DE2200521C3 - Thrust reverser for gas turbine jet engines - Google Patents

Description

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Die Erlindung betrifft eine Schubumkehrvorrichtung für Gasturbinenstrahltriebwerke mit einem ivlantelstromgehäuse und mit mehreren am Mantelstromgehäuse über dessen Umfang angeordneten, um jeweils rechtwinklig zur Triebwerkslängsachse verlaufende Achsen verschwenkbaren Schubumkehrkanälen, wobei die inneren Enden der Schubumkehrkanäle in ihrer Betriebsstellung den Mantelstromkanal zur Hauptdüse versperren. Eine derartige Schubumkehrvorrichtung ist aus der US-PS 36 Oi 992 bekannt. Ferner ist es bekannt, in die Strömungikanäle für die Schubumkehr Seitenwände einzusetzen, so daß jeder Strömungskanal einen geschlossenen Kanalumfang aufweist, wobei die Strömungskanäle über den Umfang des Mantelstromgehäuses verteilt angeordnet und um radial ausgerichtete Achsen schwenkbar sind.The invention relates to a thrust reverser for gas turbine jet engines with an integral flow casing and with several arranged on the sheath flow housing over its circumference to each Axes running at right angles to the engine's longitudinal axis are pivotable thrust reversing channels, with the inner ends of the thrust reversing channels in their operating position the sheath flow channel to the main nozzle block. Such a thrust reverser is known from US Pat. No. 3,600,992. It is also known insert side walls in the flow channels for the thrust reverser, so that each flow channel has one having closed channel circumference, the flow channels over the circumference of the sheath flow housing arranged distributed and pivotable about radially aligned axes.

Es besteht die Schwierigkeit, daß die umgelenkte Gebläseluft mit einer solchen GeschwinÖigkeit an einer solchen Stelle ausströmt, daß sie vom Triebwerkeinlaß aus wieder angesaugt wird. Dies bewirkt neben einer Leistungsverminderung des Triebwerks eine Verringerung des Wirkungsgrades der Schubumkehr.There is a problem that the deflected fan air at such a speed at a such a point that it is sucked in again from the engine inlet. This causes in addition to one Reduction in power output of the engine a reduction in the efficiency of the thrust reverser.

Es ist daher die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe, ein Wiederansaugen der Gebläseluft im Schubumkehrbetrieb zu vermeiden und damit den Wirkungsgrad der Schubumkehr zu erhöhen.It is therefore the object of the invention to re-suck in the fan air in the To avoid thrust reverser operation and thus to increase the efficiency of the thrust reverser.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Schubumkehrkanäle jeweils einen geschlossenen Kanalumfang aufweisen und ihre Schwenkachsen im Bereich des vorderen Endes des Schubumkehrkanaleintritts angeordnet sind und daß jeder Schubumkehrkanaleintritt in der Außerbetriebsstellung von zwei Trennwänden abdeckbar ist, von denen jeweils eine auf — im Triebwerksradialschnitt gesehen — jeder Seite des Schubumkehrkanals an der Innenseite des Mantelstromgehäuses um eine annähernd in Triebwerkslängsrichtung verlaufende Achse verschwenkbar angebracht ist, wobei die Trennwände durch den in die Betriebsstellung verfahrenden Schubumkehrkanal nach innen zur Freigabe des Schubuinkehrkanalcintriits verschwenkbar sind.According to the invention this object is achieved in that the thrust reversing ducts each have a closed one Have channel circumference and their pivot axes in the area of the front end of the thrust reverser channel inlet are arranged and that each thrust reversing duct inlet in the inoperative position of two Partition walls can be covered, one of which is on each side - seen in the radial section of the engine of the thrust reversing duct on the inside of the bypass housing by approximately one in the longitudinal direction of the engine extending axis is pivotally mounted, the partitions through the in the Operating position moving thrust reversing duct inwards to release the thrust reversing duct entrance are pivotable.

Durch die Erfindung wird erreicht, daß die Sehubumkehrkanäle relativ lang ausgebildet werden können, so daß die umgelenkte Gebläseluft ohne die Gefahr der vorzeitigen Vermischung mit der Umgebungsluft und damit der Wiederansaugung am Triebwerkseinlaß vom Triebwerk weggeführt werden kann, wobei gleichzeitig mit dem Verfahren der Schubumkehrkanäle in die Außerbetriebsstellung diese auf konstruktiv einfache Weise verschlossen werden.The invention achieves that the visual stroke reversal channels Can be made relatively long, so that the deflected fan air without the risk of premature mixing with the ambient air and thus re-aspiration at the engine inlet from Engine can be led away, simultaneously with the process of the reverse thrust ducts in the When they are out of operation, they can be locked in a structurally simple manner.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nunmehr beschrieben. In der Zeichnung zeigt dieAn embodiment of the invention will now be described. In the drawing shows the

Fig. 1 eine schematische Seitenansicht eines Gasturbinenstrahltriebwerks bei verstauten Schubumkehrelementen, 1 is a schematic side view of a gas turbine jet engine with stowed thrust reverser elements,

Fig. 2 eine schematische Seitenansicht eines Gasturbinenstrahltriebwerks mit ausgefahrenen Schubumkehrelementen, Figure 2 is a schematic side view of a gas turbine jet engine with extended thrust reverser elements,

Fig. 3 eine Ansicht, von der Linie 3-3 in der Fig.2 ausgesehen.Fig. 3 is a view from the line 3-3 in Fig.2 looked like.

Fig.4 eine Ansicht, von der Linie 4-4 in der Fig. 1 aus gesehen.FIG. 4 is a view taken from line 4-4 in FIG. 1 seen from.

Fig. 5 eine vergrößert und zum Teil als Schnitt gezeichnete Seitenansicht des Mantelstromkanals und des mit diesem verbundenen Schubumkehrkanals.FIG. 5 shows an enlarged side view of the sheath flow duct, shown partly as a section, and FIG of the thrust reversing duct connected to this.

Fig.b einen Ausschnitt aus einer Ansicht, von der Linie b-b in der F i g. 5 aus gesehen, und dieFIG. B shows a detail from a view from the line bb in FIG. 5 seen from, and the

F i g. 7 eine Darstellung der Betätigungsmittel für die Schubumkehrelemente.F i g. 7 shows the actuation means for the thrust reversing elements.

Die F i g. 1 zeigt ein Gasturbinenstrahltriebwerk 10 in einem Mantelstromgehäuse 12, das an einem Träger 14 befestigt ist, der seinerseits an einem nicht dargestellten Flugzeug befestigt ist. Das Flugzeug und das Triebwerk bewegen sich in Richtung des Pfeiles 16. Das Triebwerk bildet zusammen mit dem Gehäuse einen Mantelstromkanal 18, durch den die Luft vom Verdichter 20 des Triebwerks in der herkömmlichen Weise geleitet wird.The F i g. 1 shows a gas turbine jet engine 10 in a bypass casing 12 which is attached to a carrier 14 is attached, which in turn is attached to an aircraft, not shown. The plane and the engine move in the direction of arrow 16. The engine forms together with the housing a sheath flow channel 18 through which the air from the compressor 20 of the The engine is directed in the conventional manner.

Um eine Schubumkehrung zu bewirken, ist das Mantelstromgehäuse 12 mit einer Schubumkehrvorrichtung ausgestattet. Diese Vorrichtung besteht aus einer Anzahl von Schubumkehrkanälen 22, die bei 24 mit dem Mantelstromgehäuse 12 gelenkig verbunden sind, und die in die in der Fig. 1 dargestellte Ruhestellung und in die in der Fig. 2 dargestellte Arbeitsstellung verschwenkt werden können. Am Mantelstromgehäuse 12 sind mittels Montageglieder 28 Beiätigungsvomehlungen 26 befestigt, deren ausfahrbare Stangen bei 32 mit den Schubumkehrkanälen 22 gelenkig verbunden sind. Diese Gelenke 32 sind mit Abstand auswärts von den Gelenken 24 gelegen, so daß bei einer Längsbewegung der Stangen 30 die Schubumkehrkanäle 22 in deren beiden Stellungen verschwenkt werden.To effect a thrust reversal, the sheath flow housing 12 is provided with a thrust reverser fitted. This device consists of a number of thrust reversing channels 22, which at 24 with the Sheath current housing 12 are articulated, and in the rest position shown in FIG. 1 and in the working position shown in FIG. 2 can be pivoted. On the sheath flow housing 12 are 28 confirmation recommendations by means of assembly links 26, the extendable rods of which are articulated at 32 to the thrust reversing ducts 22. These joints 32 are located at a distance outward from the joints 24, so that when there is a longitudinal movement of the rods 30, the thrust reversing channels 22 are pivoted into their two positions.

Die Fig.2 zeigt die den Umkehrschub bewirkenden Glieder in der Arbeitsstellung. Werden die Stangen 30 der Betätigungsvorrichtung 26 ausgefahren, so werden die Schubumkehrkanäle 22 um die Gelenke 24 verschwenkt. Die von den vorderen Kanten 34 begrenzten Auslässe führen vom Mantelstromgehäuse 12 aus nach außen in die durch die Pfeile 36 dargestellte Luftströmung. Der Schubumkehrkanaleintritt 38 bewegt sich nach innen in den Mantelstromkanal 18 hinein und verhindert ein Ausströmen der Luft durch das rückwärtige Ende 40 des Kanals 18. Die an der Innenseite 44 vorgesehenen Trennwände 42 fluchten mit der Innenseite der in der Ruhestellung befindlichen Schubumkehrkanäle 22 (Fig. 1), werden jedoch nach2 shows the reverse thrust effect Limbs in the working position. If the rods 30 of the actuating device 26 are extended, then the thrust reversing channels 22 pivoted about the joints 24. The from the front edges 34 Limited outlets lead from the sheath flow housing 12 to the outside into that shown by the arrows 36 Air flow. The thrust reversing channel inlet 38 moves inward into the sheath flow channel 18 and prevents the air from flowing out through the rear end 40 of the duct 18. The at the Inside 44 provided partitions 42 are aligned with the inside of the in the rest position Thrust reversing channels 22 (Fig. 1), however, are after

22 OO22 OO

unten in die in der Fig. 2 dargestellte Arbeitsstellung verschwenkt. Diese Trennwände können in der Weise betätigt werden, daß der Schubumkehrkanaleintritt 38 in den Mantelstromkanal hineinbewegt wird. Leitschaufeln 46 im Strömungskanaleintriit 38 unterstützen die Umleitung der Luft aus dem Mantelstromkanal 18 in die Schubumkehi Kanäle 22.below in the working position shown in FIG pivoted. These partitions can be operated in such a way that the thrust reversing duct inlet 38 is moved into the sheath flow channel. Guide vanes 46 in the flow channel inlet 38 support the Diverting the air from the sheath flow duct 18 into the thrust ducts 22.

Die F i ζ. 3 zeigt als Vorderansicht das Triebwerk mit den die Arbeitsstellung einnehmenden Schubumkchrkanälen. Die Figur zeigt die Turbinenschaufeln 20 im Mantelstromgehäuse 12, das am Träger 14 befestigt ist. Am Umfang des Gehäuses sind in Abständen die Schubumkehrkanäle 22 angeordnet, deren Außenenden 34 nach außen vorstehen. Die Schubumkehrkanäle sind so lang bemessen, daß die umgelenkte Luftströmung die Schubumkehrvorrichtung vom Mantelstromgehäuse 12 getrennt verläßt. Bei dieser Anordnung wird ein Aufprall der umgelenkten Luft auf das Mantelstromgehäuse 12 ausgeschlossen. Die Auslaßenden 34 der Schubumkehrkanäle 22 weisen einen nicht kreisformigen Querschnitt auf, so daß sie in das Mantelstromgehäuse 12 besser hineinpassen. Diese Auslässe müssen genügend groß bemessen werden, um einen Rückdruck auf die Turbine zu vermeiden, jedoch andererseits 10 klein, daß die Luft den Schubumkehrkanal mit einer angemessenen Geschwindigkeit verläßt. Der Gesamtquerschnitt des Auslasses des Umkehrschubkanals soll geeigneterweise ungefähr zwei Drittel des Mantelstromkanals betragen. In einem Falle, in dem die Luftgeschwindigkeit im Manielstromkanal ungefähr 135m/sec betrug, war die Geschwindigkeit an den Auslassen der Schubumkehrvorrichtung mit 180 bis 225 m/sec befriedigend. Der Darstellung nach sind acht Schubumkehrkanäle vorgesehen; es können icdoch auch mehr oder weniger als acht Kanäle verwendet werden. Bei mehr Kanälen erhöht sich auch die Anzahl der mechanischen Vorrichtungen, während weniger Kanäle weniger wirksam sind. Die Ventilations-Zwischenräume 35 zwischen den Kanälen ermöglichen das Einströmen der Luft in den Einlaß des Triebwerks, während andererseits die Gefahr verringert wird, daß die umgeleitete Luft nochmals angesaugt wird.The F i ζ. 3 shows a front view of the engine with the thrust reversing ducts occupying the working position. The figure shows the turbine blades 20 in the bypass casing 12, which is fastened to the carrier 14. On the circumference of the housing, the thrust reversing channels 22 are arranged at intervals, the outer ends 34 of which protrude outward. The thrust reversing ducts are dimensioned so long that the deflected air flow leaves the thrust reverser device separately from the sheath flow housing 12. With this arrangement, an impact of the deflected air on the sheath flow housing 12 is excluded. The outlet ends 34 of the thrust reversing channels 22 have a non-circular cross-section so that they fit better into the sheath flow housing 12. These outlets must be sufficiently dimensioned large in order to avoid a back pressure on the turbine, but on the other hand, 10 small that the air leaves the thrust reversing channel at a reasonable speed. The total cross-section of the outlet of the reverse thrust duct should suitably be approximately two thirds of the bypass duct. In a case where the air speed in the Manielstromkanal was about 135 m / sec, the speed at the outlets of the thrust reverser was satisfactory at 180 to 225 m / sec. According to the illustration, eight thrust reversing channels are provided; however, more or fewer than eight channels can also be used. The more channels the number of mechanical devices increases, while fewer channels are less effective. The ventilation gaps 35 between the ducts allow the air to flow into the inlet of the engine, while on the other hand the risk of the diverted air being sucked in again is reduced.

Die langgestreckten und etwas gekrümmten Kanüle 22 sind in der Fig.4 mit unterbrochenen Linien in der Ruhestellung dargestellt, die sie im Mantelstromgehäuse 12 einnehmen. In dieser Stellung stören die Kanäle nicht die Stromlinienform des Mantelstromgchäuses 12 bei dem normalen Flug.The elongated and somewhat curved cannula 22 are shown in FIG. 4 with broken lines Rest position shown in the sheath current housing Take 12. In this position, the channels do not interfere with the streamlined shape of the sheath current housing 12 in normal flight.

Die Fig. 5 zeigt in vergrößert gezeichneter Darstellung einen Schubumkehrkanal in der Arbeitsstellung und dessen Beziehung zum Mantelstromkanal. Der Mantelstromkanal 18 wird von der Innenseite 44 des Mantelstromgehäuses 12 und der Außenseite des Triebwerks IC abgegrenzt. Die Luft strömt aus der Turbine durch den Kanal in Richtung der Pfeile 52 und wird vom Ende 36 des Schubumkehrkanals 22 umgelenkt und strömt nicht aus dem Auslaß 40 hinaus. Die Trennwinde 42 an der Innenseite 44 sind von dem Ende 36 des Schubumkehrkanals 22 nach unten viTschwenkt worden. Die Leitschaufeln 46 unterstützen die Umleitung der Luft im Schubumkehrkanal 22 in Richtung der Pfeile 54. Während des Fluges stößt die umgelenkte Luft auf den freien Luftstrom 56 und wird nach außen abgelenkt, wie durch die Pfeiic 58 dargestellt.5 shows an enlarged illustration a thrust reversing duct in the working position and its relationship to the sheath flow duct. the Sheath flow channel 18 is from the inside 44 of the sheath flow housing 12 and the outside of the Engine IC delimited. The air flows out of the turbine through the duct in the direction of arrows 52 and is deflected by the end 36 of the thrust reversing duct 22 and does not flow out of the outlet 40. The separation winches 42 on the inside 44 are downward from the end 36 of the thrust reversing duct 22 viT has been pivoted. The guide vanes 46 support the diversion of the air in the thrust reversing duct 22 in the direction of the arrows 54. During flight, the diverted air onto free airflow 56 and is diverted outward, as by arrow 58 shown.

Der Schubumkehrkanal 22 ist bei 24 mit einem am Mantelstromgehäuse 12 angebrachten Lagerglied 60 gelenkig verbunden. Der Schubumkehrkanal 22 weist ferner eine Gelenkverbindung 32 mit einer ausfahrbaren Stange 30 auf, und wenn diese Stange von der Betätigungsvorrichtung 26 ausgefahren wird, iO wird der Schubumkehrkanal 22 in die in der F i g. 5 dargestellte Stellung verschwenkt. Wird die Stange 30 zurückgezogen, so wird der Schubumkehrkanal 22 in die Ruhestellung im Mantelstromgehäuse 12 verschwenkt, während die Trennwände 42 längs der Linie 62 in die Ebene der Innenseite 44 zurückschwenken. Die Außenseite 64 des Schubumkehrkanals ."Ϊ2 bildet dann einen Teil der Außenseite des Mantelstromgehäuses 12.The thrust reversing duct 22 is at 24 with a bearing member 60 attached to the sheath flow housing 12 articulated. The thrust reversing duct 22 also has an articulated connection 32 with an extendable one Rod 30 up, and when this rod is extended by the actuating device 26, it is OK the thrust reversing duct 22 into the one shown in FIG. 5 pivoted position shown. If the rod is 30 withdrawn, the thrust reversing duct 22 is pivoted into the rest position in the sheath flow housing 12, while the partition walls 42 pivot back along the line 62 into the plane of the inside 44. the Outside 64 of the reverse thrust duct. "Ϊ2 then forms part of the outside of the sheath flow housing 12.

Die F i g. 6 zeigt einen Teil einer Ansicht, von de .-Linie 6-6 in der F i g. 5 aus gesehen. Wie zu ersehen ist, sind an der Innenseite 44 des Mantelstromkan.ils 18 nahe an den Seitenwandungen der Schubumkehrkanäle 22 zwei Lage^rglieder 60 angebracht, an denen eine Gelenkverbindung 24 mn den Schubumkehrkanälen 22 vorgesehen ist. Da;, innen gelegene Ende 36 des Schubumkehrkanals 22 erstreckt sich in den Mantel· Stromkanal 18 hinein, nachdem die Trennwände 42 aus der mit den unterbrochenen Linien 42Λ dargestellten Schließstellung über eine Zwischenstellung 42ß in die am weitesten innen gelegene Stellung bewegt worden sind, die als Schnitt 42<Tdargestellt ist. Befindet sich der Schubumkehrkanal 22 in der Ruhestellung, so nehmen auch die Trennwände 42 ihre Normalstellung nach einem Verschwenken in Richtung der Pfeile 66 am Umfang des Mantelstromkanals 18 ein.The F i g. Fig. 6 shows part of a view from line 6-6 in Fig. 6. 5 seen from. As can be seen, the Mantelstromkan.ils 18 close to the side walls of the thrust reverser channels are on the inside 44 22 ^r two position members 60 attached, on which an articulated joint 24 mn the thrust reverser channels 22 is provided. The inner end 36 of the thrust reversing channel 22 extends into the jacket · flow channel 18 after the partition walls 42 have been moved from the closed position shown by the broken lines 42Λ through an intermediate position 42ß into the most inward position, which as Section 42 <T is shown. If the thrust reversing duct 22 is in the rest position, the partition walls 42 also assume their normal position after pivoting in the direction of the arrows 66 on the circumference of the sheath flow duct 18.

Im Mantelstromgehäuse 12 sind zwischen den Schubumkehrkanälen 22 Betätigungsvorrichtungen 26 angeordnet, die je zwei Stangen 30 aufweisen, die mit je zwei benachbarten Schubumkehrkanälen 22 bei 32 gelenkig verbunden sind, und mit denen die Schubumkehrkanäle 22 in die Ruhe- und in die Arbeitsstellung verschwenkt werden können.Actuating devices 26 are located in the sheath flow housing 12 between the thrust reversing ducts 22 arranged, each having two rods 30, each with two adjacent thrust reversing channels 22 at 32 are articulated, and with which the thrust reversing channels 22 in the rest and in the working position can be pivoted.

Wie aus der F i g. 7 zu ersehen ist, steht jede Stange 30 mit dem Außenende der Kolbenstange 68 der Betätigungsvorrichtungen 26 in Verbindung und mit den angrenzenden Schubumkehrkanälen 22 an den Gelenken 32. Die Betätigungsvorrichtungen 26 können an dem Mantelstromgehäuse befestigt werden, wie bei 28 dargestellt.As shown in FIG. 7 can be seen, each rod 30 is with the outer end of the piston rod 68 of the Actuators 26 in connection with and with the adjacent thrust reversing ducts 22 on the joints 32. The actuators 26 can be attached to the shroud housing, as at 28 shown.

Die Schubumkehrkanäle 22 sind, bei 24 mit den Lagergliederr, 60 gelenkig verbunden und werden bei dem Ausfahren und Zurückziehen der Kolbenstangen 68 in die Arbeitsstellung bzw. in die Ruhestellung verschwenkt. Die Betätigungsvorrichtungen 26 mit den Kolbenstangen 68 bilden einen Teil einer hydraulischen Anlage, können jedoch auch elektrisch oder mechanisch betrieben werden.The thrust reversing channels 22 are articulated at 24 with the bearing members, 60 and are at the extension and retraction of the piston rods 68 into the working position and into the rest position pivoted. The actuating devices 26 with the piston rods 68 form part of a hydraulic one System, but can also be operated electrically or mechanically.

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims (1)

Patentanspruch:Claim: Schubumkehrvorrichtung für Gasturbinenstrahltriebwerke mit einem Mantelstromgehäuse und mit mehreren am Mantelstromgehäuse über dessen Umfang angeordneten, um jeweils rechtwinklig zur Triebwerkslängsachse verlaufende Achsen verschwenkbaren Schubumkehrkanälen, wobei die inneren Enden der Schubumkehrkanäle in ihrer Betriebsstellung den Mantelstromkanal zur Hauptdüse versperren, dadurch gekennzeichnet, daß die Schubumkehrkanäle (22) jeweils einen geschlossenen Kanalumfang aufweisen und ihre Schwenkachsen (24) im Bereich des vorderen Endes des Schubumkehrkanaleintritts (38) angeordnet sind und daß jeder Schubumkehrkanaleintritt in der Außerbetriebsstellung von zwei Trennwänden (42) abdeckbar ist, von denen jeweils eine auf — im Triebwerksradialschnitt gesehen — jeder Seite des Schubumkehrkanals an der Innenweite des Mantel-Stromgehäuses (12) um eine annähernd in Triebwerkslängsrichtung verlaufende Achse (62) verschwenkbar angebracht ist, wobei die Trennwände durch den in die Betriebsstellung verfahrenden Schubumkehrkanal nach innen zur Freigabe des Schubumkehrkanaleintritts verschwenkbar sind.Thrust reversing device for gas turbine jet engines with a bypass casing and with several thrust reversing ducts arranged on the bypass casing over its circumference and pivotable about axes running at right angles to the engine longitudinal axis, the inner ends of the thrust reversing ducts blocking the bypass duct to the main nozzle in their operating position, characterized in that the thrust reversing ducts (22) each have a closed channel circumference and their pivot axes (24) are arranged in the area of the front end of the thrust reversing channel inlet (38) and that each thrust reversing channel inlet can be covered in the inoperative position by two partition walls (42), one of which - viewed in the radial section of the engine - each Side of the thrust reversing duct is attached to the inner width of the jacket flow housing (12) about an axis (62) running approximately in the longitudinal direction of the engine ng moving thrust reversing duct can be pivoted inwards to release the thrust reversing duct inlet.