DE1221498B - Jet engine with adjustable cross section thrust nozzle - Google Patents

Description

Strahltriebwerk mit im Querschnitt veränderbarer Schubdüse Die Erfindung bezieht sich auf ein Strahltriebwerk mit einem Gehäuse, das mit mehreren beweglichen Klappen ausgestattet ist, die zusammen eine Schubdüse mit veränderbarer Querschnittsfläche bilden, und mit einem im wesentlichen zylindrischen Klappensteuerorgan, das teleskopartig im Triebwerksgehäuse gelagert ist und zur gemeinsamen gleichförmigen Einstellung der Klappen dient und so die Querschnittsfläche der Schubdüse zu verändern gestattet und mit einer Einrichtung versehen ist, durch welche das Klappensteuerorgan axial verschiebbar ist.Jet engine with variable cross-section thrust nozzle The invention refers to a jet engine with a casing that is movable with several Flaps is equipped, which together form a thrust nozzle with a variable cross-sectional area form, and with a substantially cylindrical flap control member, the telescopic is stored in the engine housing and for common uniform adjustment serves for the flaps and thus allows the cross-sectional area of the exhaust nozzle to be changed and is provided with means by which the flap control member is axially is movable.

Bei bekannten Klappensteuerungen derartiger Strahltriebwerke werden im allgemeinen einerseits mit Rollen versehene Führungen zwischen dem Klappensteuerorgan und den Schwenkklappen zwecks radialer Verstellung der letzteren vorgesehen, und eine weitere Gruppe von Rollenführungen mit im wesentlichen radialen Drehachsen ist in der Nähe der Schwenkklappen zur Führung des Klappensteuerorgans gegen Verschiebungen in Umfangsrichtung vorgesehen. Der im allgemeinen als Kolbenantrieb ausgebildete Antrieb für die Axialverschiebung des Klappenverstellorgans greift dabei am entgegengesetzten Ende, d. h. am stromoberseitigen Ende, des Klappensteuerorgans an.In known flap controls of such jet engines generally on the one hand with rollers provided guides between the flap control member and the pivoting flaps are provided for the purpose of radial adjustment of the latter, and another group of roller guides with essentially radial axes of rotation is in the vicinity of the swivel flaps to guide the flap control member against displacement provided in the circumferential direction. The one generally designed as a piston drive The drive for the axial displacement of the flap adjuster engages the opposite one End, d. H. at the top end of the flap control element.

Die Kolbenantriebe sind dabei im gleichen Winkelabstand um den Umfang herum verteilt. Es hat sich jedoch gezeigt, daß trotz dieser symmetrischen Antriebseinrichtung ein Verkanten des zylindrischen Klappensteuerorgans eintreten kann, wenn z. B. die Kolben dieser Antriebe nicht völlig synchron laufen, was nicht immer zu realisieren ist.The piston drives are at the same angular distance around the circumference spread around. However, it has been shown that despite this symmetrical drive device tilting of the cylindrical flap control member can occur if, for. B. the The pistons of these drives do not run completely synchronously, which is not always possible is.

Aufgabe der Erfindung ist es, unter Vermeidung dieser Nachteile eine stabiler und betriebssicherer arbeitende Klappensteuervorrichtung zu schaffen, bei welcher das zylindrische Klappensteuerorgan an jeder Stelle an einer Drehung um die Triebwerkslängsachse gehindert ist.The object of the invention is to avoid these disadvantages to create more stable and reliable working flap control device which the cylindrical flap control member at each point in one rotation the engine longitudinal axis is hindered.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe bei einem Strahltriebwerk der eingangs genannten Bauart dadurch gelöst, daß zwei im axialen Abstand zueinander angeordnete Gruppen von in Umfangsrichtung verteilt angeordneten Führungen vorgesehen sind, die je aus zusammenwirkenden ersten und zweiten Führungsorganen bestehen, welche unmittelbar oder mittelbar einerseits mit dem Triebwerksgehäuse und andererseits mit dem Klappensteuerorgan verbunden sind, und daß jede der im axialen Abstand angeordneten Gruppen der Führungen nur eine translatorische Bewegung des Klappensteuerorgans zulassen.According to the invention, this object is achieved in a jet engine of initially mentioned design achieved in that two at an axial distance from each other arranged groups of guides arranged distributed in the circumferential direction are provided each consisting of cooperating first and second management bodies, which directly or indirectly on the one hand with the engine housing and on the other hand are connected to the flap control member, and that each of the axially spaced Groups of guides only have a translational movement of the flap control member allow.

Diese zusätzlichen Führungen am stromoberseitigen Ende des Klappensteuerorgans sorgen zusammen mit den am stromunterseitigen Ende vorgesehenen Führungsorganen auch dann für eine rein axiale Bewegung, wenn etwa einer der Kolbenantriebe ausfallen sollte oder infolge unterschiedlicher Druckbeaufschlagung an dem Klappensteuerorgan sehr unterschiedliche Kräfte angreifen.These additional guides at the upstream end of the flap control member ensure together with the guide elements provided at the downstream end also for a purely axial movement if, for example, one of the piston drives fails should or as a result of different pressures on the flap control member attack very different forces.

Nach einer zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung ist an dem Triebwerksgehäuse eine sich in Achsrichtung erstreckende Führung als erstes Organ der einen Führungsgruppe befestigt, wobei an den Seiten dieser Führung ein Rollenpaar als zweites Organ dieser einen Führungsgruppe abläuft, das drehbar an dem Klappensteuerorgan oder einer hieran befestigten Vorrichtung befestigt ist.According to an advantageous embodiment of the invention is on the engine housing a guide extending in the axial direction as the first organ of the one guide group attached, with a pair of rollers on the sides of this guide as a second organ of this a guide group runs, which is rotatable on the flap control member or one on it attached device is attached.

Dabei kann die sich in Achsrichtung erstreckende Führung vorzugsweise rohrförmig oder kanalförmig gestaltet sein.The guide extending in the axial direction can preferably be used be tubular or channel-shaped.

Die Klappensteuereinrichtung ist zweckmäßigerweise innen in der Nähe ihres stromunterseitigen Endes mit mehreren, sich in Achsrichtung erstreckenden Führungsschienen als erstes Organ 'der anderen Führungsgruppe ausgestattet, die im Winkelabstand zueinander liegen und mit Rollen als zweitem Organ dieser anderen Führungsgruppe zusammenwirken, die drehbar am Triebwerksgehäuse oder einer hieran befestigten Einrichtung gelagert sind.The flap control device is expediently close on the inside their downstream end with several, extending in the axial direction Guide rails as the first organ 'of the other management group, the lie at an angular distance from one another and with rollers as the second organ of these others Cooperate guide group, which can be rotated on the engine housing or one on it attached device are stored.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend an Hand der beiliegenden Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung zeigt F i g. 1 eine schematische Seitenansicht eines gemäß der Erfindung ausgebildeten Gasturbinenstrahltriebwerks, F i g. 2 im Axialschnitt den hinteren Teil des Triebwerks nach F i g. 1 in größerer Darstellung, F i g. 3 einen Schnitt nach der Linie 3-3 gemäß Fig.2. F i g. 4 einen Schnitt nach der Linie 4-4 gemäß F i g. 3.An embodiment of the invention is described below with reference to the attached drawing. In the drawing shows F i g. 1 is a schematic side view of a gas turbine jet engine designed according to the invention; F i g. 2 in axial section the rear part of the engine according to FIG. 1 in larger Illustration, FIG. 3 shows a section along the line 3-3 according to FIG. F i g. 4 one Section along the line 4-4 according to FIG. 3.

Das Gehäuse 10 des Gasturbinenstrahltriebwerks beherbergt in Strömungsrichtung hintereinander einen aus Niederdruck- und Hochdruckstufe bestehenden Kompressor 11, eine Verbrennungsanlage 12 und eine aus Hochdruckstufe und Niederdruckstufe bestehende Turbine 13. Die Turbinenabgase treten durch das den stromunterseitigen Teil des Gehäuses bildende Strahlrohr 14 aus. Das Strahlrohr 14 trägt außen einen Ring 15, der rings um seinen Umfang im Abstand zueinander. Drehzapfen 16 trägt, an denen je eine Klappe 17 schwenkbar angelenkt ist. Diese Klappen 17 bilden eine Schubdüse 20 mit veränderbarer Querschnittsfläche.The housing 10 of the gas turbine jet engine houses in the direction of flow one behind the other a compressor consisting of a low-pressure and a high-pressure stage 11, an incinerator 12 and a high-pressure stage and a low-pressure stage existing turbine 13. The turbine exhaust gases pass through the downstream Part of the housing forming jet pipe 14. The jet pipe 14 carries an outside Ring 15 spaced around its circumference. Pivot 16 carries, on each of which a flap 17 is pivotably articulated. These flaps 17 form a Thrust nozzle 20 with variable cross-sectional area.

An jeder Klappe 17 lagert drehbar eine Rolle 21, die mit dem stromunterseitigen Teil 22 eines Klappensteuerorgans 23 zusammenwirkt. Dieses Klappensteuerorgan 23 ist teleskopartig um das Strahlrohr 14 herum angeordnet. Der stromunterseitige Teil 22 des Klappensteuerorgans 23 konvergiert in Strömungsrichtung. Durch eine axial in Gegenströmungsrichtung verlaufende Bewegung des Klappensteuerorgans 23 werden demgemäß die Klappen 17 nach innen gedrückt, was eine Verkleinerung des Querschnitts der Schubdüse 20 zur Folge hat. Durch eine Verschiebung des Klappensteuerorgans 23 nach hinten wird entsprechend die Querschnittsfläche der Düse vergrößert.On each flap 17 rotatably supports a roller 21, which with the downstream side Part 22 of a flap control member 23 cooperates. This flap control element 23 is arranged telescopically around the jet pipe 14. The downstream part 22 of the flap control member 23 converges in the direction of flow. Through an axial movement of the flap control member 23 running in the counterflow direction accordingly, the flaps 17 are pressed inwards, resulting in a reduction in cross-section the thrust nozzle 20 has the consequence. By shifting the flap control element 23 to the rear, the cross-sectional area of the nozzle is increased accordingly.

Um den Umfang des Triebwerksgehäuses herum sind vier pneumatisch oder hydraulisch betätigte Kolbenantriebe 24 in gleichen Abständen angeordnet, wobei jeder Zylinder 25 am Triebwerksgehäuse 14 befestigt ist. Die in diesen Zylindergehäusen gleitenden Kolben 26 sind über ihre Kolbenstange 27 mit jeweils einem Lageransatz 31 am stromoberseitigen Ende des Klappensteuerorgans 23 verbunden.Four pneumatically or hydraulically operated piston drives 24 are arranged at equal intervals around the circumference of the engine housing, with each cylinder 25 being fastened to the engine housing 14. The pistons 26 sliding in these cylinder housings are each connected via their piston rod 27 to a bearing shoulder 31 at the end of the flap control member 23 on the upstream end.

Jedes der Lageransätze 31 weist zwei Traglager 32 für Gleitrollen 33 auf, deren Achsen im wesentlichen radial angeordnet sind. . Diese Rollen 33 laufen an Führungen 34 ab, die an dem Zylinder 25 vorgesehen sind.Each of the bearing lugs 31 has two support bearings 32 for sliding rollers 33, the axes of which are arranged essentially radially. . These roles 33 run on guides 34 provided on the cylinder 25.

Das Klappensteuerorgan 23 weist am stromunterseitigen Ende mehrere achsparallel verlaufende Führungsschienen 35 im Winkelabstand zueinander auf, und jede Führungsschiene 35 steht mit Rollen 36 im Eingriff, die ihrerseits auf dem Befestigungsring 15 gelagert ist.At the downstream end, the flap control member 23 has a plurality of axially parallel guide rails 35 at an angular distance from one another, and each guide rail 35 engages with rollers 36, which in turn are mounted on the fastening ring 15.

Die Rollen 33 und die Führungen 34 bilden eine erste Gruppe zusammenwirkender Führungsorgane, und die Rollen 36 bilden mit den Führungsschienen 35 eine zweite Gruppe zusammenwirkender Führungsorgane, wobei die zweite Gruppe axial gegenüber der ersten versetzt ist. Hierdurch wird eine ausschließlich translatorische Bewegung des Klappensteuerorgans 23 bewirkt. Selbst wenn die Kolbenantriebe 24 nicht genau synchron arbeiten, hat dies keine nachteiligen Folgen, da die Führungsorgane das Verkanten des Klappensteuerorgans mit Sicherheit verhindert.The rollers 33 and the guides 34 form a first group of cooperating ones Guide organs, and the rollers 36 form with the guide rails 35 a second Group of cooperating guiding organs, the second group being axially opposite the first is offset. This results in an exclusively translatory movement of the flap control member 23 causes. Even if the piston drives 24 are not accurate work synchronously, this has no negative consequences, as the management bodies do the Canting of the flap control member is prevented with security.

Claims (4)

Patentansprüche: 1. Strahltriebwerk mit einem Gehäuse, das mit mehreren beweglichen Klappen ausgestattet ist, die zusammen eine Schubdüse mit veränderbarer Querschnittsfläche bilden, und mit einem im wesentlichen zylindrischen Klappensteuerorgan, das teleskopartig im Triebwerksgehäuse gelagert ist und zur gemeinsamen gleichförmigen Einstellung der Klappen dient und so die Querschnittsfläche der Schubdüse zu verändern gestattet und mit einer Einrichtung versehen ist, durch welche das Klappensteuerorgan axial verschiebbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwei im axialen Abstand zueinander angeordnete Gruppen von in Umfangsrichtung verteilt angeordneten Führungen vorgesehen sind, die je aus zusammenwirkenden ersten und zweiten Führungsorganen (33, 34, 35, 36) bestehen, welche unmittelbar oder mittelbar einerseits mit dem Triebwerksgehäuse (14) und andererseits mit dem Klappensteuerorgan (23) verbunden sind, und daß jede der im axialen Abstand angeordneten Gruppen der Führungen nur eine translatorische Bewegung des Klappensteuerorgans (23) zulassen. Claims: 1. Jet engine with a housing with several movable flaps is equipped, which together a thrust nozzle with changeable Form cross-sectional area, and with a substantially cylindrical flap control member, which is mounted telescopically in the engine housing and for the common uniform Adjustment of the flaps is used to change the cross-sectional area of the exhaust nozzle is permitted and provided with a device through which the flap control member is axially displaceable, characterized in that two at an axial distance from one another arranged groups of guides arranged distributed in the circumferential direction are provided are each composed of interacting first and second management organs (33, 34, 35, 36) exist, which directly or indirectly on the one hand with the engine housing (14) and on the other hand with the flap control member (23) are connected, and that each of the axially spaced groups of guides only one translational Allow movement of the flap control element (23). 2. Strahltriebwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Triebwerksgehäuse (14) eine sich in Achsrichtung erstreckende Führung (34) als erstes Organ der einen Führungsgruppe befestigt ist und daß an den Seiten dieser Führung (34) ein Rollenpaar (33) als zweites Organ dieser einen Führungsgruppe abläuft, das drehbar an dem Klappensteuerorgan (23) oder einer hieran befestigten Vorrichtung (31) befestigt ist. 2. Jet engine according to claim 1, characterized in that on the engine housing (14) one extends in the axial direction extending guide (34) is attached as the first organ of a guide group and that on the sides of this guide (34) a pair of rollers (33) as a second member this one guide group runs, which is rotatable on the flap control element (23) or a device (31) attached thereto. 3. Strahltriebwerk nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die sich in Achsrichtung erstreckende Führung (34) rohrförmig oder kanalförmig gestaltet ist. 3. Jet engine according to claim 2, characterized in that the axially extending Guide (34) is tubular or channel-shaped. 4. Strahltriebwerk nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet; daß die Klappensteuereinrichtung (23) innen in der Nähe ihres stromseitigen Endes (22) mit mehreren sich in Axialrichtung erstreckenden Führungsschienen (35) als erstem Organ der anderen Führungsgruppe ausgestattet ist, die im Winkelabstand zueinander liegen und die mit Rollen (36) als zweitem Organ dieser anderen Führungsgruppe zusammenwirken, die drehbar am Triebwerksgehäuse (14) oder einer hieran befestigten Einrichtung (15) gelagert sind. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Auslegeschriften Nr. 1055 886, 1035 976; schweizerische Patentschrift Nr. 324 310; USA.-Patentschrift Nr. 2 910 829; »The Aeroplane«, 95. Bd., Nr. 2454 (12. 9.1958), S. 435 und 438.4. Jet engine after one of the preceding claims, characterized in; that the flap control device (23) inside near its upstream end (22) with several extending in the axial direction extending guide rails (35) as the first organ of the other management group which are at an angular distance from one another and which are equipped with rollers (36) cooperate as a second organ of this other guide group, which rotatably on the engine housing (14) or a device attached to it (15) are stored. Considered Publications: German Auslegeschriften No. 1055 886, 1035 976; Swiss U.S. Patent No. 324,310; U.S. Patent No. 2,910,829; "The Airplane," 95. Vol., No. 2454 (12.9.1958), pp. 435 and 438.