DE102018124206A1

DE102018124206A1 - Untersetzungsgetriebe

Info

Publication number: DE102018124206A1
Application number: DE102018124206.9A
Authority: DE
Inventors: Christoph Klaus; Konstantinos Emmanouil
Original assignee: Rolls Royce Deutschland Ltd and Co KG
Current assignee: Rolls Royce Deutschland Ltd and Co KG
Priority date: 2018-10-01
Filing date: 2018-10-01
Publication date: 2020-04-02
Also published as: CN110966099A; US11515753B2; US20200106336A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Untersetzungsgetriebe (30), das aufweist: einen Eingang (28), der mit einer Eingangswelle (26) koppelbar ist, die eine eingehende Drehzahl aufweist; einen Ausgang (341, 342), der mit einer ausgehenden Drehzahl rotiert, die kleiner ist als die eingehende Drehzahl; und mindestens eine statisch angeordnete Komponente (70). Es ist vorgesehen, dass ein Stromgenerator in das Untersetzungsgetriebe (30) integriert ist, der einen Rotor (41, 46) und einen Stator (42, 47) umfasst, wobei der Rotor (41, 46) des Stromgenerators mit dem Ausgang (34) des Untersetzungsgetriebes gekoppelt ist und der Stator (42, 47) des Stromgenerators mit einer statisch angeordneten Komponente (70) des Untersetzungsgetriebe (30) gekoppelt ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Untersetzungsgetriebe gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und ein Gasturbinentriebwerk mit einem solchen Untersetzungsgetriebe.
Es ist bekannt, den Fan eines Gasturbinentriebwerks über ein Untersetzungsgetriebe mit einer Turbinenwelle zu koppeln. Ein solches Untersetzungsgetriebe ist beispielsweise als Planetengetriebe ausgebildet, wobei das Planetengetriebe einen Eingang von der Turbinenwelle empfängt und Antrieb für den Fan zum Antreiben des Fans mit einer niedrigeren Drehzahl als die Turbinenwelle abgibt. Das Planetengetriebe umfasst Planetenräder, die von einem Sonnenrad angetrieben werden und die in einem Hohlrad umlaufen. In den Planetenrädern ist jeweils ein Planetenstift angeordnet, der in Trägerplatten eines Planetenträgers befestigt ist. Der Planetenträger ist mit einem Antrieb für den Fan gekoppelt.
Es ist allgemein anzustreben, die zahlreichen komplexen Komponenten eines Gasturbinentriebwerks in effektiver Weise auszubilden und anzuordnen.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Untersetzungsgetriebe bereitzustellen, das in effektiver Weise aufgebaut und dabei für einen Einsatz in einem Gasturbinentriebwerk geeignet ist.
Diese Aufgabe wird durch ein Untersetzungsgetriebe mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Danach betrachtet die vorliegende Erfindung ein Untersetzungsgetriebe, das einen Eingang aufweist, der mit einer Eingangswelle gekoppelt ist, die eine eingehende Drehzahl aufweist, und einen Ausgang aufweist, der mit einer ausgehenden Drehzahl rotiert. Dabei ist die ausgehende Drehzahl kleiner als die eingehende Drehzahl. Des Weiteren umfasst das Untersetzungsgetriebe mindestens eine statisch angeordnete Komponente, die also nichtrotierend angeordnet ist.
Erfindungsgemäß ist ein Stromgenerator in das Untersetzungsgetriebe integriert. Ein Stromgenerator umfasst naturgemäß einen Rotor und einen Stator. Es ist vorgesehen, dass der Rotor des Stromgenerators mit dem Ausgang des Untersetzungsgetriebes und der Stator des Stromgenerators mit einer statisch angeordneten Komponente des Untersetzungsgetriebes gekoppelt ist. Dass der Rotor des Stromgenerators mit dem Ausgang des Untersetzungsgetriebes gekoppelt ist, bedeutet dabei, dass der Rotor mit der gleichen Drehgeschwindigkeit rotiert wie der Ausgang des Untersetzungsgetriebes. Der Rotor ist hierzu mit einer Komponente des Ausgangs direkt oder über eine oder mehrere weitere Komponenten drehfest verbunden.
Als Eingang des Untersetzungsgetriebes wird dabei ein Getriebeelement verstanden, dass mit der Eingangswelle gekoppelt ist und mit der eingehenden Drehzahl dreht. Als Ausgang des Untersetzungsgetriebes wird ein Getriebeelement verstanden, das den Abtrieb des Untersetzungsgetriebes bildet und mit der ausgehenden Drehzahl dreht.
Die Erfindung beruht damit auf dem Gedanken, ein Untersetzungsgetriebe mit einer zusätzlichen Funktonalität dahingehend zu versehen, dass das Untersetzungsgetriebe zusätzlich als Stromgenerator wirkt und hierzu die rotierenden und statischen Komponenten eines Stromgenerators integriert. Der Rotor des Stromgenerators ist dabei mit dem Ausgang des Untersetzungsgetriebes verbunden bzw. gekoppelt und rotiert mit der ausgehenden Drehzahl.
Als Stromgenerators wird dabei jede Vorrichtung bezeichnet, die Bewegungsenergie mithilfe der elektromagnetischen Induktion in elektrische Energie umwandelt. Die vorliegende Erfindung ist grundsätzlich für jedwede Art und Bauweise eines Stromgenerators mit Rotor und Stator geeignet.
Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass der Ausgang des Untersetzungsgetriebes und der Rotor einerseits und die statisch angeordnete Komponente und der Stator andererseits derart angeordnet und zueinander positioniert sind, dass der Rotor und der Stator axial beabstandet sind. Dies stellt insofern einen ungewöhnlichen Aufbau dar, da Rotoren und Statoren eines Elektromotors typischerweise radial beabstandet sind. Eine axiale Beabstandung von Rotor und Stator ist mit dem Vorteil verbunden, dass ein geringerer Bauraum verglichen mit einer radialen Beabstandung erforderlich ist.
Es ist jedoch ebenso möglich, und dies stellt eine weitere Ausgestaltung der Erfindung dar, dass der Ausgang des Untersetzungsgetriebes und der Rotor einerseits und die statisch angeordnete Komponente und der Stator andererseits derart angeordnet und zueinander positioniert sind, dass der Rotor und der Stator radial beabstandet sind. Dabei ist weiter vorgesehen, dass der Stator radial außerhalb zum Rotor angeordnet ist, also der Rotor sich innerhalb des Stators dreht.
Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Rotor des Stromgenerators eine Mehrzahl von Magneten und der Stator des Stromgenerators eine Mehrzahl von Induktionsspulen aufweist. Der Rotor ist dabei beispielsweise ringförmig ausgebildet. Dabei sieht eine Ausführungsvariante vor, dass die Magnete durch Permanentmagnete gebildet sind, die mit dem rotierenden Ausgang des Untersetzungsgetriebes verbunden sind. Hierdurch wird eine einfache Ausgestaltung bereitgestellt und die Notwendigkeit einer Stromversorgung der Magnete vermieden.
Grundsätzlich ist es ebenfalls möglich, dass die Induktionsspulen im Rotor und die Magnete im Stator ausgebildet sind. Für diesen Fall erfolgt eine Stromabnahme am Rotor.
Eine weitere Ausgestaltung sieht vor, dass der Rotor des Stromgenerators gegenüber der angrenzenden Komponente des Untersetzungsgetriebes über ein magnetisches Abschirmelement abgeschirmt ist. Das magnetische Abschirmelement wird beispielsweise durch eine keramische Platte gebildet. Hierdurch wird eine Magnetisierung der kraftübertragenen Komponenten des Untersetzungsgetriebes verhindert. Eine solche Magnetisierung ist zu verhindern, dass sie die Gefahr in sich trägt, dass ferromagnetische Partikel sich auf der Oberfläche der kraftübertragenen Komponenten anlagern und deren Verschleiß erhöhen.
Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die statisch angeordnete Komponente des Untersetzungsgetriebes, mit der der Stator verbunden ist, durch eine statisch angeordnete Wandstruktur gebildet ist, die das Untersetzungsgetriebe radial außen zumindest teilweise umgibt. Bei einer solchen Wandstruktur handelt es sich beispielsweise um das Gehäuse oder um einen Gehäuseabschnitt des Untersetzungsgetriebes. Der Stator des Stromgenerators ist dabei an der Innenwand des Gehäuses des Untersetzungsgetriebes angeordnet. Dies erlaubt eine große Gestaltungsfreiheit im Hinblick auf die exakte Anordnung des Stators.
In alternativen Ausgestaltungen ist vorgesehen, dass die statisch angeordnete Komponente des Untersetzungsgetriebes, mit der der Stator verbunden ist, durch ein statisch angeordnetes Getriebeelement des Untersetzungsgetriebes gebildet ist. Ein solches statisch angeordnetes Getriebeelement ist beispielsweise das Hohlrad eines als Planetengetriebe ausgebildeten Untersetzungsgetriebes.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass das Untersetzungsgetriebe als Planetengetriebe ausgebildet ist. Dementsprechend weist es ein Sonnenrad auf, das um eine Drehachse des Planetengetriebes rotiert und von einer Sonnenwelle angetrieben wird. Das Sonnenrad stellt dabei den Eingang des Planetengetriebes dar. Das Planetengetriebe weist des Weiteren eine Mehrzahl von Planetenrädern, die von dem Sonnenrad angetrieben werden, und ein Hohlrad auf, mit dem die Mehrzahl von Planetenrädern in Eingriff steht. Weiter sind ein Planetenträger, der die Planetenräder miteinander gekoppelt, und ein statisch angeordnetes Planetengetriebegehäuse vorgesehen, das das Planetengetriebe radial außen umgibt.
Dabei sind zwei Ausführungsvarianten möglich. Gemäß der einen Ausführungsvariante kreisen die Planetenräder synchron um das Sonnenrad und ist das Hohlrad statisch angeordnet. Für diesen Fall bildet der Planetenträger oder eine mit diesem gekoppelte Struktur den Ausgang des Planetengetriebes. Gemäß der anderen Ausführungsvariante sind die Planetenräder statisch ausgebildet und das Hohlrad kreist um das Sonnenrad. Für diesen Fall bildet das Hohlrad oder eine mit diesem gekoppelte Struktur den Ausgang des Planetengetriebes.
Dabei sieht eine Ausführungsvariante vor, dass die statisch angeordnete Komponente, mit der der Stator des Stromgenerators gekoppelt ist, das Planetengetriebegehäuse ist.
Das Planetengetriebe ist in einer Ausgestaltung derart ausgebildet, dass die Planetenräder synchron um das Sonnenrad kreisen (orbitieren) und das Hohlrad statisch angeordnet ist. Es ist eine Mehrzahl von Planetenstiften vorgesehen, wobei jeweils ein Planetenstift in einem Planetenrad angeordnet ist. Der Planetenträger weist eine axial vordere Trägerplatte und eine axial hintere Trägerplatte auf, wobei die Planetenstifte in Öffnungen der axial vorderen Trägerplatte und der axial hinteren Trägerplatte angeordnet und mit den Trägerplatten verbunden sind. Dabei ist der Rotor des Stromgenerators mit der axial hinteren Trägerplatte verbunden.
Dabei kann der Stator des Stromgenerators axial beabstandet zum Rotor oder radial beabstandet zum Rotor am Planetengetriebegehäuse befestigt sein.
Die Anordnung des Rotors des Stromgenerators an einer Trägerplatte des Planetengetriebes und die Anordnung des Stators des Stromgenerators am Gehäuse des Planetengetriebes stellen eine besonders kompakte und gleichzeitig einfache Ausgestaltung der Erfindung bereit. Die Ausgestaltung ist insofern einfach, als zur Realisierung des Stromgenerators keine zusätzlichen Komponenten des Planetengetriebes bereitgestellt werden brauchen. Rotor und Stator des Stromgenerators können an bereits vorhandenen Komponenten des Planetengetriebes angeordnet werden.
Es wird darauf hingewiesen, dass der Rotor nicht unmittelbar an der axial hinteren Trägerplatte befestigt sein muss. Die Verbindung kann über ein oder mehrere Halteelemente wie beispielsweise eine Halteplatte erfolgen, die an ihrem einen Ende mit der Trägerplatte befestigt ist und die den Rotor bzw. die Permanentmagnete hält.
Eine weitere Ausgestaltung sieht vor, dass das bereits erwähnte magnetische Abschirmelement zwischen der axial hinteren Trägerplatte und dem Rotor angeordnet ist, wobei der Rotor axial zur Trägerplatte beabstandet ist, wobei es sich bei dem Abschirmelement beispielsweise um einen Ring oder eine Platte handelt, der sich in radialer Richtung erstreckt und dessen Dicke dem axialen Abstand zwischen der axial hinteren Trägerplatte und dem Rotor bzw. den Permanentmagneten des Rotors entspricht.
Der Rotor weist n Magnete auf, n ≥ 2, die in äquidistantem Abstand entlang des Umfangs der axial hinteren Trägerplatte angeordnet sind, wobei eine entsprechende oder abweichende Anzahl von Induktionsspulen ebenfalls in äquidistantem Abstand am Planetengetriebegehäuse angeordnet ist.
Die Erfindung betrifft in einem weiteren Erfindungsaspekt ein Gasturbinentriebwerk für ein Luftfahrzeug, das einen Triebwerkskern, einen Fan und ein erfindungsgemäßes Untersetzungsgetriebe aufweist. Durch die Integration des Stromgenerators in das Untersetzungsgetriebe kann auf einen gesonderten Stromgenerators verzichtet werden. Hierdurch wird der Integrationsgrad innerhalb des Gasturbinentriebwerks erhöht und Gewicht eingespart. Auch kann die Triebwerksgondel schmaler ausgebildet werden, da es nicht mehr erforderlich ist, einen gesonderten Stromgenerator am Hilfsgeräteträger anzuordnen, wie es im Stand der Technik üblich ist.
Eine Ausgestaltung des Gasturbinentriebwerks sieht vor, dass für den Rotor Permanentmagnete eingesetzt werden, deren magnetische Eigenschaften bis zu einer Temperatur von mindestens 150 °C existent sind. Beispielsweise werden Samarium-Kobalt-Magnete (SmCo-Magnete) eingesetzt, die eine hohe magnetische Energiedichte aufweisen und auch bei hohen Anwendungstemperaturen eingesetzt werden können. Der Vorteil der Verwendung solcher Permanentmagnet besteht darin, dass sie aufgrund ihrer Temperatureigenschaften nicht gekühlt werden brauchen. So liegt die Temperatur in der Getriebekammer des Untersetzungsgetriebes typischerweise maximal im Bereich zwischen 110 °C und 130 °C. Der mit dem Getriebegehäuse verbundene Stator kann über die Kühlung des Getriebegehäuses mit gekühlt werden.
Eine weitere Ausgestaltung des Gasturbinentriebwerks sieht vor, dass die Turbine eine erste Turbine ist, der Verdichter ein erster Verdichter ist und die Turbinenwelle eine erste Turbinenwelle ist; dass der Triebwerkskern ferner eine zweite Turbine, einen zweiten Verdichter und eine zweite Turbinenwelle, die die zweite Turbine mit dem zweiten Verdichter verbindet, umfasst; und dass die zweite Turbine, der zweite Verdichter und die zweite Turbinenwelle dahingehend angeordnet sind, sich mit einer höheren Drehzahl als die erste Turbinenwelle zu drehen.
Es wird darauf hingewiesen, dass die vorliegende Erfindung bezogen auf ein zylindrisches Koordinatensystem beschrieben ist, das die Koordinaten x, r und φ aufweist. Dabei gibt x die axiale Richtung, r die radiale Richtung und φ den Winkel in Umfangsrichtung an. Von der x-Achse ausgehend zeigt die radiale Richtung radial nach außen. Begriffe wie „vor“, „hinter“, „vordere“ und „hintere“ beziehen sich auf die axiale Richtung bzw. die Strömungsrichtung im Triebwerk. Begriffe wie „äußere“ oder „innere“ beziehen sich auf die radiale Richtung.
Wie hier an anderer Stelle angeführt wird, kann sich die vorliegende Offenbarung auf ein Gasturbinentriebwerk beziehen. Solch ein Gasturbinentriebwerk kann einen Triebwerkskern umfassen, der eine Turbine, einen Brennraum, einen Verdichter und eine die Turbine mit dem Verdichter verbindende Kernwelle umfasst. Solch ein Gasturbinentriebwerk kann ein Gebläse (mit Gebläseschaufeln) umfassen, das stromaufwärts des Triebwerkskerns positioniert ist.
Anordnungen der vorliegenden Offenbarung können insbesondere, jedoch nicht ausschließlich, für Gebläse, die über ein Getriebe angetrieben werden, von Vorteil sein. Entsprechend kann das Gasturbinentriebwerk ein Getriebe umfassen, das einen Eingang von der Kernwelle empfängt und Antrieb für das Gebläse zum Antreiben des Gebläses mit einer niedrigeren Drehzahl als die Kernwelle abgibt. Der Eingang für das Getriebe kann direkt von der Kernwelle oder indirekt von der Kernwelle, beispielsweise über eine Stirnwelle und/oder ein Stirnzahnrad, erfolgen. Die Kernwelle kann mit der Turbine und dem Verdichter starr verbunden sein, so dass sich die Turbine und der Verdichter mit derselben Drehzahl drehen (wobei sich das Gebläse mit einer niedrigeren Drehzahl dreht).
Das Gasturbinentriebwerk, das hier beschrieben und/oder beansprucht wird, kann eine beliebige geeignete allgemeine Architektur aufweisen. Beispielsweise kann das Gasturbinentriebwerk eine beliebige gewünschte Anzahl an Wellen, die Turbinen und Verdichter verbinden, beispielsweise eine, zwei oder drei Wellen, aufweisen. Lediglich beispielhaft kann die mit der Kernwelle verbundene Turbine eine erste Turbine sein, der mit der Kernwelle verbundene Verdichter kann ein erster Verdichter sein und die Kernwelle kann eine erste Kernwelle sein. Der Triebwerkskern kann ferner eine zweite Turbine, einen zweiten Verdichter und eine zweite Kernwelle, die die zweite Turbine mit dem zweiten Verdichter verbindet, umfassen. Die zweite Turbine, der zweite Verdichter und die zweite Kernwelle können dahingehend angeordnet sein, sich mit einer höheren Drehzahl als die erste Kernwelle zu drehen.
Bei solch einer Anordnung kann der zweite Verdichter axial stromabwärts des ersten Verdichters positioniert sein. Der zweite Verdichter kann dahingehend angeordnet sein, Strömung von dem ersten Verdichter aufzunehmen (beispielsweise direkt aufzunehmen, beispielsweise über einen allgemein ringförmigen Kanal).
Das Getriebe kann dahingehend angeordnet sein, von der Kernwelle, die dazu konfiguriert ist, sich (beispielsweise im Gebrauch) mit der niedrigsten Drehzahl zu drehen, (beispielsweise die erste Kernwelle in dem obigen Beispiel) angetrieben zu werden. Beispielsweise kann das Getriebe dahingehend angeordnet sein, lediglich von der Kernwelle, die dazu konfiguriert ist, sich (beispielsweise im Gebrauch) mit der niedrigsten Drehzahl zu drehen, (beispielsweise nur von der ersten Kernwelle und nicht der zweiten Kernwelle bei dem obigen Beispiel) angetrieben zu werden. Alternativ dazu kann das Getriebe dahingehend angeordnet sein, von einer oder mehreren Wellen, beispielsweise der ersten und/oder der zweiten Welle in dem obigen Beispiel, angetrieben zu werden.
Bei einem Gasturbinentriebwerk, das hier beschrieben und/oder beansprucht wird, kann ein Brennraum axial stromabwärts des Gebläses und des Verdichters (der Verdichter) vorgesehen sein. Beispielsweise kann der Brennraum direkt stromabwärts des zweiten Verdichters (beispielsweise an dessen Ausgang) liegen, wenn ein zweiter Verdichter vorgesehen ist. Als ein weiteres Beispiel kann die Strömung am Ausgang des Verdichters dem Einlass der zweiten Turbine zugeführt werden, wenn eine zweite Turbine vorgesehen ist. Der Brennraum kann stromaufwärts der Turbine (der Turbinen) vorgesehen sein.
Der oder jeder Verdichter (beispielsweise der erste Verdichter und der zweite Verdichter gemäß obiger Beschreibung) kann eine beliebige Anzahl an Stufen, beispielsweise mehrere Stufen, umfassen. Jede Stufe kann eine Reihe von Rotorschaufeln und eine Reihe von Statorschaufeln, bei denen es sich um variable Statorschaufeln (dahingehend, dass ihr Anstellwinkel variabel sein kann) handeln kann, umfassen. Die Reihe von Rotorschaufeln und die Reihe von Statorschaufeln können axial voneinander versetzt sein.
Die oder jede Turbine (beispielsweise die erste Turbine und die zweite Turbine gemäß obiger Beschreibung) kann eine beliebige Anzahl an Stufen, beispielsweise mehrere Stufen, umfassen. Jede Stufe kann eine Reihe von Rotorschaufeln und eine Reihe von Statorschaufeln umfassen. Die Reihe von Rotorschaufeln und die Reihe von Statorschaufeln können axial voneinander versetzt sein.
Jede Gebläseschaufel kann mit einer radialen Spannweite definiert sein, die sich von einem Fuß (oder einer Nabe) an einer radial innenliegenden von Gas überströmten Stelle oder an einer Position einer Spannbreite von 0 % zu einer Spitze an einer Position einer Spannbreite von 100 % erstreckt. Das Verhältnis des Radius der Gebläseschaufel an der Nabe zu dem Radius der Gebläseschaufel an der Spitze kann weniger als (oder in der Größenordnung von): 0,4, 0,39, 0,38, 0,37, 0,36, 0,35, 0,34, 0,33, 0,32, 0,31, 0,3, 0,29, 0,28, 0,27, 0,26 oder 0,25 liegen. Das Verhältnis des Radius der Gebläseschaufel an der Nabe zu dem Radius der Gebläseschaufel an der Spitze kann in einem einschließenden Bereich liegen, der von zwei der Werte im vorhergehenden Satz begrenzt wird (d. h. die Werte können obere oder untere Grenzen bilden). Diese Verhältnisse können allgemeinhin als das Nabe-Spitze-Verhältnis bezeichnet werden. Der Radius an der Nabe und der Radius an der Spitze können beide an dem vorderen Randteil (oder dem axial am weitesten vorne liegenden Rand) der Schaufel gemessen werden. Das Nabe-Spitze-Verhältnis bezieht sich natürlich auf den von Gas überströmten Abschnitt der Gebläseschaufel, d. h. den Abschnitt, der sich radial außerhalb jeglicher Plattform befindet.
Der Radius des Gebläses kann zwischen der Mittellinie des Triebwerks und der Spitze der Gebläseschaufel an ihrem vorderen Rand gemessen werden. Der Durchmesser des Gebläses (der einfach das Doppelte des Radius des Gebläses sein kann) kann größer als (oder in der Größenordnung von): 250 cm (etwa 100 Inch), 260 cm, 270 cm (etwa 105 Inch), 280 cm (etwa 110 Inch), 290 cm (etwa 115 Inch), 300 cm (etwa 120 Inch), 310 cm, 320 cm (etwa 125 Inch), 330 cm (etwa 130 Inch), 340 cm (etwa 135 Inch), 350 cm, 360 cm (etwa 140 Inch), 370 cm (etwa 145 Inch), 380 cm (etwa 150 Inch) oder 390 cm (etwa 155 Inch) sein (liegen). Der Gebläsedurchmesser kann in einem einschließenden Bereich liegen, der von zwei der Werte im vorhergehenden Satz begrenzt wird (d. h. die Werte können obere oder untere Grenzen bilden).
Die Drehzahl des Gebläses kann im Gebrauch variieren. Allgemein ist die Drehzahl geringer für Gebläse mit einem größeren Durchmesser. Lediglich als ein nicht einschränkendes Beispiel kann die Drehzahl des Gebläses bei Konstantgeschwindigkeitsbedingungen weniger als 2500 U/min, beispielsweise weniger als 2300 U/min, betragen. Lediglich als ein weiteres nicht einschränkendes Beispiel kann auch die Drehzahl des Gebläses bei Konstantgeschwindigkeitsbedingungen für ein Triebwerk mit einem Gebläsedurchmesser im Bereich von 250 cm bis 300 cm (beispielsweise 250 cm bis 280 cm) im Bereich von 1700 U/min bis 2500 U/min, beispielsweise im Bereich von 1800 U/min bis 2300 U/min, beispielsweise im Bereich von 1900 U/min bis 2100 U/min, liegen. Lediglich als ein weiteres nicht einschränkendes Beispiel kann die Drehzahl des Gebläses bei Konstantgeschwindigkeitsbedingungen für ein Triebwerk mit einem Gebläsedurchmesser im Bereich von 320 cm bis 380 cm in dem Bereich von 1200 U/min bis 2000 U/min, beispielsweise in dem Bereich von 1300 U/min bis 1800 U/min, beispielsweise in dem Bereich von 1400 U/min bis 1600 U/min, liegen.
Im Gebrauch des Gasturbinentriebwerks dreht sich das Gebläse (mit zugehörigen Gebläseschaufeln) um eine Drehachse. Diese Drehung führt dazu, dass sich die Spitze der Gebläseschaufel mit einer Geschwindigkeit U_Spitze bewegt. Die von den Gebläseschaufeln an der Strömung verrichtete Arbeit resultiert in einem Anstieg der Enthalpie dH der Strömung. Eine Gebläsespitzenbelastung kann als dH/U_Spitze ² definiert werden, wobei dH der Enthalpieanstieg (beispielsweise der durchschnittliche 1-D-Enthalpieanstieg) über das Gebläse hinweg ist und U_Spitze die (Translations-) Geschwindigkeit der Gebläsespitze, beispielsweise an dem vorderen Rand der Spitze, ist (die als Gebläsespitzenradius am vorderen Rand multipliziert mit der Winkelgeschwindigkeit definiert werden kann). Die Gebläsespitzenbelastung bei Konstantgeschwindigkeitsbedingungen kann mehr als (oder in der Größenordnung von): 0,3, 0,31, 0,32, 0,33, 0,34, 0,35, 0,36, 0,37, 0,38, 0,39 oder 0,4 betragen (liegen) (wobei alle Einheiten in diesem Abschnitt Jkg^-1K^-1/(ms^-1)² sind). Die Gebläsespitzenbelastung kann in einem einschließenden Bereich liegen, der von zwei der Werte im vorhergehenden Satz begrenzt wird (d. h. die Werte können obere oder untere Grenzen bilden).
Gasturbinentriebwerke gemäß der vorliegenden Offenbarung können ein beliebiges gewünschtes Bypassverhältnis aufweisen, wobei das Bypassverhältnis als das Verhältnis des Massendurchsatzes der Strömung durch den Bypasskanal zu dem Massendurchsatz der Strömung durch den Kern bei Konstantgeschwindigkeitsbedingungen definiert wird. Bei einigen Anordnungen kann das Bypassverhältnis mehr als (in der Größenordnung von): 10, 10,5, 11, 11,5, 12, 12,5, 13, 13,5, 14, 14,5, 15, 15,5, 16, 16,5 oder 17 betragen (liegen). Das Bypassverhältnis kann in einem einschließenden Bereich liegen, der von zwei der Werte im vorhergehenden Satz begrenzt wird (d. h. die Werte können obere oder untere Grenzen bilden). Der Bypasskanal kann im Wesentlichen ringförmig sein. Der Bypasskanal kann sich radial außerhalb des Triebwerkskerns befinden. Die radial äußere Fläche des Bypasskanals kann durch eine Triebwerksgondel und/oder ein Gebläsegehäuse definiert werden.
Das Gesamtdruckverhältnis eines Gasturbinentriebwerks, das hier beschrieben und/oder beansprucht wird, kann als das Verhältnis des Staudrucks stromaufwärts des Gebläses zu dem Staudruck am Ausgang des Höchstdruckverdichters (vor dem Eingang in den Brennraum) definiert werden. Als ein nicht einschränkendes Beispiel kann das Gesamtdruckverhältnis eines Gasturbinentriebwerks, das hier beschrieben und/oder beansprucht wird, bei Konstantgeschwindigkeit mehr als (oder in der Größenordnung von): 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75 betragen (liegen). Das Gesamtdruckverhältnis kann in einem einschließenden Bereich liegen, der von zwei der Werte im vorhergehenden Satz begrenzt wird (d. h. die Werte können obere oder untere Grenzen bilden).
Der spezifische Schub eines Triebwerks kann als der Nettoschub des Triebwerks dividiert durch den Gesamtmassenstrom durch das Triebwerk hindurch definiert werden. Bei Konstantgeschwindigkeitsbedingungen kann der spezifische Schub eines Triebwerks, das hier beschrieben und/oder beansprucht wird, weniger als (oder in der Größenordnung von): 110 Nkg^-1s, 105 Nkg^-1s, 100 Nkg^-1s, 95 Nkg^-1s, 90 Nkg^-1s, 85 Nkg^-1s oder 80 Nkg^-1s betragen (liegen). Der spezifische Schub kann in einem einschließenden Bereich liegen, der von zwei der Werte im vorhergehenden Satz begrenzt wird (d. h. die Werte können obere oder untere Grenzen bilden). Solche Triebwerke können im Vergleich zu herkömmlichen Gasturbinentriebwerken besonders effizient sein.
Ein Gasturbinentriebwerk, das hier beschrieben und/oder beansprucht wird, kann einen beliebigen gewünschten Höchstschub aufweisen. Lediglich als ein nicht einschränkendes Beispiel kann eine Gasturbine, die hier beschrieben und/oder beansprucht wird, zur Erzeugung eines Höchstschubs von mindestens (oder in der Größenordnung von): 160kN, 170kN, 180kN, 190kN, 200kN, 250kN, 300kN, 350kN, 400kN, 450kN, 500kN oder 550kN in der Lage sein. Der Höchstschub kann in einem einschließenden Bereich liegen, der von zwei der Werte im vorhergehenden Satz begrenzt wird (d. h. die Werte können obere oder untere Grenzen bilden). Der Schub, auf den oben Bezug genommen wird, kann der Nettohöchstschub bei standardmäßigen atmosphärischen Bedingungen auf Meereshöhe plus 15 Grad C (Umgebungsdruck 101,3 kPa, Temperatur 30 Grad C) bei statischem Triebwerk sein.
Im Gebrauch kann die Temperatur der Strömung am Eingang der Hochdruckturbine besonders hoch sein. Diese Temperatur, die als TET bezeichnet werden kann, kann an dem Ausgang zum Brennraum, beispielsweise unmittelbar stromaufwärts der ersten Turbinenschaufel, die wiederum als eine Düsenleitschaufel bezeichnet werden kann, gemessen werden. Bei Konstantgeschwindigkeit kann die TET mindestens (oder in der Größenordnung von): 1400K, 1450K, 1500K, 1550K, 1600K oder 1650K betragen (liegen). Die TET bei Konstantgeschwindigkeit kann in einem einschließenden Bereich liegen, der von zwei der Werte im vorhergehenden Satz begrenzt wird (d. h. die Werte können obere oder untere Grenzen bilden). Die maximale TET im Gebrauch des Triebwerks kann beispielsweise mindestens (oder in der Größenordnung von): 1700K, 1750K, 1800K, 1850K, 1900K, 1950K oder 2000K betragen (liegen). Die maximale TET kann in einem einschließenden Bereich liegen, der von zwei der Werte im vorhergehenden Satz begrenzt wird (d. h. die Werte können obere oder untere Grenzen bilden). Die maximale TET kann beispielsweise bei einer Bedingung von hohem Schub, beispielsweise bei einer MTO-Bedingung (MTO - Maximum Take-Off thrust - maximaler Startschub), auftreten.
Eine Gebläseschaufel und/oder ein Blattabschnitt einer Gebläseschaufel, die hier beschrieben und/oder beansprucht wird, kann aus einem beliebigen geeigneten Material oder einer Kombination aus Materialien hergestellt werden. Beispielsweise kann zumindest ein Teil der Gebläseschaufel und/oder des Blatts zumindest zum Teil aus einem Verbundstoff, beispielsweise einem Metallmatrix-Verbundstoff und/oder einem Verbundstoff mit organischer Matrix, wie z. B. Kohlefaser, hergestellt werden. Als ein weiteres Beispiel kann zumindest ein Teil der Gebläseschaufel und/oder des Blatts zumindest zum Teil aus einem Metall, wie z. B. einem auf Titan basierendem Metall oder einem auf Aluminium basierenden Material (wie z. B. einer Aluminium-Lithium-Legierung) oder einem auf Stahl basierenden Material hergestellt werden. Die Gebläseschaufel kann mindestens zwei Bereiche umfassen, die unter Verwendung verschiedener Materialien hergestellt werden. Beispielsweise kann die Gebläseschaufel einen vorderen Schutzrand aufweisen, der unter Verwendung eines Materials hergestellt wird, das dem Aufschlagen (beispielsweise von Vögeln, Eis oder anderem Material) besser widerstehen kann als der Rest der Schaufel. Solch ein vorderer Rand kann beispielsweise unter Verwendung von Titan oder einer auf Titan basierenden Legierung hergestellt werden. Somit kann die Gebläseschaufel lediglich als ein Beispiel einen auf Kohlefaser oder Aluminium basierenden Körper (wie z. B. eine Aluminium-Lithium-Legierung) mit einem vorderen Rand aus Titan aufweisen.
Ein Gebläse, das hier beschrieben und/oder beansprucht wird, kann einen mittleren Abschnitt umfassen, von dem sich die Gebläseschaufeln, beispielsweise in einer radialen Richtung, erstrecken können. Die Gebläseschaufeln können auf beliebige gewünschte Art und Weise an dem mittleren Abschnitt angebracht sein. Beispielsweise kann jede Gebläseschaufel eine Fixierungsvorrichtung umfassen, die mit einem entsprechenden Schlitz in der Nabe (oder Scheibe) in Eingriff gelangen kann. Lediglich als ein Beispiel kann solch eine Fixierungsvorrichtung in Form eines Schwalbenschwanzes vorliegen, der zur Fixierung der Gebläseschaufel an der Nabe/Scheibe in einen entsprechenden Schlitz in der Nabe/Scheibe eingesteckt und/oder damit in Eingriff gebracht werden kann. Als ein weiteres Beispiel können die Gebläseschaufeln integral mit einem mittleren Abschnitt ausgebildet sein. Solch eine Anordnung kann als eine Blisk oder ein Bling bezeichnet werden. Ein beliebiges geeignetes Verfahren kann zur Herstellung solch einer Blisk oder solch eines Bling verwendet werden. Beispielsweise kann zumindest ein Teil der Gebläseschaufeln aus einem Block maschinell herausgearbeitet werden und/oder mindestens ein Teil der Gebläseschaufeln kann durch Schweißen, wie z. B. lineares Reibschweißen, an der Nabe/Scheibe angebracht werden.
Die Gasturbinentriebwerke, die hier beschrieben und/oder beansprucht werden, können oder können nicht mit einer VAN (Variable Area Nozzle - Düse mit variablem Querschnitt) versehen sein. Solch eine Düse mit variablem Querschnitt kann eine Variation des Ausgangsquerschnitts des Bypasskanals im Gebrauch gestatten. Die allgemeinen Prinzipien der vorliegenden Offenbarung können auf Triebwerke mit oder ohne eine VAN zutreffen.
Das Gebläse einer Gasturbine, die hier beschrieben und/oder beansprucht wird, kann eine beliebige gewünschte Anzahl an Gebläseschaufeln, beispielsweise 16, 18, 20 oder 22 Gebläseschaufeln, aufweisen.
Gemäß der hier erfolgenden Verwendung können Konstantgeschwindigkeitsbedingungen eines Luftfahrzeugs, an dem das Gasturbinentriebwerk angebracht ist, bedeuten. Solche Konstantgeschwindigkeitsbedingungen können herkömmlicherweise als die Bedingungen während des mittleren Teils des Flugs definiert werden, beispielsweise die Bedingungen, denen das Luftfahrzeug und/oder das Triebwerk zwischen (hinsichtlich Zeit und/oder Entfernung) dem Ende des Steigflugs und dem Beginn des Sinkflugs ausgesetzt wird bzw. werden.
Lediglich als ein Beispiel kann die Vorwärtsgeschwindigkeit bei der Konstantgeschwindigkeitsbedingung bei einem beliebigen Punkt im Bereich von Mach 0,7 bis 0,9, beispielsweise 0,75 bis 0,85, beispielsweise 0,76 bis 0,84, beispielsweise 0,77 bis 0,83, beispielsweise 0,78 bis 0,82, beispielsweise 0,79 bis 0,81, beispielsweise in der Größenordnung von Mach 0,8, in der Größenordnung von Mach 0,85 oder in dem Bereich von 0,8 bis 0,85 liegen. Eine beliebige Geschwindigkeit innerhalb dieser Bereiche kann die Konstantfahrtbedingung sein. Bei einigen Luftfahrzeugen können die Konstantfahrtbedingungen außerhalb dieser Bereiche, beispielsweise unter Mach 0,7 oder über Mach 0,9, liegen.
Lediglich als ein Beispiel können die Konstantgeschwindigkeitsbedingungen standardmäßigen atmosphärischen Bedingungen bei einer Höhe, die im Bereich von 10.000 m bis 15.000 m, beispielsweise im Bereich von 10.000 m bis 12.000 m, beispielsweise im Bereich von 10.400 m bis 11.600 m (etwa 38.000 Fuß) beispielsweise im Bereich von 10.500 m bis 11.500 m, beispielsweise im Bereich von 10.600 m bis 11.400 m, beispielsweise im Bereich von 10.700 m (etwa 35.000 Fuß) bis 11.300 m, beispielsweise im Bereich von 10.800 m bis 11.200 m, beispielsweise im Bereich von 10.900 m bis 11.100 m, beispielsweise in der Größenordnung von 11.000 m, liegt, entsprechen. Die Konstantgeschwindigkeitsbedingungen können standardmäßigen atmosphärischen Bedingungen bei einer beliebigen gegebenen Höhe in diesen Bereichen entsprechen.
Lediglich als ein Beispiel können die Konstantgeschwindigkeitsbedingungen Folgendem entsprechen: einer Vorwärts-Mach-Zahl von 0,8; einem Druck von 23.000 Pa und einer Temperatur von -55 Grad C.
So wie sie hier durchweg verwendet werden, können „Konstantgeschwindigkeit“ oder „Konstantgeschwindigkeitsbedingungen“ den aerodynamischen Auslegungspunkt bedeuten. Solch ein aerodynamischer Auslegungspunkt (oder ADP - Aerodynamic Design Point) kann den Bedingungen (darunter beispielsweise die Mach-Zahl, Umgebungsbedingungen und Schubanforderung), für die der Gebläsebetrieb ausgelegt ist, entsprechen. Dies kann beispielsweise die Bedingungen, bei denen das Gebläse (oder das Gasturbinentriebwerk) konstruktionsgemäß den optimalen Wirkungsgrad aufweist, bedeuten.
Im Gebrauch kann ein Gasturbinentriebwerk, das hier beschrieben und/oder beansprucht wird, bei den Konstantgeschwindigkeitsbedingungen, die hier an anderer Stelle definiert werden, betrieben werden. Solche Konstantgeschwindigkeitsbedingungen können von den Konstantgeschwindigkeitsbedingungen (beispielsweise den Bedingungen während des mittleren Teils des Fluges) eines Luftfahrzeugs, an dem mindestens ein (beispielsweise 2 oder 4) Gasturbinentriebwerk zur Bereitstellung von Schubkraft befestigt sein kann, bestimmt werden.
Für den Fachmann ist verständlich, dass ein Merkmal oder Parameter, das bzw. der in Bezug auf einen der obigen Aspekte beschrieben wird, bei einem beliebigen anderen Aspekt angewendet werden kann, sofern sie sich nicht gegenseitig ausschließen. Des Weiteren kann ein beliebiges Merkmal oder ein beliebiger Parameter, das bzw. der hier beschrieben wird, bei einem beliebigen Aspekt angewendet werden und/oder mit einem beliebigen anderen Merkmal oder Parameter, das bzw. der hier beschrieben wird, kombiniert werden, sofern sie sich nicht gegenseitig ausschließen.
Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Figuren der Zeichnung anhand mehrerer Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:

1 eine Seitenschnittansicht eines Gasturbinentriebwerks;
2 eine Seitenschnittgroßansicht eines stromaufwärtigen Abschnitts eines Gasturbinentriebwerks;
3 eine zum Teil weggeschnittene Ansicht eines Getriebes für ein Gasturbinentriebwerk;
4 eine Schnittdarstellung von Elementen eines Planetengetriebes, das zum Einsatz in einem Gasturbinentriebwerk gemäß 1 geeignet ist;
5 eine Schnittdarstellung einer vorderen Baugruppe eines Gasturbinentriebwerks, das ein Planetengetriebe gemäß der 4 umfasst, in das ein Stromgenerators integriert ist, der einen Rotor und einen Stator aufweist, die axial beabstandet sind;
6 eine Schnittdarstellung einer vorderen Baugruppe eines Gasturbinentriebwerks, das ein Planetengetriebe gemäß der 4 umfasst, in das ein Stromgenerators integriert ist, der einen Rotor und einen Stator aufweist, die radial beabstandet sind;
7 ein erstes Ausführungsbeispiel eines Rotors, der ringförmig ausgebildet ist und alternierend Nordpole und Südpole aufweist; und
8 ein zweites Ausführungsbeispiel eines Rotors, der ringförmig ausgebildet ist und alternierend Nordpole und Südpole aufweist.

1 stellt ein Gasturbinentriebwerk 10 mit einer Hauptdrehachse 9 dar. Das Triebwerk 10 umfasst einen Lufteinlass 12 und ein Schubgebläse bzw. Fan 23, das zwei Luftströme erzeugt: einen Kernluftstrom A und einen Bypassluftstrom B. Das Gasturbinentriebwerk 10 umfasst einen Kern 11, der den Kernluftstrom A aufnimmt. Der Triebwerkskern 11 umfasst in Axialströmungsreihenfolge einen Niederdruckverdichter 14, einen Hochdruckverdichter 15, eine Verbrennungseinrichtung 16, eine Hochdruckturbine 17, eine Niederdruckturbine 19 und eine Kernschubdüse 20. Eine Triebwerksgondel 21 umgibt das Gasturbinentriebwerk 10 und definiert einen Bypasskanal 22 und eine Bypassschubdüse 18. Der Bypassluftstrom B strömt durch den Bypasskanal 22. Das Gebläse 23 ist über eine Welle 26 und ein Epizykloidengetriebe 30 an der Niederdruckturbine 19 angebracht und wird durch diese angetrieben.
Im Gebrauch wird der Kernluftstrom A durch den Niederdruckverdichter 14 beschleunigt und verdichtet und in den Hochdruckverdichter 15 geleitet, wo eine weitere Verdichtung erfolgt. Die aus dem Hochdruckverdichter 15 ausgestoßene verdichtete Luft wird in die Verbrennungseinrichtung 16 geleitet, wo sie mit Kraftstoff vermischt wird und das Gemisch verbrannt wird. Die resultierenden heißen Verbrennungsprodukte breiten sich dann durch die Hochdruck- und die Niederdruckturbine 17, 19 aus und treiben diese dadurch an, bevor sie zur Bereitstellung einer gewissen Schubkraft durch die Düse 20 ausgestoßen werden. Die Hochdruckturbine 17 treibt den Hochdruckverdichter 15 durch eine geeignete Verbindungswelle 27 an. Das Gebläse 23 stellt allgemein den Hauptteil der Schubkraft bereit. Das Epizykloidengetriebe 30 ist ein Untersetzungsgetriebe.
Eine beispielhafte Anordnung für ein Getriebegebläse-Gasturbinentriebwerk 10 wird in 2 gezeigt. Die Niederdruckturbine 19 (siehe 1) treibt die Welle 26 an, die mit einem Sonnenrad 28 der Epizykloidengetriebeanordnung 30 gekoppelt ist. Mehrere Planetenräder 32, die durch einen Planetenträger 34 miteinander gekoppelt sind, befinden sich von dem Sonnenrad 28 radial außen und kämmen damit. Der Planetenträger 34 beschränkt die Planetenräder 32 darauf, synchron um das Sonnenrad 28 zu kreisen, während er ermöglicht, dass sich jedes Planetenrad 32 um seine eigene Achse drehen kann. Der Planetenträger 34 ist über Gestänge 36 mit dem Gebläse 23 dahingehend gekoppelt, seine Drehung um die Triebwerksachse 9 anzutreiben. Ein Außenrad oder Hohlrad 38, das über Gestänge 40 mit einer stationären Stützstruktur 24 gekoppelt ist, befindet sich von den Planetenrädern 32 radial außen und kämmt damit.
Es wird angemerkt, dass die Begriffe „Niederdruckturbine“ und „Niederdruckverdichter“, so wie sie hier verwendet werden, so aufgefasst werden können, dass sie die Turbinenstufe mit dem niedrigsten Druck bzw. die Verdichterstufe mit dem niedrigsten Druck (d. h. dass sie nicht das Gebläse 23 umfassen) und/oder die Turbinen- und Verdichterstufe, die durch die Verbindungswelle 26 mit der niedrigsten Drehzahl in dem Triebwerk (d. h. dass sie nicht die Getriebeausgangswelle, die das Gebläse 23 antreibt, umfasst) miteinander verbunden sind, bedeuten. In einigen Schriften können die „Niederdruckturbine“ und der „Niederdruckverdichter“, auf die hier Bezug genommen wird, alternativ dazu als die „Mitteldruckturbine“ und „Mitteldruckverdichter“ bekannt sein. Bei der Verwendung derartiger alternativer Nomenklatur kann das Gebläse 23 als eine erste Verdichtungsstufe oder Verdichtungsstufe mit dem niedrigsten Druck bezeichnet werden.
Das Epizykloidengetriebe 30 wird in 3 beispielhaft genauer gezeigt. Das Sonnenrad 28, die Planetenräder 32 und das Hohlrad 38 umfassen jeweils Zähne um ihre Peripherie zum Kämmen mit den anderen Zahnrädern. Jedoch werden der Übersichtlichkeit halber lediglich beispielhafte Abschnitte der Zähne in 3 dargestellt. Obgleich vier Planetenräder 32 dargestellt werden, liegt für den Fachmann auf der Hand, dass innerhalb des Schutzumfangs der beanspruchten Erfindung mehr oder weniger Planetenräder 32 vorgesehen sein können. Praktische Anwendungen eines Epizykloidengetriebes 30 umfassen allgemein mindestens drei Planetenräder 32.
Das in 2 und 3 beispielhaft dargestellte Epizykloidengetriebe 30 ist ein Planetengetriebe, bei dem der Planetenträger 34 über Gestänge 36 mit einer Ausgangswelle gekoppelt ist, wobei das Hohlrad 38 festgelegt ist. Jedoch kann eine beliebige andere geeignete Art von Epizykloidengetriebe 30 verwendet werden. Als ein weiteres Beispiel kann das Epizykloidengetriebe 30 eine Sternanordnung sein, bei der der Planetenträger 34 festgelegt gehalten wird, wobei gestattet wird, dass sich das Hohlrad (oder Außenrad) 38 dreht. Bei solch einer Anordnung wird das Gebläse 23 von dem Hohlrad 38 angetrieben. Als ein weiteres alternatives Beispiel kann das Getriebe 30 ein Differenzialgetriebe sein, bei dem gestattet wird, dass sich sowohl das Hohlrad 38 als auch der Planetenträger 34 drehen.
Es versteht sich, dass die in 2 und 3 gezeigte Anordnung lediglich beispielhaft ist und verschiedene Alternativen in dem Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung liegen. Lediglich beispielhaft kann eine beliebige geeignete Anordnung zur Positionierung des Getriebes 30 in dem Triebwerk 10 und/oder zur Verbindung des Getriebes 30 mit dem Triebwerk 10 verwendet werden. Als ein weiteres Beispiel können die Verbindungen (z. B. die Gestänge 36, 40 in dem Beispiel von 2) zwischen dem Getriebe 30 und anderen Teilen des Triebwerks 10 (wie z. B. der Eingangswelle 26, der Ausgangswelle und der festgelegten Struktur 24) einen gewissen Grad an Steifigkeit oder Flexibilität aufweisen. Als ein weiteres Beispiel kann eine beliebige geeignete Anordnung der Lager zwischen rotierenden und stationären Teilen des Triebwerks (beispielsweise zwischen der Eingangs- und der Ausgangswelle des Getriebes und den festgelegten Strukturen, wie z. B. dem Getriebegehäuse) verwendet werden, und die Offenbarung ist nicht auf die beispielhafte Anordnung von 2 beschränkt. Beispielsweise ist für den Fachmann ohne Weiteres erkenntlich, dass sich die Anordnung von Ausgang und Stützgestängen und Lagerpositionierungen bei einer Sternanordnung (oben beschrieben) des Getriebes 30 in der Regel von jenen, die beispielhaft in 2 gezeigt werden, unterscheiden würden.
Entsprechend dehnt sich die vorliegende Offenbarung auf ein Gasturbinentriebwerk mit einer beliebigen Anordnung der Getriebearten (beispielsweise sternförmig oder planetenartig), Stützstrukturen, Eingangs- und Ausgangswellenanordnung und Lagerpositionierungen aus.
Optional kann das Getriebe Neben- und/oder alternative Komponenten (z. B. den Mitteldruckverdichter und/oder einen Nachverdichter) antreiben.
Andere Gasturbinentriebwerke, bei denen die vorliegende Offenbarung Anwendung finden kann, können alternative Konfigurationen aufweisen. Beispielsweise können derartige Triebwerke eine alternative Anzahl an Verdichtern und/oder Turbinen und/oder eine alternative Anzahl an Verbindungswellen aufweisen. Als ein weiteres Beispiel weist das in 1 gezeigte Gasturbinentriebwerk eine Teilungsstromdüse 20, 22 auf, was bedeutet, dass der Strom durch den Bypasskanal 22 seine eigene Düse aufweist, die von der Triebwerkskerndüse 20 separat und davon radial außen ist. Jedoch ist dies nicht einschränkend und ein beliebiger Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann auch auf Triebwerke zutreffen, bei denen der Strom durch den Bypasskanal 22 und der Strom durch den Kern 11 vor (oder stromaufwärts) einer einzigen Düse, die als eine Mischstromdüse bezeichnet werden kann, vermischt oder kombiniert werden. Eine oder beide Düsen (ob Misch- oder Teilungsstrom) kann einen festgelegten oder variablen Bereich aufweisen. Obgleich sich das beschriebene Beispiel auf ein Turbogebläsetriebwerk bezieht, kann die Offenbarung beispielsweise bei einer beliebigen Art von Gasturbinentriebwerk, wie z. B. bei einem Open-Rotor- (bei dem die Gebläsestufe nicht von einer Triebwerksgondel umgeben wird) oder einem Turboprop-Triebwerk, angewendet werden. Bei einigen Anordnungen umfasst das Gasturbinentriebwerk 10 möglicherweise kein Getriebe 30.
Die Geometrie des Gasturbinentriebwerks 10 und Komponenten davon wird bzw. werden durch ein herkömmliches Achsensystem definiert, das eine axiale Richtung (die auf die Drehachse 9 ausgerichtet ist), eine radiale Richtung (in der Richtung von unten nach oben in 1) und eine Umfangsrichtung (senkrecht zu der Ansicht in 1) umfasst. Die axiale, die radiale und die Umfangsrichtung verlaufen senkrecht zueinander.
Die 4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Planetengetriebes eines als Getriebefan-Triebwerk ausgebildeten Gasturbinentriebwerks 10 gemäß der 1 in einer Schnittdarstellung. Das Planetengetriebe 30 umfasst ein Sonnenrad 28, das von einer Antriebswelle bzw. Sonnenwelle 26 angetrieben wird. Bei der Antriebswelle 26 handelt sich um die Welle 26 der 1 und 2 bzw. allgemein um eine Turbinenwelle. Das Sonnenrad 28 und die Antriebswelle 26 drehen sich dabei um die Drehachse 9. Die Drehachse des Planetengetriebes 30 ist identisch mit der Drehachse 9 bzw. Maschinenachse des Gasturbinentriebwerks 10.
Das Planetengetriebe 30 umfasst des Weiteren eine Mehrzahl von Planetenrädern 32, von denen in der Schnittdarstellung der 4 eines dargestellt ist. Das Sonnenrad 28 treibt die Mehrzahl der Planetenräder 32 an, wobei eine Verzahnung des Sonnenrads 28 mit einer Verzahnung des Planetenrads 32 in Eingriff steht.
Das Planetenrad 32 ist hohlzylindrisch ausgebildet und bildet eine äußere Mantelfläche und eine innere Mantelfläche. Das Planetenrad 32 rotiert - angetrieben durch das Sonnenrad 28 - um eine Drehachse 90, die parallel zur Drehachse 9 verläuft. Die äußere Mantelfläche des Planetenrads 32 bildet eine Verzahnung aus, die mit der Verzahnung eines Hohlrads 38 in Eingriff steht. Das Hohlrad 38 ist feststehend, d. h. nichtrotierend angeordnet. Die Planetenräder 32 rotieren aufgrund ihrer Kopplung mit dem Sonnenrad 28 und wandern dabei entlang des Umfangs des Hohlrads 38. Die Rotation der Planetenräder 32 entlang des Umfangs des Hohlrads 38 und dabei um die Drehachse 90 ist langsamer als die Rotation der Antriebswelle 26, wodurch eine Untersetzung bereitgestellt wird.
Das Planetenrad 32 weist angrenzend an seine innere Mantelfläche eine zentrierte axiale Öffnung auf. In die Öffnung eingebracht ist ein Planetenstift 6, der auch selbst eine axiale Bohrung 60 aufweist, wobei der Planetenstift 6 und das Planetenrad 32 an ihren einander zugewandten Flächen ein Lager 65 bilden, beispielsweise ein Wälzlager oder ein Gleitlager.
Die 4 zeigt des Weiteren eine vordere Trägerplatte 81 und eine hintere Trägerplatte 82, die einen Planetenträger bilden, vergleiche 2. Der Planetenstift 6 ist mit der vorderen Trägerplatte 81 und mit der hinteren Trägerplatte 82 befestigt, beispielsweise mit diesen verschraubt oder verschweißt. Beispielsweise ist die vordere Trägerplatte 81 mit einem Drehmomentträger verbunden, der mit der Fanwelle gekoppelt ist.
Zur Schmierung des Lagers 65 zwischen Planetenstift 6 und das Planetenrad 32 ist eine Ölzuführeinrichtung vorgesehen, die einen Ölzuführungskanal 62 umfasst, über den Öl eines zirkulierenden Ölsystems in Schmierfilmöffnungen 61 im Planetenstift 6 geleitet wird.
Die 5 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel eines Planetengetriebes, in das ein Stromgenerator integriert ist. Das Planetengetriebe 30 ist grundsätzlich wie in Bezug auf die 4 beschrieben ausgebildet. Es umfasst dementsprechend ein Sonnenrad 28, das durch eine Sonnenwelle 26 angetrieben wird. Die Sonnenwelle 26 wird durch einen axial vorderen Abschnitt einer Niederdruckturbinenwelle gebildet. Das Planetengetriebe 30 umfasst des Weiteren Planetenträger 36, ein Hohlrad 38, Planetenstifte 6 und einen Planetenträger 34, der eine axial vordere Trägerplatte 341 und eine axial hintere Trägerplatte 342 umfasst. Die axial vordere Trägerplatte 341 ist mit einem Drehmomentträger 50 verbunden, der mit einer Fanwelle 36 gekoppelt ist.
Weiter ist in der 5 zu erkennen, dass das Planetengetriebe 30 in einem Getrieberaum 7 angeordnet ist, der durch ein Getriebegehäuse 70 radial außen begrenzt ist. Dabei verhält es sich so, dass das Getriebegehäuse 70 im dargestellten Ausführungsbeispiel gleichzeitig die radial innere Strömungspfadberandung für den Primärstromkanal 95 bildet, der sich durch das Kerntriebwerk des Gasturbinentriebwerks erstreckt. Als Komponenten des Kerntriebwerks sind ein variables Eintrittsleitrad 81 und ein nachfolgender Verdichter 91 mit Rotorschaufeln 92 zu erkennen. Das Getriebegehäuse 70 kann jedoch auch durch andere Wandstrukturen gebildet sein, die nicht gleichzeitig die radial innere Strömungspfadberandung des Primärstromkanals 95 bilden.
Zur Integration eines Stromgenerators in das Planetengetriebe 30 ist ein Rotor 41 mit der axial hinteren Trägerplatte 342 verbunden. Die Verbindung erfolgt über einen Befestigungsring 44, der den Rotor 41 mit der hinteren Trägerplatte 342 verbindet. Der Rotor 41 ist ringförmig ausgebildet und umfasst eine Mehrzahl von Permanentmagneten, die in Umfangsrichtung angeordnet sind. Die 7 zeigt schematisch und beispielhaft ein Ausführungsbeispiel eines solchen Rotors 41. Der Rotor 41 weist alternierend N-polarisierte Magnete 410 und S-polarisierte Magnete 411 auf, deren Feldlinien sich jedenfalls auch in axialer Richtung erstrecken.
Der Rotor 41 wechselwirkt mit einem Stator 42, der an der Innenseite des Getriebegehäuses 70 angeordnet ist. Der Stator umfasst dabei Induktionsspulen 420, deren Anzahl der Anzahl der Magnete 410, 411 des Rotors 41 entspricht oder alternativ davon abweichend ist.
Dabei verhält es sich so, dass der Rotor 41 und der Stator 42 axial beabstandet sind. Der zwischen Rotor 41 und Stator 42 ausgebildete Spalt 48 erstreckt sich dementsprechend in radialer Richtung. Der Spalt 48 wird dabei möglichst gering gewählt, damit eine möglichst starke elektromagnetische Kopplung zwischen dem Rotor 41 und dem Stator 43 erfolgt. Beispielsweise weist der Spalt 48 eine Dicke auf, die im Bereich zwischen 1 mm und 5 mm liegt. In jedem Fall wird der Spalt 48 derart gewählt, dass er größer ist als mögliche axiale Auslenkungen des Getriebes 30, die beispielsweise durch eine schwimmende Aufhängung des Planetengetriebes 30 erfolgen können.
Die Permanentmagnete des Rotors 41 können derart ausgebildet sein, dass sie eine hohe magnetische Energiedichte aufweisen und ihre magnetische Energiedichte bis zu einer Temperatur von beispielsweise 150 °C behalten bzw. kaum verlieren. Hierzu werden beispielsweise Samarium-Kobalt-Magnete eingesetzt. Ein Vorteil einer hohen Temperaturbeständigkeit der Magnete besteht darin, dass die Magnete für diesen Fall nicht gekühlt werden brauchen. So liegt die Temperatur in der Getriebekammer 7 typischerweise im Bereich zwischen 110 °C und 130 °C. Eine Kühlung des Stators 42 kann beispielsweise über die ohnehin vorgesehene Kühlung (nicht dargestellt) des Getriebegehäuses 70 erfolgen. Alternativ kann vorgesehen sein, dass die Magnete des Rotors 41 gekühlt werden. Auch ist grundsätzlich denkbar, dass die Magnete des Rotors 41 als Elektromagnete ausgeführt sind.
Zwischen dem Rotor 41 und der axial hinteren Trägerplatte 342 ist ein magnetisches Abschirmelement 43 angeordnet, das verhindert, dass der Planetenträger 34 und mit diesem verbundene Komponenten magnetisiert werden. Eine solche Magnetisierung ist zu vermeiden, damit sich keine Metallpartikel an den Komponenten des Planetengetriebes 30 anlagern, die den Verschleiß erhöhen könnten. Als magnetisches Abschirmelement 43 wird beispielsweise eine Keramikplatte verwendet. Diese kann auf der gesamten axial hinteren Oberfläche der axial hinteren Trägerplatte 342 angeordnet sein.
Durch die geschaffene Anordnung kann in effektiver Weise Strom erzeugt werden. Der Planetenträger 34 rotiert aufgrund der durch das Planetengetriebe bereitgestellten Untersetzung zwar langsamer als die Antriebswelle 26. Jedoch ist der Rotor 41 in einem relativ großen radialen Abstand zur Maschinenachse angeordnet, so dass seine Bahngeschwindigkeit hoch ist. Beispielsweise liegt die Bahngeschwindigkeit, wenn der Planetenträger 34 mit 1600 Umdrehungen/min rotiert und der Rotor in einem Radius von ca. 0,4 m von der Triebwerksachse ausgebildet ist, bei ca. 68 m/s.
Es wird darauf hingewiesen, dass der Rotor 41 nicht notwendigerweise unmittelbar mit der axial hinteren Trägerplatte 342 verbunden ist. Er kann ebenfalls über eine Zwischenkomponente wie zum Beispiel eine Halteplatte mit der Trägerplatte 342 verbunden sein.
Die 6 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Planetengetriebes 30, das einen Stromgenerator integriert. Der Hauptunterschied zum Ausführungsbeispiel der 5 besteht darin, dass Rotor und Stator des Stromgenerators radial beabstandet sind und dementsprechend ein zwischen diesen ausgebildeter Spalt in axialer Richtung verläuft.
Zum Aufbau des Planetengetriebes 30 und dessen Anordnung im Gasturbinentriebwerk wird auf die Beschreibung zur 5 hingewiesen. Der Rotor 46 ist auch in diesem Ausführungsbeispiel mit der axial hinteren Trägerplatte 342 gekoppelt. Dabei ist vorgesehen, dass der Rotor 46 auf einer Halteplatte 45 angeordnet ist, die mit der axial hinteren Trägerplatte 342 verbunden und über einen Befestigungsring 44 gesichert ist.
Der Rotor 46 ist beispielsweise ringförmig ausgebildet und umfasst eine Mehrzahl von Permanentmagneten, die in Umfangsrichtung angeordnet sind. Die 8 zeigt schematisch und beispielhaft ein Ausführungsbeispiel eines solchen Rotors 46. Der Rotor 46 weist alternierend S-polarisierte Magnete 460 und N-polarisierte Magnete 461 auf, die radial nach außen gerichtet sind.
Der Rotor 46 wechselwirkt mit einem Stator 47, der auch bei diesem Ausführungsbeispiel an der Innenseite des Getriebegehäuses 70 angeordnet ist. Der Stator 47 umfasst Induktionsspulen 470, deren Anzahl der Anzahl der Magnete 460, 461 des Rotors 46 entspricht oder alternativ davon abweichend ist.
Dabei verhält es sich so, dass der Rotor 46 und der Stator 47 radial beabstandet sind. Der zwischen Rotor 46 und Stator 47 ausgebildete Spalt 49 erstreckt sich dementsprechend in axialer Richtung. Der Spalt 49 wird dabei möglichst gering gewählt, damit eine möglichst starke elektromagnetische Kopplung zwischen dem Rotor 46 und dem Stator 47 erfolgt. Beispielsweise weist der Spalt eine Dicke auf, die im Bereich zwischen 0,5 mm und 2,5 mm liegt. In jedem Fall wird der Spalt 49 derart gewählt, dass er größer ist als mögliche radiale Auslenkungen des Getriebes 30.
Die Permanentmagnete 460, 461 des Rotors 46 können derart ausgebildet sein, dass sie ihre magnetische Energiedichte bis zu einer Temperatur von beispielsweise 150 °C behalten bzw. kaum verlieren. Hierzu werden beispielsweise Samarium-Kobalt-Magnete eingesetzt. Eine Kühlung des Stators 47 kann beispielsweise über die Kühlung des Getriebegehäuses 70 erfolgen.
Auch beim Ausführungsbeispiel der 6 ist zwischen dem Rotor 46 und der axial hinteren Trägerplatte 342 ein magnetisches Abschirmelement 43 angeordnet, das verhindert, dass der Planetenträger 34 und gegebenenfalls weitere mit diesem verbundene Komponenten magnetisiert werden. Als magnetisches Abschirmelement 43 wird beispielsweise eine Keramikplatte verwendet. Diese kann auf der gesamten axial hinteren Oberfläche der axial hinteren Trägerplatte 342 angeordnet sein.
Es versteht sich, dass die Erfindung nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt ist und verschiedene Modifikationen und Verbesserungen vorgenommen werden können, ohne von den hier beschriebenen Konzepten abzuweichen. Insbesondere ist die beschriebene Anordnung des Rotors am Planetenträger und des Stators am Planetengetriebegehäuse nur beispielhaft zu verstehen. Zahlreiche Modifikationen diesbezüglich können vorgesehen sein.
Wird darauf hingewiesen, dass beliebige der beschriebenen Merkmale separat oder in Kombination mit beliebigen anderen Merkmalen eingesetzt werden können, sofern sie sich nicht gegenseitig ausschließen, und die Offenbarung sich auf alle Kombinationen und Unterkombinationen eines oder mehrerer Merkmale, die hier beschrieben sind, ausdehnt und diese umfasst. Sofern Bereiche definiert sind, so umfassen diese sämtliche Werte innerhalb dieser Bereiche sowie sämtliche Teilbereiche, die in einen Bereich fallen.

Claims

Untersetzungsgetriebe (30), das aufweist: - einen Eingang (28), der mit einer Eingangswelle (26) koppelbar ist, die eine eingehende Drehzahl aufweist, - einen Ausgang (341, 342), der mit einer ausgehenden Drehzahl rotiert, die kleiner ist als die eingehende Drehzahl, - mindestens eine statisch angeordnete Komponente (70), dadurch gekennzeichnet, dass ein Stromgenerator in das Untersetzungsgetriebe (30) integriert ist, der einen Rotor (41, 46) und einen Stator (42, 47) umfasst, wobei der Rotor (41, 46) des Stromgenerators mit dem Ausgang (34) des Untersetzungsgetriebes gekoppelt ist und der Stator (42, 47) des Stromgenerators mit einer statisch angeordneten Komponente (70) des Untersetzungsgetriebes (30) gekoppelt ist.
Untersetzungsgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgang (34) des Untersetzungsgetriebes (30) und der Rotor (41) einerseits und die statisch angeordnete Komponente (70) und der Stator (42) andererseits derart angeordnet und zueinander positioniert sind, dass der Rotor (41) und der Stator (42) axial beabstandet sind.
Untersetzungsgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgang (34) des Untersetzungsgetriebes (30) und der Rotor (46) einerseits und die statisch angeordnete Komponente (70) und der Stator (47) andererseits derart angeordnet und zueinander positioniert sind, dass der Rotor (46) und der Stator (47) radial beabstandet sind, wobei der Stator (47) radial außerhalb zum Rotor (46) angeordnet ist.
Untersetzungsgetriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (41, 46) des Stromgenerators Magnete (410, 411; 460, 461) und der Stator (42, 47) des Stromgenerators Induktionsspulen (420, 470) aufweist.
Untersetzungsgetriebe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (41, 46) des Stromgenerators Permanentmagnete (410, 411; 460, 461) aufweist.
Untersetzungsgetriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (41, 46) des Stromgenerators gegenüber der angrenzenden Komponente (342) des Untersetzungsgetriebes (30) über ein magnetisches Abschirmelement (43) abgeschirmt ist.
Untersetzungsgetriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die statisch angeordnete Komponente (70) des Untersetzungsgetriebes (30), mit der der Stator (42, 47) gekoppelt ist, durch eine statisch angeordnete Wandstruktur gebildet ist, die das Untersetzungsgetriebe (30) zumindest teilweise radial außen umgibt.
Untersetzungsgetriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die statisch angeordnete Komponente des Untersetzungsgetriebes, mit der der Stator (42, 47) gekoppelt ist, durch ein statisch angeordnetes Getriebeelement des Untersetzungsgetriebes gebildet ist.
Untersetzungsgetriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Untersetzungsgetriebe (30) als Planetengetriebe ausgebildet ist, welches aufweist: - als Eingang ein Sonnenrad (28), das um eine Drehachse (9) des Planetengetriebes (30) rotiert und von einer Sonnenwelle (26) antreibbar ist, - eine Mehrzahl von Planetenrädern (32), die von dem Sonnenrad (28) angetrieben werden, - ein Hohlrad (38), mit dem die Mehrzahl von Planetenrädern (32) in Eingriff steht, - einen Planetenträger (34), der die Planetenräder (32) miteinander gekoppelt, - ein statisch angeordnetes Planetengetriebegehäuse (70), das das Planetengetriebe (30) radial außen umgibt; - wobei ◯ entweder die Planetenräder (32) synchron um das Sonnenrad (28) kreisen und das Hohlrad (38) statisch angeordnet sind, für welchen Fall der Planetenträger (34) oder eine mit dem Planetenträger (34) gekoppelte Struktur (50) den Ausgang des Planetengetriebes (30) bildet, mit dem der Rotor (41, 46) gekoppelt ist, oder ◯ die Planetenräder statisch ausgebildet sind und das Hohlrad um das Sonnenrad kreist, für welchen Fall das Hohlrad oder eine mit dem Hohlrad gekoppelte Struktur den Ausgang des Planetengetriebes bildet, mit dem der Rotor gekoppelt ist.
Untersetzungsgetriebe nach Anspruch 9, soweit rückbezogen auf Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die statisch angeordnete Komponente (70), mit der der Stator (42, 47) des Stromgenerators gekoppelt ist, das Planetengetriebegehäuse ist.
Untersetzungsgetriebe nach Anspruch 9, soweit rückbezogen auf Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die statisch angeordnete Komponente, mit der der Stator (42, 47) des Stromgenerators gekoppelt ist, das Hohlrad ist, wenn dieses statisch angeordnet ist, oder eine mit dem Planetenträger gekoppelte Struktur ist, wenn dieser statisch angeordnet sind.
Untersetzungsgetriebe nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass - die Planetenräder (32) orbitierend und das Hohlrad (38) statisch angeordnet sind, wobei der Planetenträger (34) oder eine mit dem Planetenträger (34) gekoppelte Struktur (50) den Ausgang des Planetengetriebes (30) bildet, - eine Mehrzahl von Planetenstiften (6) vorgesehen sind, wobei jeweils ein Planetenstift (6) in einem Planetenrad (32) angeordnet ist, - der Planetenträger (34) eine axial vordere Trägerplatte (341) und eine axial hintere Trägerplatte (342) aufweist, wobei die Planetenstifte (6) in Öffnungen der axial vorderen Trägerplatte (341) und der axial hinteren Trägerplatte (342) angeordnet und mit den Trägerplatten (341, 342) verbunden sind, - der Rotor (41, 46) des Stromgenerators mit der axial hinteren Trägerplatte (342) verbunden ist.
Untersetzungsgetriebe nach Anspruch 12, soweit rückbezogen auf Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Stator (42) des Stromgenerators axial beabstandet zum Rotor (41) des Stromgenerators am Planetengetriebegehäuse (70) befestigt ist.
Untersetzungsgetriebe nach Anspruch 12, soweit rückbezogen auf Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Stator (47) des Stromgenerators radial beabstandet zum Rotor (46) des Stromgenerators am Planetengetriebegehäuse (70) befestigt ist.
Untersetzungsgetriebe nach einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (41, 46) an einer Halteplatte (45) befestigt ist, die mit der axial hinteren Trägerplatte (342) verbunden ist.
Untersetzungsgetriebe nach einem der Ansprüche 9 bis 14, soweit rückbezogen auf Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das magnetische Abschirmelement (43) zwischen der axial hinteren Trägerplatte (342) und dem Rotor (41, 46) angeordnet ist.
Untersetzungsgetriebe nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass das magnetische Abschirmelement (43) eine keramische Platte aufweist.
Untersetzungsgetriebe nach einem der Ansprüche 9 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (41, 46) n Magnete (410, 411; 460, 461) aufweist, n ≥ 2, die in äquidistantem Abstand entlang des Umfangs der axial hinteren Trägerplatte (342) angeordnet ist.
Gasturbinentriebwerk (10) für ein Luftfahrzeug, das aufweist: - einen Triebwerkskern (11), der eine Turbine (19), einen Verdichter (14) und eine die Turbine mit dem Verdichter verbindende, als Hohlwelle ausgebildete Turbinenwelle (26) umfasst; - einen Fan (23), der stromaufwärts des Triebwerkskerns (11) positioniert ist, wobei der Fan (23) mehrere Fanschaufeln umfasst und durch eine Fanwelle angetrieben wird; und - ein Untersetzungsgetriebe gemäß Anspruch 1, dessen Eingang mit der Turbinenwelle (26) und dessen Ausgang mit der Fanwelle verbunden ist.
Gasturbinentriebwerk (10) nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass für den Rotor (41, 46) Permanentmagnete (410, 411; 460, 461) eingesetzt werden, deren magnetische Eigenschaften bis zu einer Temperatur von mindestens 150 °C existent sind.