsparalellen Streifens die höhere Längsbegrenzungskante des Streifens näher an die Mittelachse heran auf eine Horizontale projektieren lässt als die niedriger liegende Streifenbegrenzungsgrenze.
Demgegenüber zeigt beispielsweise die unterstützende Vorrichtung aus der DE 103 37 372 AI nur einen Verlauf bis hin zur Vertikalen, aber nicht über die Vertikale hinaus sich wieder verengend.
Ausdrücklich sei darauf hingewiesen, dass ein Unterhälften-Umgebungsteil in der unterstützenden Vorrichtung vorhanden sein kann, aber nicht zwingend sein muss. Vielmehr kann es bereits eine Vorrichtung gemäß Stand der für die Technik geben, welche die Un- terhälfte des Triebwerks sicher zu umgeben vermag. Die Erfindung kann dann schon dadurch eingesetzt werden, dass eine weitere, eigenständige Vorrichtung eingesetzt wird, die nur die Oberhälfte des Triebwerks umgibt, als in Ergänzung mit der Unterhälften- Umgebungsteil-Vorrichtung dem Stand der Technik in Kombination wirkt. Eine leichtere Handhabung ergibt sich natürlich dann, wenn eine Vorrichtung sowohl ein Unterhälften-Umgebungsteil als auch ein Oberhälften-Umgebungsteil aufweist.
Ausdrücklich sei darauf hingewiesen, dass im Rahmen der hier vorliegenden Patentanmeldung unbestimmte Artikel und Zahlenangaben wie ein, zwei usw. im Regelfall als mindestens-Angaben zu verstehen sein sollen, also als„mindestens ein...",„mindestens zwei..." usw., sofern sich nicht aus dem Kontext ausdrücklich oder implizit für den Fach- mann ergibt, dass etwa dort nur„genau ein...",„genau zwei..." usw. gemeint sein kann oder soll.
Wenn also hier beispielsweise„ein" Unterhälften-Umgebungsteil oder„ein" Oberhälften- Umgebungsteil gefordert wird, so ist beides jeweils als mindestens-Angabe zu verstehen. Die unterstützende Vorrichtung kann also beispielsweise mehrere Segmente aufweisen, beispielsweise drei Segmente, vier Segmente oder mehr.
Wie anhand der bevorzugten Winkelangaben vorstehend schon angedeutet worden ist, beschreibt der erste Aspekt der Erfindung eine Vorrichtung, die im Bereich des Triebwerkeinlaufs angeordnet das Triebwerk in dessen oberer Hälfte vollständig oder nahezu vollständig umschließen kann. Dadurch können alle weitgehend radial auf den Triebwerkseinlauf einwirkenden Windströmungen und Turbulenzen gut beruhigt werden.
Ein Umgebungsteil kann vollständig oder zum Teil luftströmungsdicht gestaltet sein.
Bei einer luftströmungsdichten Gestaltung, beispielsweise aus einer metallenen Platte o- der einem metallenen Blech oder aus einer anderen Platte oder einem anderen Blech, werden Luftströmungen von der Anordnungsrichtung des luftströmungsdichten Elements praktisch unterbunden.
Bevorzugt ist ein möglichst großer Teil des einen Umgebungsteils, bevorzugt aber der beiden Umgebungsteile, luftströmungsoffen gestaltet. Als luftströmungsoffen soll eine teildurchlässige Fläche verstanden werden. Eine teil- durchlässige Fläche hat den Vorteil, dass der gewünschte Strömungscharakter in einem Standlauf, nämlich der Charakter einer Senkenströmung, weitgehend erhalten bleiben kann, also ein gleichmäßiges Luftansaugen aus jeder radialen Richtung erfolgen kann. Dennoch sorgt die teildurchlässige Fläche idealerweise für eine möglichst gute Vergleichsmäßigung und Beruhigung der zuströmenden Luft. Auch wenn diese im Zweifel nicht laminar einströmen wird, so können jedoch bei dem Durchfließen einer teildurchlässigen Fläche bei geeigneter Gestaltung Wirbel in Strömen aufgelöst werden.
Die Gestaltung einer teildurchlässigen Fläche kann auf die Erfahrungen aus dem Stand der Technik zurückgreifen. So sind beispielsweise Gitterroste bekannt geworden.
Alternativ oder kumulativ kann der luftströmungsoffene Umgebungsteil ein Lochblech und/oder ein Streckmetall und/oder ein Gewebe aufweisen.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass ein Bewegungsteil mechanisch luftströmungsregelbar gestaltet ist.
Eine luftströmungsregelbare Gestaltung ergibt sich beispielsweise dann, wenn die Öffnung, sei es eine einzelne Öffnung oder sei es eine Vielzahl von kleineren Öffnungen, in ihrer Durchtrittsfläche oder beispielsweise in der Kanalweite verändert werden kann.
Eine konstruktiv mögliche Ausführungsform sieht zwei Lagen am Umgebungsteil vor, von denen mindestens eine luftdurchströmbar sein soll, wobei die beiden Lagen gegeneinander axial, tangential und/oder entlang einer beliebigen Richtung im Raum, bevorzugt aber spiegelsymmetrisch oder punktsymmetrisch, verschoben oder verdreht werden kön- nen.
So ist beispielsweise denkbar, dass zwei Lochbleche umeinander angeordnet werden, die ein identisches oder unterschiedliches Lochmuster aufweisen. Bei einer koaxialen Anordnung und gleichmäßigen Lochmustern kann die äußere Hülse und die innere Hülse ver- dreht werden, so dass sich die radial vollständig offenen Durchströmungskanäle verklei- nern oder vergrößern oder sich zumindest die lauffähige für die Luft durch die äußere und die innere Hülse hindurch zum Triebwerk verlängern oder verkürzen.
Wenn ein Umgebungsteil eine Vielzahl nicht-radiale Kanäle aufweist, dann können sich bei geeigneter Gestaltung die Stromlinien der zuströmenden Luft bestmöglich an die Rotationsbewegung der Turbine im Triebwerk anpassen. Bevorzugt sind dafür eine Vielzahl nicht-radiale Leitbleche im Umgebungsteil vorgesehen, vor allem sämtlich mit zumindest im Wesentlichen identischem Winkel gegenüber der Radialen.
Die unterstützende Vorrichtung kann beispielsweise zylindermantelförmig, vieleckman- telförmig, in Form von Vielecksegmenten, in geschlossener Form oder in teiloffener Form erzeugt werden. Die Vorrichtung kann beispielsweise seitlich und axial verschoben werden und auf diese Weise um das Triebwerk herum platziert werden.
Wenn ein Umgebungsteil segmentiert ist, wobei auch eine Segmentierung in eine Oberhälfte und eine Unterhälfte hierunter fallen soll, so dass das Umgebungsteil offenbar und um das Umgebungsteil schließbar, dann lassen sich vielfaltige Platzierungswege für die Vorrichtung um das Triebwerk herum bzw. vom Triebwerk weg realisieren.
Es kann ein Antrieb zum Bewegen eines Umgebungsteils in Höhen- und/oder Längsrichtung vorgesehen sein.
Wenn ein formgebender Träger der Vorrichtung eine Überdruckfluidkammer aufweist, dann lassen sich ebenfalls vielfältige Vorteile erreichen. Eine Überdruckfluidkammer kann beispielsweise eine Kammer sein, die mit Luft oder einem anderen Gas mit einem Innendruck aufblasbar ist, der größer ist als der Umgebungsdruck. Dadurch kann die Kammer in ihrer Form stabilisiert werden.
Auch eine Flüssigkeit kann zum Stabilisieren eingebracht werden. Der formgebende Träger kann sogar aus der Überdruckfluidkammer bestehen. So ist bei- spielsweise denkbar, dass die Überdruckfluidkammer eine Ringform hat oder in mehreren Teilen eine Ringform bildet und dadurch der unterstützenden Vorrichtung eine beispielsweise zylindrische Form aufprägt.
Wenn der Träger aus der Überdruckfluidkammer besteht, kann die unterstützende Vorrichtung besonders leicht - hinsichtlich ihrer Masse - gefertigt werden. Dies wirkt sich kostenreduzierend auf die für das Bewegen der Vorrichtung erforderlichen Einrichtungen und erleichternd für die Wartung aus.
Alternativ oder kumulativ kann ein formgebender Träger einen Stab, insbesondere einen metallenen oder fasermaterialenen Stab, aufweisen, der von der Überdruckfluidkammer ummantelt ist. Die Ummantelung muss den Stab nicht vollständig umgeben, sondern kann diesen auch nur zum Teil abdecken. Vorteilhaft wird dadurch eine Polsterung der harten formgebenden Trägerstruktur erreicht, sodass beispielsweise eine Kollision auf der unterstützenden Vorrichtung und der Außenhaut des Flugzeugs nicht zu Kratzern oder sogar strukturellen Schäden führt. Es sei ausdrücklich darauf hingewiesen, dass der Vorschlag des formgebenden Trägers mit Überdruckfluidkammer auch unabhängig von den vorstehenden Erläuterungen vorteilhaft ist und somit einen zweiten unabhängigen Aspekt der Erfindung bildet.
Wenn eine formgebende Struktur aus oder mit Hilfe von Überdruckfluidkammern bereitgestellt wird, dann wird vorgeschlagen, dass ein Umgebungsteil ein Textil aufweist, ins- besondere ein Gewebe, Gelege, Gestrick, Gewirk oder Vlies, um eine teildurchströmbare Fläche zu bilden.
Nach einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung löst die gestellte Aufgabe eine Standlaufeinrichtung zum Unterstützen von Standläufen von Flugzeugtriebwerken, wobei sich die Standlaufeinrichtung dadurch kennzeichnet, dass sie eine Vorrichtung wie vorstehend beschrieben nach einem der ersten zwei Aspekte der vorliegenden Erfindung zum Unterstützen der Standläufe aufweist.
Es ist unmittelbar verständlich, dass sich die Vorteile der vorstehend beschrieben Vorrichtung auch auf die gesamte Stand laufeinrichtung erstrecken.
Konstruktiv ist vorstellbar, dass die Standlaufeinrichtung eine Bodenkammer für die Vor- richtung aufweist, mit einem Antrieb zum Absenken der Vorrichtung in die Bodenkammer und zum Ausheben der Vorrichtung aus der Bodenkammer heraus.
Bei einer solchen Ausführungsvariante kann die Vorrichtung vollständig oder teilweise mit mehr oder weniger bodengleichen Elementen innerhalb der Bodenvertiefung so verankert sein, dass ein Flugzeug mit seinem Fahrwerk in der Ruheposition der Vorrichtung darüber rollen kann und die Vorrichtung zum Betrieb aus dem Boden herausgefahren und um das Triebwerk herum angeordnet, beispielsweise geklappt, wird.
Auch unabhängig von einer Bodenkammer ist es von Vorteil, wenn die Vorrichtung aus Segmenten besteht und diese um das Triebwerk zusammengesetzt werden können, damit die Vorrichtung in Ruheposition auf dem Boden stehend außerhalb des Fahrwerkbereichs des Flugzeugs vom Flugzeug mit dessen Rumpf oder zumindest mit dessen Flügeln überrollt werden kann, wobei sich die Vorrichtung zwischen dem Boden und dem Flügel befindet und die Flügel die Vorrichtung bei der Bewegung des Flugzeugs nicht berühren.
Konstruktiv kann eine solche Vorrichtung beispielsweise eine Einklappbarkeit bis auf maximal 2,0 Meter, maximal 1,5 Meter oder 1 ,0 Meter über dem Boden haben. Wenn eine Bodenkammer vorgesehen ist, dann ist diese bevorzugt so groß ausgelegt, dass die gesamte Vorrichtung in die Bodenkammer hinein verfahrbar ist und die Bodenkammer eine überrollbare Abdeckung aufweist.
Für ein Umgebungsteil ist bevorzugt ein Translationsantrieb, ein Schwenkantrieb und/oder ein Schienenabtrieb vorgesehen. Die Vorrichtung kann mit ihren Umgebungsteilen beispielsweise seitlich und/oder axial verschoben werden und auf diese Weise um das Triebwerk platziert werden; eine weitere alternative oder kumulative Möglichkeit der Bewegung kann darin bestehen, dass die Vorrichtung auf Rollen um eine seitlich angeordnete im Wesentlichen vertikale Achse aus einer Parkposition seitlich des Flugzeugflügels an das Triebwerk in einer Drehbewe- gung geschwenkt werden kann.
Zahlreiche weitere, hier nicht konkret genannte Bewegungsmöglichkeiten können ebenfalls realisiert sein.
Ausdrücklich sei im Übrigen erwähnt, dass auch in der frontalen Zuströmung zum Triebwerk eine durchströmbare Fläche vorgesehen werden kann. Gemäß einem vierten und letzten Aspekt der vorliegenden Erfindung löst die gestellte Ausgabe die Verwendung einer Vorrichtung wie vorstehend beschrieben in einer Standlaufeinrichtung, also zum Anordnen um einen Einlauf eines Triebwerks zum Stabilisieren einer Triebwerks-Einlaufströmung in das Triebwerk hinein bei Triebwerks-Standläufen und/oder zum Reduzieren von Strömungsablösungen und Druckschwankungen in einem Triebwerkseintritt bei Standläufen.
Bei diesem Verfahren wird also eine unterstützende Vorrichtung nach einem der ersten oder zweiten Aspekte der Erfindung zumindest weitgehend um die obere Hälfte eines Triebwerks herum angeordnet.
Die Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Dort zeigen
Figur 1 schematisch in einem Längsschnitt ein Triebwerk, welches sich bei einem
Standlauf befindet, wobei sich ausgehend von einem unterhalb des Triebwerks ein Wirbel gebildet hat, Figur 2 schematisch eine seitliche Ansicht einer Standlauf-Einrichtung mit einem Flugzeug und einer Schallschutzwand sowie mit einer dadurch erzeugten, abwärts gerichteten Strömung,
Figur 3 schematisch in räumlicher Ansicht ein Flugzeug mit zwei Triebwerken und verschiedensten Strömungsabbildungen in einer Standlauf-Einrichtung,
Figur 4 schematisch in räumlicher Ansicht eine Standlauf-Einrichtung mit seitlich einschwimmenden Wirbeln, wobei die Figuren 1 bis 4 den Stand der Technik und das zugrunde liegende technische Problem darstellen,
Figur 5 das Triebwerk und die Vorrichtung aus Figur 4 in frontaler Ansicht gemäß
Kennzeichnung V-V in Figur 4, Figur 6 in analoger Ansicht zu Figur 5 eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,
Figur 7a eine Standlauf-Einrichtung mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung und einer Bodenkammer,
Figur 7b die Einrichtung aus Figur 7a in einem seitlichen Schnitt, mit einem Teil eines Triebwerks in Betriebsposition,
Figur 7c eine Zwischenposition,
Figur 7d die Zwischenposition aus Figur 7c in seitlicher Ansicht analog zu Figur 7b,
Figur 8 eine alternative Standlauf-Einrichtung mit einer Vorrichtung und einer Bo- denkammer, Figur 9 eine weitere mögliche Standlauf-Einrichtung mit Vorrichtung und einer Zuführung von oben,
Figur 10 eine weitere mögliche Standlauf-Einrichtung mit Zuführung der unterstützenden Vorrichtung über eine Rampe von unten, Figur 1 ] eine beispielhafte Ausführungsform einer mehrlagigen Hülsenzusammensetzung einer unterstützenden Vorrichtung,
Figur 12 ein Zylinder mit gekanteten Blechen zum Erzeugen einer drallbehafteten Strömung,
Figur 13 eine unterstützende Vorrichtung mit einer Textilstruktur und Luft- oder Flüssigkeits-gefullten Kammer
Figur 14 schematisch in einem Längsschnitt das Triebwerk aus Figur 1 mit einer unterstützenden Vorrichtung gemäß der Erfindung in einer ersten Ausführungsform,
Figur 15 eine Standlauf-Einrichtung mit einer unterstützenden Vorrichtung in einer Parkposition und einer über eine Bahn erreichbaren Arbeitsposition, Figur 16 eine Standlauf-Einrichtung mit einer unterstützenden Vorrichtung mit einem aufschwenkbaren Seitenteil zum Anfahren der Vorrichtung in die Arbeitsposition,
Figur 17 eine konusförmige unterstützende Vorrichtung sowie
Figur 18 schematisch in einem Querschnitt eine unterstützende Vorrichtung mit einem feststehenden Unterhälften-Umgebungsteil und zwei zu einem geschlossenen Zylin- der ausfahrbaren Segmenten eines Oberhälften-Umgebungsteils
Ein Triebwerkseinlauf 1 (vergleiche Figuren 1 bis 6) eines Triebwerks 2 führt im Betrieb einer Standlauf-Einrichtung 3 zu einer Senkenströmung mit in der Praxis oft nicht vermeidbaren Wirbeln 4. Ein besonders üblicher Wirbel 4 im Stand der Technik bildet sich von einem Boden 5 zum Triebwerkseinlauf 1 des Triebwerks 2 aus, weil der Boden 5 die Senkenströmung des Triebwerks 2 mit asymmetrischen Randbedingungen versieht.
Auch unter dem Einfluss von atmosphärischen Winden wie beispielsweise seitlichen Winden um Begrenzungswände herum oder bei Überströmungen oder bei anderen Seitenwindeinflüssen entstehen jedoch seitliche Winde oder abwärts gerichtete Strömungen 6 oder gerade im Falle von Überströmungen eines Flugzeugrumpfes 7 Strömungsablö- sungen 8, die ebenfalls zu unerwünschten Druckschwankungen im Triebwerkseinlauf 1 führen können.
Figur 4 zeigt noch einmal, wie bei einer Standlauf-Einrichtung 77 verschiedenste Wirbel auftreten können, wie beispielsweise bei einer seitlichen Windströmung 76 um eine Vorderkante 77 der Standlauf-Einrichtung 75 herum eine Strömungsablösung 78 erfolgen kann.
Es ergeben sich zylindrische Wirbelstrukturen 79 nach Ablösung von der Vorderkante 77, wobei die zylindrische Wirbelstruktur 79 in Strömungsrichtung mitschwimmt. Gelangt die zylindrische Wirbelstruktur 79 in den Bereich der senkenförmigen Zuströmung zum Triebwerk 80, so kann auch dies zu Strömungsabrissen und Querströmungen am Triebwerkseinlauf fuhren.
Um die Triebwerks-Einlaufströmung zu stabilisieren und/oder um Strömungsablösungen und Druckschwankungen im Triebwerkseintritt zu reduzieren, kann nach einer ersten Ausführungsform der Erfindung eine zylindermantelförmige Beruhigungsvorrichtung 9 vorgesehen sein. Die Beruhigungsvorrichtung 9 ist kreisrund um eine zentrale Achse 10 aufgebaut. Die Achse 10 der Beruhigungsvorrichtung 9 liegt zum Betrieb der Standlauf- Einrichtung 3 koaxial mit einer Triebwerksachse 11 .
In einer axialen Richtung der Achse 10 der Beruhigungsvorrichtung 9 und der Triebwerksachse 1 1 ist die Beruhigungsvorrichtung 9 um ein Offset 12 nach vorn versetzt, bildet aber wegen der Länge der Beruhigungsvorrichtung 9, die größer ist als das Offset 12, immer noch einen umgreifenden Bereich 13 aus.
Die Beruhigungsvorrichtung 9 wird von einem Traggestell (nicht dargestellt) in Position gehalten.
Die Beruhigungsvorrichtung 9 verfügt axial über zwei freie Stirnenden. Eine Mantelfläche 14 ist aus einem Lochblech oder einem anderen luftdurchströmbaren Material gefer- tigt.
In Betrieb der Standlauf-Einrichtung 3 ergibt sich in den Triebwerkseinlauf 1 hinein, der nach wie vor als Strömungssenke dient, eine ungehinderte frontale Zuströmung 15. Radiale Zuströmungen 16 finden nach wie vor statt, werden aber nun hinsichtlich ihrer Turbulenz oder Wirbelbehaftetheit beruhigt und führen dadurch zu geringeren Druckschwan- kungen im Triebwerkseinlauf 1.
Die Beruhigungsvorrichtung 9 umgibt das Triebwerk 2 vollständig. Somit weist die Beruhigungsvorrichtung 9 sowohl ein Unterhälften-Umgebungsteil 17 als auch ein Oberhälften-Umgebungsteil 18 auf. Das Oberhälften-Umgebungsteil 18 beginnt auf Höhe der Triebwerksachse 1 1 und der Achse 10 der Beruhigungsvorrichtung 9. Im Oberhälften-Umgebungsteil 18 wird ein virtueller Streifen 19 mit einer unteren Kante 20 und einer oberen Kante 21 so auf eine horizontale Ebene, die durch die Achse 10 der Bewegungsvorrichtung 9 verläuft, projiziert, dass die obere Kante 21 näher an der Achse 10 der Beruhigungsvorrichtung 9 liegt als die untere Kante 20.
Mit anderen Worten schließt sich die Mantelfläche 14 der Beruhigungsvorrichtung 9 in der oberen Hälfte, somit also im Oberhälften-Umgebungsteil 18, um die Achse 10 herum zu. Die zweite Ausführungsform 22 einer Beruhigungsvorrichtung (vergleiche Figuren 14, 6) um ein Triebwerk 2 mit Triebwerkseinlauf 1 herum ist beispielsweise polygonal gestaltet, weist also im Querschnitt senkrecht zur Achse einen polygonalen Querschnitt auf. In Figur 6 ist die zweite Ausführungsform 22 eine Beruhigungsvorrichtung mit einem Tragegestell 23 gezeichnet, wobei das Tragegestell 23 vom Boden 5 aus hervorgeht, wobei die Vorrichtung vollständig oder teilweise mit mehr oder weniger bodengleichen Elementen innerhalb einer Bodenvertiefung 24 so verankert ist, dass das Flugzeug mit einer Tragfläche 25 in der Ruheposition der Vorrichtung darüber rollen kann und die Vorrich- tung um das Triebwerk zusammengeklappt wird. Dazu sind bevorzugt Gelenke 26 (exemplarisch beziffert) an der zweiten Ausführungsform 22 vorgesehen.
In einer beispielhaften alternativen Standlauf-Einrichtung 27 (Figuren 7a, 7b, 7c und 7d) ist abermals eine zylindrische Beruhigungsvorrichtung 28 vorgesehen, die zwischen einer Arbeitsposition 29 und einer Parkposition 30 (Figuren 7a, 7b) über eine vertikal arbei- tende Hebe- und Absenkvorrichtung 31, hier in Form eines hydraulischen Zylinders, vertikal verfahrbar ist.
In der Arbeitsposition 29 ist die Beruhigungsvorrichtung 28 oberhalb eines Bodens 32 verfahren, sodass sie exakt ein Triebwerk 33 umgreifen kann. In der Parkposition 30 hingegen befindet sich die Beruhigungsvorrichtung 28 vollständig unterhalb des Bodens 32.
Abdeckklappen 34 werden während des Hinauf- und Hinunterfahrens der Hebe- und Absenkvorrichtung 31 geöffnet (vergleiche Zwischenposition in den Figuren 7c und 7d).
Zum Umgreifen des Triebwerks 33 wird die Beruhigungsvorrichtung 28 im Ausführungsbeispiel der Figuren 7a, 7b, 7c und 7d zuerst vertikal mittels der Hebe- und Absenkvor- richtung 31 nach oben auf die richtige Höhe verfahren, anschließend axial entlang einer Verschieberichtung 35 auf das Triebwerk 33 zu, bis sich auch hier ein umgreifender Bereich 36 bildet. Für das Verfahren der Beruhigungsvorrichtung 28 in die Verschieberichtung 35 ist ein erster Schlitten 37 vorgesehen. Bevorzugt ist auch ein zweiter Schlitten vorgesehen, welcher eine horizontale Bewegungsrichtung senkrecht zur Verschieberichtung 35 ermöglicht.
Zusätzlich kann eine Verschwenkeinrichtung vorgesehen sein, welche die Beruhigungsvorrichtung 28 in die vertikale Achse der Hebe- und Absenkvorrichtung 31 schwenkbar macht. Bei einer Bodenschwenkvariante 38 einer Standlauf-Einrichtung wird eine Beruhigungsvorrichtung 39 zwischen einer Arbeitsposition 40 und einer Parkposition 41 mittels eines Antriebs 42, hier beispielsweise ebenfalls hydraulisch, um eine feststehende horizontale Drehachse 43 entlang einer Schwenkbewegung 44 hin- und her geklappt. Eine Abdeckung 45 ist beispielsweise in Längsrichtung oder quer verschiebbar, oder wiederum klappbar offenbar.
Eine Beruhigungsvorrichtung 46 (vergleiche Figur 9) kann beispielsweise auch entlang einer Schiene 47 längs verschieblich geführt, dabei um eine vertikale Drehachse 48, die sich mit verschiebt, geschwenkt werden. Um die Mechanik zu entlasten, kann dabei unterhalb der Beruhigungsvorrichtung 46 ein Fahrwerk (nicht dargestellt) vorgesehen sein. Dies reduziert oder eliminiert etwaige Haltemomente an der Schiene 47 und der Drehachse 48.
Die Beruhigungsvorrichtung 46 ist bevorzugt an der über das Triebwerk 49 zu fahrenden Stirnseite 50 in Draufsicht schräg ausgeführt, um sich einer Vorderkante 51 eines Flugzeugflügels 52 bestmöglich annähern zu können. In einer fahrbaren Bodenversenkvariante 53 einer Standlauf-Einrichtung ist in einer Grube 54 mit schrägem Boden 55 ein Wagen 56 mit einer Beruhigungsvorrichtung 57 unterhalb eines Standlauf-Einrichtungsbodens 58 in einer Parkposition 59 parkbar, der Wagen 56 kann jedoch den schrägen Boden 55 entlang nach oben in eine Arbeitsposition 60 gefahren werden. Hierfür sind beispielsweise Schienen (nicht dargestellt) am schrägen Boden 55 der Grube 54 angebracht. Ein Antrieb kann beispielsweise über einen Seilzug oder Kettenzug erfolgen.
Wie überall sind vorzugsweise Schlitten für kleinere Korrekturen vorgesehen, so beispielsweise ein Längsverschiebungsschlitten oder beispielsweise ein Querverschiebungs- schütten 61.
Die Grube ist wiederum mit einer Abdeckklappe 62 verschlossen.
Bei der Beruhigungsvorrichtung 63 in Figur 1 1 besteht der Zylindermantel 64 aus einer inneren Hülse 65 und einer äußeren Hülse 66.
Sowohl die innere Hülse 65 als auch die äußere Hülse 66 sind jeweils luftdurchströmbar ausgeführt, beispielsweise als Lochbleche oder Siebe. Sie müssen nicht identisch ausgeführt sein.
Durch ein Verschieben der beiden Hülsen 65, 66 gegeneinander, sei es längs entlang einer Achse 67, sei es tangential entlang einer Verdrehrichtung 68, verändert sich der Anteil der offenen Querschnittsfläche, das heißt der radial komplett freien Durchtrittsfläche in Relation zur gesamten Zylindermantelfläche. So ist beispielsweise die offene Quer- schnittsfläche zwischen 15 % und 50 % einstellbar.
Es können eine oder mehrere Lagen Lochblech, Streckmetall, Gewebe, gleiche Materia- len oder gemischte Materialien und/oder Öffnungen mit gleicher oder verschiedener Durchlässigleicht mit definierten Abständen vorgesehen sein. Die gesamte aerodynamisch wirksame freie Fläche kann durch das Verdrehen oder Verschieben der Bleche gegeneinander verändert und auf die Seitenwindgeschwindigkeit an- gepasst werden. Es ist auch möglich, dass eine oder mehrere der Hülsen 65, 66 ein nicht-asymmetrisches offenes Querschnittsflächenprofil aufweisen. Die Beruhigungsvorrichtung 69 in Figur 12 ist ein aus gekanteten Blechen 70 (exemplarisch beziffert) zusammengesetzter Zylinder. Die Bleche 70 haben eine Längserstreckung parallel zur Zylinderachse. Die Bleche 70 sind so gekantet und angeordnet, dass sich in radialer Richtung eine freie Fläche von ca. 15 % bis 50 % ergibt, die Luft aber mit Drall um die Längsachse des Zylinders einströmt. Die Beruhigungsvorrichtung 71 in Figur 13 besteht aus einer formgebenden Struktur aus einem ersten Ring 72, einem zweiten Ring 73 und dazwischen längs angeordneten röhrenförmigen Strängen 74 (exemplarisch beziffert).
Der erste Ring 72, der zweite Ring 73 und/oder die Strenge 74 sind luft- oder flüssigkeitsgefüllt, und zwar mit Überdruck, wobei sich eine radiale Stabilisierung durch die torusförmigen Ringe 72, 73 ergibt, eine Längsstabilität hingegen durch die Stränge 74.
Der Druck aus der Struktur kann abgelassen werden, damit die Struktur in sich zusammenfällt oder weicher wird.
Die weiche Oberfläche verhindert eine Beschädigung der Flugzeugoberfläche. Außerdem ist die Struktur mit einem nur sehr geringen Eigengewicht ausgestattet. Um die vorgebende Struktur herum ist eine Gewebeumspannung (nicht dargestellt) vorgesehen, die eine luftdurchströmbare Oberfläche bereitstellt, entweder durch den Fadenabstand oder durch makroskopische Löcher oder Schlitze
Bei einer weiteren Ausführungsform einer Standlauf-Einrichtung 81 (vergleiche Figur 15) kann eine Beruhigungsvorrichtung 82 beispielsweise entlang einer horizontalen Ver- fahrschiene 83, welche eine gekrümmte Bahn 84 beschreibt, von einer Parkposition 85 in ihre Arbeitsposition 86 verfahren werden. Die Beruhigungsvorrichtung 82 kommt bei geeigneter Gestaltung der gekrümmten Bahn 84 ohne klappbare oder anderweitig bewegliche Teile aus.
Bei der Ausführung in Figur 16 ist ein Seitenteil 87 aufschwenkbar gestaltet, sodass die dortige Beruhigungsvorrichtung 88 vor ihrer Parkposition 89 zu ihrer Arbeitsposition 90 auch entlang einer Geraden 91 verfahren werden kann. Ist die Beruhigungsvorrichtung 88 in ihrer Arbeitsposition 90 angelangt, wird das aufschwenkbare Seitenteil 87 wieder geschlossen und vermeidet so Kollisionen mit dem Triebwerk oder dem Flügel.
Eine Alternative eines aus dem Weg bewegbaren Seitenteils 92 findet sich in der linken Seite der Figur 16. Dort wird das Seitenteil 92 zum Verschieben der Beruhigungsvorrichtung 88 um die Achse der Beruhigungsvorrichtung 88 gedreht.
Die konusförmige Beruhigungsvorrichtung 93 in Figur 17 kann einlagig oder mehrlagig ausgeführt sein, ebenfalls wiederum bevorzugt aus Lochblech, Streckmetall oder gemischt. Bei einer mehrlagigen Ausführung sind die Metalllagen großer Durchlässigkeit zur Einstellung einer vorgegebenen Gesamtdurchlässigkeit durch Drehen des inneren oder äußeren Konus' gegeneinander verschiebbar.
Die Vorgaben für die Durchlässigkeit werden vorab in Windkanalversuchen für jede in Frage kommende Windrichtung ermittelt. Die offene Querschnittsfläche kann beispielsweise maximal 70 % betragen, bevorzugt maximal 60 %, vor allem maximal etwa 50 %.
Einlagige Ausführungen werden beispielsweise mit offenen Querschnittsflächen zwischen 15 % und 50 % erstellt, ebenfalls bevorzugt in Abhängigkeit vom Ergebnis einer Windkanaluntersuchung.
Bei der zylindrischen Beruhigungsvorrichtung 94 in Figur 18 ist eine feststehende untere im Wesentlichen halbzylindrische Schale 95 vorgesehen, die für das Triebwerk 86 zwar ein Unterhälften-Umgebungsteil bereitstellt, nicht aber ein Oberhälften-Umgebungsteil. Denn die obere Hälfte des Triebwerks 96 ist zu mehr als plus/minus 80 Grad nicht umgeben. Außerdem weitet sich die halbzylindrische Schale 95 nach oben hin immer weiter auf. Es kommt zu keiner Verjüngung der Weite.
Außen oder innen an der halbzylindrischen Schale 95 befinden sich zwei Viertelschalen 97, 98, die entlang einer tangential Verschwenkrichtung 99 um die feststehende untere halbzylindrische Schale 95 verdreht werden können, sodass die Beruhigungsvorrichtung 94 nach oben hin offen ist.
Schließt man die beiden Viertelschalen 97, 98 gegeneinander, bis diese an einer Trennstelle 100 aneinander oder fast aneinander gelangen, ist das Triebwerk 96 vollständig umgeben.
Sowohl die halbzylindrische Schale 95 als auch die beiden Viertelschalen 97, 98 sind dabei aus luftdurchströmbarem Werkstoff gefertigt.
Liste der verwendeten Bezugszeichen
1 Triebwerkseinlauf
2 Triebwerk
3 Standlaufeinrichtung
4 Wirbel
5 Boden
6 abwärts gerichtete Strömung
7 Flugzeugrumpf
8 Strömungsablösung
9 Beruhigungsvorrichtung
10 Achse der Beruhigungsvorrichtung
11 Triebwerksachse
12 Offset
13 umgreifender Bereich
14 Mantelfläche
15 frontale Zuströmung
16 radiale Zuströmung
17 Unterhälften-Umgebungsteil
18 Oberhälften-Umgebungsteil
19 Streifen
20 untere Kante
21 obere Kante
22 Zweite Ausführungsform
23 Tragegestell
24 Bodenvertiefung
25 Tragfläche
26 Gelenk
27 alternative Standlaufeinrichtung
28 Beruhigungsvorrichtung
29 Arbeitsposition Parkposition
Hebe- und Absenkvorrichtung
Boden
Triebwerk
Abdeckklappe
Verschieberichtung umgreifender Bereich erster Schlitten
Bodenschwenkvariante
Beruhigungsvorrichtung
Arbeitsposition
Parkposition
Antrieb
Drehachse
Schwenkbewegungsrichtung
Abdeckung
Beruhigungsvorrichtung
Schiene
Drehachse
Triebwerk
Stirnseite
Vorderkante
Flugzeugflügel
fahrbare Bodenversenkvariante
Grube
schräger Boden
Wagen
Beruhigungsvorrichtung
Standlaufeinrichtungsboden
Parkposition
Arbeitsposition Querverschiebungsschlitten Abdeckklappe
Beruhigungsvorrichtung Zylindermantel innere Hülse
äußere Hülse
Achsrichtung
Verdrehrichtung
Beruhigungsvorrichtung Blech
Beruhigungsvorrichtung erster Ring
zweiter Ring
Strang
Standlaufeinrichtung seitliche Windströmung Vorderkante
Strömungsablösung zylindrische Wirbelstruktur Triebwerk
Standlaufeinrichtung Beruhigungsvorrichtung Verfahrschiene gekrümmte Bahn
Parkposition
Arbeitsposition
Seitenteil
Beruhigungsvorrichtung Parkposition
Arbeitsposition gerade Verfahrbahn Seitenteil
konusförmige Beruhigungsvorrichtung
Beruhigungsvorrichtung
halbzylindrische Schale
Triebwerk
Viertelschale
Viertelschale
Verschwenkrichtung
Trennstelle

Claims

Patentansprüche:
1 . Vorrichtung zur Stabilisierung der Triebwerks-Einlaufströmung bei Triebwerks- Standläufen und/oder zur Reduzierung von Strömungsablösungen und Druckschwankungen im Triebwerkseintritt bei Standläufen, wobei die Vorrichtung ein Unterhälften-Umgebungsteil für das Triebwerk aufweisen kann, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung ein Oberhälften-Umgebungsteil für das Triebwerk aufweist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Umgebungsteil luftströmungsdicht gestaltet ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Umgebungsteil luftströmungsoffen gestaltet ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der luftströmungsoffene Umgebungsteil ein Lochblech und/oder ein Streckmetall und/oder ein Gewebe aufweist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Umgebungsteil mechanisch luftströmungsregelbar gestaltet ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Umgebungsteil zwei luftdurchströmbare Lagen aufweist, die gegeneinander axial und/oder tangential verscherbar gelagert sind.
7. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Umgebungsteil eine Vielzahl nicht-radialer Kanäle aufweist.
8. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Umgebungsteil zylindermantelförmig ist.
9. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Umgebungsteil vieleckmantelförmig ist.
10. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Umgebungsteil kegelstumpfmantelförmig ist.
1 1. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Umgebungsteil segmentiert ist, sodass das Umgebungsteil offenbar und um das Triebwerk schließbar ist.
12. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Antrieb zum Bewegen eines Umgebungsteils in Höhen- und/oder Längsrichtung vorgesehen ist.
13. Vorrichtung zur Stabilisierung der Triebwerks-Einlaufströmung bei Triebwerks- Standläufen und/oder zur Reduzierung von Strömungsablösungen und Druckschwankungen im Triebwerkseintritt bei Standläufen, wobei die Vorrichtung ein Unterhälften-Umgebungsteil für das Triebwerk aufweisen kann, insbesondere Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein formgebender Träger eine Überdruckfluidkammer aufweist.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger aus der Überdruckfluidkammer besteht.
15. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger einen metallenen oder fasermaterialenen Stab aufweist, der von der Überdruckfluid- kammer ummantelt ist.
16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass ein Umgebungsteil ein Textil aufweist, insbesondere ein Gewebe, Gelege, Gestrick, Gewirk oder Vlies.
17. Vorrichtung zum Unterstützen von Standläufen von Triebwerken für Flugzeuge, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung eine Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16 zum Unterstützen der Standläufe aufweist, und zwar zur Stabilisierung der Triebwerks-Ein- laufströmung bei den Triebwerks-Standläufen und/oder zur Reduzierung von Strömungsablösungen und Druckschwankungen im Triebwerkseintritt bei den Standläufen.
18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Bodenkammer für die Vorrichtung aufweist, mit einem Antrieb zum Absenken der Vorrichtung in die Bodenkammer und zum Ausheben der Vorrichtung aus der Bodenkammer heraus.
19. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Bodenkammer eine überrollbare Abdeckung aufweist.
20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass ein Translationsantrieb für ein Umgebungsteil vorgesehen ist.
21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass ein Schwenkantrieb für ein Umgebungsteil vorgesehen ist.
22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass ein Schienenantrieb für ein Umgebungsteil vorgesehen ist.
23. Verwendung einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16 zum Anordnen um einen Einlauf eines Triebwerks zum Stabilisieren einer Triebwerks-Ein- laufströmung in das Triebwerk bei Triebwerks-Standläufen und/oder zum Reduzieren von Strömungsablösungen und Druckschwankungen in einem Triebwerkseintritt bei Standläufen.
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