DE1227782B - Schubumkehrvorrichtung fuer Gasturbinenstrahltriebwerke - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. α.:

B64c

Deutsche KL: 62 b - 37/02

Nummer: 1227 782

Aktenzeichen: R 32024 XI/62 b

Anmeldetag: 1. Februar 1962

Auslegetag: 27. Oktober 1966

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schubumkehrvorrichtung für Gasturbinenstrahltriebwerke mit Schwenkklappen, die aus einer ersten Stellung, in der sie seitliche Öffnungen des vorzugsweise divergierenden Strahlrohrs abschließen, um an ihren stromunterseitigen Enden liegende Achsen in eine zweite Stellung schwenkbar sind, in der sich ihre stromoberseitigen Enden etwa in der Mitte des Strahlrohrs berühren.

Bei bekannten Schubumkehrvorrichtungen dieser Bauart wird die Umlenkung des durch die seitlichen Öffnungen bei entsprechender Klappenstellung auftretenden Hauptgasstromes durch innerhalb dieser Öffnungen angebrachte Leitschaufeln bewirkt. Diese Leitschaufeln stellen eine Unterbrechung der glatten Außenhaut des Triebwerks dar, auch wenn die Öffnung selbst durch die Klappen von innen geschlossen ist, und ergeben somit beim Vorwärtsflug einen unerwünschten hohen Luftwiderstand, oder es müssen zusätzlich Mittel vorgesehen werden, um ao eine Abdeckung dieser Leitschaufeln durch eine äußere glatte Fläche zu bewirken. Dies ist jedoch sehr aufwandig und bedingt die Anwendung zusätzlicher Bauteile mit einer hieraus resultierenden Gewichtszunahme.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde unter Vermeidung der beschriebenen Nachteile eine einfache und gewichtsmäßig leichte und dennoch wirksame Schubumkehrvorrichtung zu schaffen, durch welche zum Zwecke der Bremsung die Strahlgase seitlich und nach vorn abgelenkt werden können.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß im Mittelabschnitt der Außenseiten der Schwenkklappen die hinteren Enden von Leitflächen angelenkt sind, die durch eine Schlitz-Zapfen-Führung beim Einschwenken der Schwenkklappen in die zweite Stellung unter Freigabe der seitlichen Öffnungen nach außen gespreizt werden und mit ihren nach außen gespreizten Enden über den Umfang des Triebwerksgehäuses vorstehen.

Da die zur Schubumkehr benutzten Schwenkklappen und Leitflächen auch beim Vorwärtsflug einen ohnehin erforderlichen Konstruktionsteil bilden, nämlich einen Teil der Wandung des Strömungskanals bzw. der glatten Gehäuseaußenwand, erfordert die Schubumkehrvorrichtung, abgesehen von dem einfachen erforderlichen Bewegungsgestänge, keinen zusätzlichen Gewichtsaufwand gegenüber einem Triebwerk ohne Strahlbremsung.

Die gemäß der Erfindung vorgesehenen Leitflächen stehen im Zustand der Schubumkehr weit über den Umfang des Triebwerksgehäuses vor und Schubumkehrvorrichtung für
Gasturbinenstrahltriebwerke

Anmelder:

Rolls-Royce Limited,

Derby, Derbyshire (Großbritannien)

Vertreter:

Dipl.-Ing. C. Wallach, Patentanwalt,

München 2, Kaufingerstr. 8

Als Erfinder benannt:

Thomas Henry Kerry,

Peter Arthur Ward,

Derby, Derbyshire (Großbritannien)

Beanspruchte Priorität:

Großbritannien vom 13. Februar 1961 (5348)

bedingen demgemäß eine wirksamere Bremsung als die bisher in Verbindung mit den Schwenkklappen zur Absperrung des Hauptstromkanals benutzten Leitschaufeln, die innerhalb des Querschnittes des Triebwerksgehäuses angeordnet waren.

Nach einer zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung sind die Schwenkklappen und die Leitflächen in einer das Triebwerk beherbergenden Gondel gelagert, wobei die Leitflächen in der ersten Betriebsstellung einen Teil der Außenwand der Gondel bilden und seitliche Öffnungen außen abschließen. Die Leitflächen bzw. die Klappen können dabei so gestaltet sein, daß sie glatt in die anschließenden Gehäusebauteilt übergehen, so daß kein erhöhter Luftwiderstand auftritt.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind die Anlenkenden der Leitflächen derart gekrümmt ausgeführt, daß in der zweiten Stellung ein im wesentlichen stetiger Übergang der Strömungsführung zwischen den Schwenkklappen und den Leitflächen nach Art von Leitschaufeln gebildet .wird, so daß der Wirkungsgrad der nach vorn abgelenkten Strahlgase zum Zwecke der Bremsung sehr gut ist.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele beschrieben. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 eine Seitenansicht eines mit der erfindungsgemäßen Schubumkehrvorrichtung ausgerüsteten Gasturbinenstrahltriebwerks,

609 708/38

3 4

F i g. 2 in größerem. Maßstab in Axialschnitt die flächen 35 auf den Leitschaufeln 32 nach "vom ge-

Schubumkehrvorrichtung des Triebwerks* nach neigte stromabwärtige Wände der Kanäle 34.

Fig. 1, Die Gondel 11 hat am stromaufwärtigen Ende

F i g. 3 eine der F i g. 2 entsprechende Ansicht einer Löcher 36, durch welche Grenzschichtluft in den

weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen 5 Ringraum 12 eintreten kann.

Schubumkehrvorrichtung, " " ' Wenn beim Betrieb die Klappenteile 25 und die

F i g. 4 in größerem Maßstab eine Teilansicht der Leitschaufeln 32 in der Außerbetriebsstellung stehen,

Fig. 3, "."I"---.- strömen die Abgase über die Wand 20 nach hinten

F i g. 5 eine weitere Ausgestaltung der erfindungs- und geben dem Flugzeug einen Vorwärtsschub. In

gemäßen Schubumkehrvorrichtung in einem Trieb- io dieser Stellung dichten die Klappen 25 gegen die

werk eingebaut. Wände 24 und verhindern den Eintritt von Abgasen

Gemäß F i g. 1 und 2 ist ein Gasturbinenstrahl- into die Kanäle 34.

triebwerk 10 innerhalb einer Gondel 11 eingebaut Der Strom von Abgasen am Ringspalt 21 bewirkt

und an dieser an seinem stromoberseitigen Ende be- einen Ejektoreffekt und saugt Grenzschichtluft durch

festigt, wobei ein Ringkanal 12 zwischen Triebwerk 15 die Löcher 36 an, wobei die Luft durch den Ring-

10 und Gondel 11 verbleibt. raum 12 und den Ringspalt 21 in die Abgase einge-

Das Triebwerk 10 weist in Strömungsrichtung saugt wird. · - .

hintereinander einen Kompressor 13, eine Ver- Wenn der Schub umgesteuert werden soll, werden

brennüngseinrichtung 14 und eine Turbine 15 auf, die Kolben 28 betätigt, um die Klappenteile 25 in

wobei die Abgase der Turbine durch ein Strahlrohr 20 ihre Betriebsstellung zu bewegen. Die Bewegung der

16 austreten. Am stromunterseitigen Ende weist das - Klappenteile 25 bewirkt die Bewegung der Stifte 31

. Strahlrohr 16 eine Düsse IT mit einem konvergieren- in den Schlitzen 30 und die' Schwenkbewegung der

den Abschnitt 18 auf. Leitschaufeln 32 in ihre Betriebsstellungen. Die

Die Gondel 11 hat am stromabwärtigen Ende eine Klappen 25 verhindern daher die Abgase an ihrer

innere Wandung 20, die in der stromabwärtigen Rieh- 25 Strömung nach rückwärts, so daß diese in die Ka-

tung divergiert und sich stromabwärts des strom- näle34 strömen, wo die nach vorn gerichtete Nei-

abwärtigen Endes der Düse 17 erstreckt. Das strom- gung der Leitschaufeln 32 und Wände 24 diese Gase

aufwärtige Ende der- Wand 20 ist von der Düse 17 nach vorn richtet.

durch einen ringförmigen Spalt 21 getrennt, der mit Vorzugsweise sind nicht dargestellte Schließvor-

dem stromabwärtigen Ende des Ringraumes 12 korn- 3° richtungen vorgesehen, um den Rückfluß von Ab-

muniziert. Die konvergierenden Teile 18 und die gasen durch den Ringspalt 21 und den Ringraum 12

divergierende innere Wand 20 bilden zusammen eine zu verhindern.

Endschubdüse für den Motor 10. F i g. 3 und 4 zeigen eine Anordnung, die im allge-

Die Gondel 11 hat eine äußere Wandung 22, wo- meinen der nach Fig. 1 und 2 entspricht, und daher bei die divergierende innere Wandung 20 an der 35 nicht in Einzelheiten beschrieben wird,
äußeren Wandung.22 am stromabwärtigen Ende be- In dieser Konstruktion nach Fig. 3 und 4 ist jefestigt ist und das - stromaufwärtige Ende an der doch der untere Klappenteil 25' schwenkbar mit Wand 22 durch nach vorn geneigte Wände 23, 24 einer Leitschaufel 32' verbunden, die in ihrer außerangebaut ist. betrieblichen Stellung nur einen Teil der entsprechen-

Zwei diametral gegenüberliegende Schubumsteue- 4° den Gasflußleitung 34' blockiert. Der übrige Teil der

rungsklappen 25 sind auf Schwenkachsen 26 montiert Leitung 34' kann durch schwenkbar angeordnete

und haben mit dem Gas im Eingriff stehende Flächen Leitschaufeln 40 blockiert und freigegeben werden.

27. Wenn diese· Klappen 25 in ihrer außerbetrieb- Die Leitschaufeln 40 sind durch eine Verbindungs-

lichen Stellung stehen, wie durch die voll ausgezoge- stange 41 verbunden und durch eine Verbindung 42

nen Linien in Fig. 2 dargestellt, bilden die Flächen 45 mit einem Hebel 43 verbunden. Der Hebel 43 ist

27 einen Teil der divergierenden Innenwandung 20. - schwenkbar mit dem festen Aufbau verbunden und

Die Klappen-25-sind durch pneumatisch oder über eine Verbindung 44 mit einem Arm 45 verhydraulisch betätigte Kolben 28 zwischen einer bunden. Der Arm 45 ist am Klappenteil 25' befestigt, Außerbetriebsstellung (wie beschrieben) und einer so daß bei einer Bewegung des letzteren durch seinen Betriebsstellung (gekennzeichnet in Fig. 2 durch 5° Kolben 28 in seine Betriebsstellung, die Leitschaufeln gestrichelte Linien) bewegbar, in welcher sie ein- 40 in ihre Betriebsstellung gebracht werden, in ander in der Längsachse des Motors berühren und welcher sie den Durchfluß der Abgase durch den den Durchfluß der Abgase durch die Endscmabdüse Kanal 34' gestatten und diese Abgase nach vorn blockieren. richten.

Die Außenwandung 22 der Gondel 11 besitzt zwei 55 Da die Leitschaufeln 32' erheblich kürzer sind als

diametral gegenüberliegende Schlitze 30, in denen die Leitschaufeln 32 nach Fig. 1 und 2, steht die

Drehstifte angeordnet sind, die auf den Leitschaufeln Leitschaufel 32' bedeutend weniger aus der Gondel

32 sitzen. Jede dieser Leitschaufein 32 ist schwenk- hervor. Es besteht ein größerer Zwischenraum 46

bar mit einem Klappenteil 25 bei 33 verbunden. zwischen der Gondel und dem Boden bei der Kon-

Die Leitschaufeln 32 sind in den nach vorn ge- 60 struktion nach F i g. 3 und 4.

richteten Gaskanälen 34 angeordnet, wobei die In den Ausführungen nach den Zeichnungen sind Wände 24 nach vorn geneigte, stromaufwärtige End- die Schubumsteuerungen innerhalb der normalen wandungen der Kanäle 34 bilden. Die Leitschaufeln Länge der Endschubdüse angeordnet an Stelle durch 32 sind zwischen einer Außerbetriebsstellung (voll- selbständige Glieder gegeben zu sein. Dies verausgezogene Linien in F i g. 2), in der sie die Kanäle 65 mindert die Länge und das Gewicht des Triebwerks. 34 blockieren, und einer Betriebsstellung (gestrichelte F i g. 5 zeigt eine der F i g. 1 im allgemeinen ähn-Linien in F i g. 2), in der sie die Kanäle 34 freigeben, liehe Ausführungsform, die daher nicht in Einzelbewegbar. In dieser Betriebsstellung bilden die Ober- heiten beschrieben werden muß.

Die Ausführungsform nach Fig. 5 umfaßt ein Gasturbinenstrahltriebwerk 10 a, das innerhalb einer Motorgondel lla eingebaut ist und davon mit einem Ringraum 12 a absteht.

In diesem Fall ist jedoch das stromaufwärtige Ende des Triebwerks 10a nicht mit der Gondel lla verbunden, und die Grenzschicht der Luft kann daher unmittelbar durch die Öffnung des Ringraumes a eintreten, ohne erst Löcher, wie die Löcher 36 in F i g. 1, durchströmen zu müssen.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Schubumkehrvorrichtung für Gasturbinenstrahltriebwerke mit Schwenkklappen, die aus einer ersten Stellung, in der sie seitliche Öffnungen des vorzugsweise divergierenden Strahlrohrs abschließen, um an ihren stromunterseitigen Enden liegende Achsen in eine zweite Stellung schwenkbar sind, in der sich ihre stromoberseitigen Enden etwa in der Mitte des Strahlrohrs berühren, dadurch gekennzeichnet, daß im Mittelabschnitt der Außenseiten der Schwenkklappen (25) die hinteren Enden von Leitflächen (32) angelenkt sind, die durch eine Schlitz-Zapfen-Führung (30, 31) beim Einschwenken der Schwenkklappen (25) in die zweite Stellung unter Freigabe der seitlichen öffnungen nach außen gespeizt werden und mit ihren nach außen gespreizten Enden über den Umfang des Triebwerksgehäuses vorstehen.

2. Schubumkehrvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkklappen (25) und die Leitflächen (32) in einer das Triebwerk (10) beherbergenden Gondel (11) gelagert sind, wobei die Leitflächen (32) in der ersten Betriebsstellung einen Teil der Außenwand der Gondel bilden und seitliche Öffnungen außen abschließen.

3. Schubumkehrvorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlenkenden der Leitflächen (32') derart gekrümmt ausgeführt sind, daß in der zweiten Stellung ein im wesentlichen stetiger Übergang der Strömungsführung zwischen den Schwenkklappen und den Leitflächen gebildet wird.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Auslegeschrift Nr. 1 087 908;
französische Patentschriften Nr. 1197 691,

1248191;
USA.-Patentschriften Nr. 2 847 823, 2964 905, 681548,2637164;

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

609 708/38 10.55 © Bundesdruckerei Berlin