DE2360442C3

DE2360442C3 - Dusenaustrittssystem fur ein Flugzeugstrahltriebwerk

Info

Publication number: DE2360442C3
Application number: DE2360442A
Authority: DE
Inventors: James R. Bellevue Wash. Moorehead (V.St.A.)
Original assignee: Boeing Co
Current assignee: Boeing Co
Priority date: 1972-12-26
Filing date: 1973-11-30
Publication date: 1978-09-28
Also published as: US3791586A; JPS5419930B2; IT994347B; DE2360442B2; JPS49100799A; GB1448245A; FR2211595A1; DE2360442A1; FR2211595B1

Description

Die Erfindung betrifft ein Düsenaustrittssystem für ein Flugzeugstrahltriebwerk nach dem Oberbegriff des Hauptanspruches. 4·;

Ein derartiges Düsenaustrittssystem ist beispielsweise aus der US-PS 36 67 680 bekanntgeworden. Bei diesem Düsenaustrittssystem sind im Endabschnitt der Düse kugelsegmentähnliche Verstellklappen vorgesehen, deren Ränder teilweise in den Düsenstrahl hineinklappbar sind, um den Düsenaustrittsquerschnitt zu verringern. In diesen kugelsegmentartigen Klappen sind zwei weitere kugelsegmentartige Schubumkehrklappen um die gleiche Achse verschwenkbar vorgesehen, wobei ein Verriegelungshaken in den erstgenannten Verstellklappen ein Verschwenken der Schubumkehrklappen in die Schubumkehrstellung nur dann zulassen, wenn die Verstellklappen den Düsenquerschnitt auf einen Mindestwert verkleinert haben. Der Verriegelungshaken ist derart angeordnet, daß er die Schubumkehrklappen nur wj in diesem Fail freigeben kann.

Aus der US-PS 30 28 730 ist ein Düsenaustrittssystem für ein Flugzeugstrahltriebwerk bekanntgeworden, bei dem der Düscnaustrittsquerschnitt variabel ist und bei dem zusätzlich Schubumkehrklappen vorgesehen sind. die jedoch nicht zwangsläufig mechanisch verriegelbar sind.

Soll der Düsenaustrittsauerschnitt durch andere Mittel als durch kugelsegmentähnliche Verstellklappen wie bei der US-PS 36 67 680 veränderbar sein, etwa durch eine quer zur Strahlkanalachse verstellbare Rampe im Bereich des Düsenaustritts, so ist das bekannte Verriegelungssystem nicht anwendbar.

Hiernach ist es die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe, bei einem Strahltriebwerk mit Schubumkehrklappen und einer quer zur Strahlkanalachse verstellbaren Rampe zur Veränderung der Düsenaustrittsöffnung Mittel vorzusehen, die in möglichst einfacher Weise eine höchste Sicherheit bieten gegen eine ungewollte Schubumkehr während des Fluges.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das Kennzeichen des Hauptanspruches gelöst.

Hierdurch wird ein störungssicherer Betrieb des Düsenaustrittssystems sichergestellt. Wenn sich die verstellbare Rampe in der angehobenen Lage für den Reiseflug mit hoher Geschwindigkeit befindet, sorgt sie für die Störungssicherheit des Systems. In diesem Zustand werden die Schubumkehrklappen durch die Rampe mechanisch blockiert und lassen sich nicht mehr aus der Ruhelage in der Düsenwand herausbewegen.

Bei bekannten Schubumkehrsystemen ohne eine mechanische Verriegelung der Schubumkehrklappen besteht die Gefahr, daß die Schubumkehrklappen infolge von Schwingungen od. dgl. im Reiseflug oder beim Steigflug mit höchster Schubleistung in die Schubumkehrstellung schwenken können, wodurch der Schubvektor bei hoher Maschinenleistung umgekehrt wird.

Ein Düsenaustrittssystem mit veränderbarer Querschnittsfläche führt erstens zu einem wirkungsvoller arbeitenden Antriebssystem und zweitens zu geringerem Lärm, wenn die Querschnittsfläche ein Maximum hat. Bei normalem Betrieb wird die Düse auf geringste Querschnittsfläche eingestellt, um beim Hochgeschwindigkeitsflug f.inen hohen Wirkungsgrad zu erreichen, während bei einer erforderlichen Lärmunterdrückung die größte Querschnittsfläche vorgesehen wird. Ein Auslührungsbeispiel der Erfindung ergibt sich aus der folgenden Beschreibung zusammen mit der Zeichnung. Es zeigt

F i g. 1 eine Draufsicht eines dreistrahligen Flugzeugs mit einer über den Tragflächen liegenden, im Querschnitt D-förmigen Düsenanordnung, wobei ein entsprechendes Austrittssystem mit einem waagerechten Element des Heckleitwerks kombiniert ist;

Fig.2 einen Seitenriß des dreistrahligen Flugzeuges der Fig. I, wobei bestimmte Teile entlang der Linie 2-2 geschnitten dargestellt sind;

F i g. 3 eine vergrößerte Teildraufsicht des Schubumkehrers in einem im Querschnitt D-förmigen Austrittskanal;

F i g. 4 eine vergrößerte Seitenansicht der Anordnung nach der Fig. 3 mit den Schubumkehrklappen in Kombination mit der verstellbaren Rampe, die den Boden des Düsenaustrittskanals bildet und die

F i g. 5 eine vergrößerte Rückansicht der Austrittsdüse entlang der Linie 5-5 der F i g. 3.

Die Fig. 1 und 2 zeigen ein dreimotoriges Flugzeug mit im Querschnitt D-förmigen Austrittsdüsenanordnungen auf den Tragflächen und im Heck; der Düsenaustrittsstrahl wird dabei über die obere Fläche eines waagerechten Elements geleitet, um den Austrittslärm nach oben abzulenken.

Die F i g. 3 bis 5 zeigen vergrößert einen im Querschnitt D-förmigen Düsenabschnitt, in dem die flache Seite auf der waagerechten Oberfläche einer

Tragfläche oder der Lärmabschirmflache im Heck eines dreimotorigen Flugzeuges aufliegt. Innerhalb des Düsenabschnitts befinden sich zwei muschelschalenförmige Schubumkehrklappen 22, die mittels eines oberen Armes 26, der schwenkbar bei 27 befestigt ist, und eines unteren Armes 28, der bei 29 schwenkbar befestigt ist, an einer senkrechten Mittelstrebe 24 drehbar gelagert sind.

Zusätzlich dazu, daß die senkrechte Mittelstrebe 24 die Schubumkehrklappen trägt, erteilt sie dem im Querschnitt D-förmigen Kanal Steife. Die Mittelstrebe 24 ist mit ihrem unteren Ende an der Rumpfkonstruk- :ion befestigt und verläuft aufwärts durch die verstellbare Rampe 40 hindurch bis zur Decke des im Querschnitt D-förmigen Kanals. Die Mittelstrebe 24 sorgt für eine höhere Festigkeit der Anordnung und verstärkt die Querschnittskontur der Düse in D-Form, wodurch sie dazu beiträgt, daß eine vorbestimmte Düsenaustrittsfläche beibehalten wird.

Um — in der Draufsicht des Flugzeuges — für einen symmetrischen Rückwärtsschub zu sorgen, werden die Schubumkehrklappen 22 über ihre Kurbelarme 30 und Lenker 32 durch Betätigungsvorrichtungen 34 in ihre zum Heck hin einwärts geschwenkte Stellung gebracht, wodurch sie die feststehenden Kaskaden 36 in der Wand des Strahlkanals freilegen und den Düsenstrahl unter Bildung eines rückwärts gerichteten Schubvekiors durch diese hindurchlenken. Um in ihre Schubumkehrlage schwenken zu können, müssen die Schubumkehrklappen jedoch von der verstellbaren Rampe 40 freiliegen, die den Boden bzw. die flache Fläche des D-Kanals bildet. Das rückwärtige Ende der Rampe 40 ist bei 42 schwenkbar an der Rumpfkonstruktion befestigt, während das vordere Ende über eine Verbindung 44 mit der Rumpfkonstruktion verbunden ist Die Rampe 40 wird durch eine Betätigungsvorrichtung 50 über ein Kniehebelgestänge 46,48 gehoben und gesenkt

Hat das Flugzeug — beispielsweise beim Abflug oder Landen — eine niedrige Geschwindigkeit, senkt der Pilot die Rampe 40 in ihre untere Lage, bei der die unteren Kanten 23 der Schubumkehrklappen 22 über der oberen Fläche der Rampe 40 und von dieser frePiegen. Die Schubumkehrklappen können nun ungehindert in ihre Schubumkehrlage geschwenkt werden.

Bei hoher Geschwindigkeit, für die der Pilot die Austrittsdüse durch Anheben der Rampe 40 in ihre obere Lage und damit die Düse auf ihre minimale Fläche in der Austrittsebene gebracht hat, befinden die Schubumkehrklappen sich in der Ruhestellung, in der sie sich außerhalb des Strahlweges befinden und den Schub nicht umkehren können. Jeder Versuch, die Kaskaden 36 durch Verschwenken der Schubumkehrklappen 22 freizulegen, würde mechanisch dadurch verhindert werden, daß die unteren Kanten 23 der Schubumkehrklappen sich an die Seitenkante der Rampe 40 anlegen. Der Umstand, daß die Rampe 40 innerhalb des durch die Schwenkbewegung der Schubumkehrklappen beschriebenen Eiereiche senkrecht verstellbar ist, führt zu der Sicherung, die darin besteht, daß, wenn die Rampe nach oben gestellt wird, um bei hoher Fluggeschwindigkeit für einen minimalen Düsenaustrittsquerschnitt zu sorgen, sie ein Inbetriebtreten des Schubumkehrers verhindert.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Düsenaustrittssystem für ein Flugzeugstrahltriebwerk mit einer Verstellvorrichtung für den Düsenaustrittsquerschnitt und zwei um jeweils eine quer zur Strahlkanalachse verlaufende Achse zwischen einer ersten Stellung, in welcher das Triebwerksabgas durch seitlich in der Strahlkanalwandung angeordnete Schubumkehröffnungen aus- ι ο tritt, und einer zweiten Stellung, in welcher das Triebwerksabgas dem Düsenaustritt für den Reiseflug zugeführt wird, verschwenkbaren Schubumkehrklappen sowie einer Vorrichtung zur Verhinderung der unbeabsichtigten Verschwenkung der Schubumkehrklappen in Abhängigkeit von der Größe des Düsenaustrittsquerschnitts, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine Seite der Strahlkanalwandung im Bereich des Düsenausiritts durc!) eine quer zur Strahlkanaiachse verstellbare Rampe (40) gebildet wird, die in jeder Lage, ausgenommen die dem größten Düsenausirittsquerschnitt entsprechende Lage, eine Verschwenkung der Schubumkehrklappen (22) in die Schubumkehrstellung blockiert.

2. Düsenaustrittssystem nach Anspruch 1, wobei die Austrittsdüse einen im Querschnitt D-förmigen Strahlkanal mit flachem Boden aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die verstellbare Rampe (40) die Bodenfläche des Strahlkanais bildet und vertikal jo bewegbar angeordnet ist, daß die beiden Schubumkehrklappen (22) muschelschalenförmig ausgebildet und im Strahlkanal um eine vertikale Achse schwenkbar angeordnet sind und daß die Rampe derart im Schwenkbereich der Schubumkehrklappen angeordnet ist, daß die Schubumkehrklappen beim Versuch ihrer Verschwenkung in die Schubumkehrstellung an der Rampe anliegen, ausgenommen in der tiefsten Lage der Rampe.