DE3338456A1

DE3338456A1 - Gasturbinentriebwerk

Info

Publication number: DE3338456A1
Application number: DE19833338456
Authority: DE
Inventors: Kenneth Odell 45243 Cincinnati Ohio Johnson
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1982-11-01
Filing date: 1983-10-22
Publication date: 1984-05-03
Also published as: JPH0351899B2; IT8323479A0; FR2535394B1; CA1233325A; NL8303401A; SE8305993L; IT1171784B; JPS59103947A; AU2014683A; GB2129502A; GB8328398D0; SE8305993D0; FR2535394A1; GB2129502B; AU594300B2

Description

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Gasturbinentriebwerk

Die Erfindung bezieht sich auf Gasturbinentriebwerk« und betrifft insbesondere ein neues und verbessertes Gasturbinentriebwerk mit einer Arbeitsturbine, die gegenläufige Rotoren hat, welche ihre Wellenleistung bei relativ niedrigen Drehzahlen abgeben.

Die Erfindung ist insbesondere bei Gasturbinentriebwerken, wie sie für den Vortrieb von Flugzeugen benutzt werden, verwendbar, ohne sich auf diesen Verwendungszweck zu beschränken .

Zum Antreiben von Flugzeugen stehen gegenwärtig mehrere Typen von Gasturbinentriebwerken zur Verfügung. Das Turbofan- und das Turboprop-Triebwerk sind zwei Beispiele für

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solche Triebwerke. Das Turbofan-Triebwerk enthält ein Kerntriebwerk, d.h. einen Gasgenerator zürn Antreiben eines Fan, während das Turboprop-Triebwerk einen Gasgenerator zum Antreiben eines Propellers enthält. Da diese Triebwerke Propeller oder Fans zur Schuberzeugung antreiben, nutzen sie typisch bei Unterschallgeschwindigkeiten den Brennstoff besser aus als reine Turbinenluftstrahltriebwerke, die Schub nur über ihren Abgasstrahl erzeugen.

Mittelgroße Transportflugzeuge, beispielsweise zum Transportieren von 100 bis 180 Passagieren, haben typisch Turbofan-Triebwerke für den Vortrieb. Turbofan-Triebwerke liefern den relativ hohen Schub, der zum Antreiben dieser Flugzeuge in relativ großen Höhen und bei Reisegeschwindigkeiten von etwa Mach 0,6 bis etwa Mach 0,8 erforderlich ist. Für Flugzeuge, die für niedrigere Reisegeschwindigkeiten ausgelegt sind, werden typisch herkömmliche Turboprop-Triebwerke benutzt, da diese hinsichtlich der Leistungsfähigkeit und des Wirkungsgrades überlegen sind. Beispielsweise sind beträchtliche Verringerungen des verbrannten Brennstoffes, d.h. der Brennstoffmenge, die pro Passagiermeile verbraucht wird, durch die Verwendung des aerodynamisch wirksameren Turboprop-Triebwerks gegenüber dem Turbofan-Triebwerk möglich.

Es wäre demgemäß wünschenswert, Vorteile des Turbofan-' Triebwerks mit den Vorteilen des Turboprop-Triebwerks zu kombinieren, um ein Verbundtriebwerk zu erzielen, das einen besseren Wirkungsgrad bei Flugzeugreisegeschwindigkeiten hat, die für Flugzeuge mit Turbofan-Triebwerken typisch sind.

Einfach eine maßstäblich vergrößerte Version eines herkömmlichen Turboprop-Triebwerks, das für den Antrieb eines

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mittelgroßen Transportflugzeuges geeignet ist, würde jedoch bei den Reisegeschwindigkeiten und Flughöhen, die für Flugzeuge mit Turbofan-Triebwerken typisch sind, einen einzigen Propeller von etwa 4,8 m (16 feet) Durchmesser erfordern. Sie müßte außerdem 15000 Wellen-PS erzeugen, was das mehrfache der Ausgangsleistung von herkömmlichen Turboprop-Triebwerken ist.

Ein herkömmliches Turboprop-Triebwerk, das für diese Erfordernisse ausgelegt wird, würde weiter die Entwicklung eines relativ großen und unerwünscht schweren Untersetzungsgetriebes zum übertragen der erforderlichen Leistung und des erforderlichen Drehmoments bei relativ niedriger Drehzahl auf den Propeller erfordern. Die Drehgeschwindigkeit des einen großen Durchmesser aufweisenden Propellers ist ein begrenzender Faktor, um die Drallgeschwindigkeit der Propellerspitze, d.h. die Flugzeuggeschwindigkeit plus die Tangentialgeschwindigkeit der Propellerspitze unterhalb von Überschallgeschwindigkeiten zu halten. Das ist erwünscht, weil eine Propellerspitze, die bei Überschallgeschwindigkeiten arbeitet, ein beträchtliches Ausmaß an unerwünschtem Geräusch erzeugt und zu einem Verlust an aerodynamischem Wirkungsgrad führt.

Gasturbinentriebwerke zum Antreiben von Propellern oder Fans ohne die Verwendung eines Untersetzungsgetriebes sind bekannt. Sie enthalten typisch gegenläufige Turbinenrotoren relativ niedriger Drehzahl, die relativ wenige Schaufelkranzstufen haben, welche ein Paar gegenläufiger Fans oder Propeller antreiben. Bei diesen Triebwerken gibt es verschiedene Ausführungsformen, bei denen die Fans oder Propeller lediglich benutzt werden, um den durch den Abgasstrahl erzeugten Schub zu erhöhen.

Zum Antreiben eines modernen mittelgroßen Flugzeuges , das eine relativ große Ausgangsleistung benötigt, ist jedoch ein praktisches und den Brennstoff relativ gut ausnutzendes Triebwerk einer neuen Generation erforderlich, dessen Leistung gegenüber herkömmlichen Turbofan- und Turboprop-Triebwerken und gegenüber den vorgenannten Triebwerken mit gegenläufigen Turbinenrotoren wesentlich größer ist.

Es ist demgemäß Aufgabe der Erfindung, ein neues und verbessertes Gasturbinentriebwerk zu schaffen.

Die Erfindung schafft ein neues und verbessertes Gasturbinentriebwerk, das eine Arbeitsturbine mit gegenläufigen Rotoren enthält.

Die Arbeitsturbine des Triebwerkes nach der Erfindung hat mehrere gegenläufige Turbinenschaufelkranzstufen, wobei im wesentlichen sämtliche Ausgangsleistung aus in den Stufen expandierenden Verbrennungsgasen erzielt wird und sehr wenig Energie in den das Triebwerk verlassenden Abgasen verbleibt.

Durch die Erfindung soll weiter ein neues und verbessertes Gasturbinentriebwerk geschaffen werden, bei dem die Ausgangsleistung ohne die Verwendung eines Untersetzungsgetriebes erzielbar ist.

Die Erfindung schafft ein neues und verbessertes Gasturbinentriebwerk, das einen Gasgenerator und eine Arbeitsturbine mit gegenläufigen Rotoren, die hinter dem Gasgenerator befestigt ist, enthält.

Das Gasturbinentriebwerk nach der Erfindung treibt gegenläufig rotierende Blätter, wie beispielsweise Propeller-

und Fanblätter, an.

Die Erfindung schafft ein neues und verbessertes Gasturbinentriebwerk mit einem Gasgenerator und einer Arbeitsturbine. Die Arbeitsturbine enthält einen ersten Rotor und mehrere erste Turbinenschaufelkränze, die sich von diesem aus radial nach außen erstrecken, sowie einen zweiten Rotor und mehrere zweite Turbinenschaufelkränze, die sich von diesem aus radial nach innen erstrecken. Die Arbeitsturbine ist hinter dem Gasgenerator angeordnet, empfängt Verbrennungsgase aus diesem und läßt die Gase in den ersten und zweiten Turbinenschaufelkränzen expandieren, um diesen im wesentlichen sämtliche Ausgangsleistung zum gegenläufigen Antreiben des ersten und des zweiten Rotors zu entnehmen.

Die Arbeitsturbine treibt gegenläufige Fans oder Propeller an, die entweder am vorderen oder am hinteren Ende des Triebwerks angeordnet sind.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine Längsschnittansicht einer

Ausführungsform eines Gasturbinentriebwerks nach der Erfindung, das eine Arbeitsturbine aufweist, die zwei gegenläufige Rotoren hat, welche hinten angeordnete, gegenläufige Propeller antreiben,

Fig. 2 ein Flugzeug mit zwei Gasturbi

nentriebwerken der in Fig. 1

dargestellten Art, die am Heck des Flugzeuges befestigt sind,

Fig. 3 eine andere Art der Befestigung

eines Gasturbinentriebwerks der in Fig. 1 dargestellten Art, nämlich an einer Tragfläche eines Flugzeuges,

Fig. 4 eine Längsschnittansicht einer

weiteren Ausführungsform des Gasturbinentriebwerks nach der Erfindung mit einer Arbeitsturbine zum Antreiben von gegenläufigen, hinten angeordneten Fans,

Fig. 5 eine Längsschnittansicht von

noch einer weiteren Ausführungsform des Gasturbinentriebwerks nach der Erfindung mit einer Arbeitsturbine zum Antreiben von gegenläufigen, vorn angeordneten Fans,

Fig. 6 eine Längsschnittansicht von

noch einer anderen Ausführungsform des Gasturbinentriebwerks nach der Erfindung, wobei ein Zusatzverdichter und eine Zwischendruckturbine sich eine gemeinsame Antriebswelle mit einem vorn angeordneten Fan und einem Rotor einer Arbeitsturbine teilen, und

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Fig. 7 eine Längsschnittansicht von

nochmals einer weiteren Ausführungsform des Gasturbinentriebwerks nach der Erfindung mit einer Arbeitsturbine, die vorn angeordnete, gegenläufige Propeller antreibt, wobei ein ringförmiger Gasgenerator parallel zu und mit Abstand von einer Längsachse des Triebwerks angeordnet ist.

Fig. 1 zeigt ein Gasturbinentriebwerk 10 als eine Ausführungsform der Erfindung. Das Triebwerk 10 hat eine Längsmittelachse 12 und ein ringförmiges Gehäuse 14, das koaxial um die Achse 12 angeordnet ist. Das Triebwerk 10 enthält außerdem einen herkömmlichen Gasgenerator 16, der beispielshalber einen Zusatzverdichter 18, einen Verdichter 20, eine Brennkammer 22, eine Hochdruckturbine 24 und eine Zwischendruckturbine 26 enthält, die alle koaxial um die Längsachse 12 des Triebwerks 10 und axial in Reihe angeordnet sind. Eine erste ringförmige Antriebswelle 28 stellt eine feste Verbindung zwischen dem Verdichter 20 und der Hochdruckturbine 24 her. Eine zweite ringförmige Antriebswelle 30 stellt eine feste Verbindung zwischen dem Zusatzverdichter 18 und der Zwischendruckturbine 26 her.

Im Betrieb liefert der Gasgenerator 16 Druckluft aus dem Zusatzverdichter 18 und dem Verdichter 20 zu der Brennkammer 22, in der sie mit Brennstoff vermischt und gezündet wird, um Verbrennungsgase zu erzeugen. Die Verbrennungsgase treiben die Hochdruckturbine 24 und die

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Zwischendruckturbine 26 an, die ihrerseits den Verdichter 20 bzw. den Zusatzverdichter 18 antreiben. Die Verbrennungsgase werden aus dem Gasgenerator 16 über die Zwischendruckturbine 26 in einem mittleren Auslaßradius R1 von der Längsachse 12 abgegeben.

An dem hintersten Ende des Gehäuses 14 und hinter dem Gasgenerator 16 ist ein ringförmiges Tragteil 30 befestigt. Das Tragteil 30 erstreckt sich radial nach innen und von dem hinteren Ende des Gehäuses 14 aus in Richtung nach hinten. Das Tragteil 30 hat mehrere in gegenseitigem Umfangsabstand angeordnete Streben 32, die sich von dem hinteren Ende des Gehäuses 14 radial nach innen erstrecken, und eine ringförmige Nabe 34, die an den radial inneren Enden der Streben 32 starr befestigt ist und sich in Richtung nach hinten erstreckt. Die Streben 32 tragen die Nabe 34 und leiten Verbrennungsgase aus dem Gasgenerator 16 zu einer Arbeitsturbine 36, die gemäß einer Ausführungsform der Erfindung aufgebaut ist. Die Arbeitsturbine 36 oder einfach die Niederdruckturbine 36 ist auf der Nabe 34 drehbar gelagert.

Die Niederdruck turbine 36 hat einen ersten ringförmigen Trommelrotor 38, der mittels Lagern 40 auf der Nabe 34 ,am vorderen und hinteren Ende 42 bzw. 44 derselben drehbar gelagert ist. Der erste Rotor 38 hat mehrere erste Turbinenschaufelkränze 46, die sich von ihm radial nach außen erstrecken und in gegenseitigem radialem Abstand auf ihm angeordnet sind.

Die Niederdruckturbine 36 hat außerdem einen zweiten ringförmigen Trommelläufer 48, der radial außerhalb des ersten Rotors 38 und der ersten Schaufelkränze 46 angeordnet ist. Der zweite Rotor 48 hat mehrere zweite Turbinenschaufel-

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kränze 50, die sich von ihm aus radial nach innen erstrecken und in gegenseitigem axialem Abstand auf ihm angeordnet sind. Der zweite Rotor 48 ist auf der Nabe 34 mittels Lagern 52 drehbar gelagert, die an den radial inneren Enden eines vordersten Schaufelkranzes 50a der zweiten Schaufelkränze 50 und an den radial inneren Enden eines hintersten Schaufelkranzes 50b angeordnet sind, der auf dem auf der Nabe 34 gelagerten ersten Rotor 38 drehbar angeordnet ist.

Die ersten und zweiten Turbinenschaufelkränze 46 bzw. 50 enthalten jeweils mehrere in gegenseitigem Umfangsabstand angeordnete Turbinenschaufeln, wobei die ersten Schaufelkränze 46 abwechselnd mit zweiten Schaufelkränzen 50 angeordnet sind. Verbrennungsgase, die durch die Schaufelkränze 46 und 50 strömen, strömen in einem mittleren Strömungswegradius R2, der definitionsgemäß einen Schaufelradius darstellt, in dem resultierende Arbeitsbelastungen der Niederdruckturbine 36 als konzentriert angenommen werden. Beispielsweise kann der Radius R2 als der mittlere Teilkreisradius von sämtlichen Schaufelkränzen der Niederdruckturbine 36 definiert werden.

Verbrennungsgase, die von dem Gasgenerator 16 in dem mittleren Strömungswegradius R1 abgegeben werden, werden durch die Streben 32 zu der Niederdruckturbine 36 geleitet. In der Niederdruckturbine 36 werden die Verbrennungsgase in den ersten und zweiten Turbinenschaufelkränzen 46 bzw. 50 in dem mittleren Strömungswegradius R2 entspannt, wodurch den Gasen im wesentlichen sämtliche Ausgangsleistung entnommen wird, mit der der erste und der zweite Rotor 38, 48 gegenläufig mit Drehzahlen angetrieben werden, die relativ niedriger sind als diejenigen der ersten Antriebswelle 28.

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Der Gasgenerator 16 und die Niederdruckturbine 36, wie sie oben beschrieben sind, ergeben ein neues und verbessertes Gasturbinentriebwerk mit gegenläufigen Rotoren, das Ausgangswellenleistung bei relativ niedrigen Drehzahlen liefert. Zu den wesentlichen Merkmalen der Erfindung gehört die komplementäre Anordnung der Triebwerkselemente. Die Hochdruckturbine 24 ist hinter der Brennkammer 22 angeordnet, um zuerst die Verbrennungsgase relativ hohen Druckes zu empfangen, die aus der Brennkammer abgegeben werden. Die Hochdruckturbine 24 hat den besten Wirkungsgrad, wenn sie und die erste Antriebswelle 28 für Drehzahlen von etwa 10000 bis 15000 U/min bei einem Triebwerk mit 15000 Wellen-PS ausgelegt sind, da in diesem Fall die Hochdruckverbrennungsgase aus der Brennkammer 22 am besten ausgenutzt werden.

Die Verbrennungsgase haben nach dem Passieren der Hochdruckturbine 24 einen Zwischendruck, der niedriger ist als der hohe Druck. Die Zwischendruckgase strömen dann durch die Zwischendruckturbine 26, die den Druck der Gase weiter auf einen relativ niedrigen Druck reduziert, wobei Leistung am wirksamsten gewonnen wird, wenn sich die zweite Antriebswelle 30 und der Zusatzverdichter 18 mit Drehzahlen drehen, die relativ niedriger sind als die der Hochdruckturbine 24.

Schließlich werden die Niederdruckverbrennungsgase in die Niederdruckturbine 36 geleitet, wo sie weiter entspannt werden und wo im wesentlichen die gesamte verbleibende Energie derselben entnommen wird, um den ersten und den zweiten Rotor 38, 48 zum Liefern der Ausgangswellenleistung in Drehung zu versetzen. Wenig Energie verbleibt und wird dadurch weniger wirksam in dem Abgasstrahl ausgenutzt, der aus der Niederdruckturbine 36 abgegeben wird. Da die Niederdruckturbine 36 der letzte Abschnitt in dem

Triebwerk 10 ist, ist sie den Verbrennungsgasen niedrigster Temperatur ausgesetzt und deshalb sind die erzeugten Wärmespannungen geringer, was einen weniger komplizierten Aufbau der Niederdruckturbine 36 gestattet.

Zum wirksamsten Entnehmen von Energie aus den Verbrennungsgasen in der Niederdruckturbine 36 sollte der mittlere Strömungswegradius R2 derselben größer sein als der mittlere Ausstoßradius R1 des Gasgenerators 16. In der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform ist der mittlere Strömungswegradius R2 ungefähr doppelt so groß wie der mittlere Ausstoßradius R1. Diese Anordnung bringt die Turbinenschaufelkränze 46 und 50 in einen größeren radialen Abstand von der Längsachse 12, wodurch die relativen Tangentialgeschwindigkeiten derselben vergrößert werden und dadurch sich den über sie hinwegströmenden Gasen Energie wirksamer entziehen läßt.

Da die Niederdruckturbine 36 eine Arbeitsturbine ist, die im wesentlichen sämtliche Ausgangsleistung über die Rotoren 38 und 48 liefert und vorzugsweise hinter dem Gasgenerator 16 angeordnet ist, ist ein geeignetes und wirksames Befestigungssystem erforderlich. Das Tragteil 30, das sich von dem hinteren Ende des Gehäuses 14 aus erstreckt, wie oben beschrieben, ist deshalb ein wichtiges Merkmal der Erfindung.

In dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel treibt die Niederdruckturbine 36 gegenläufige, entgegengesetzte Steigung aufweisende Propeller an, und zwar einen vorderen Propeller 54 und einen hinteren Propeller 56. Von dem hintersten Ende des ersten Rotors 38 erstreckt sich ein hinterer Schaufelkranz 46a radial nach außen bis etwa in die radiale Position des zweiten Rotors 48.

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An den radial äußeren Enden des hinteren Schaufelkranzes 46a ist ein ringförmiges Ummantelungsteil 58 befestigt. Die Blätter des hinteren Propellers 56 sind an dem Ummantelungsteil 58 befestigt. Ebenso sind die Blätter des vorderen Propellers 54 an einem vorderen Ende des zweiten Rotors 48 befestigt. Steigungsverstellvorrichtungen 60 sind zum unabhängigen Steuern der Steigung des vorderen Propellers 54 und des hinteren Propellers 56 vorgesehen.

Eines der wichtigsten Merkmale der Erfindung ist ein Gasturbinentriebwerk 10, das eine Niederdruckturbine 36 enthält, die eine relativ hohe Ausgangsleistung und ein relativ hohes Drehmoment bei relativ niedrigen Drehzahlen ohne die Verwendung eines Untersetzungsgetriebes liefert. Ein Untersetzungsgetriebe und das für dieses erforderliche Zubehör würden das Gewicht und die Komplexität eines Triebwerks beträchtlich vergrößern, das in der Lage ist, den relativ starken Schub zu erzeugen, der für den Antrieb eines Transportflugzeuges, wie beispielsweise eines Flugzeuges für 150 Passagiere, erforderlich ist.

Eine Drehzahluntersetzung ist erforderlich, wenn ein Gasturbinen triebwerk zum Antreiben von Blättern, wie beispielsweise Propeller- oder Fanblättern, benutzt wird. Eine herkömmliche Niederdruckturbine (nicht dargestellt) enthält einen einzigen Rotor, der sich typisch mit etwa 10000 bis etwa 15000 U/min dreht. Diese Drehzahlen müssen auf die relativ niedrigen Drehzahlen von etwa 1000 bis etwa 2000 U/min für den Antrieb der Propeller- oder Fanblätter untersetzt werden. Propeller und Fans sind dafür ausgelegt, eine relativ große Luftmenge mit relativ niedrigen axialen Geschwindigkeiten zu bewegen, um Schub zu erzeugen, und arbeiten bei den relativ niedrigen Drehzahlen mit besserem Wirkungsgrad. Darüber hinaus sind die niedrigen Drehzahlen erforderlich, um die Drall-

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oder Schraubenspitzengeschwindigkeit der Propeller auf Geschwindigkeiten unterhalb der Überschallgeschwindigkeit zu begrenzen.

Dadurch, daß dem zweiten Rotor 48 der Niederdruckturbine 36 nach Fig. 1 gestattet wird, sich in zu der Drehrichtung des ersten Rotors 38 entgegengesetzter Richtung zu drehen, sind gemäß der Erfindung zwei Abtriebswellen, d.h. der erste Rotor 38 und der zweite Rotor 48 vorgesehen, die sich mit etwa einem Viertel der Drehzahl eines analogen Einzelrotors einer herkömmlichen Niederdruckturbine drehen und somit für die Drehzahluntersetzung sorgen.

Eine weitere Drehzahluntersetzung ist erzielbar, indem die Anzahl der ersten und zweiten Turbinenschaufelkränze 46 und 50, d.h. die Anzahl der Stufen erhöht wird. Der Grund dafür ist, daß bei niedrigeren Drehzahlen der Rotoren 38 und 48 weniger Energie den Verbrennungsgasen pro Stufe der Niederdruckturbine 36 entnommen werden kann. Zum Erzielen der gewünschten niedrigen Drehzahlen und zum Entnehmen im wesentlichen sämtlicher verbleibender Energie aus den Verbrennungsgasen ist eine größere Anzahl von Stufen erforderlich.

Eine geringere Stufenzahl kann jedoch zum Erreichen dieses Ziels benutzt werden, indem größere Werte für das Verhältnis R2/R1 vorgesehen werden, wodurch die Verbrennungsgase der Niederdruckturbine 36 in einem größeren mittleren Strömungswegradius R2 zugeführt werden. Zu viele Stufen sind wegen der größen Komplexität, der größeren Baugröße und des größeren Gewichtes unerwünscht, und eine Niederdruckturbine 36, die weniger Stufen und ein relativ hohes Verhältnis R2/R1 hat, ist wegen der größeren Frontalfläche und

des größeren Gewichts, die darauf zurückzuführen sind, unerwünscht. Gemäß der Erfindung ist, wie oben beschrieben, festgestellt worden, daß ein Verhältnis R2/R1 von etwa 2,0 zu bevorzugen ist.

In der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform wird zum Antreiben der gegenläufigen Propeller 54. und 56 eine Niederdruckturbine 36 mit etwa 14 Stufen bevorzugt, um die Ausgangswellendrehzahlen des ersten und des zweiten Rotors 38, 48 von etwa 1200 U/min zu erzielen. Diese Drehzahl ist viel kleiner als die Drehzahlen der ersten und der zweiten Antriebswelle 28, 30.

In der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform sind die gegenläufigen Propeller 54 und 56 an dem Triebwerk 10 hinten und radial außerhalb sowohl des ersten Rotors 38 als auch des zweiten Rotors 48 angeordnet. Diese Propeller haben einen Nabenradius R3 und einen Spitzenradius R4, die ab der Längsachse 12 gemessen werden. In -der Ausführungsform des Triebwerks 10, die eine Niederdruckturbine 36 enthält, welche Propeller antreibt und etwa 14 Stufen hat, wird außerdem bevorzugt, daß R1/R4, R2/R4 und R3/R4 gleich etwa 0,18, 0,35 bzw. 0,45 sind. Die Anzahl der Stufen der Niederdruckturbine 36 kann jedoch zwischen etwa 10 und etwa 18 Stufen liegen, und R1/R4, R2/R4 und R3/R4 können zwischen etwa 0,2 bis 0,16, 0,4 bis 0,3 bzw. 0,5 bis 0,4 liegen. Diese Beziehungen werden bevorzugt, damit sich ein Triebwerk 10 ergibt, mit dem sich die gegenläufigen Propeller 54 und 56 bei Drehzahlen von etwa 1200 U/min am wirksamsten antreiben lassen.

Die Herabsetzung der Drehzahl der Rotoren 38 und 48 der Niederdruckturbine 36 führt zu einer Herabsetzung zweiter

Ordnung der durch Zentrifugalkraft erzeugten Spannungen. Beispielsweise führt eine Herabsetzung der Drehzahl um ein Viertel zu einer Herabsetzung der Zentrifugalspannungen um ein Sechzehntel. Das ist bedeutsam, weil dadurch die Niederdruckturbine 36 weniger Material zum Aufnehmen der Zentrifugalspannungen erforderlich macht, was wiederum eine leichtere Niederdruckturbine 36 ergibt. Die Gesamtauswirkung der Verwendung einer gegenläufigen Niederdruckturbine 36 ist eine beträchtliche Herabsetzung des Triebwerksgewichts im Vergleich zu einem Triebwerk, das eine herkömmliche Niederdruckturbine und ein Untersetzungsgetriebe aufweist.

Die in Fig. 1 dargestellte Ausführungsform des Triebwerks 10 ergibt weitere Vorteile. Beispielsweise ist durch das Anordnen der Propeller 54 und 56 am hinteren Ende des Triebwerks 10 ein ringförmiges Einlaßgebiet 62 des Triebwerks 10 relativ frei von die Strömung störenden Hindernissen. Demgemäß können das Einlaßgebiet 62 und eine ringförmige Gondel 64, die das Triebwerk 10 umgibt, so ausgelegt werden, daß eine größere aerodynamische Leistung der in das Triebwerk 10 eintretenden sowie über dieses hinwegströmenden Luft erzielt wird.

Die Verwendung von zwei Propellern gegenüber einem einzelnen Propeller gestattet die Verwendung von Propellern kleineren Durchmessers, beispielsweise von etwa 3,6 m (12 feet), d.h. R4 = 1,8 m (6 feet) , gegenüber etwa 4,8 m (16 feet) zum Erzeugen des gleichen Schubes bei Drehzahlen von etwa 1200 U/min bzw. 900 ü/min und bei Flugzeugreisegeschwindigkeiten von etwa Mach 0,7 bis etwa Mach 0,8. Der kleinere Durchmesser ergibt niedrigere Propellerspitzengeschwindigkeiten und damit eine geringere Geräuscherzeugung .

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Durch das Anordnen der Propeller 54 und 56 radial außerhalb des zweiten Rotors 48 wird das Nabe-Spitze-Verhältnis R3/R4 der Propeller vergrößert, was eine Verbesserung der aerodynamischen Leistung derselben ergibt. Weiter behindern die Propeller nicht die Strömung von Verbrennungsgasen, die aus der Niederdruckturbine 36 abgegeben werden, wodurch sonst die Triebwerksleistung verringert würde und Kühlvorrichtungen zum Verhindern einer thermischen Beschädigung der Propeller 54 und 56 erforderlich wurden.

Fig. 2 zeigt ein Flugzeug 66 mit zwei Triebwerken 10, die gegenläufige Propeller der in Fig. 1 dargestellten Art antreiben und am hintersten Ende des Flugzeuges 66 befestigt sind. Die hinten befestigten erfindungsgemäßen Triebwerke 10 mit gegenläufigen Propellern geben dem Flugzeug 66 eine bessere Leistung und sorgen für einen niedrigeren Brennstoffverbrauch pro Passagiermeile. Weiter haben die Triebwerke 10 im Vergleich zu einem herkömmlichen Turboprop-Triebwerk, das für identische Schubabgabe ausgelegt ist, ein geringeres Gewicht. Es ist außerdem ein geringeres Propellergeräusch realisierbar, was eine Verringerung des Ausmaßes der Geräuschdämpfungsmodifizierungen des Flugzeuges gestattet und so das Gesamtflugzeuggewicht weiter reduziert.

Fig. 3 zeigt eine alternative Anordnung zum Befestigen von Triebwerken 10 mit gegenläufigen Propellern der in Fig. 1 dargestellten Art an einer Tragfläche 68 eines Flugzeuges (nicht dargestellt). In dieser Ausführungsform ist die Nabe 34 des Triebwerks 10 nach hinten verlängert und an der Tragfläche 68 befestigt. Ein stationärer, ringförmiger Abgaskanal 70 ist an der Nabe 34 befestigt, um die Abgase des Triebwerks 10 unter die Tragfläche 68 zu leiten. Die in Fig. 3 dargestellte Ausführungsform des Triebwerks 10

veranschaulicht deutlich einen bedeutsamen Vorteil des Tragteils 30 des Triebwerks 10. Das Tragteil 30 dient nicht nur zur Lagerung der Niederdruckturbine 36 in dem Triebwerk 10, sondern auch zum Befestigen des gesamten Triebwerks an einer Tragfläche 68 eines Flugzeuges.

Fig. 4 zeigt ein Gasturbinentriebwerk 72, das eine weitere Ausführungsform der Erfindung darstellt. Das Triebwerk enthält einen Gasgenerator 16, der im wesentlichen den gleichen Aufbau wie der Gasgenerator 16 des Triebwerks nach Fig. 1 hat. In dieser Ausführungsform treibt jedoch eine Niederdruckturbine 74 zwei gegenläufige Fans an, nämlich einen vorderen Fan 76 und einen hinteren Fan 78, die am hinteren Ende des Triebwerks 72 angeordnet sind. Die Fans 76 und 78 haben mehrere sich radial nach außen erstreckende und in gegenseitigem Umfangsabstand angeordnete Fanblätter. Ein ringförmiger Fankanal 80 ist radial außen um die Fans 76 und 78 angeordnet und durch mehrere Streben 82 an dem Gehäuse 14 und der Gondel 64 des Triebwerks 72 befestigt. Schubumkehrvorrichtungen (nicht dargestellt) können an der Nabe 34 und hinter dem hinteren Fan 78 befestigt sein.

Da die Fanblätter anders als Propellerblätter arbeiten, ist die Niederdruckturbine 74 vorzugsweise für den Antrieb von Fanblättern ausgelegt, obgleich sie grundsätzlich im Aufbau mit dem der Niederdruckturbine 36 nach Fig. 1 übereinstimmt. Die Gesamtzahl der Stufen der ersten und zweiten Turbxnenschaufelkränze 46, 50 liegt vorzugsweise zwischen etwa 6 Stufen bis etwa 12 Stufen, wobei etwa 8 Stufen (in Fig. 4 gezeigt) bevorzugt werden. Entsprechend haben die Verhältnisse R1/R4 und R2/R4 vorzugsweise Werte von etwa 0,35 bis etwa 0,25 bzw. von etwa 0,65 bis etwa 0,45. Bei 8 Stufen werden jedoch für die Verhältnisse R1/R4 und R2/R4

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Werte von etwa 0,3 bzw. 0,58 bevorzugt. Wie in der Ausführungsform nach Fig. 1 wird bevorzugt, daß R2 einen größeren Wert als R1 und vorzugsweise einen doppelt so großen Wert hat.

Fig. 5 zeigt ein Gasturbinentriebwerk 84, das noch eine weitere Ausführungsform der Erfindung darstellt. Das Triebwerk 84 enthält einen Gasgenerator 16, der im wesentlichen den gleichen Aufbau wie der in Fig. 1 dargestellte hat. Das Triebwerk 84 hat außerdem eine Niederdruckturbine 86, die im wesentlichen den gleichen Aufbau wie die Niederdruckturbine 74 nach Fig. 4 hat. In dieser Ausführungsform hat die Niederdruckturbine 86 jedoch vorzugsweise einen zusätzlichen hintersten Schaufelkranz 50c und damit insgesamt 9 Stufen, die zwei gegenläufige Fans antreiben, nämlich einen vorderen Fan 88 und einen hinteren Fan 90, welche am vorderen Ende des Triebwerks 84 angeordnet sind. Radial außen um die Fans 88 und 90 ist ein ringförmiger Fankanal 92 angeordnet, der mittels Streben 94 an dem Triebwerk 84 befestigt ist.

Im Gegensatz zu der in Fig. 4 dargestellten Niederdruckturbine 74 erstreckt sich ein hinterstes Ende 96 des ersten Rotors 38 radial einwärts der Nabe 34 und ist an einer dritten ringförmigen Antriebswelle 98 befestigt, die sich zu dem vorderen Ende des Triebwerks 84 erstreckt und an dem hinteren Fan 90 befestigt ist. Der hinterste Schaufelkranz 50c erstreckt sich von dem zweiten Rotor 48 aus radial nach innen. Radial innere Enden 100 des hintersten Schaufelkranzes 50c sind an einer vierten Antriebswelle 102 befestigt, die sich zu dem vorderen Ende des Triebwerks 84 erstreckt und an dem vorderen Fan 88 befestigt ist. Das Triebwerk

84 enthält somit vier koaxial gelagerte Antriebswellen 28, 30, 98 und 102, und die Niederdruckturbine 86 treibt den vorderen Fan 88 und den hinteren Fan 90 in entgegengesetzten Richtungen an. Das sich ergebende Triebwerk 84 hat ultrahohe Mantelstromverhältnisse von mehr als etwa 6 zu 1 .

Fig. 6 zeigt ein Gasturbinentriebwerk 104, das nochmals eine weitere Ausführungsform der Erfindung darstellt. In dieser Ausführungsform, die mit der in Fig. 5 gezeigten Ausführungsform im wesentlichen übereinstimmt, ist der hintere Fan 90 an dem Zusatzverdichter 18 befestigt, und beide werden durch eine gemeinsame Antriebswelle angetrieben, nämlich die dritte Antriebswelle 98, die fest mit dem ersten Rotor 38 der Niederdruckturbine 86 und mit •einem Scheibenrotor der Zwischendruckturbine 26 verbunden ist.

Fig. 7 zeigt ein Gasturbinentriebwerk 106, das noch eine weitere Ausführungsform der Erfindung darstellt. Diese Ausführungsform enthält eine Niederdruckturbine 108, die mit der Niederdruckturbine 36 nach Fig. 1, welche 14 Stufen aufweist, im wesentlichen übereinstimmt. Die Niederdruckturbine 108 ist jedoch ähnlich wie die Niederdruckturbine 86 nach Fig. 5 aufgebaut und hat den zusätzlichen Schaufelkranz 50c, so daß sie insgesamt 15 Stufen aufweist , und ist außerdem mit der dritten und der vierten Antriebswelle 98 bzw. 102 versehen. Die Antriebswellen 98 und 102 treiben zwei gegenläufige, verstellbare Propeller an, nämlich einen vorderen Propeller 110 und einen hinteren Propeller 112, die an dem vordersten Ende des Triebwerks 106 angeordnet sind.

In dieser Ausführungsform sind ein oder mehrere Gasgeneratoren 114 zum Antreiben der Niederdruckturbine 108

vorgesehen. Der Gasgenerator 114 stimmt im wesentlichen mit dem Gasgenerator 16 nach Fig. 1 überein und hat eine Längsmittelachse 116. Im Gegensatz zu dem in Fig. 1 dargestellten Gasgenerator ist der Gasgenerator 114 jedoch so angeordnet, daß seine Längsachse 116 parallel zu und mit Abstand von der Längsachse 12 des Triebwerks 106 angeordnet ist. Ein Ringkanal 118 stellt eine Strömungsverbindung des Gasgenerators 114 mit der Niederdruckturbine 108 her, damit dieser die Verbrennungsgase zugeführt werden können. In dieser Ausführungsform können ein oder mehrere Gasgeneratoren 114 umfangsmäßig um die Längsachse 12 des Triebwerks 106 und parallel zu dieser vorgesehen sein, um die Verbrennungsgase der Niederdruckturbine zum Antrieb der gegenläufigen Propeller 110 und 112 zuzuführen.

Es sind zwar die bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung beschrieben worden, im Rahmen der Erfindung sind jedoch weitere Ausführungsformen möglich.

Beispielsweise kann der Gasgenerator 16 nach Fig. 1 ohne einen Zusatzverdichter 18 und eine Zwischendruckturbxne 26 ebenfalls zum Erzeugen von Verbrennungsgasen benutzt werden. Weiter können, da die gegenläufige Niederdruckturbine 36 eine relativ große Ausgangsleistung und ein relativ großes Drehmoment bei niedrigen Drehzahlen liefert, die Gasturbinentriebwerke, die solche Niederdruckturbinen enthalten, beispielsweise zum Antreiben von Schiffen, Generatoren und großen Pumpen benutzt werden, die so ausgelegt werden können, daß sie gegenläufig rotierende Eingangswellen haben, welche an dem ersten bzw. dem zweiten Rotor 38 bzw. 48 der Niederdruckturbine 36 befestigt werden.

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Weiter ist die Erfindung zwar für den Fall der Verwendung bei einem Triebwerk mit 15000 Wellen-PS beschrieben worden, sie kann jedoch auch Triebwerken mit anderer Leistung angepaßt werden. Beispielsweise würde bei einem kleineren Triebwerk mit 1500 Wellen-PS» das kleinere Propeller 54 und 56 antreibt, die Hochdruckturbine 24 so ausgelegt werden, daß sie mit etwa 30000 U/min arbeitet. Der erste Rotor 38 und der zweite Rotor 48 der Niederdruckturbine 36 nach Fig. 1 würden entsprechend so ausgelegt werden, daß sie mit einer Drehzahluntersetzung von etwa 10 zu 1, d.h. mit etwa 3000 U/min arbeiten. Die Propeller 54 und 56 haben, obgleich sie mit etwa 3000 ü/min arbeiten, kleinere Spitzenradien R4, weshalb die Drall- oder Schraubenspitzengeschwindigkeiten unter Überschallgeschwindigkeiten gehalten werden können.

Leerseite

Claims

Ansprüche :

[1.) Gasturbinentriebwerk, gekennzeichnet durch: einen Gasgenerator (16) , der Verbrennungsgase erzeugt, und eine Arbeitsturbine (36), die einen ersten Rotor (38) mit mehreren ersten Turbinenschaufelkränzen (46), welche sich von ihm radial nach außen erstrecken, und mit einem zweiten Rotor (48) mit mehreren zweiten Turbinenschaufelkränzen (50), die sich von ihm aus radial nach innen erstrecken, hat,

wobei die Arbeitsturbine (36) die Verbrennungsgase empfängt und diesen im wesentlichen sämtliche Ausgangsleistung entnimmt zum Antreiben des ersten und des zweiten Rotors (38, 48) in gegenläufigen Richtungen.
2. Gasturbinentriebwerk nach Anspruch 1, gekennzeichnet

durch:

ein ringförmiges Gehäuse (14), das umfangsmäßig um den Gasgenerator (16) angeordnet ist, und

ein ringförmiges Trageteil (30), das sich von einem hinteren Ende des Gehäuses aus radial nach innen und in Richtung nach hinten erstreckt,

wobei der erste und der zweite Rotor (38, 48) der Arbeitsturbine (36) an radial inneren Enden des Tragteils drehbar gelagert sind.
3. Gasturbinentriebwerk mit einer Llingfachse (12), gekennzeichnet durch:

ein ringförmiges Gehäuse (14), das koaxial um die Achse (12) angeordnet ist,

ein ringförmiges Tragteil (30), das sich von einem hinteren Ende des Gehäuses (14) aus radial nach innen und in Richtung nach hinten erstreckt,

einen Gasgenerator (16), der in dem Gehäuse (14) angeordnet ist und einen Verdichter (20), eine Brennkammer (22) und eine Hochdruckturbine (24) in Strömungsrichtung hintereinander aufweist, wobei zuerst die Hochdruckturbine Verbrennungsgase aus der Brennkammer (22) empfängt, um den Verdichter (20) über eine mit diesem verbundene Antriebswelle (28) anzutreiben, und wobei der Gasgenerator die Verbrennungsgase im wesentlichen in einem mittleren Ausstoßradius (Rl) von der Längsachse (12) und in Richtung nach hinten abgibt; und eine Arbeitsturbine (36), die koaxial um die Längsachse angeordnet ist und enthält:

einen ersten Trommelrotor (38), der an dem Tragteil (30) drehbar befestigt ist,

mehrere erste Turbinenschaufelkränze (46), die sich von dem ersten Rotor (38) und in axialem Abstand auf diesem radial nach außen erstrecken; einen zweiten Trommelrotor (48), der an dem Tragteil (30) drehbar befestigt und radial außerhalb des ersten Rotors (38) und der ersten Turbinenschaufelkränze (46) angeordnet ist, und

BAD ORIGINAL

mehrere zweite Turbinenschaufelkränze (50), die sich von dem zweiten Rotor (48) radial nach innen erstrecken und abwechselnd mit den ersten Turbinenschaufelkränzen (46) angeordnet sind,

wobei die Arbeitsturbine (36) die Verbrennungsgase aus dem Gasgenerator (16) empfängt und die Gase in den ersten und den zweiten Turbinenschaufelkränzen (46, 50) auf einem mittleren Strömungswegradius (R1) sich entspannen läßt, um diesen im wesentlichen sämtliche Ausgangsleistung zu entnehmen, mit der der erste und der zweite Ro- *""* tor (38, 48) in gegenläufigen Richtungen mit Drehzahlen angetrieben werden, die relativ niedriger sind als diejenigen der Antriebswelle (28).
4. Gasturbinentriebwerk nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der mittlere Strömungswegradius (R2) der Arbeitsturbine (36) größer ist als der mittlere Ausstoßradius (R1) des Gasgenerators (16).
5. Gasturbinentriebwerk nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der mittlere Strömungswegradius (R2) etwa doppelt so groß ist wie der mittlere Ausstoßradius (R1).
6. Gasturbinentriebwerk nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Tragteil (30) mehrere in gegenseitigem Umfangsabstand angeordnete Streben (32) aufweist, die sich von dem hinteren Ende des Gehäuses (14) radial nach innen erstrecken, und eine ringförmige Nabe (34), die an den radial inneren Enden der Streben (32) befestigt ist und sich in Richtung nach hinten erstreckt, wobei die Streben die Nabe tragen und die Verbrennungsgase aus dem Gasgenerator (16) in die Arbeitstur-' bine (36) leiten und wobei die Nabe den ersten und den zweiten Rotor (38, 48) der Arbeitsturbine (36) trägt.
7. Gasturbinentriebwerk nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Trommelrotor (48) auf dem Tragteil (30) an radial inneren Enden eines vordersten Schaufelkranzes (50a) der zweiten·Schaufelkränze (50) und an radial inneren Enden eines hintersten Schaufelkranzes (50b) der zweiten Schaufelkränze (50) drehbar gelagert ist, wobei der hinterste Schaufelkranz auf dem ersten Trommelrotor (48),der auf dem Tragteil (30) gelagert ist, drehbar angeordnet ist.
8. Gasturbinentriebwerk nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Gasgenerator (16) koaxial zu der Längsachse (12) der Arbeitsturbine (36) angeordnet ist.
9. Gasturbinentriebwerk nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Gasgenerator (114) eine Längsmittelachse (116) hat, die parallel zu und mit Abstand von der Längsachse (12) des Gasturbinentriebwerks (106) angeordnet ist.
10. Gasturbinentriebwerk nach einem der Ansprüche 3 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Rotor (38) und der zweite Rotor (48) erste bzw. zweite gegenläufige Blätter mit Flügelprofil antreiben.
11. Gasturbinentriebwerk nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Blätter Propeller (54, 56) bilden.
12. Gasturbinentriebwerk nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Blätter Fans (76, 78) bilden.
13. Gasturbinentriebwerk nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Blätter (88, 90;

BAD ORIGiNAL

110, 112) am vorderen Ende des Gasturbinentriebwerks (84; 106) und vor dem Gasgenerator (16; 114) desselben angeordnet sind.
14. Gasturbinentriebwerk nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Blätter (54, 56; 76, 78) am hinteren Ende des Gasturbinentriebwerks (10; 72) und an der Arbeitsturbine (36) angeordnet sind.
15. Gasturbinentriebwerk nach einem der Ansprüche 3 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der erste und der zweite Rotor (38, 48) der Arbeitsturbine (36) einen ersten bzw. zweiten gegenläufigen Propeller (54, 56) antreiben und daß die Gesamtzahl der ersten und zweiten Turbinenschaufelkränze (46, 50) weniger als etwa 18 Kränze und mehr als etwa 10 Kränze beträgt.
16. Gasturbinentriebwerk nach einem der Ansprüche 3 bis 9, dadurch gekennzeichnet,

daß der erste und der zweite Rotor (38, 48) der Arbeitsturbine (36) einen ersten bzw. zweiten gegenläufigen Propeller (54, 56) antreiben, wobei die Propeller einen Spitzenradius (R4) und einen Nabenradius (R3) haben; und

daß der mittlere Ausstoßradius (R1) des Gasgenerators (16), der mittlere Strömungswegradius (R2) der Arbeitsturbine (36) und der Nabenradius (R3) der Propeller (54, 56) in bezug auf den Spitzenradius (R4) der Propeller Größen zwischen etwa 0,2 bis etwa 0,16, 0,4 bis etwa 0,3 bzw. 0,5 bis etwa 0,4 haben, entsprechend einer Gesamtzahl der ersten und zweiten Turbinenschaufelkränze (46, 50), die größer als etwa 10 Kränze bzw. kleiner als etwa 18 Kränze ist.
17. Gasturbinentriebwerk nach einem der Ansprüche 3 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der erste und der zweite Rotor (38, 48) der Arbeitsturbine (36) einen ersten bzw. zweiten gegenläufigen Fan (76, 78) antreiben und daß die Gesamtzahl der ersten bzw. zweiten Turbinenschaufelkränze (46, 50) weniger als etwa 12 Kränze bzw. mehr als etwa 6 Kränze beträgt .
18. Gasturbinentriebwerk nach einem der Ansprüche 3 bis 9, dadurch gekennzeichnet,

daß der erste und der zweite Rotor (38, 48) der Arbeitsturbine (36) einen ersten bzw. zweiten gegenläufigen Fan (76, 78) antreiben, wobei die Fans einen Spitzenradius (R4) haben; und

daß der mittlere Ausstoßradius (R1) des Gasgenerators (16) und der mittlere Strömungswegradius (R2) der Arbeitsturbine (36) in bezug auf den Spitzenradius der Fans Größen zwischen etwa 0,35 bis etwa 0,25 bzw. 0,65 bis etwa 0,45 haben, entsprechend einer Gesamtzahl der ersten und zweiten Turbinenschaufelkränze (46, 50) _r die mehr als etwa 6 Kränze bzw. weniger als etwa 12 Kränze beträgt.
19. Gasturbinentriebwerk nach einem der Ansprüche 3 bis 9, gekennzeichnet durch:

mehrere vordere Blätter (54) mit Flügelprofil, die an einem vorderen Teil des zweiten Rotors (48) befestigt sind und sich von diesem aus radial nach außen erstrecken; und mehrere hintere Blätter (56) mit Flügelprofil, die an einer ringförmigen Ummantelung (58) befestigt sind, welche an den radial äußeren Enden eines hintersten Schaufelkranzes (46a) der ersten Turbinenschaufelkränze (46) befestigt ist, und sich von dieser aus radial nach außen erstrecken; wobei die Arbeitsturbine (36) die vorderen und hinteren

Blätter (54, 56) in gegenläufigen Richtungen antreibt, um daraus Schub zu erzeugen, und wobei die durch die Arbeitsturbine empfangenen Verbrennungsgase aus dieser in Richtung nach hinten und radial einwärts der vorderen und hinteren Blätter ausstoßbar sind.
20» Gasturbinentriebwerk nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Blätter Propeller (54, 56) bilden.
21. Gasturbinentriebwerk nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Blätter Fans (76, 78) bilden.
22. Gasturbinentriebwerk nach einem der Ansprüche 3 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein hinterer Schaufelkranz (50c) der zweiten Turbinenschaufelkränze (50) einen hintersten Schaufelkranz der Arbeitsturbine (36) bildet und radial innere Enden aufweist, die an einem dritten Rotor (102) befestigt sind, welcher radial einwärts der Antriebswelle angeordnet ist und einen vorderen Pan (88) antreibt, der stromaufwärts des Gasgenerators angeordnet ist; und

daß der zweite Rotor (48) einen hinteren Fan (90) antreibt, der zwischen dem ersten Fan und dem Gasgenerator angeordnet ist.
23. Gasturbinentriebwerk nach einem der Ansprüche 3 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß der Gasgenerator (16) einen Zusatzverdichter (18) enthält, der vor dem Verdichter (20) angeordnet ist, und eine Zwischendruckturbine (26), die stromabwärts der Hochdruckturbine (24) angeordnet ist und die Verbrennungsgase aus der Hochdruckturbine empfängt und den Zusatzverdichter antreibt, der dem Verdichter Druckluft liefert.
24. Gasturbinentriebwerk mit einer Längsachse (12), gekennzeichnet durch:

ein ringförmiges Gehäuse (14), das koaxial um die Achse (12) angeordnet ist;

ein ringförmiges Tragteil (30) , das sich vom hinteren Ende des Gehäuses radial einwärts und in Richtung nach hinten erstreckt;

einen Gasgenerator (16), der in dem Gehäuse angeordnet ist und einen Verdichter (20) , eine Brennkammer (22) und eine Hochdruckturbine (24) in Strömungsrichtung hintereinander aufweist, wobei die Hochdruckturbine zuerst Verbrennungsgase aus der Brennkammer empfängt zum Antreiben des Verdichters über eine mit diesem fest verbundene Antriebswelle (28) und wobei der Gasgenerator die Verbrennungsgase im wesentlichen in einem mittleren Ausstoßradius (R1) von der Längsachse (12) und in Richtung nach hinten abgibt; und

durch eine Arbeitsturbine (36), die koaxial um die Längs* achse angeordnet ist und enthält:

einen ersten Trommelrotor (38), der an dem Tragteil (30) drehbar befestigt ist;

mehrere erste Turbinenschaufelkränze (46) , die sich von dem ersten Rotor (38) radial nach außen erstrecken und auf diesem in gegenseitigem axialem Abstand angeordnet sind, wobei ein hinterer Schaufelkranz (46a) der ersten Turbinenschaufelkränze einen hintersten Schaufelkranz der Arbeitsturbine bildet;

einen zweiten Trommelrotor (48) , der an dem Tragteil (30) drehbar befestigt und radial außerhalb des ersten Rotors (38) und der ersten Turbinenschaufelkränze (46) angeordnet ist;

mehrere zweite Turbinenschaufelkränze (50), die sich von dem zweiten Rotor (48) radial nach innen erstrecken und abwechselnd mit den ersten Turbinenschaufelkränzen (46)

angeordnet sind;

mehrere vordere Propellerblätter (54), die an einem vorderen Teil des zweiten Rotors (48) befestigt sind und sich von diesem aus radial nach außen erstrecken; und mehrere hintere Propellerblätter (56) , die an einer ringförmigen Ummantelung (58), welche an radial äußeren Enden des hintersten Schaufelkranzes (46a) befestigt ist, befestigt sind und sich davon radial nach außen erstrecken; wobei die Arbeitsturbine (36) koaxial um die Längsachse (12) des Gasturbinentriebwerks angeordnet ist und die Verbrennungsgase aus dem Gasgenerator empfängt und diese Gase sich in den ersten und zweiten Turbinenschaufelkränzen (46, 50) in einem mittleren Strömungswegradius (R1) entspannen läßt, um im wesentlichen sämtliche Ausgangsleistung diesen zu entnehmen für den Antrieb des ersten und des zweiten Rotors (38, 4 8) in entgegengesetzten, gegenläufigen Richtungen mit Drehzahlen, die relativ niedriger sind als diejenigen der Antriebswelle (28), um Schub zu erzeugen, wobei die durch die Arbeitsturbine empfangenen Verbrennungsgase aus dieser in Richtung nach hinten und radial einwärts der vorderen und hinteren Propellerblätter (54, 56) ausstoßbar sind.