DE1943403A1

DE1943403A1 - Schubumkehrvorrichtung fuer Gasturbinenstrahltriebwerke

Info

Publication number: DE1943403A1
Application number: DE19691943403
Authority: DE
Inventors: Colley Rowan Herbert
Original assignee: Rolls Royce PLC
Current assignee: Rolls Royce PLC
Priority date: 1968-08-30
Filing date: 1969-08-26
Publication date: 1970-04-23
Also published as: DE1943403C3; GB1211923A; DE1943403B2; FR2016637A1; US3608314A

Description

PATcNTANWALTK

DIPL.-ING. GÜNTHER KOCH

DR. TINO HAIBACH

8 MÜNCHEN 2, ²⁶· August I969 I2189 - K/vM

Rolls-Royce Limited, Derby, Derbyshire, England. Schubumkehrvorrichtung für Gasturbinenstrahltriebwerke

Die Erfindung betrifft eine Schubumkehrvorrichtung für Gasturbinerßbrahltriebwerke und insbesondere eine Schubumkehrvorrichtung für Gasturbinenstrahltriebwerke, die mit einem Schubgebläse ausgestattet sind.

Die Erfindung geht aus von einer Schubumkehrvorrichtung für Gasturbinenstrahltriebwerke mit einem Ringkanal, durch den vom Triebwerk herrührende Gase hindurchtreten und der durch radial innere und radial äußere Wände definiert wird, wobei die radial äußere Wand eine in Umfangsrichtung verlaufende öffnung aufweist und mehrere im Winkelabstand zueinander angeordnete Klappen zwischen einer ersten Stellung,in der sie die Öffnung abschließen, und einer zweiten Stellung beweglich sind, in der sie sich über die öffnung erstrecken und wenigstens teilweise den Ringkanal hinter der Öffnung absperren.

Gemäß der Erfindung ist die Anordnung derart getroffen, daß jede Klappe aus einem vorderen und einem rückwärtigen Klappenabschnitt besteht und daß die vorderen Klappenabschnitte vor den rückwärtigen Klappenabschnitten im Ringkanal gefaltet sind, wenn sich die Klappen in ihrer zweiten Stellung befinden.

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Der vordere Klappenabschnitt kann mit dem rückwärtigen Klappenabschnitt schwenkbar und gleitbar verbunden sein.

Der rückwärtige Klappenabschnitt kann an einem festen Teil der radial äußeren Wand hinter der öffnung schwenkbar befestigt sein.

Vorzugsweise gleitet bei Bewegung der Klappe an der ersten in die zweite Stellung der Verbindungspunkt zwischen Vorderklappe und Hinterklappe nach dem Verbindungspunkt, an dem die rückwärtige Klappe an der festen Wand befestigt ist.

Die rückwärtige Klappe kann schwenkbar an einem Lenker befestigt sein,, der seinerseits an einem nach hinten versetzbaren Körper angelenkt ist, welcher von der radial äußeren Wand getragen wird, wobei die rückwärtige Versetzung dieses Körpers die Klappe in ihre zweite Stellung bewegt.

Der nach hinten versetzbare Körper kann aus einer Verkleidung bestehen, die das radial äußere Ende der öffnung abdeckt/und eine Versetzung der Verkleidung nach hinten bewirkt eine Freigabe der öffnung.

Der Lenker kann außerdem an einem Punkt in seinem Mitteläbschnitt an dem vorderen Klappenabschnitt angelenkt sein.

Der Lenker kann an dem Vorderklappenabschnitt an einem Punkt angelenkt sein, der vor dem Verbindungspunkt von Vorderklappe und Hinterklappe liegt.

Der Lenker kann schwenkbar am Vorderteil der Verkleidung befestigt sein.

Die öffnung kann Leitschaufeln aufweisen, die das Gas nach vorn leiten, wenn die Klappen in der zweiten Stellung befindlich sind.

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Die Erfindung umfaßt auch ein Gasturbinenstrahltriebwerk mit einer Schubumkehrvorrichtung gemäß obiger Ausbildung.

Das Gasturbinenstrahltriebwerk kann ein Schubgebläse aufweisen und die Schubumkehrvorrichtung dient dazu, den von dem Gebläse erzeugten Schub umzukehren.

Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 ein Gasturbinenstrahltriebwerk mit einer Schubumkehrvorrichtung gemäß der Erfindung,
Fig. 2 Einzelteile des Aufbaus nach Fig.l.

Gemäß Fig.l ist ein Gasturbinenstrahltriebwerk 10 mit einem Frontgebläse 12 ausgestattet, das in einer zylindrischen Gebläseverkleidung 14 umläuft. Die Gebläseverkleidung umschließt den stromoberseitigen Abschnitt des Triebwerksgehäuses und bildet mit diesem einen ringförmigen Gebläsekanal 16. Die zylindrische Gebläseverkleidung trägt das Triebwerk über im Winkelabstand zueinander angeordnete Streben 15. Der Kanal 16 wird durch eine radial innere Wandung 18 des Triebwerksgehäuses und eine radial äußere Wandung 20 definiert, die von der Innenwand der Gebläseverkleidung gebildet wird. Im Betrieb strömt vom Gebläse 12 verdichtete Luft durch den Ringkanal

Das Gebläse ist mit einer Schubumkehrvorrichtung ausgestattet, die am deutlichsten aus Fig.2 ersichtlich ist. Die Gebläseverkleidung 14 weist eine sich in Umfangsrichtung erstreckende öffnung 22 in jenem Abschnitt auf, der die Wandung 20 des Ringkanals 16 bildet. Die öffnung 22 erstreckt sich um den gesamten Umfang der Gebläseverkleidung 14 und liegt nach der radial äußeren Oberfläche hin offen. Wenn die Schubumkehrvorrichtung nicht in Betrieb befindlich ist, dann wird die öffnung an ihrem radial äußeren Ende durch eine nach hinten versetzbare Verkleidung 24 abgedeckt. Diese Verkleidung kann durch hydraulische Kolbenantriebe 26 nach hinten verschoben werden, von denen nur einer in Fig.l dargestellt ist.

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Die Öffnung 22 ist gegenüber dem Ringkanal 16 über mehrere im Winkelabstand zueinander angeordnete Klappen 28 abgeschlossen, die einen Teil der radial äußeren Wandung 20 des Kanals bilden. Jede Klappe 28 besteht aus einem vorderen Klappenabschnitt 30 und einem rückwärtigen Klappenabschnitt 32. Die Ausdrücke "vorn" und "hinten" beziehen sich auf die Strömungsrichtung innerhalb des Triebwerks, d.h. "vorn" liegt das linke Ende des Triebwerks gemäß Pig.l. Die Vorderklappe 30 weist einen Armfortsatz 34 auf, der am Ende eine Rolle 36 trägt. Diese Rolle läuft in einem Schlitz 38 der Hinterklappe 32. Die Vorderklappe ist auf diese Weise mit der Hinterklappe schwenkbar und gleitbar verbunden.

Das rückwärtige Ende der Hinterklappe 32 ist schwenkbar an einem Punkt 40 mit einem festen Abschnitt 42 der Gebläseverkleidung 14 verbunden, die einen Teil der radial äußeren Wand 20 hinter der Öffnung 22 bildet. Der Abschnitt 42 der Gebläseverkleidung 14 wird von dem Vorderabschnitt der Verkleidung über Streben getragen, die sich über die Öffnung 22 erstrecken. Diese Streben können zweckmäßigerweise zwischen benachbarten Klappen 28 liegen und sie können zum Abschluß der Öffnung 22 beitragen.

Die Hinterklappe 32 ist an ihrem Vorderende 44 schwenkbar mit einem Lenker 46 verbunden, dessen anderes Ende bei 48 vorn an der nach hinten versetzbaren Verkleidung 24 angelenkt ist.

Der Lenker 46 ist außerdem schwenkbar an einem Punkt 50 in seinem Mittelabschnitt mit der Vorderklappe 30 an einem Punkt vor dem Verbindungspunkt J>6 zwischen Vorderklappe 30 und Hinterklappe 32 verbunden.

Innerhalb der Öffnung 22 befindet sich eine Kaskade von Leitschaufeln 52, die dazu beitragen, die durch den Ringkanal l6 strömende Luft nach vorn durch die Öffnung 22 auszublasen, wenn die Schubumkehrvorrichtung, wie nachstehend beschrieben, in Betrieb befindlich ist.

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Wenn die Schubumkehrvorrichtung wirksam ist, dann befinden sich die Klappen 30 und 32 in der in Fig.2 voll ausgezogen dargestellten Stellung, die im folgenden als "erste Stellung" bezeichnet wird, dieser ersten Stellung schließen die Klappen die öffnung 22 ab, so daß vom Gebläse 12 verdichtete Luft nach hinten durch den Ringkanal 16 strömen und einen Vorwärtsschub auf ein Plugzeug ausüben kann, das mit diesem Gasturbinenstrahltriebwerk ausgestattet ist.

Wenn eine Schubumkehr erforderlich ist, dann wird die Verkleidung 24 durch die Kolbenantriebe 26 nach hinten in die in Fig.2 strichpunktiert dargestellte Stellung versetzt, wodurch die öffnung 22 freigegeben wird. Durch diese Rückbewegung der Verkleidung 24 wird der Lenker 46 veranlaßt, die Hinterklappe 32 um den Punkt 40 in eine zweite strichpunktiert dargestellte Stellung zu schwenken. Der Lenker 46 veranlaßt außerdem die Vorderklappe 30 zu einer Faltung vor die Hinterklappe 32, wie strichpunktiert dargestellt ist. Wenn die Klappen von ihrer ersten in ihre zweite Stellung überführt werden, dann gleitet der Verbindungspunkt von Vorderklappe 30 und Hinterklappe 32, der durch die Rolle 36 definiert wird, nach dem Punkt 40 der Schwenkverbindung zwischen Hinterklappe 32 und fester Gehäusewandung 42.

Der Aufbau und die Arbeitsweise jeder der Klappen 28 ist gleich.

Wenn die Klappen 28 in ihrer zweiten Stellung oder ihrer Faltstellung befindlich sind, die strichpunktiert dargestellt ist, dann schließen die Klappen wenigstens teilweise den Ringkanal l6 stromunterseitig der öffnung 22 ab und lenken die vom Gebläse 12 verdichtete Luft nach vorn durch die öffnung 22, wodurch eine Schubumkehr erzeugt wird. Die Leitschaufeln 52 unterstützen diese Umkehr der Luft nach vorn.

Das Gasturbinenstrahltriebwerk 10 ist außerdem mit einer Schubumkehrvorrichtung ausgerüstet, die die aus dem Strahlrohr austre-

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txenden Schubgase nach vorn richtet. Diese Schubumkehrvorrichtung kann von herkömmlicher Gestalt sein oder die Schubumkehrvorrichtung kann in gleicher Weise ausgebildet sein, wie vorstehend in Verbindung mit der Frontgebläse-Schubumkehrvorrichtung beschrieben. In diesem Fall kann im Strahlrohr· ein Strömungskörper angeordnet werden;, um eine radial innere Wandung eines Ringkanales zu bilden, dessen Außenwand durch das Triebwerksgehäuse gebildet wird.

Die Erfindung ergibt den Vorteil, daß die minimale Querschnittsfläche des Kanals 16 bei in Betrieb befindlicher Schubumkehrvorrichtung größer ist als es dann der Fall wäre, wenn eine Gruppe von nur einteilig ausgeführten großen Klappen vorgesehen wird, und hierdurch wird eine Drosselung des Ausganges der Schubumkehrvorrichtung verhindert. Außerdem hat die Erfindung den Vorteil, daß dann, wenn die Schubumkehrvorrichtung nicht wirksam ist, der Ringkanal 16 nicht durch einen Betätigungsmechanismus der Schubumkehrvorrichtung, z.B. durch Streben oder Gestänge, die sich über den Kanal erstrecken, behindert ist.

Patentansprüche;

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Claims

Patentansprüche:

1. Ischubumkehrvor richtung für ein Gasturbinenstrahltriebwerk mit —einem Ringkanal, durch den Gase des Triebwerks hindurchtreten und der von einer radial inneren Wand und einer radial äußeren Wand begrenzt ist, mit einer sich über den Umfang der radial äußeren Wandung erstreckenden öffnung und mehreren im Winkelabstand zueinander angeordneten Klappen, die zwischen einer ersten Stellung, in der sie die Öffnung abschließen, und einer zweiten Stellung beweglich sind, in der sie sich über den Ringkanal stromunterseitig der öffnung erstrecken und diesen wenigstens teilweise schließen,

dadurch gekennzeichnet,

daß jede Klappe aus einem vorderen Klappenabschnitt (30) und einem hinteren Klappenabschnitt (32) besteht, und daß der vordere Klappenabschnitt (30) vor dem rückwärtigen Klappenabschnitt (32) im Ringkanal (16) gefaltet wird, wenn die Klappen in der zweiten Stellung befindlich sind.

2. Schubumkehrvorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet ,

daß der vordere Klappenabschnitt (30) mit dem hinteren Klappenabschnitt (32) schwenkbar und gleitbar verbunden ist«

3. Schubumkehrvorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet,

daß der rückwärtige Klappenabschnitt (32) schwenkbar an einem festen Abschnitt (42) der radial äußeren Wand stromunterseitig der Öffnung (22) verbunden ist.

4. Schubumkehrvorrichtung nach den Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet,

daß bei Bewegung der Klappe von der ersten in die zweite Stellung der Verbindungspunkt (36) von vorderem Klappenabschnitt (30) und hinterem Klappenabschnitt (32) nach dem Anlenkpunkt (40) zwischen rückwärtigem Klappenabschnitt (32) und festem Wandaufbau (42) gleitet.

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5· Schubumkehrvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der rückwärtige Klappenabschnitt (32) schwenkbar an einem Lenker (46) angelenkt ist, der seinerseits an einem nach hinten versetzbaren Körper (24) angelenkt ist, welch letzterer von der radial äußeren Wand getragen wird, wobei die rückwärtige Versetzung des Körpers (24) die Klappe in ihre zweite Stellung bewegt.

6. Schubumkehrvorrichtung nach Anspruch 5* dadurch gekennzeichnet , daß der nach hinten versetzbare Körper aus einer Verkleidung (24) besteht, die das radial äußere Ende der öffnung (22) abdeckt, wobei eine Versetzung der Verkleidung nach hinten die öffnung freigibt.

7· Schubumkehrvorrichtung nach den Ansprüchen 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet , daß der Lenker (46) schwenkbar an einem Punkt (50) in seinem Mittelabschnitt an dem vorderen Klappenabschnitt (30) angelenkt ist.

8. Schubumkehrvorrichtung nach den Ansprüchen 2 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Lenker (46) mit dem vorderen Klappenabschnitt (30) an einem Punkt (50) verbunden ist, der vor dem Verbindungspunkt (36) zwischen Vorderklappenabschnitt (30) und Hinterklappenabschnitt (32) liegt.

9. Schubumkehrvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß der Lenker (46) schwenkbar am Vorderabschnitt der Verkleidung (24) angelenkt 1st.

10. Schubumkehrvorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet , daß die öffnung (22) Leitschaufeln (52) enthält, die das Gas nach vorn leiten, wenn die Klappen in der zweiten Stellung befindlich sind.

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ORIGINAL INSPECTED

11. Gasturbinenstrahltriebwerk,

dadurch gekennzeichnet , daß es mit einer Schubumkehrvorrichtung gemäß den Ansprüchen bis 10 ausgestattet ist.

12. Gasturbinenstrahltriebwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es ein Gebläse (12) aufweist und daß die Schubumkehrvorrichtung den vom Gebläse erzeugten Schub umkehrt.

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