DE3008691C2 - Verstelldüse für Gasturbinentriebwerke - Google Patents
Verstelldüse für GasturbinentriebwerkeInfo
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02K—JET-PROPULSION PLANTS
- F02K1/00—Plants characterised by the form or arrangement of the jet pipe or nozzle; Jet pipes or nozzles peculiar thereto
- F02K1/54—Nozzles having means for reversing jet thrust
- F02K1/64—Reversing fan flow
- F02K1/70—Reversing fan flow using thrust reverser flaps or doors mounted on the fan housing
- F02K1/72—Reversing fan flow using thrust reverser flaps or doors mounted on the fan housing the aft end of the fan housing being movable to uncover openings in the fan housing for the reversed flow
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Description
25
Die Erfindung betrifft eine Verstelldüse für Gasturbinentriebwerke nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs.
Eine Verstelldüse dieser Gattung, jedoch mit vier im wesentlichen viertelzylindrischen Düsenschalen, ist aus
der DE-OS 26 18 600 bekannt Bei dieser bekannten Verstelldüse ist jede Düsenschale im Mittenbereich
ihres stromaufseitigen Randes mittels eines Scharniergelenks an dem sich stromauiseitig anschließenden
feststehenden Strahlrohr angilenkt. Der Betätigungsmechanismus zum Verschwenken üv-r Düsenschalen der
bekannten Verstelldüse weist je Düsenschale zwei Schubstangen auf, die an dem stromaufwärtigen Enden
der beiden Längsränder der Düsenschale angelenkt und zum Verschwenken der Düsenschale im wesentlichen in
Richtung der Düsenachse verschiebbar sind.
Bei manchen Gasturbinentriebwerken, beispielsweise bei Mantelgebläsetriebwerken mit Verstellgebläse, ist
es wünschenswert, die gesamte Düsenkonstruktion vom stromaufseitig angrenzenden Strahlrohr weg axial nach
hinten zu verschieben, um zwischen der Düsenkonstruktion und dem Strahlrohr einen zusätzlichen Lufteinlaß
im Schubumkehrbetrieb des Triebwerks zu erhalten.
Eine derartige axiale Verschiebbarkeit der Düsenkonstruktion bezüglich des Strahlrohrs ist bei der eben
erörterten bekannten Verstelldüse wegen der fest! 1 Anlenkung der Düsenschalen mittels Scharniergelenken
am Strahlrohr nicht realisierbar. Nachteilig ist bei der bekannten Verstelldüse auch die Tatsache, daß die
stromabwärtigen Enden der Düsenschalen nicht abgestützt sind und daher die gesamten, auf die Düsenschalen wirkenden Belastungen sowohl durch den auf die
Innenseite der Düsenschalen wirkenden Gasdruck als auch durch den äußeren Luftdruck bzw. Luftwiderstand
von den Scharniergelenken bzw. den Schubstangen des Betätigungsmechanismus aufgenommen werden müssen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Verstelldüse der eingangs genannten Gattung im
Hinblick auf die Möglichkeit einer axialen Verschiebbarkeit der Verstelldüse mit Bezug auf das feststehende
Strahlrohr und auf eine bessere Führung der Düsenschalen auszubilden.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs angegebene Anordnung gelöst
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend mit Bezug auf die Zeichnungen mehr im einzelnen
beschrieben. Es zeigt
F i g. J ein an einem Pylon eines Flugzeugs aufgehängtes Mantelgebläse-Gasturbinentriebwerk mit einer
Verstelldüoe nach der Erfindung,
Fig.2 das Triebwerk mit in der Star,stellung
befindlicher Versteildüse,
F i g. 3 das Triebwerk mit in der Schubumkehrstellung
befindlicher Verstelldüse, und
F i g. 4 in vergrößerter Detaildarsteilung die Verstelldüse mit dem zugehörigen Betätigungsmechanismus.
Die Fig. 1 bis 3 zeigen ein an einem Pylon 1Oi
gehaltenes Mantelgebläse-Gasturbinentriebwerk 1 mit einem Baäistriebwerk 2 zum Antrieb eines von einem
Gebläsemantel 4 umschlossenen, in den Zeichnungen nicht sichtbaren Gebläses. Der Gebläsemantel 4 ist
mittels eines Kranzes von stromab des Gebläses angeordneten Statorschaufeln 9 (F i g. 3) starr mit einem
nicht sichtbaren Zentralkörper verbunden. An denn Gebläsemantel 4 schließt sich stromabseitig eine als
Verstelldüse ausgebildete Gebläsestrahldüse 13 an, durch welche der vom Gebläse geförderte Gebläsestrahl austritt
Die Verstelldüse 13 besteht aus zwei halbzylindrischen Düsenschalen 18 und 19. die symmetrisch
beiderseits des das Triebwerk tragenden Pylons IO angeordnet sind und im normalen Reiseflugzustand
(Fig. 1) eine kontinuierliche stromabwärtige Verlängerung des Gebläsemantels 4 bilden.
Fig.4 zeigt die Verstelldüse mit dem zugehörigen
Betätigungsmechanismus in größerem Maßstab in Draufsicht, wobei die beiden Düsenschalen 18 und 19
jeweils nur im Bereich ihrer einander zugewandten Längsränder 20 und 21 dargestellt und im übrigen
abgebrochen sind, und wobei der Pylon 10 nur schematisch angedeutet ist Die obce Hälfte der F i g. 4
zeigt die Düsenschale 18 in der nicht ausgeschwenkten Reiseflugstellung, während die untere Hälfte der F i g. 4
die andere Düsenschale 19 in der ausgeschwenkten Startstellung zeigt
An den Längsrändern 20 bzw. 21 der beiden Düsenschalen 18 und 19 ist jeweils ein Flansch 22 bzw.
23 gebildet, und diese Flansche 22 und 23 sind jeweils an ihrem stromaufwärtigen Ende mittels eines Gelenkzapfens 24 bzw. 25 an einer gemeinsamen Betätigungsstange 26/4 angelenkt, welche das Stellglied des als
Hydraulikantrieb ausgebildeten Betätigungsmechanismus 26 bildet Die Betätigungsstange 26/4 ist in
I ängsrichtung, d. h. parallel zur Triebwerksachse B, verschiebbar und in einer in der feststehenden
Konstruktion gebildeten Führung 265 geführt An ihrem stromabwärtigen Ende tragen die Flansche 22
und 23 jeweils einen Kulissenzapfen 27 bzw. 28, der in einem Kulissenschlitz 29 bzw. 30 einer bezüglich des
Betätigungsmechanismus 26 ortsfesten Führungsplatte 31 eingreift, die zwischen den beiden Düsenschalen 18
und 19 am Pylon gehalten ist Die Kulissenschlitze 29 und 30 divergieren in stromabwärtiger Richtung, so daß,
wenn sich die Betätigungsstange 26/4 in ihrer stromaufwärtigen Stellung befindet (obere Hälfte der F i g. 4), der
betreffende Kulissenzapfen sich am stromaufwärtigen Ende des betreffenden Kulissenschlitzes befindet Bei
zurückgezogener Betätigungsstange 26/4 (untere Hälfte der F i g. 4) befindet sich der betreffende Kulissenzapfen
am stromabwärtigen Ende des betreffenden Kulissenschlitzes,
so daß die Düsenschalen ausgeschwenkt sind. In dieser Betriebsstellung ist der Austrittsquerschnitt
der Verstelldüse typischerweise um etwa 10% größer als bei in der Reiseflugstellung befindlichen Düsenscha- s
len, in welcher ihre Längsränder parallel zueinander verlaufen.
Infolge der stromabwärtigen Verschiebung der Gelenkzapfen 24 und 25 beim Verschwenken der beiden
Düsenschalen 18 und 19 ist eine Schwenkbewegung der Düsenschalen ohne Kollision von deren Scheitelbereichen
mit dem stromabwärtigen Ende des feststehenden Düsenmuntels möglich.
Den beiden einander diametral gegenüberliegenden Längsrandbereichen der beiden Düsenschalen ist
jeweils ein Betätigungsmechanismus nach Fig.4 zugeordnet
Außerdem ist ein nicht dargestellter Mechanismus zum Verschieben der beiden Düsenschalen 18 und 19 in
ihrer ausgeschwenkten Stellung axial in stromabwärtiger Richtung vom feststehenden Düsenmantel 4 weg
vorgesehen. Dadurch kann die Verstelidüse in die in
Fig.3 dargestellte Stellung gebracht werben, in
welcher zwischen dem stromabwärtigen Ende des Düsenmantels 4 und den stromaufwärtigen Enden der
beiden Düsenschalen 18 und 19 zwei halbringförmige öffnungen 32 gebildet sind, die als zusätzliche
Lufteinlässe im Schubumkehrtrieb des Verstellgebläses des Triebwerks dienen.
Diese Axialverschiebbarkeit der beiden Düsenschalen 18 und 19 in eine hintere Betriebsstellung kann
beispielsweise dadurch realisiert werden, daß die Düsenschalen mit ihren Längsrändern 20 und 21 in an
den Flanschen 22 und 23 gebildeten Führungen 32 bzw. 33 geführt sind, wobei zur Relatiwerschiebung der
Düsenschalen bezüglich der Flansche nicht dargestellte hydraulische Antriebe vorgesehen sein können.
Obwohl die beiden Düsenschalen 18 und 19 an ihrem stromaufwärtigen Randbereich nicht am Gebläsemantel
4 angelenkt sind, erzeugt die axiale Verschiebung der Gelenkzapfen 24 und 25 im Zusammenwirken mit der
Führung der Kulissenzapfen 27 und 28 in den Kulissenschlitzen 29 und 30 eine Schwenkbewegung der
Düsenschalen, d. h. die Düsenschalen führen beim Verschwenken eine zusammengesetzte Bewegung aus,
die aus einer geradlinigen axialen Verschiebung längs der Triebwerksachse B und einer Drehbewegung um
den betreffenden Gelenkzapfen 24 "^w. 25 herum
zusammengesetzt ist. Die Anlenkung de. Püsenschalen
im Bereich der stromaufwärtigen Enden ihrer Längsseiten und ihre Führung im stromabwärtigen Bereich ihrer
Längsseiten ergibt trotz fehlender Anlenkung der DüsenschrJen am Gebläsemantel eine stabile Halterung
der Düsenschalen.
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen
Claims (1)
- Patentanspruch;VerslelldOse für Gasturbinentriebwerke, bestehend aus zwei im wesentlichen halbzylindrischen Düsenschalen, die jeweils um eine quer zur Düsenachse verlaufende, an ihrem stromaufseitigen Randbereich angeordnete Achse verschwenkbar sind, wobei ein Betätigungsmechanismus mit einem in Richtung der Düsenachse verschiebbaren und an den benachbarten Längsseiten der Düsenschalen |0 angelenkten Stellglied zum Verschwenken der Düsenschalen vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkachse jeder Düsenschale (18. 19) durch in Richtung der Düsenachse verschiebbare Drehgelenke (24, 25) )5 gebildet ist und daß die Schwenkbewegung durch formschlüssigen Eingriff der über das Stellglied (26/4; axial verschiebbaren Düsenschale (18,19) mit gegenüber dem Betätigungsmechanismus (26) ortsfesten Führungen (29,30) im Bereich der stromaüsei- tigen Enden ihrer Längsseiten erfolgt
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