DE2115395A1 - Thrust reverser for gas turbine jet engines - Google Patents

Description

PATENTANWALT¹:PATENT ADVERTISER ¹ :

DIPL.-ING. GÜNTHER KOCHDIPL.-ING. GÜNTHER KOCH

DR. TINO HAIBACHDR. TINO HAIBACH

8 München 2, 30. März 1971 13 148 - K/vM8 Munich 2, March 30, 1971 13 148 - K / vM

Minister of Aviation Supply, London, England,Minister of Aviation Supply, London, England,

Schubumkehrvorrichtung für GasturbinenstrahltriebwerkeThrust reverser for gas turbine jet engines

Die Erfindung betrifft eine Schubablenk- bzw. -umkehrvorrichtung für Gasturbinenstrahltriebwerke, die zum Antrieb von Fahrzeugen in der Luft oder auf dem Lande eingesetzt werden.The invention relates to a thrust deflecting or reversing device for gas turbine jet engines which are used to propel vehicles be used in the air or on land.

Wenn die Forderung gestellt war, die Richtung des Schubes abzulenken oder umzukehren, der durch die Ausdehnung der heißen Gase erzeugt wird, die durch die Turbine eines Gasturbinenstrahltriebwerks getreten sind, war es bisher üblich, die Strömung der GaseWhen the demand was made to divert or reverse the direction of the thrust caused by the expansion of the hot gases is generated that have passed through the turbine of a gas turbine jet engine, it was previously common to reduce the flow of gases

zu axial über den Kanal stromunterseitig der Turbine/behindern und gleichzeitig Mittel stromoberseitig des Strömungshindernisses anzuordnen, um die Gasströmung radial bezüglich der Kanalachse nach außen nach der Atmosphäre abzulenken. Die Strömungswiderstände bestehen im allgemeinen aus wenigstens zwei Klappen, die an den Gaskanalwandungen oder dem benachbarten Aufbau diametral gegenüberliegend um eine gemeinsame Schwenkachse angeordnet sind, die die Triebwerksachse senkrecht schneidet.too axially across the channel upstream of the turbine / obstruct and at the same time to arrange means upstream of the flow obstacle to the gas flow radially with respect to the channel axis to divert outward to the atmosphere. The flow resistances generally consist of at least two flaps that are arranged on the gas duct walls or on the adjacent structure diametrically opposite one another around a common pivot axis, which intersects the engine axis perpendicularly.

Die Türen sind derart gestaltet, daß dann, wenn sie zusammen verschwenkt werden, ihre stromabwärtigen Ränder aneinanderstoßen und ihr kombiniertes stromoberseitiges Profil eine Fläche einschließt, die im wesentlichen gleich ist mit der Kanaldüse und auf diese ausgerichtet ist, so daß der Durchtritt von Gasen verhindert wird.The doors are designed so that when they pivot together their downstream edges abut and their combined upstream profile includes a surface, which is essentially the same as and is aligned with the duct nozzle, so that the passage of gases is prevented.

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Hierbei wird der gesamte, vom Gasturbinenstrahltriebwerk erzeugte Schub durch die Schwenkklappen absorbiert und infolgedessen müssen diese Klappen eine sehr robuste Konstruktion aufweisen und kräftige Betätigungsmittel- besitzen, damit die hohen Gasbelastungen der Klappen überwunden werden können, wenn sie in ihre unwirksame Stellung zurückgezogen werden sollen.Here, the entire thrust generated by the gas turbine jet engine is absorbed by the swivel flaps and as a result These flaps must have a very robust construction and powerful actuating means to cope with the high gas loads of the flaps can be overcome when they are to be withdrawn to their inoperative position.

Die robuste Konstruktion und die Kraftantriebe bedingen ein hohes Gewicht und einen großen Raum und es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Schubumkehrvorrichtung zu schaffen, deren Wirksamkeit etwa die gleiche ist wie die bekannter Schubumkehrvorrichtungen, wobei jedoch die Belastungen, denen die Schubumkehrmittel ausgesetzt sind und die Kraftantriebe hierfür wesentlich verringert sind.The robust construction and the power drives require a high weight and a large space and it is therefore the object of the invention to create a thrust reverser, its effectiveness is about the same as the known thrust reversers, however, the loads faced by the thrust reverser means are exposed and the power drives for this are significantly reduced.

Die Erfindung geht aus von einem Gasturbinenstrahltriebwerk mit einem Gasausflußkanal und Gasablenkeinrichtungen in diesem Kanal, die von einer Ruhestellung aus in eine Arbeitsstellung überführbar sind und sie löst die gestellte Aufgabe dadurch, daß in Arbeitsstellung die Ablenkeinrichtungen nur den Hauptteil der Gasströmung ablenken, während der Rest zwischen den Ablenkeinrichtungen in einer Ebene ausströmt, die die Abgasachse enthält. The invention is based on a gas turbine jet engine with a gas discharge channel and gas deflection devices in this channel, which can be converted from a rest position into a working position and it solves the problem in that in the working position the deflectors only deflect the main part of the gas flow, while the remainder is between the deflectors flows out in a plane that contains the exhaust axis.

Vorzugsweise besteht die Ablenkeinrichtung aus zwei gegenüberliegend angeordneten Schwenkklappen, die um eine gemeinsame Achse schwenkbar sind und zwar am stromunterseitigen Ende des Abgaskanals oder in der Nähe desselben, wobei die Schwenkachse die Kanalachse senkrecht schneidet.The deflecting device preferably consists of two opposite one another arranged pivoting flaps, which are pivotable about a common axis, namely at the downstream end of the exhaust duct or in the vicinity thereof, the pivot axis intersecting the channel axis perpendicularly.

Vorzugsweise sind die Klappen derart gestaltet, daß dann, wenn sie um die gemeinsame Achse in die Arbeitsstellung überführtThe flaps are preferably designed in such a way that when they are transferred into the working position about the common axis

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sind, ihre benachbarten Ränder parallel zueinander, aber im Abstand voneinander liegen.are, their adjacent edges are parallel to each other but spaced from each other.

, Vorzugsweise ist die Größe des Abstandes so gewählt, daß nur ein kleinerer Teil der Gase hindurchströmen kann., Preferably the size of the distance is chosen so that only a smaller part of the gases can flow through.

Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung zeigen: Fig. 1 eine schematische Ansicht eines Gasturbinenstrahltriebwerks mit der erfindungsgemäßen Schubumkehrvorrichtung, Fig. 2 in größerem Maßstab eine Ansicht des stromabwärtigen Teiles des Strahltriebwerks nach Fig.l,An exemplary embodiment of the invention is described below with reference to the drawing. In the drawing show: 1 is a schematic view of a gas turbine jet engine with the thrust reverser according to the invention, FIG. 2 shows, on a larger scale, a view of the downstream part of the jet engine according to FIG.

Fig.l zeigt ein allgemein mit dem Bezugszeichen 10 bezeichnetes Gasturbinenstrahltriebwerk. Das Triebwerk ist in einer stromlinienförmigen Verkleidung 12 untergebracht, die ihrerseits durch nicht dargestellte Mittel und Verfahren außerhalb eines Flugzeugs an diesem befestigt ist, um einen Schub auf das Flugzeug auszuüben. Fig.l shows a generally designated by the reference numeral 10 Gas turbine jet engine. The engine is housed in a streamlined fairing 12, which in turn passes through Means and methods not shown is attached to an aircraft outside an aircraft in order to exert a thrust on the aircraft.

Das Triebwerk 10 weist einen Abgaskanal 14 auf, der am Stromabwärtigen Ende befindlich ist und die Gase aufnimmt und nach der Atmosphäre ableitet, nachdem sie in der nicht dargestellten Turbine des Triebwerks entspannt wurden. Das Triebwerk ist außerdem mit einer Ablenkvorrichtung 16 versehen, um den Gasstrom abzulenken, nachdem er vom Abgaskanal 14 über eine Düse 18 ausgetreten ist, wodurch die Schubwirkung der Strahlgase abgelenkt oder sogar umgekehrt wird, so daß die Vorwärtsgeschwindigkeit des Flugzeuges, an dem das Triebwerk befestigt ist, vermindert wird.The engine 10 has an exhaust duct 14 which is located downstream The end is located and absorbs the gases and discharges them to the atmosphere after they are in the not shown Turbine of the engine were relaxed. The engine is also provided with a deflector 16 to divert the gas flow, after it has exited from the exhaust duct 14 via a nozzle 18, thereby deflecting the thrust of the jet gases or even reversed so that the forward speed of the aircraft to which the engine is attached is reduced will.

Die Ablenkeinrichtung 16 besteht aus zwei Klappen 20 und 22, die diametral gegenüberliegend am Abgaskanal an dessen stromun-The deflection device 16 consists of two flaps 20 and 22, which are diametrically opposite on the exhaust duct at its upstream

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seitigern Ende gelagert sind. Die Klappen sind um eine gemeinsame Schwenkachse 24 gelagert, die die Triebwerksachse senkrecht schneidet und zwar an einer festen Stelle knapp stromunterseitig der Düse 18. Die beiden Klappen 20 und 22 sind im Querschnitt bogenförmig, so daß sie im wesentlichen der Querschnittsgestalt des Abgaskanals 14 folgen, wenn sie sich in Ruhestellung befinden, wie dies vollausgezogen in Fig.l und 2 dargestellt ist. Nach dem dargestellten Ausführungsbeispiel bilden die Klappen, wenn sie nicht in Benutzung sind, einen Portsatz der Gestalt der Gondel 12, so daß.kein zusätzlicher aerodynamischer Luftwiderstand auftritt, wenn das Triebwerk innerhalb der Gondel im Betrieb befindlich ist.side end are stored. The flaps are around a common Pivot axis 24 mounted, which is the engine axis perpendicular cuts at a fixed point just below the current of the nozzle 18. The two flaps 20 and 22 are arcuate in cross-section so that they are essentially of the cross-sectional shape of the exhaust duct 14 when they are in the rest position, as shown in full extension in FIGS. After this In the illustrated embodiment, the flaps, when not in use, form a port set in the shape of the nacelle 12, so that no additional aerodynamic drag occurs, when the engine inside the nacelle is in operation.

Kolbenantriebe 26, von denen nur einer dargestellt ist, sind am festen Aufbau gelagert und mit ihren beweglichen Abschnitten an den Klappen 20 und 22 über eine Gabelgelenkanordnung 28 verbunden. Wenn eine Schubablenkung erforderlich ist, werden die Kolbenantriebe 26 durch nicht dargestellte Mittel so bewegt, daß ihre Kolben 30 veranlaßt werden, sich nach hinten zu bewegen. Diese Bewegung wird auf die Klappen über das Gabelgelenk übertragen und die Klappen schwenken um ihre gemeinsame Achse 24 in eine Stellung, in der sie über dem Abgaskanal liegen, wie strichpunktiert in Fig.2 dargestellt. Die Abgasströmung wird dann aus ihrem axial verlaufenden Strömungspfad innerhalb des Abgaskanals in einen Pfad abgelenkt, der im wesentlichen radial hierzu verläuft.Piston drives 26, only one of which is shown, are mounted on the fixed structure and with their movable sections connected to the flaps 20 and 22 via a fork joint arrangement 28. If thrust deflection is required, the Piston drives 26 moved by means not shown so that their pistons 30 are caused to move rearward. This movement is transmitted to the flaps via the fork joint and the flaps pivot about their common axis 24 into one Position in which they are above the exhaust duct, as shown in dash-dotted lines shown in Fig.2. The exhaust gas flow is then out of their deflected axially extending flow path within the exhaust duct in a path which runs substantially radially thereto.

Durch geeignete Gestaltung der Lippen 32 und 34 der Klappen 20 und 22 wird die Gasströmung weiter abgelenkt, so daß die Schubumkehrwirkung zustandekommt.By suitably designing the lips 32 and 34 of the flaps 20 and 22 the gas flow is further diverted so that the thrust reversal effect occurs.

Jene Ränder 36 und 38 der Klappen 20 und 22, die in Arbeitsstellung der Klappen benachbart zueinander liegen, werden im Abstand zueinander gehalten, so daß ein Leckgasstrom zwischen den RändernThose edges 36 and 38 of the flaps 20 and 22, which are in the working position of the flaps are adjacent to one another, are kept at a distance from one another, so that a gas leakage flow between the edges

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nach hinten durchtreten kann. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird dieser Abstand dadurch erlangt, daß gewährleistet wird, daß die Ebene eines jeden Randes gegenüber der Schwenkachse der Türen versetzt liegt. In dieser Beziehung unterscheidet sich die Ablenkvorrichtung von bekannten Anordnungen, bei denen der gesamte Gasstrom abgelenkt wurde mit der Folge, daß sehr hohe Gasbelastungen auf den Ablenkmechanismus übertragen wurden, was notwendigerweise eine sehr schwere und widerstandsfähige Anordnung erforderte, wobei große und außerordentlich leistungsfähige Kolbenantriebe oder andere Betätigungsmechanismen benutzt werden mußten, die den Belastungen widerstehen konnten bzw. die sie überwinden konnten.can step through to the rear. In the illustrated embodiment, this distance is achieved by ensuring is that the plane of each edge is offset from the pivot axis of the doors. In this respect is different the deflection device of known arrangements in which the entire gas flow has been deflected with the result that very high Gas loads were transferred to the deflection mechanism, what necessarily required a very heavy and resilient arrangement, with large and extraordinarily powerful piston actuators or other actuation mechanisms had to be used which could withstand the loads or which they could overcome could.

Es hat sich gezeigt, daß dann, wenn der Abstand der Klappen 22 in ihrer Betriebsstellung so groß ist, daß ein Leckstrom von etwa 25$ des Gesamtgasstromes beträgt, so daß die restlichen 75$ abgelenkt werden können, die hieraus resultierende Verminderung der Gasbelastungen auf die Ablenkvorrichtung eine Verminderung bis zu 50$ der Leistung für die Verstellung ermöglicht, so daß kleinere und leichtere Betätigungsantriebe od.dgl. benutzt werden können. Außerdem wird die Befestigung der Schwenkachse der Klappen einfacher, wobei die Gesamtanordnung jedoch genauso wirksam ist wie bei der Schwenkklappenlagerung, beispielsweise gemäß der britischen Patentschrift 1 177 6j57 der Anmelderin.It has been shown that when the distance between the flaps 22 in their operating position is so great that a leakage current of about $ 25 of the total gas flow is, so the remaining $ 75 is deflected the resulting reduction in the gas loads on the deflection device can be a reduction of up to $ 50 of the power for the adjustment allows, so that smaller and lighter actuators or the like. can be used. In addition, the attachment of the pivot axis of the flaps is easier, however, the overall arrangement is just as effective as the hinged flap mounting, for example according to the British Applicant's patent specification 1,177,657.

PatentanspruchClaim

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Claims (1)

Patentanspruch :Claim: Gasturbinenstrahltriebwerk mit einem Gasströmungskanal und den Gasstrom ablenkenden Klappen, die wahlweise aufeinander zu und voneinander weg geschwenkt werden können, so daß sie innerhalb oder außerhalb der Gasströmung liegen, dadurch gekennzeichnet, daß die stromunterseitigen Ränder (56,58) der Klappen (20,22) derart ausgenommen sind, daJ3 dann, wenn die Klappen (20,22) voll in die Gasströmung eingeschwenkt sind, ein Abstand zwischen den Rändern verbleibt.Gas turbine jet engine with a gas flow duct and flaps which deflect the gas flow and which are optionally towards one another and can be pivoted away from each other so that they are inside or outside the gas flow, characterized in that the downstream edges (56,58) of the flaps (20,22) are excluded in such a way that when the flaps (20, 22) are fully swiveled into the gas flow, a distance between the edges. 2 09 8 A 2/00,3 02 09 8 A 2 / 00.3 0