-
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Turbojettriebwerk mit einem Fan und einem in Anströmungsrichtung des Fans hinter dem Fan angeordneten Kerntriebwerk, das eine Verdichtervorrichtung, eine Brennkammer und eine Turbinenvorrichtung aufweist, wobei der Fan und die Turbinenvorrichtung sowie die Verdichtervorrichtung und die Turbinenvorrichtung jeweils eine gemeinsame Drehmomentübertragungsvorrichtung aufweisen, die von der Turbinenvorrichtung antreibbar ist, und wobei die Verdichtervorrichtung, die Brennkammer und die Turbinenvorrichtung einen primären Strömungsweg für eine Primärströmung bilden.
-
Derartige Turbinenvorrichtungen sind hinlänglich bekannt und werden beispielsweise in der Luftfahrt verwendet. Unmittelbar hinter der Nabe des Fans befindet sich dabei die Ansaugung des Kerntriebwerks. Die Luft wird über mehrere Verdichtungsstufen der Verdichtervorrichtung verdichtet, bevor die verdichtete Luft in die Brennkammer eingeleitet wird. In der Brennkammer wird Treibstoff zugeführt und mittels der verdichteten Luft verbrannt. Die aus der Brennkammer ausströmenden Abgase treiben eine Turbinenvorrichtung an, bevor diese durch eine Düse das Triebwerk verlassen. Der Fan und die Turbinenvorrichtung sowie die Verdichtervorrichtung und Turbinenvorrichtung sind jeweils auf einer gemeinsamen Welle angeordnet. Die Welle der Verdichtervorrichtung wird von einer ersten Stufe der Turbinenvorrichtung und die Welle des Fans von einer zweiten Stufe der Turbinenvorrichtung angetrieben.
-
Zur Wirkungsgradverbesserung von Turbojettriebwerken sind Konzepte entwickelt worden, die eine Zwischenkühlung der Verdichterluft sowie eine Vorwärmung der Verbrennungsluft vor der Brennkammer vorsehen. Hierfür sind Wärmeübertrager vorgesehen, die von der äußeren Umströmung des Triebwerks im Falle der Zwischenkühlung und von den Abgasen der Brennkammer bei dem sogenannten "Rekuperator" zur Vorwärmung der Verbrennungsluft betrieben werden. Bei der Verwirklichung derartiger Konzepte sind jedoch teilweise aufwändige Strömungsführungen notwendig, um Zwischenkühler und Rekuperator in den primären Strömungsweg zu integrieren. Starke Umlenkungen von Strömungen führen bei derartigen Triebwerkskonzepten zu Druckverlusten. Ferner führen die für die Strömungsführung notwendigen Leitungen zu einem hohen Gewicht.
-
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Turbojettriebwerk der eingangs genannten Art bereitzustellen, bei dem eine Zwischenkühlung und/oder Rekuperation mit geringem Druckverlust und möglichst geringem Gewicht verwirklichbar ist.
-
Die Erfindung ist definiert durch die Merkmale des Anspruchs 1.
-
Das erfindungsgemäße Turbojettriebwerk weist einen Fan und ein in Anströmungsrichtung des Fans hinters dem Fan angeordnetes Kerntriebwerk auf. Das Kerntriebwerk weist eine Verdichtervorrichtung, eine Brennkammer und eine Turbinenvorrichtung auf, wobei der Fan und die Turbinenvorrichtung sowie die Verdichtervorrichtung und die Turbinenvorrichtung jeweils eine gemeinsame Drehmomentübertragungsvorrichtung aufweisen, die von der Turbinenvorrichtung antreibbar ist. Die Verdichtervorrichtung, die Brennkammer und die Turbinenvorrichtung bilden einen primären Strömungsweg für eine Primärströmung. Mit anderen Worten: Die Primärströmung durchströmt entlang des primären Strömungswegs die Verdichtervorrichtung, die Brennkammer und anschließend die Turbinenvorrichtung.
-
Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Primärströmung den primären Strömungsweg in zu der Anströmungsrichtung des Fans entgegengesetzte Strömungsrichtung durchströmt und dass in dem primären Strömungsweg mindestens ein Gegenstromwärmeübertrager angeordnet ist, wobei über den Gegenstromwärmeübertrager die Primärströmung erwärmbar oder kühlbar ist.
-
Bei dem erfindungsgemäßen Turbojettriebwerk ist somit vorgesehen, dass im Gegensatz zu herkömmlichen Turbojettriebwerken die Primärströmung beim Durchströmen der Verdichtervorrichtung, der Brennkammer und der Turbinenvorrichtung entgegen der Anströmrichtung des Fans strömt. Mit anderen Worten: Im Vergleich zu herkömmlichen Turbojettriebwerken ist das Kerntriebwerk umgedreht angeordnet. Eine derartige Anordnung hat den Vorteil, dass der in dem primären Strömungsweg angeordnete Gegenstromwärmeübertrager ohne aufwändige Rohr- oder Leitungsführung auskommt und ein in Anströmungsrichtung des Fans strömendes Medium zum Betrieb des Gegenstromwärmeübertragers verwendet werden kann. Bei dem erfindungsgemäßen Turbojettriebwerk ist somit ein Gegenstromwärmeübertrager auf konstruktiv einfache Art und Weise als Zwischenkühler oder Rekuperator einsetzbar.
-
Durch die umgedrehte Anordnung des Kerntriebwerks in Vergleich zu herkömmlichen Triebwerken sitzt die Turbinenvorrichtung in unmittelbarer Nähe zu dem Fan. Der den Fan antreibende Teil der Turbine, die sogenannte Fanturbine, die beispielsweise durch eine Niederdruckstufe der Turbinenvorrichtung ausgebildet sein kann, wird über die Drehmomentübertragungsvorrichtung des Fans, beispielsweise die Fanwelle, mit dem Fan, beispielsweise mittels einer der Nabe des Fans, verbunden. Aufgrund der unmittelbaren Nachbarschaft von Turbinenvorrichtung und Fan kann somit die Fanwelle besonders kurz und somit gewichtssparend ausgebildet sein.
-
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Verdichtervorrichtung mindestens zwei Verdichterstufen aufweist, wobei ein erster Gegenstromwärmeübertrager zwischen den mindestens zwei Verdichterstufen angeordnet ist und wobei die Primärströmung in dem ersten Gegenstromwärmeübertrager mittels einer Sekundärströmung kühlbar ist. Der erste Gegenstromwärmeübertrager wird somit als Zwischenkühler verwendet. Die Sekundärströmung kann beispielsweise aus der den Fan passierenden Hauptströmung abzweigbar sein. Da die Hauptströmung, die den Fan passiert, in Anströmungsrichtung des Fans strömt, weist die von der Hauptströmung abgezweigte Sekundärströmung somit ebenfalls die Anströmungsrichtung oder im Wesentlichen die Anströmungsrichtung auf. "Im Wesentlichen die Anströmungsrichtung aufweisen" bedeutet im Rahmen der Erfindung, dass bei einer vektoriellen Zerlegung der Strömungsrichtung einer Strömung der größte Richtungsvektor in Richtung der Anströmung zeigt. Da die Sekundärströmung in Anströmungsrichtung des Fans oder im Wesentlichen in die Anströmungsrichtung des Fans strömt, strömt die Sekundärströmung somit in entgegengesetzter Strömungsrichtung zu der Primärströmung. Dadurch kann der Gegenstromwärmeübertrager in besonders vorteilhafter Weise mit der Sekundärströmung betrieben werden, da ein "natürlicher Gegenstrom" vorliegt. Aufwändige Strömungsleitungen oder Umkehrungen sind somit im Bereich des Gegenstromwärmeübertragers nicht notwendig.
-
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass eine Zuleitung zu dem ersten Gegenstromwärmeübertrager eine Eintrittsöffnung aufweist, die in Anströmungsrichtung des Fans vor dem ersten Gegenstromwärmeübertrager angeordnet ist, wobei die Eintrittsöffnung gegenüber einem das Kerntriebwerk umgebenden Gehäuse in radialer Richtung vorsteht. Dadurch kann die Sekundärströmung in vorteilhafter Weise von der das Gehäuse des Kerntriebwerks umströmenden Hauptströmung abgezweigt werden und die Sekundärströmung kann frei in die Zuleitung eintreten.
-
Selbstverständlich können auch mehrere Zuleitungen zu dem ersten Gegenstromwärmeübertrager vorgesehen sein, die gleichmäßig um den Umfang des Kerntriebwerks angeordnet sind und entsprechende vorstehende Eintrittsöffnungen aufweisen.
-
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Turbojettriebwerks ist vorgesehen, dass ein zweiter Gegenstromwärmeübertrager im primären Strömungsweg vor der Brennkammer angeordnet ist und dass die Turbinenvorrichtung einen Turbinenaustritt hat, in dem eine Abgasströmung der Turbinenvorrichtung umgelenkt und in Anströmungsrichtung des Fans rückgeführt wird, wobei die Primärströmung in dem zweiten Gegenstromwärmeübertrager mittels der rückgeführten Abgasströmung erwärmbar ist. Vorzugsweise wird dabei die Abgasströmung bei der Rückführung in radialer Richtung nach außen geführt. Durch eine derartige Strömungsleitung ist auch bei dem zweiten Gegenstromwärmeübertrager gewährleistet, dass ohne aufwändige Strömungsführung innerhalb des Gegenstromwärmeübertragers eine Gegenstromwärmeübertragung ermöglicht wird. Nach Verlassen der Turbinenvorrichtung ist es vorteilhaft, die Abgasströmung zum Verlassen des Turbojettriebwerks in die Anströmungsrichtung des Fans zu lenken um diese an dem rückwertigen Ende des Turbojettriebwerks auszustoßen. Durch eine gezielte Umlenkung mittels des Turbinenaustritts kann die Abgasströmung somit in vorteilhafter Weise zu dem zweiten Gegenstromwärmeübertrager geführt werden und wird eine Vorwärmung der verdichteten Verbrennungsluft bewirken. Der zweite Gegenstromwärmeübertrager wirkt somit als Rekuperator.
-
Dabei kann vorgesehen sein, dass der zweite Gegenstromwärmeübertrager einen Bypass aufweist, wobei mittels einer Regulierungsvorrichtung die in dem zweiten Gegenstromwärmeübertrager strömende Abgasströmung regulierbar ist. Die übrige Abgasströmung wird somit durch den Bypass gelenkt. Auf diese Weise ist das Kerntriebwerk beispielsweise bei Anfahrvorgängen in vorteilhafter Weise regelbar. Auch kann bei einer Verstopfung des Rekuperators sichergestellt werden, dass die Abgasströmung aus dem Kerntriebwerk herausgeführt wird.
-
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die die Verdichtervorrichtung und die Turbinenvorrichtung verbindende Drehmomentübertragungsvorrichtung als erster Hohlwellenstrang ausgebildet ist, wobei der erste Hohlwellenstrang eine Zuleitung zu der Verdichtervorrichtung bildet. Mit anderen Worten: Die Ansaugung des Kerntriebwerks erfolgt über eine durch den ersten Hohlwellenstrang gebildete Zuleitung. Die Verbrennungsluft wird somit im Bereich des Fans angesaugt und durch die von dem ersten Hohlwellenstrang gebildete Zuleitung zu dem Eintritt der Verdichtervorrichtung geleitet. Verdichtervorrichtung, Brennkammer und Turbinenvorrichtung sind am Umfang des ersten Hohlwellenstrangs ausgebildet. Die Zuleitung der angesaugten Luft durch den ersten Hohlwellenstrang bewirkt ferner, dass der erste Hohlwellenstrang automatisch gekühlt wird und somit die Drehmomentübertragungsvorrichtung nicht separat, beispielsweise durch Kühlluft aus der Verdichtervorrichtung gekühlt werden muss. Ferner ermöglicht eine derartige Anordnung eine sehr kompakte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Turbojettriebwerks. Der erste Hohlwellenstrang kann beispielsweise aus zwei Hohlwellenteilen bestehen, einer sogenannten Hochdruckhohlwelle und einer Niederdruckhohlwelle. Die Hochdruckhohlwelle verbindet dabei eine Stufe der Verdichtervorrichtung, beispielsweise die Hochdruckverdichterstufe, mit einer Stufe der Turbinenvorrichtung, beispielsweise die Hochdruckturbinenstufe, und die Niederdruckhohlwelle verbindet eine weitere Stufe der Verdichtervorrichtung, beispielsweise die Niederdruckverdichterstufe, mit einer weiteren Stufe der Turbinenvorrichtung, beispielsweise die Mitteldruckturbinenstufe. Die Hochdruckhohlwelle kann beispielsweise auf dem Umfang der Niederdruckhohlwelle gelagert sein, wobei diese die Niederdruckhohlwelle durchdringt.
-
Für die Zuleitung zu der Verdichtervorrichtung muss die durch den ersten Hohlwellenstrang zugeleitete Verbrennungsluft bei dieser Ausführungsform der Erfindung lediglich einmalig umgelenkt werden, um in den primären Strömungsweg zu gelangen. Der konstruktive Aufwand wird somit relativ gering gehalten. Die Umlenkung kann beispielsweise durch eine Strömungsumlenkeinrichtung gebildet sein, die die von dem ersten Hohlwellenstrang gebildete Zuleitung und einen Eintritt der Verdichtervorrichtung verbindet. Dabei kann vorgesehen sein, dass die Strömungsumlenkeinrichtung eine Strömungsregulierungseinrichtung zur Regulierung des in den Eintritt der Verdichtervorrichtung eintretenden Massenstroms aufweist. Dieser Massenstrom bildet die Primärströmung. Somit kann mittels der Strömungsumlenkeinrichtung auf einfache Art und Weise eine Regulierung des Massenstroms der Primärströmung erfolgen. Über die Zuleitung zu der Verdichtervorrichtung durch den ersten Hohlwellenstrang kann ferner die Verbrennungsluft in vorteilhafter Weise aus der Hauptströmung abgezweigt werden.
-
Dabei kann vorgesehen sein, dass der Fan eine Nabe aufweist, über die der Fan mit der ersten Hohlwelle verbunden ist, wobei die Nabe als Hohlnabe ausgebildet ist, die einen Strömungseintritt für die von dem ersten Hohlwellenstrang gebildete Zuleitung bildet. Mit anderen Worten: Die Verbrennungsluft strömt in das Turbojettriebwerk in einen mittig in dem Fan gebildeten Strömungseintritt ein. Eine derartige Hohlnabe kann besonders kompakt ausgebildet sein.
-
Bei der Ausbildung der Nabe des Fans als Hohlnabe ist die den Fan und die Turbinenvorrichtung verbindende Drehmomentübertragungsvorrichtung als zweite Hohlwelle ausgebildet. Die zweite Hohlwelle kann beispielsweise einteilig mit der Hohlnabe ausgebildet sein.
-
Erfindungsgemäß kann auch vorgesehen sein, dass der Fan eine Nabe aufweist, über die der Fan mit der den Fan und die Turbinenvorrichtung verbindenden Drehmomentübertragungsvorrichtung verbunden ist, wobei ein Strömungseintritt für die von dem ersten Hohlwellenstrang gebildeten Zuleitung in Anströmungsrichtung des Fans hinter der Nabe ausgebildet ist und wobei eine Strömungseintrittsöffnung gegenüber einem das Kerntriebwerk umgebenden Gehäuse in radialer Richtung vorsteht. Mit anderen Worten: Die durch den ersten Hohlwellenstrang gebildete Zuleitung für die Verbrennungsluft zu dem Kerntriebwerk kann am Umfang des Gehäuses des Kerntriebwerks unmittelbar hinter dem Fan angesaugt werden. Die den Fan mit der Turbinenvorrichtung verbindende Drehmomentübertragungsvorrichtung kann als Vollwelle ausgebildet sein, die auf eine einfache Art und Weise lagerbar ist.
-
Das erfindungsgemäße Turbojettriebwerk hat den besonderen Vorteil, dass eine Gewichtsreduzierung durch die Verkürzung der Fanwelle erzeugt werden kann und durch die umgedrehte Anordnung des Kerntriebwerks eine natürliche Gegenströmung in dem ersten bzw. dem zweiten Gegenstromwärmeübertrager erzeugt werden kann. Bei einer Ansaugung der Verbrennungsluft durch eine als Hohlwelle ausgebildete Drehmomentübertragungsvorrichtung wird diese automatisch gekühlt, so dass auf zusätzliche Kühlungsvorrichtungen für die Welle verzichtet werden kann.
-
Der Verdichtermassenstrom kann über die Strömungsregulierungseinrichtung in der Strömungsumlenkeinrichtung auf einfache Art und Weise geregelt werden, was gegenüber der herkömmlichen, auf Leitschaufelverstellung beruhenden Verdichtermassenstromregelung deutliche Vorteile hat.
-
Das erfindungsgemäße Turbojettriebwerk kann in besonders vorteilhafter Weise an Luftfahrtzeugen eingesetzt werden und bietet eine höhere Effizienz als herkömmliche Triebwerke, da bei geringem Druckverlust wirkungsvolle Zwischenkühler und Rekuperatoren verwirklichbar sind.
-
Im Folgenden wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die nachfolgenden Figuren näher erläutert. Es zeigen:
-
1 ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Turbojettriebwerks mit einem Fan mit Hohlnabe und
-
2 ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Turbojettriebwerks mit einem Fan mit herkömmlicher Nabe.
-
In 1 is ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Turbojettriebwerks schematisch im Schnitt dargestellt.
-
Das Turbojettriebwerk 1 weist einen Fan 3 und einen in Anströmungsrichtung des Fans 3 hinter dem Fan 3 angeordnetes Kerntriebwerk 5 auf. Die Anströmungsrichtung des Fans 3 ist in der 1 durch einen entsprechenden Pfeil gekennzeichnet.
-
Das Kerntriebwerk 5 weist an der Verdichtervorrichtung 7, eine Brennkammer 9 und eine Turbinenvorrichtung 11 auf. Die Verdichtervorrichtung 7, die Brennkammer 9 und die Turbinenvorrichtung 11 bilden einen primären Strömungsweg für eine Primärströmung. Bei dem Durchströmen des primären Strömungswegs passiert die Primärströmung zunächst die Verdichtungsvorrichtung 7 und wird in dieser verdichtet. Anschließend gelangt die Primärströmung in die Brennkammer 9, in der eine Verbrennung stattfindet. Die bei der Verbrennung entstehenden Abgase werden durch die Turbinenvorrichtung 11 geleitet.
-
Bei dem erfindungsgemäßen Turbojettriebwerk 1 durchströmt die Primärströmung den primären Strömungsweg in zu der Anströmungsrichtung des Fans 3 entgegengesetzter Strömungsrichtung. Mit anderen Worten: Gegenüber herkömmlichen Turbojettriebwerken ist bei dem erfindungsgemäßen Turbojettriebwerk 1 das Kerntriebwerk 5 umgedreht angeordnet.
-
Die Verdichtungsvorrichtung 7 besteht aus einer ersten Verdichtungsstufe 7a, die als Niederdruckverdichtungsstufe ausgebildet ist und einer zweiten Verdichtungsstufe 7b, die als Hochdruckverdichtungsstufe ausgebildet ist. Die Turbinenvorrichtung 11 besteht aus einem Hochdruckturbinenteil 11a, einem Mitteldruckturbinenteil 11b und einem Niederdruckturbinenteil 11c. Die Turbinenvorrichtung 11 und der Fan 3 weisen eine gemeinsame Drehmomentübertragungsvorrichtung 13a auf und die Verdichtervorrichtung 7 und die Turbinenvorrichtung 11 eine weitere gemeinsame Drehmomentübertragungsvorrichtung 13b.
-
Die Drehmomentübertragungsvorrichtung 13b der Verdichtervorrichtung 7 und der Turbinenvorrichtung 11 ist als erster Hohlwellenstrang ausgebildet und bildet eine Zuleitung 15 zu der Verdichtervorrichtung 7. Der erste Hohlwellenstrang kann aus zwei Hohlwellenteilen bestehen, einer Hochdruckhohlwelle 17a und einer Niederdruckhohlwelle 17b. Die Hochdruckhohlwelle 17a verbindet die zweite Verdichterstufe 7b der Verdichtervorrichtung 7 mit der Hochdruckstufe 11a der Turbinenvorrichtung 11. Die Niederdruckhohlwelle 17b verbindet die erste Verdichterstufe 7a der Verdichtervorrichtung 7 mit der Mitteldruckstufe 11b der Turbinenvorrichtung 11. Die Hochdruckhohlwelle 17a ist dabei auf dem Umfang der Niederdruckhohlwelle 17b mittels einer Lagervorrichtung 19 gelagert.
-
Der Fan 3 weist eine Nabe 3a, über die der Fan 3 mit der Drehmomentübertragungsvorrichtung 13a verbunden ist. Die Drehmomentübertragungsvorrichtung 13a ist mit der sogenannten Fanturbine der Turbinenvorrichtung 11 verbunden, die durch die Niederdruckstufe 11c gebildet ist.
-
Die Nabe 3a ist als Hohlnabe ausgebildet und geht in die Drehmomentübertragungsvorrichtung 11a über, die als zweite Hohlwelle ausgebildet ist. Die als Hohlnabe ausgebildete Nabe 3a bildet einen Strömungseintritt 15a, durch den ein Teil der Hauptströmung in die Zuleitung 15 dringen kann.
-
Das Kerntriebwerk 5 weist ein Gehäuse 21 auf, das die Verdichtervorrichtung 7, die Brennkammer 9 und die Turbinenvorrichtung 11 umgibt. An einem Flansch ist die Drehmomentübertragungsvorrichtung 13a über entsprechende Lager 19 gelagert. Die Verdichtervorrichtung 7, die Brennkammer 9 und die Turbinenvorrichtung 11 sind an dem äußeren Umfang des ersten Hohlwellenstrangs und der zweiten Hohlwelle angeordnet und werden zwischen dem Gehäuse 21 und dem ersten Hohlwellenstrang und der zweiten Hohlwelle ausgebildet.
-
Zwischen der ersten Verdichterstufe 7a und der zweiten Verdichterstufe 7b ist ein erster Gegenstromwärmeübertrager 23 angeordnet. Der erste Gegenstromwärmeübertrager 23 dient zur Zwischenkühlung der in der ersten Verdichterstufe 7a verdichteten Verbrennungsluft. Der erste Gegenstromwärmeübertrager 23 weist eine Zuleitung 23a auf, durch die eine Sekundärströmung zum Betrieb des ersten Gegenstromwärmeübertragers 23 strömen kann. Die Sekundärströmung wird aus einer den Fan passierenden und das Kerntriebwerk 5 umströmenden Hauptströmung abgezweigt. Dazu weist die Zuleitung 23a eine Eintrittsöffnung 23b auf, die in Anströmrichtung des Fans vor dem ersten Gegenstromwärmeübertrager 23 angeordnet ist und gegenüber dem das Kerntriebwerk umgebenden Gehäuse 21 in radialer Richtung vorsteht. Dadurch kann die Sekundärströmung frei in die Zuleitung 23a einströmen. Der erste Gegenstromwärmeübertrager 23 kann mehrere Zuleitungen 23a aufweisen, die um den Umfang des Kerntriebwerks 5 verteilt angeordnet sind. Mittels des ersten Gegenstromwärmeübertragers 23 kann somit in besonders vorteilhafter Weise eine Kühlung der Primärströmung erfolgen, wobei der erste Gegenstromwärmeübertrager in einem natürlichen Gegenstrom betrieben werden kann.
-
Zwischen der Verdichtervorrichtung 7 und der Brennkammer 9 ist ein zweiter Gegenstromwärmeübertrager 25 angeordnet, über den die in der Verdichtervorrichtung 7 verdichtete Primärströmung vor Eintritt in die Brennkammer 9 vorgewärmt werden kann. Der zweite Gegenstromwärmeübertrager dient somit als Rekuperator. Die aus der Turbinenvorrichtung 11 austretende Abgasströmung wird mittels des Turbinenaustritts 11d zunächst nach außen hin abgelenkt und dann rückgeführt. Die rückgeführte Abgasströmung strömt somit in Anströmung Richtung des Fans. Mittels der rückgeführten Abgasströmung wird der zweite Gegenstromwärmeübertrager betrieben, um die Primärströmung zu erwärmen. Auch die Ausgestaltung des zweiten Gegenstromwärmeübertragers 25 ist derart gewählt, dass die den Gegenstromwärmeübertrager 25 betreibende Strömung ohne zusätzliche komplizierte Strömungsführungen in entgegengesetzter Richtung zu der Primärströmung strömt.
-
Der zweite Gegenstromwärmeübertrager 25 weist ferner einen Bypass 27 auf sowie eine Regulierungsvorrichtung 27a. Mittels der Regulierungsvorrichtung 27a kann reguliert werden, welcher Massenstrom an Abgasströmung in den zweiten Gegenstromwärmeübertrager 25 eintritt. Die übrige Abgasströmung wird entlang des Bypass 27 geführt. Somit ist beispielsweise beim Anfahren des erfindungsgemäßen Turbojettriebwerks die Vorwärmung der verdichteten Verbrennungsluft regulierbar. Auch im Falle eines Verstopfens des zweiten Gegenstromwärmeübertragers kann sichergestellt werden, dass die Abgasströmung abgeführt werden kann. Die Regulierungsvorrichtung 27a kann beispielsweise durch Klappen gebildet sein.
-
Die Abgasströmung und die den ersten Gegenstromwärmeübertrager 23 betreibende Sekundärströmung werden zum Ende des Turbojettriebwerks geleitet und dort ausgestoßen.
-
Über die Hohlnabe 3a und die zweite Hohlwelle kann ein Teil der Hauptströmung abgezweigt werden und in die Zuleitung 15 zu der Verdichtervorrichtung 7 geleitet werden. Diese Strömung wird zur Primärströmung und stellt die Verbrennungsluft für die Brennkammer 9 dar. Über eine Strömungsumlenkeinrichtung 29 gelangt die Strömung von der Zuleitung 15 zu einem Eintritt 7c der Verdichtervorrichtung 7. Die Strömungsumlenkeinrichtung 29 weist eine Strömungsregulierungseinrichtung 29a auf, die zur Regulierung des in den Eintritt 7c der Verdichtervorrichtung 7 eintretenden Massenstroms dient. Somit lässt sich auf einfache Art und Weise regulieren, welcher Massenstrom in die Verdichtungsvorrichtung 7 eintritt und somit die Verbrennungsluft bildet. Die Strömungsumlenkeinrichtung 29a kann beispielsweise als Klappen ausgebildet sein. Ferner ist ein zentraler Austritt 31 am hinteren Ende des Turbojettriebwerks ausgebildet, durch den die durch Zuleitung 15 strömende Luft je nach Stellung der Strömungsumlenkeinrichtung 29 teilweise oder ganz entweichen kann.
-
In 2 ist ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Turbojettriebwerks schematisch im Schnitt dargestellt. Das Turbojettriebwerk 1 der 2 weist, genauso wie das in 1 dargestellte erfindungsgemäße Turbojettriebwerk einen Fan 3 und einen in Anströmungsrichtung des Fans 3 hinter dem Fan angeordnetes Kerntriebwerk 5 auf. Das Kerntriebwerk 5 weist im Wesentlichen den gleichen Aufbau wie das in 1 dargestellte Kerntriebwerk 5 auf, so dass diesbezüglich auf die Beschreibung des Kerntriebwerks 5 in 1 verwiesen wird.
-
Das in 2 dargestellte Turbojettriebwerk 1 unterscheidet sich von dem in 1 dargestellten Turbojettriebwerk 1 in der Ausbildung der Nabe 3a des Fans 3. Bei dem in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Nabe 3 als herkömmliche Nabe ausgebildet und die den Fan und die Turbinenvorrichtung 11 verbindende Drehmomentübertragungsvorrichtung 13a ist als Vollwelle ausgebildet.
-
Die Zuleitung 15, die in der als erster Hohlwellenstrang ausgebildeten Drehmomentübertragungsvorrichtung 13b gebildet ist, wird über einen Strömungseintritt 15a versorgt. Der Strömungseintritt 15a ist bei dem in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel unmittelbar hinter der Nabe 3a bzw. hinter dem Fan 3 ausgebildet. Der Strömungseintritt 15a steht gegenüber dem das Kerntriebwerk 5 umgebenden Gehäuse 21 in radialer Richtung über, so dass die den Fan 3 passierende Strömung durch den Strömungseintritt 15a eintreten kann. Es können mehrere um den Umfang verteilte Strömungseintritte 15a vorgesehen sein.
