DE3632867A1 - Mantelstrom-gasturbinentriebwerk - Google Patents

Mantelstrom-gasturbinentriebwerk

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DE3632867A1
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Arnold Charles Newton
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    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02KJET-PROPULSION PLANTS
    • F02K1/00Plants characterised by the form or arrangement of the jet pipe or nozzle; Jet pipes or nozzles peculiar thereto
    • F02K1/54Nozzles having means for reversing jet thrust
    • F02K1/64Reversing fan flow
    • F02K1/70Reversing fan flow using thrust reverser flaps or doors mounted on the fan housing
    • F02K1/72Reversing 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

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schubumkehr­ vorrichtung für ein Gasturbinentriebwerk, und ins­ besondere auf eine Schubumkehrvorrichtung für ein Gasturbinentriebwerk, das mit einem Fan ausgestattet ist.
Mantelstrom-Triebwerke mit Fan weisen einen Fan mit Verkleidung auf, der am stromaufwärtigen Ende des Triebwerks angeordnet ist. Es ist bekannt, ein solches Mantelstromtriebwerk mit Mitteln auszustatten, die eine Ablenkung der Luftströmung bewirken, die aus dem Fan abgeblasen wird, so daß das Flugzeug, an dem das Triebwerk montiert ist, abgebremst wird. Derartige Schubumkehrvorrichtungen umfassen häufig mehrere Klappen, die in eine Stellung beweglich sind, in der sie den Fan-Luftauslaß absperren, wobei mehrere Ab­ lenkschaufeln in der Verkleidung angeordnet sind, die den Gebläsekanal definiert und die freigegeben werden, um neue allgemein radial gerichtete Auslässe für die Gebläseluft zu liefern. So wird die Gebläseabluft allgemein radial nach außen, teilweise nach vorn durch die Ablenkschaufeln abgelenkt, um eine Bremswirkung her­ beizuführen.
Nur bei wenigen herkömmlichen Mantelstrom-Gasturbinen­ triebwerken befinden sich Fan und die umgebende Ver­ kleidung, die den Fankanal bildet, am stromabwärtigen Ende des Triebwerks. Dies bringt jedoch im Hinblick auf die Anordnung der Fanluft-Schubumkehrvorrichtung am stromabwärtigen Ende des Fangehäuses Probleme mit sich, da nur ein sehr kleiner Raum für eine solche Schub­ umkehrvorrichtung verfügbar ist. Ein weiteres Problem besteht dann, wenn das Gasturbinentriebwerk an der Unterseite des Tragflügels des Flugzeugs mittels eines Pylon aufgehängt wird, denn dann kann leicht eine Störung der abgelenkten Gebläse­ luft bei in Betrieb befindlicher Schubumkehrvor­ richtung eintreten, wenn die aerodynamischen Vorgänge am Tragflügel durch diese abgelenkte Luft gestört werden. So führt die Anordnung des Gebläses am strom­ abwärtigen Ende des Triebwerks dazu, daß ein großer Teil der Fanverkleidung benachbart zur Unterseite des Tragflügels zu liegen kommt. Eine beträchtliche Verlängerung des Triebwerkspylons,um das Triebwerk weiter stromauf anzuordnen, ist im Hinblick auf den resultierenden Schub und den Massenmittelpunkt des Triebwerks gegenüber dem Massenmittelpunkt des Flug­ zeugs nicht möglich.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Gebläseluft-Schubumkehrvorrichtung für ein Mantel­ strom-Gasturbinentriebwerk zu schaffen, die sowohl kompakt ist und die Möglichkeit schafft, den Fan mit Verkleidung nach dem Hinterende des Triebwerks zu verschieben, wobei Gebläseluft in der Weise abgelenkt werden kann, daß die Wirkung der abgelenkten Luft im Hinblick auf eine Störung der aerodynamischen Eigen­ schaften des Tragflügels, an dem das Triebwerk aufge­ hängt ist, vermieden wird.
Die Erfindung geht aus von einem Mantelstrom- Gasturbinentriebwerk mit einem Kerntriebwerk und einem Fan sowie einer Verkleidung, die den Fan umschließt und sich stromab von diesem fortsetzt und vom Kerntriebwerk radial beabstandet ist, so daß ein Ringspalt dazwischen definiert wird, durch den die vom Fan beschleunigte Luft strömen kann, wobei die Verkleidung einen ersten stationären Ring­ teil aufweist, der den Fan umgibt und außerdem einen zweiten verschiebbaren Ringteil stromab des Fan, der axial aus einer ersten Stellung, in der er in den ersten Verkleidungsteil übergeht und einer zweiten Stellung verschiebbar ist, in der ein in Umfangsrich­ tung verlaufender Spalt zwischen den beiden Verklei­ dungsabschnitten definiert ist, wobei mehrere axial verlaufende Träger den zweiten verschiebbaren Ver­ kleidungsteil mit dem ersten Verkleidungsteil ver­ binden.
Gelöst wird die gestellte Aufgabe hierbei dadurch, daß mehrere Luftströmungsablenkkörper von den axial verlaufenden Trägern getragen werden, daß die Luft­ strömungsablenkglieder längs der Träger von einer ersten Stellung, in der die Verkleidungsteile inein­ ander übergehen und die Luftströmungsablenkglieder aneinanderstoßend axial gestapelt sind, in eine zweite Stellung überführbar sind, in der der Ringspalt zwischen den Verkleidungsteilen gebildet ist, und in der die Luftablenkglieder im Abstand zueinander liegen und wenigstens einen Hauptteil der axialen Erstreckung des ringsum laufenden Spaltes zwischen den beiden Ver­ kleidungsteilen einnehmen, daß Absperrglieder vorgesehen sind, die wenigstens teilweise den ringförmigen Luftströmungskanal stromab der Luft­ ablenkglieder absperren, wenn die Verkleidungsteile axial getrennt sind, so daß wenigstens ein Teil der Luft, die betriebsmäßig vom Fan ausgeblasen wird, durch den Umfangsspalt hindurchtritt und durch die Luftströmungsablenkungsglieder abgelenkt wird, wenn die Ablenkglieder axial beabstandet sind, um die Luftströmung allgemein stromauf abzulenken.
Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1 eine teilweise aufgebrochene Seiten­ ansicht eines erfindungsgemäß aus­ gebildeten Mantelstrom-Gasturbinen­ triebwerks, aufgehängt am Tragflügel eines Flugzeugs;
Fig. 2 eine Seitenansicht des Mantelstrom- Gasturbinentriebwerks gemäß Fig. 1 mit in die Wirkstellung ausgefahrener Schubumkehrvorrichtung;
Fig. 3 eine Schnittansicht der Schubumkehr­ vorrichtung des Gasturbinentriebwerks gemäß Fig. 1 und 2 in Ruhestellung;
Fig. 4 eine Schnittansicht der Schubumkehr­ vorrichtung des Gasturbinentriebwerks nach Fig. 1 und 2 in Schubumkehr­ stellung;
Fig. 5 eine perspektivische Darstellung eines Teils der Schubumkehrvorrich­ tung gemäß Fig. 4 in Schubumkehrstel­ lung;
Fig. 6 in größerem Maßstab eine Schnittansicht eines Teils der Schubumkehrvorrichtung des Mantelstrom-Gasturbinentriebwerks in Schubumkehrstellung;
Fig. 7 eine Schnittansicht der Schubumkehr­ vorrichtung des Gasturbinentriebwerks gemäß Fig. 1 und 2 in Ruhestellung, aber derart angeordnet, daß Luft aus dem Mantelstromkanal des Triebwerks abgezapft werden kann;
Fig. 8 eine perspektivische Darstellung eines Teils der Schubumkehrvorrichtung in der Stellung gemäß Fig. 7.
Das Mantelstromtriebwerk 10 gemäß Fig. 1 weist ein Kerntriebwerk 11 herkömmlicher Konstruktion auf, welches einen Lufteinlaß 12, eine Verdichteranlage, eine Verbrennungsanlage und eine Turbinenanlage (nicht dargestellt) und eine Heißgasschubdüse 13 aufweist. Der stromabwärtige Teil des Kerntriebwerks 11 wird von einem ringförmigen Verkleidungsgehäuse 14 um­ schlossen, das mit dem Kerntriebwerk 11 zusammen einen Mantelstromkanal 15 definiert. Der Mantel­ stromkanal 15 enthält einen Fan 16, von dem ein Teil in Fig. 1 dargestellt ist, und der koaxial zur Achse des Kerntriebwerks 12 drehbar gelagert und durch nicht dargestellte Mittel von der Turbine des Kerntriebwerks 12 her angetrieben wird. Im Be­ trieb liefert die vom Fan 16 ausgestoßene Luft, die am stromabwärtigen Ende der Schubdüse 18 des Ring­ kanals 15 austritt, in Kombination mit den Abgasen, die aus der Düse 13 des Kerntriebwerks austreten, den Schub des Triebwerks.
Das Mantelstrom-Gasturbinentriebwerk 10 ist an der Unterseite des Flugzeugtragflügels 19 über einen Pylon 20 aufgehängt.
Die Verkleidung 14 besteht aus zwei Teilen 21 und 22. Der erste Verkleidungsteil 21 umschließt den Fan 16 und ist starr am Kerntriebwerk 11 über mehrere radial verlaufende Streben 14 a gehalten, von denen eine in den Fig. 3, 4 und 7 dargestellt ist. Der zweite Ver­ kleidungsteil 22 liegt stromab des Fan 16 und wird vom ersten Abschnitt 22 axial bezüglich der Triebwerksachse 17 verschiebbar aus der Stellung nach Fig. 1 in die Stellung nach Fig. 2 gehaltert.
Im normalen Reiseflug des Mantelstrom-Gasturbinen­ triebwerks 10 wird der zweite Verkleidungsteil 22 in der Stellung gemäß Fig. 1 gehalten, in der er eine Fortsetzung des ersten Gebläseteils 21 bildet. In dieser Stellung ergibt die äußere Oberfläche der Verkleidung 14 eine allgemein glatte ununterbrochene Oberfläche für die im Betrieb über das Triebwerk 10 abströmende Luft. Wenn es jedoch erforderlich ist, eine Schubumkehr des Triebwerks 10 zu bewirken, um bei der Landung des Flugzeugs eine Bremskraft auszu­ üben, dann wird der zweite Verkleidungsteil 22 axial in die Stellung gemäß Fig. 2 verschoben. In jener Stellung gibt der hieraus resultierende Umfangsspalt 23 zwischen den Verkleidungsabschnitten 21 und 22 eine allgemein ringförmige Anordnung von Fanluft­ strömungsablenkflächen 24 frei, die dazu dienen, we­ nigstens einen Teil der vom Fan 16 herrührenden Luft in Richtung stromauf abzulenken, wie dies durch die Pfeile 25 angedeutet ist. Die Ausbildung der Fanluft­ strömungs-Ablenkglieder 24 und ihre Funktion ergibt sich in Verbindung mit den Fig. 3 bis 6.
In Fig. 3 sind erster und zweiter Verkleidungsabschnitt 21 und 22 aneinander anschließend dargestellt, so daß die Luft vom Fan 16 durch das stromabwärtige Ende 18 des ringförmigen Gebläsekanals 15 in der durch den Pfeil 26 angedeuteten Richtung ausgeblasen werden kann und den Vorwärtsschub des Triebwerks 10 unterstützt.
Der zweite Verkleidungsteil 22 ist am ersten Verklei­ dungsteil 21 über mehrere Schienen 27 festgelegt, von denen eine aus Fig. 3 ersichtlich ist. Jede Schiene 27 ist am stromabwärtigen Ende 28 fest am zweiten Verkleidungsteil 22 befestigt, während der stromaufwärtige Abschnitt 29 einer jeden Schiene 27 gleitbar in entsprechenden Führungen 30 angeordnet ist, die innerhalb des ersten Verkleidungsteils 21 angeordnet sind. Die Art und Weise der Festlegung der Schienen 27 am ersten und zweiten Gehäuseteil 21 und 22 ergibt sich im einzelnen aus Fig. 5. Fig. 5 zeigt auch einen von mehreren doppelt wirkenden hy­ draulischen Kolbenantrieben 31, die ebenfalls zwischen dem ersten und zweiten Gehäuseteil 21 und 22 ange­ ordnet sind. Jeder Kolbenantrieb 31 weist zwei koaxiale Kolben 32 und 33 auf, wie dies aus Fig. 5 ersichtlich ist, und diese Kolben sind unabhängig voneinander be­ tätigbar. Die Funktion der äußeren Kolben 32 wird später beschrieben. Der innere Kolben 33 jedes Kolben­ antriebs 31 ist am zweiten Verkleidungsteil 22 so an­ geordnet, daß eine gleichzeitige Betätigung der Kolben 33 zu einer Axialverschiebung des zweiten Verkleidungs­ teils 22 relativ zu dem ersten Verkleidungsteil 21 führt, und die Schienen 27 ergeben eine Abstützung für den zweiten Teil 22, wenn sie durch die Führungen 30 gleiten. Der zweite Verkleidungsteil 22 ist axial zwischen den Stellungen gemäß Fig. 3 und 4 verschiebbar, wobei die Fig. 4 das maximale Ausmaß der Verschiebung darstellt.
Die äußeren Kolben 32, die am besten aus Fig. 5 ersicht­ lich sind, enden je in einem Flansch 34, der die maximale axiale Bewegung mehrerer Luftströmungs­ ablenkschaufeln 35 begrenzen soll, von denen eine Gruppe von jedem äußeren Kolben 32 getragen wird. Die Ablenkschaufeln 35 bilden die Ablenkvorrichtungen 24. Im einzelnen ist jede Ablenkschaufel 35 im Be­ reich der Mitte gelocht, so daß die Schaufel auf der äußeren Oberfläche des entsprechenden äußeren Kolbens 32 gleitbar ist. Eine weitere Öffnung im Mittelbereich jeder Ablenkschaufel 35 ermöglicht eine gleiche Gleit­ lagerung der Schaufeln 35 auf einer Schiene 27. Wenn der zweite Verkleidungsteil 32 durch die inneren Kolben 33 in die Stellung gemäß Fig. 4 ausgefahren ist, dann führt eine Verschiebung der äußeren Kolben 32 in Richtung stromab dazu, daß die Ablenkschaufeln 35 durch den Gebläsekanal fließenden Luftstrom von ihrer Stapelstellung gemäß Fig. 3, in der sie gestaffelt aufeinanderliegen, in die in Fig. 4 dargestellte Stellung ausgefahren werden, in der sie axial im Ab­ stand zueinander liegen, wobei die Flansche 34 eines jeden äußeren Kolbens 32 das maximale Ausmaß der Axial­ verschiebung der am weitesten stromab liegenden Ablenk­ schaufel 35 begrenzen. Der reguläre axiale Abstand der Ablenkschaufeln 35 in ihrer Arbeitsstellung wird durch eine Mehrzahl von Teleskopgliedern 36 definiert. Jedem Hydraulikantrieb 31 sind zwei Teleskopglieder 36 und eine Gruppe von Ablenkschaufeln 35 zugeordnet. Demge­ mäß ist jede Ablenkschaufel 35 im Bereich an den Enden derart gelocht, daß die Enden durch zwei Teleskopglieder 36 abgestützt werden, wie dies aus Fig. 5 ersichtlich ist.
Gemäß der zeichnerischen Darstellung tragen sämtliche Schienen 27 Ablenkschaufeln 35. Es ist jedoch klar, daß in gewissen Fällen zusätzliche Schienen vor­ handen sein können, die nicht zur Abstützung von Ablenkschaufeln 35 dienen und die allein den zweiten Verkleidungsteil 22 vom ersten Verkleidungsteil 21 her tragen.
Die Teleskopglieder 36 verbunden den ersten Verklei­ dungsteil 21 mit dem zweiten Verkleidungsteil 22 so, daß dann wenn der zweite Verkleidungsteil 22 axial in die Stellung nach Fig. 4 verschoben ist, jedes Teleskopglied in der aus Fig. 6 ersichtlichen Weise ausgefahren ist. Jedes Teleskopglied 36 besteht aus mehreren zylindrischen Rohren mit sich progressiv vergrößerndem Durchmesser, so daß mehrere Schultern 37 an den äußeren Oberflächen der Teleskopglieder 36 gebildet werden. Es sind diese Schultern 37, die als Anschläge für die Ablenkschaufeln 35 dienen, wenn diese in stromabwärtiger Richtung durch die Luftströ­ mung durch den Gebläsekanal 15 angeblasen werden.
Die Gruppen von Ablenkschaufeln 35 erstrecken sich im wesentlichen um den gesamten Umfang der ringförmigen Gebläseverkleidung 14 und bilden die Mantelstrom- Ablenkvorrichtung 24, und jede Schaufel ist so ausge­ bildet, daß wenigstens ein Teil der den Gebläsekanal 15 durchströmenden Luft in Richtung stromauf abgelenkt wird, wie dies aus Fig. 2 und 4 ersichtlich ist. Die Schaufeln 35 und die äußere Oberfläche der ringförmigen Verkleidung 14 sind derart, daß die abgelenkte Strömung durch Coanda-Wirkung an der äußeren Ober­ fläche der ringförmigen Verkleidung 14 anhaftet. Hierdurch wird gewährleistet, daß nur eine geringe Störung der aerodynamischen Funktion des Trag­ flügels 19 durch die abgelenkte Gebläseluftströmung erfolgt. Am stromaufwärtigen Abschnitt des Gehäuse­ teils 21 ergibt sich ein aerodynamischer "Trip", wie durch die strichlierte Linie in Fig. 1 und 2 ange­ deutet, damit ein Ansaugen der abgelenkten Gebläseluft vom Triebwerk 10 verhindert wird. Die Ablenkung der Gebläseluftströmung durch die Schaufel 35 ergibt dem­ gemäß eine Schubumkehr wenigstens eines Teils der Luft, die durch den Gebläsekanal 15 strömt und symmetrisch verläuft. Da die Luftströmung symmetrisch ist, bleiben die resultierenden Biegebelastungen auf den Pylon 20 begrenzt, wodurch ein leichtgewichtiger Pylon 20 benutzt werden kann.
Um zu gewährleisten, daß ein großer Anteil der Luft­ strömung durch den Gebläsekanal 15 durch die Schaufeln 35 abgelenkt wird, ist eine ringförmige Anordnung von Absperrklappen 39 vorgesehen, die teilweise den zweiten Verkleidungsteil 22 absperren, wenn er axial in die Stellung nach Fig. 4 überführt wird. Während des Normal­ fluges des Triebwerks 10 sind die Absperrklappen 39 in der Stellung nach Fig. 3 verstaut und bilden einen Teil der radial inneren Oberfläche des zweiten Verkleidungs­ teils 22. Jede Absperrklappe 39 ist am stromaufwärtigen Ende 40 am zweiten Verkleidungsteil 22 schwenkbar angelenkt und außerdem ist die Klappe ein kurzes Stück stromauf vom Mittelabschnitt an einem Lenker 41 angelenkt. Der Lenker 41 erstreckt sich allge­ mein radial über den Gebläsekanal 15 und ist an der äußeren Oberfläche des Kerntriebwerks 11 schwenk­ bar befestigt. Die Lenker 41 sind so angeordnet, daß bei Axialverschiebung des zweiten Verkleidungsteils in Richtung stromab die Absperrklappen 39 in die Stellung gemäß Fig. 4 bewegt werden, in der sie teil­ weise den Gebläsekanal 15 absperren.
Wenn es erforderlich ist, eine Schubumkehr der Luft­ strömung durch den Gebläsekanal 15 zu bewirken, wird demgemäß der zweite Verkleidungsteil 22 axial in Richtung stromab durch die inneren Kolben 33 verscho­ ben, so daß ein in Umfangsrichtung verlaufender Spalt 23 gebildet wird, der zwischen dem ersten Verkleidungs­ teil 21 und dem zweiten Verkleidungsteil 22 liegt. Durch Verschiebung des zweiten Verkleidungsteils 22 wird außerdem eine progressive teilweise Absperrung des Gebläsekanals 15 durch die Absperrklappen 39 erreicht. Gleichzeitig mit der Axialverschiebung des zweiten Verkleidungsteils 22 werden die äußeren Kolben 32 so betätigt, daß die durch den Gebläsekanal 15 strömende Luft die Ablenkschaufeln 35 in Richtung stromab längs der Schienen 27 bläst, wobei die Teleskop­ glieder 36 gewährleisten, daß die Ablenkschaufeln 35 axial im Abstand zueinander gehalten werden.
Das Fan-Gasturbinentriebwerk 10 ist ein Schub­ triebwerk mit niedrigem spezifischen Schub. Das optimale Fandruckverhältnis ist mäßig und in­ folgedessen liegt bei geringen Fluggeschwindig­ keiten das Druckverhältnis an der Schubdüse unter dem Choke-Wert. Der Fan 16 ist so ausgelegt, daß er bei Reiseflugbedingungen in der Höhe seinen besten Wirkungsgrad besitzt. Der Fan 16 arbeitet jedoch bei geringen Fluggeschwindigkeiten, bei­ spielsweise beim Start nahe an der Pumplinie oder im Bereich einer unstabilen Arbeitsweise. Um die Möglichkeit des Pumpens zu vermindern, ist der zweite Verkleidungsteil 22 so angeordnet, daß beim Start oder unter anderen Flugbedingungen, die zu einer Pumpwirkung des Fan 16 Anlaß geben könnten, die Fläche der Schubdüse 18, die durch den zweiten Verkleidungsteil 22 definiert wird, vergrößert wird, wobei ein Teil der den Gebläsekanal 15 durchströmen­ den Luft nach einer Stelle außerhalb des Triebwerks 10 abgeblasen wird, bevor das stromabwärtige Ende 18 des ringförmigen Gebläsekanals 15 erreicht wird.
Um die notwendige Vergrößerung der Fläche der Enddüse 18 zu erreichen, verlaufen die Lenker 41, die die Ab­ sperrklappen 39 mit dem Kerntriebwerk 11 verbinden, nicht genau radial, sondern sie sind etwas axial in Richtung stromauf angestellt. Hierdurch wird bewirkt, daß eine begrenzte Axialverschiebung des zweiten Ver­ kleidungsteils 22 in Richtung stromab dazu führt, daß die Lenker 41 sich aus ihrer ursprünglichen Stellung, die in Fig. 7 strichliert dargestellt ist, in eine Stellung bewegen, die voll ausgezogen dargestellt ist. Die begrenzte Verschwenkung der Absperrklappen 39 in Richtung radial nach außen ergibt wiederum eine Vergrößerung der Strömungsfläche der Schub­ düse 18.
Jede Gruppe von Ablenkschaufel 36 ist in Umfangs­ richtung um einen kleinen Betrag von der benachbar­ ten Gruppe im Abstand angeordnet, so daß dazwischen Spalte 43 definiert werden. Die Spalte 43 sind auf eine Reihe von Abzapflöchern 44 ausgerichtet, die in dem zweiten Verkleidungsteil 22 angeordnet sind. Die Abzapflöcher 44 sind im zweiten Verkleidungsteil 22 so angeordnet, daß bei Überführung des zweiten Ver­ kleidungsteils 22 über nur einen Teil der maximalen Auswanderung in eine Stellung gemäß Fig. 7, die Ab­ lenkschaufeln 36 gestaffelt verbleiben und die Luft aus dem Gebläsekanal 15 durch die Anzapflöcher 44 ausströmen kann, wie das in Fig. 7 und 8 dargestellt ist.
Wenn der zweite Verkleidungsteil 22 in die Stellung gemäß Fig. 3 zurückgeschoben ist, in der er in den ersten Verkleidungsteil 21 übergeht, sind die Löcher 44 im zweiten Verkleidungsteil 22 durch eine Reihe von Klappen 45 abgesperrt, die in geeigneter Weise angeordnet sind, wie dies aus Fig. 5 ersichtlich ist, und diese Platten 45 liegen am stromabwärtigen Rand des ersten Verkleidungsteils 21.
Wenn der Fan 16 nicht so ausgebildet ist, daß er sehr nahe an der Pumpgrenze arbeitet, dann können die Anzapflöcher 44 wegfallen und die Fläche des Gebläsekanals 15 braucht durch die Absperrklappen 39 nicht vergrößert zu werden. Die vorliegende Er­ findung wurde beschrieben unter Bezugnahme auf ein Mantelstromtriebwerk 10 mit Heckfan 16. Durch die Erfindung wird hierbei eine kompakte wirksame Schub­ umkehrvorrichtung geschaffen. Diese ist jedoch auch anwendbar für Mantelstromtriebwerke mit Frontfan oder mit einem Fan, der an anderer Stelle liegt. Ferner wurde die Erfindung in Verbindung mit einem einzigen Fan 16 beschrieben, jedoch können auch mehrere Fans hierbei vorgesehen sein.

Claims (11)

1. Mantelstrom-Gasturbinentriebwerk mit einem Kerntriebwerk und einem Fan sowie einer Ver­ kleidung, die den Fan umschließt und sich stromab von diesem fortsetzt und vom Kerntrieb­ werk radial beabstandet ist, so daß ein Ring­ spalt dazwischen definiert wird, durch den die vom Fan beschleunigte Luft strömen kann, wobei die Verkleidung einen ersten stationären Ring­ teil aufweist, der den Fan umgibt, und außerdem einen zweiten verschiebbaren Ringteil stromab des Fan, der axial aus einer ersten Stellung, in der er in den ersten Verkleidungsteil übergeht und einer zweiten Stellung verschiebbar ist, in der ein in Umfangsrichtung verlaufender Spalt zwischen den beiden Verkleidungsabschnitten definiert ist, wobei mehrere axial verlaufende Träger den zweiten verschiebbaren Verkleidungs­ teil mit dem ersten Verkleidungsteil verbinden, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Luftströmungs­ ablenkkörper von den axial verlaufenden Trägern (27) getragen werden, daß die Luftströmungs­ ablenkglieder (35) längs der Träger (27) von einer ersten Stellung, in der die Ver­ kleidungsteile (21, 22) ineinander über­ gehen und die Luftströmungsablenkglieder (35) aneinanderstoßend axial gestapelt sind, in eine zweite Stellung überführbar sind, in der der Ringspalt (23) zwischen den Verklei­ dungsteilen (21, 22) gebildet ist und in der die Luftablenkglieder (35) im Abstand zu­ einander liegen und wenigstens einen Haupt­ teil der axialen Erstreckung des ringsum laufen­ den Spaltes (23) zwischen den beiden Verkleidungs­ teilen (21, 22) einnehmen, daß Absperrglieder (39) vorgesehen sind, die wenigstens teilweise den ring­ förmigen Luftströmungskanal (15) stromab der Luft­ ablenkglieder (35) absperren, wenn die Verkleidungs­ teile (21, 22) axial getrennt sind, so daß wenig­ stens ein Teil der Luft, die betriebsmäßig vom Fan (16) ausgeblasen wird, durch den Umfangs­ spalt (23) hindurchtritt und durch die Luft­ strömungsablenkungsglieder (35) abgelenkt wird, wenn die Ablenkglieder axial beabstandet sind, um die Luftströmung allgemein stromauf abzulenken.
2. Mantelstrom-Gasturbinentriebwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Fan (16) auf dem hinteren Teil des Kerntriebwerks (11) montiert ist.
3. Mantelstrom-Gasturbinentriebwerk nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die axial ver­ laufenden Träger (27) an dem zweiten ring­ förmigen Verkleidungsteil (22) fixiert sind und gleitbar im ersten Verkleidungsteil (21) gelagert sind.
4. Mantelstrom-Gasturbinentriebwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Absperrglieder (39) aus mehreren Absperrklappen (39) und Lenkern (41) bestehen, wobei jede Ablenkklappe (39) schwenkbar an der zweiten verschiebbaren ringförmigen Verkleidung (22) angelenkt und mit dem Kerntriebwerk (11) über wenigstens einen Lenker (41) in der Weise verbunden sind, daß bei Axialbewegung des zweiten verschiebbaren ring­ förmigen Verkleidungsteils (22) von der ersten in die zweite Stellung die Absperrklappen (39) aus ihrer ersten Stellung, in der sie wenigstens einen Teil der radial innen liegenden Wand des verschiebbaren ringförmigen Verkleidungsab­ schnitts (22) definieren, in eine zweite Stellung verschwenkt werden, in der sie zusammen wenigstens teilweise den ringförmigen Gebläse-Luftströmungs­ kanal (15) absperren.
5. Mantelstrom-Gasturbinentriebwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten ringförmigen Verkleidungsteile (21, 22) zusätzlich durch mehrere teleskopartige Glieder (36) verbunden sind, die mit den Luftströmungs­ ablenkgliedern (35) zusammenwirken, daß die Teleskopglieder (36) sich mit der axialen Ver­ schiebung des zweiten ringförmigen Verkleidungs­ teils (22) von der ersten in die zweite Stellung so strecken, daß eine Reihe von axial gleichweit beabstandeten Schultern (37) gebildet wird, die durch die Verbindungen zwischen den Abschnitten der Teleskopglieder (36) gebildet werden, und daß die Schultern (37) ihrerseits mit den Luft­ ablenkgliedern (35) zusammenwirken, um den axialen Abstand der Luftablenkglieder (35) festzulegen.
6. Mantelstrom-Gasturbinentriebwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftströmungs­ ablenkglieder (35) und die radial äußere Ober­ fläche der Verkleidung (14) so ausgebildet sind, daß die im Betrieb durch die Ablenkglieder (35) abgelenkte Luftströmung unter Wirkung des Coanda- Effektes an der radial äußeren Oberfläche der Verkleidung (14) anhaftet.
7. Mantelstrom-Gasturbinentriebwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Hydraulik­ antriebe (31) am ersten Verkleidungsteil (21) vorgesehen sind, um den zweiten verschiebbaren Verkleidungsteil (22) zwischen der ersten und zweiten Stellung zu verschieben.
8. Mantelstrom-Gasturbinentriebwerk nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die hydraulischen Kolbenantriebe (31) außerdem die Axialstellung der Strömungsablenkglieder (35) unabhängig von der Axialverschiebung des zweiten Verkleidungs­ teils (22) steuern.
9. Mantelstrom-Gasturbinentriebwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Verkleidung (14) mit mehreren Luftabzapföffnungen (44) stromab des Fan (16) versehen ist, die in einer ringförmigen Anordnung angeordnet sind und die radial inneren und äußeren Oberflächen des zweiten verschiebbaren Verkleidungsteils (22) verbinden, und daß Mittel (45) vorgesehen sind, um die Luftabzapföffnungen (44) unter normalen Triebwerks-Arbeitsbedingungen abzusperren, diese jedoch zu öffnen, um eine Luftströmung vom Fan (16) durch die Öffnungen (44) zuzulassen, wenn das Triebwerk unter Bedingungen arbeitet, unter denen eine Pumpgefahr des Fan (16) besteht, wodurch die Pumpgrenze des Fan (16) ver­ schoben wird.
10. Mantelstrom-Gasturbinentriebwerk nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftabzapf­ öffnungen (44) in dem zweiten verschiebbaren Verkleidungsteil (22) angeordnet sind, daß die Absperrglieder (45) für die Luftabzapf­ öffnungen (44) aus mehreren Platten bestehen, die am ersten ringförmigen Verkleidungsab­ schnitt (41) so angeordnet sind, daß die Abzapföffnungen (44) abgesperrt werden, wenn erste und zweite Verkleidungsabschnitte (21, 22) in der ersten Stellung befindlich sind, in der sie ineinander übergehen, wobei jedoch die Luft­ abzapföffnungen (44) freiliegen, wenn der ver­ schiebbare Verkleidungsteil (22) in eine Stel­ lung zwischen der ersten und zweiten Stellung verschoben ist und die Luftströmungsablenk­ glieder (35) noch in der axial aneinander lie­ genden Lage gestapelt sind.
11. Mantelstrom-Gasturbinentriebwerk nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Absperrklappen (39) und die Lenker (41), die sie mit dem Kern­ triebwerk (11) verbinden, so angeordnet sind, daß bei Axialverschiebung des zweiten verschiebbaren ringförmigen Verkleidungsteils (22) von der ersten Stellung in eine Stellung zwischen erster und zweiter Stellung die Absperrklappen (39) in eine radial äußere Richtung so verschwenkt werden, daß die Querschnittsfläche der Auslaßdüse (18) des Gebläsekanals (15) vergrößert und dadurch die Pumpgrenze des Fan (16) ver­ schoben wird.
DE19863632867 1985-10-08 1986-09-26 Mantelstrom-gasturbinentriebwerk Withdrawn DE3632867A1 (de)

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