DE3943104A1 - Geblaesestrahltriebwerk - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft Gebläsestrahltriebwerke mit einem hohen Bypass-Verhältnis infolge eines oder meh­ rerer Sätze von Gebläseschaufeln, die sich außer­ halb des Kerntriebwerkgehäuses erstrecken und von einer oder mehreren Turbinen angetrieben werden, die von dem Kerntriebwerk erzeugte Verbrennungsgase aufnehmen.

Triebwerke mit einem hohen Bypass-Verhältnis, das größer als etwa 6 ist, sind in zweierlei Hinsicht problematisch. Bei einem direkten Antrieb des Gebläses von der Arbeitsturbine steigt der Turbinendurchmesser und die Anzahl der Turbinenstufen und damit auch in nachteiliger Weise das Gewicht und die Kosten. Außer­ dem erfordert der Druckkompressor oder "Booster", der zwischen den Gebläseschaufeln und dem Hochdruck­ kompressor angeordnet ist, mehr axiale Stufen, und die Vereisungsgefahr ist sehr groß.

Eine typische Lösung dieses Problems besteht darin, ein Hauptuntersetzungsgetriebe zwischen dem Gebläse und dem "Booster" (nachfolgend Zusatzkompressor ge­ nannt) anzuordnen, so daß die Arbeitsturbine und der Zusatzkompressor mit einer hohen Drehzahl laufen können, während die Drehzahl des Gebläses niedrig ist. Dies stellt insofern eine teilweise Lösung des Problems dar, als die Arbeitsturbine schneller dreht, jedoch nicht so schnell, wie es infolge des großen Ringbereichs an der Ausgangsstufe wünschenswert ist, was zu hohen Belastungen des Rotors der letzten Stufe führt.

Kürzlich sind gegenrotierende Turbinen zum direkten Antrieb (d.h. ohne Untersetzungsgetriebe) von gegen­ rotierenden Gebläseschaufeln in Triebwerken mit hohem Bypass-Verhältnis vorgeschlagen worden, um die Gebläse- und Turbinengeschwindigkeitserfordernisse anzupassen. Die Nutzung dieses Prinzips war jedoch durch die Dreh­ momentleistung der Niedriggeschwindigkeitswelle be­ schränkt, die durch das Zentrum des Kerntriebwerks verläuft.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Ausführung und die Konstruktion von Gebläsestrahl­ triebwerken mit hohem Bypass-Verhältnis des ummantelten und nicht-ummantelten Typs zu verbessern.

Dabei soll das gegenrotierende Turbinenkonzept verwendet werden, um die Gebläseschaufeln wirtschaftlich und wir­ kungsvoll anzutreiben und die vierfach größere Leistungs­ kapazität bei einer gegebenen Drehgeschwindigkeit der gegenrotierenden Turbinen im Vergleich zu der Leistungs­ kapazität einer einzigen rotierenden Turbine auszu­ nutzen. Da die Differenzgeschwindigkeit zwischen den benachbarten Schaufelreihen die aerodynamische Be­ schickung bzw. Belastung der Turbinenelemente bestimmt, können gegenrotierende Turbinen die Turbinenleistung erheblich verbessern, so daß die Anzahl der erforder­ lichen Turbinenschaufelreihen oder -sätze verringert werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kenn­ zeichen der Patentansprüche 1 und 10 angegebenen Merk­ male gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen gekennzeichnet.

Das erfindungsgemäße Gebläsestrahltrieb hat eine Ein­ richtung zur Erzeugung heißer Verbrennungsgase, wenig­ stens einen Satz Gebläseschaufeln zum Erzeugen von Bypass-Luft und Druck bzw. Schub und eine gegenrotieren­ de Turbineneinrichtung, die von den heißen Verbrennungs­ gasen angetrieben wird. Die gegenrotierende Turbinen­ einrichtung enthält ferner ein erstes und ein zweites Trommelbauteil, von denen jedes mit zugehörigen Tur­ binenschaufeln versehen ist und die in umgekehrter Drehrichtung zueinander rotieren. Eine Untersetzungs­ getriebeeinrichtung ist antriebsmäßig mit der ersten und der zweiten Trommel verbunden und enthält eine Ab­ gabeeinrichtung, die antriebsmäßig mit den Gebläse­ schaufeln verbunden ist. Alternativ hierzu kann das Gebläsestrahltriebwerk wenigstens zwei Sätze Gebläse­ schaufeln haben, und die Untersetzungsgetriebeabgabe­ einrichtung ist antriebsmäßig mit jedem Gebläseschaufel­ satz verbunden, um diese in entgegengesetzten Dreh­ richtungen anzutreiben.

Vorzugsweise wird eine Hochgeschwindigkeitswellen­ einrichtung verwendet, um die Untersetzungsgetriebe­ einrichtung mit der gegenrotierenden Turbineneinrichtung zu verbinden. Die Hochgeschwindigkeitswelleneinrichtung enthält wenigstens zwei gegenrotierende Wellen, von denen jede mit einer der beiden Trommeln verbunden ist.

In einer bevorzugten Ausführungsform sind ein oder mehrere Turbineneinlaßführungsflügel stromaufwärts der gegenrotierenden Turbine angeordnet, während ein oder mehrere Turbinenausgangsführungsflügel stromabwärts der gegenrotierenden Turbine - immer in Strömungsrichtung der Verbrennungsgase gesehen - zum Zusammenwirken hiermit angeordnet sind.

Die Untersetzungsgetriebeeinrichtung enthält vorzugs­ weise zwei zusammenwirkende Planetengetriebeanordnungen, die jeweils ein drehbares Sonnenrad, ein Ringrad und einen Satz Planetenräder zwischen dem Ringrad und dem Sonnenrad haben. Jedes Sonnenrad ist antriebsmäßig mit einer Welle verbunden. Wenn das Triebwerk einen ein­ zigen Satz Gebläseschaufeln hat, kann die Untersetzungs­ getriebeeinrichtung ferner eine Drehrichtungsumkehrein­ richtung haben, die eines der Sonnenräder mit dem zu­ gehörigen Satz Planetenräder verbindet, wobei die Unter­ setzungsgetriebeabgabeeinrichtung einen drehbaren Planetenradträger aufweist, der die Planetenradsätze beider Planetengetriebeanordnungen hält, um das Dreh­ moment beider Stellen auf das Gebläse zu übertragen.

Die Drehrichtungsumkehreinrichtung kann einen Satz Zwischenräder aufweisen, die zwischen dem einen Sonnen­ rad und dem zugehörigen Satz Planetenräder kämmen. Der Satz Zwischenräder ist von dem Träger gehalten, während die Ringräder relativ zu dem Triebwerksrahmen fest­ stehend sind.

Bei einer Triebwerkskonstruktion mit zwei oder mehr gegenrotierenden Gebläseschaufelsätzen ist der gemein­ same Planetenradträger vorzugsweise feststehend, während beide Ringräder in entgegengesetzten Richtungen frei drehbar sind. In diesem Fall enthält die Untersetzungs­ getriebeabgabeeinrichtung eine Einrichtung zum Verbinden der Ringräder zum Antrieb jeweils eines der beiden gegen­ rotierenden Gebläseschaufelsätze.

Die Einrichtung zum Erzeugen der Verbrennungsgase ent­ hält vorzugsweise einen Kerntriebwerksabschnitt mit einem Hochdruckkompressor, einem Brenner und einer Turbine zum Antrieb des Hochdruckkompressors, wobei das Gebläsestrahltriebwerk ferner eine Niederdruckkom­ pressorstufe stromaufwärts des Hochdruckkompressors aufweist. Eine Einrichtung ist mit einer der gegen­ rotierenden Wellen verbunden, um den Niederdruckkom­ pressor direkt anzutreiben.

Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung in näheren Einzelheiten mit Bezug auf die Zeichnung beschrieben. Dabei zeigen:

Fig. 1 eine erste Ausführungsform der Erfindung in einer schematischen Querschnittsansicht;

Fig. 2 eine vergrößerte Darstellung des in dem gestrichelten Kreis eingeschlossenen Be­ reichs der Fig. 1;

Fig. 3 eine Ansicht entlang der Linie A-A in Fig. 2;

Fig. 4 eine weitere Ausführungsform der Erfindung in einer schematischen Querschnittsansicht und

Fig. 5 eine detaillierte Querschnittsansicht eines Bestandteils der Ausführungsform gemäß Fig. 4.

Zunächst wird auf Fig. 1 Bezug genommen, in der ein Axialströmungsgebläsestrahltriebwerk mit hohem Bypass- Verhältnis abgebildet ist, das gemäß der vorliegenden Erfindung aufgebaut und allgemein mit dem Bezugszeichen 10 bezeichnet ist. Das Triebwerk enthält einen allgemein axial symmetrischen Rahmen 12 mit einem vorderen Ab­ schnitt 12 a und einem rückwärtigen Abschnitt 12 b, in Bewegungsrichtung gesehen.

Gemäß der vorliegenden Erfindung enthält das Gebläsestrahl­ triebwerk eine Gebläseeinrichtung zur Erzeugung von Bypass-Luft und Druck bzw. Schub. Wie in Fig. 1 dar­ gestellt, enthält die Gebläseeinrichtung wenigstens einen Satz drehbarer Gebläseschaufeln 14, die in einem zylindrischen Bypass-Kanal oder Gebläsekanal 16 untergebracht sind, der seinerseits mit Streben 18 an dem Rahmen 12 befestigt ist. Die Streben 18 dienen auch als Auslaßführungsflügel für die Gebläse­ schaufeln 14, wie dies üblich ist. Die Gebläse­ schaufeln 14 können auch nicht-ummantelt sein, wobei in diesem Fall der Kanal 16 und die Streben entfallen, womit sich das allgemeine aerodynamische Profil der Gebläseschaufeln ändern würde. Die Gebläseschaufeln 14 sind an einer Nabe 20 befestigt, die um die Trieb­ werkachse 22 rotiert, wie in der Zeichnung dargestellt ist.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ferner eine Ein­ richtung zur Erzeugung von Verbrennungsgasen ange­ ordnet. Hierzu ist ein Triebwerkskernabschnitt, der all­ gemein mit 24 bezeichnet ist, innerhalb des Triebwerks­ rahmens 12 angeordnet und dient als Verbrennungsgaser­ zeugungseinrichtung für das Triebwerk 10. Der Kernab­ schnitt 24 enthält einen Hochdruckkompressor 26, eine Brennkammer 28 und eine Hochdruckturbine 30 zum Antrieb des Kompressors 26, wie schematisch in Fig. 1 angedeutet ist. Kurz erläutert, nimmt der Hochdruck­ kompressor 26 Luft von einem Niedrigdruckkompressor oder "Booster" 60 (der nachfolgend näher beschrieben wird) entlang einer Richtung F ₁ auf und leitet kompri­ mierte Luft an den Brenner 28 weiter, wo diese mit Treibstoff gemischt und das Gemisch verbrannt wird, um Hochtemperaturverbrennungsgase zu erzeugen. Die Turbine 30 ist dazu angeordnet, Leistung aus den Hoch­ temperaturverbrennungsgasen zu entnehmen, um den Hoch­ druckkompressor 26 mittels einer direkt verbundenen Hohlwelle (aus Gründen der Klarheit nicht dargestellt) in einer Weise anzutreiben, die dem Fachmann bekannt ist. Die Hochtemperaturverbrennungsgase verlassen daraufhin den Triebwerkskernabschnitt 24 in Richtung des Pfeils F ₂ zur Verwendung durch andere Bauteile des Gebläsestrahltriebwerks 10, was nachfolgend in näheren Einzelheiten beschrieben wird.

Gemäß der vorliegenden Erfindung enthält das Gebläse­ strahltriebwerk ferner eine gegenrotierende Turbinen­ einrichtung, die hinter dem Triebwerkskernabschnitt angeordnet ist und von den Hochtemperaturverbrennungs­ gasen angetrieben wird, die den Triebwerkskernabschnitt verlassen. Die gegenrotierende Turbineneinrichtung ent­ hält im einzelnen wenigstens ein erstes und ein zweites Trommelbauteil, an denen jeweils zugehörige Turbinen­ schaufeln befestigt sind und die relativ zueinander in entgegengesetzten Drehrichtungen rotieren. Weiterhin mit Bezug auf Fig. 1 enthält die mit dem Bezugszeichen 32 bezeichnete gegendrehende Arbeitsturbineneinrichtung ein erstes oder äußeres Trommelbauteil 38 mit zwei Sätzen von radial nach innen gerichteten Turbinenschaufeln 34 und ein zweites oder inneres Trommelbauteil 40 mit zwei Sätzen von radial nach außen sich erstreckenden Turbinenschaufeln 36, die in Richtung der Achse 22 beabstandet sind. Die Schaufeln 34 und 36 sind in inein­ andergreifenden Reihen angeordnet und nehmen die Hoch­ temperaturverbrennungsgase auf, die in Richtung F ₂ aus dem Kerntriebwerksabschnitt 24 austreten. In Fig. 1 sind nur zwei Reihen von Schaufeln 34 und 36 abgebildet. Es können jedoch mehr oder weniger Reihen verwendet werden. Die Schaufeln 34 sind so angeordnet und be­ festigt, daß sie das Trommelbauteil 38 in einer Winkelrichtung um die Achse 22 drehen, während die Schaufeln 36 derart angeordnet und befestigt sind, daß sie das Trommelbauteil 40 um die Achse 22 in der entgegengesetzten Winkelrichtung drehen. Die Dreh­ zahlen der Trommelbauteile 38 und 40 können überein­ stimmen oder in der Größe unterschiedlich sein. Der Fachmann kann die vorliegende Erfindung so in Einklang mit einem besonderen Anwendungsfall bringen, daß die Schaufeln 34 und 36 bei jeder gewünschten Drehzahl der jeweiligen Schaufeln und Trommelbauteile Leistung aus dem Verbrennungsgasstrom entnehmen.

Ein oder mehrere Einlaßführungsschaufeln 42 können vorzugs­ weise angeordnet sein, um den Wirbel stromaufwärts der Schaufeln 34, 36 zu steuern, und es können ein oder mehrere Auslaßführungsschaufeln 44 stromabwärts angeordnet sein, um die Strömung der austretenden Verbrennungsgase zur Geräuschverringerung gerade zu richten. Sowohl die Einlaßführungsflügel 42 als auch die Auslaßführungsflügel 44 sind an dem Rahmen 12 befestigt. Außerdem sind ge­ eignete Dichtungen wie stationäre/rotierende Zwischen­ flächendichtungen 46 und rotierende/rotierende Zwischen­ flächendichtungen 48 angeordnet, um mögliche Leckage­ strömungsbahnen abzudichten und die Wirksamkeit der gegenrotierenden Turbine sicherzustellen.

Das Gebläsestrahltriebwerk enthält vorzugsweise eine Hochgeschwindigkeitswelleneinrichtung, die mit der gegenrotierenden Turbineneinrichtung verbunden ist und sich axial zu einer Stelle vor dem Triebwerkskernab­ schnitt erstreckt. Die Hochgeschwindigkeitswellenein­ richtung enthält im einzelnen wenigstens zwei gegen­ rotierende, konzentrische Wellen, die zu ihrem Antrieb jeweils mit einer zugehörigen Trommel und den zuge­ hörigen Schaufelsätzen verbunden sind. Weiterhin mit Bezug auf Fig. 1 sind die Wellen 52 und 54 jeweils unabhängig drehbar mit den Trommelbauteilen 38 bzw. 40 verbunden. Die Wellen 52 und 54 sind konzentrisch zur Triebwerksachse 22 angeordnet und erstrecken sich von der Stelle der gegenrotierenden Turbineneinrichtung 32 axial vor den Kernabschnitt 24, zu weiter unten an­ gegebenen Zwecken. Die Wellen 52 und 54 übertragen die aus den Hochtemperaturverbrennungsgasen durch die je­ weiligen Turbinenschaufeln 34 und 36 entnommene Leistung und drehen mit derselben hohen Geschwindigkeit wie die Trommelbauteile 38 und 40. Deshalb können die Wellen 52 und 54 ein geringes Gewicht haben, was zur gesamten Triebwerksleistung beiträgt.

Gemäß der vorliegenden Erfindung enthält das Gebläse­ strahltrieb ferner eine Untersetzungsgetriebeeinrichtung, die antriebsmäßig verbunden ist, um von beiden Trommel­ bauteilen angetrieben zu werden, und die eine Ausgangs­ einrichtung hat, die antriebsmäßig verbunden ist, um die Triebwerksgebläseeinrichtung anzutreiben. Weiterhin mit Bezug auf Fig. 1 befindet sich die Untersetzungsge­ triebeeinrichtung, die allgemein mit 56 bezeichnet ist, vor dem Triebwerkskernabschnitt 24 und ist über die Wellen 52 und 54 auf die weiter unten in näheren Einzel­ heiten beschriebene Weise mit den beiden Trommelbauteilen 38 und 40 verbunden. Die Untersetzungsgetriebeeinrichtung 56 enthält ferner eine Ausgangswelle 58, die die Ge­ bläseschaufeln 14 über die Nabe 20 dreht.

In Fig. 1 ist ferner eine bevorzugte Konstruktion dar­ gestellt, nach der das Gebläsestrahltriebwerk 10 eine Niederdruck- oder "Booster"-Kompressorstufe 60 aufweist, die dem Hochdruckkompressor 26 des Kerntriebwerksab­ schnitts 24 vorkomprimierte Luft zuführt. In der bevor­ zugten Ausführungsform der Erfindung wird der Nieder­ druckkompressorrotor 62 (dargestellt in gestrichelter Linie und deutlicher in Fig. 2) direkt von der Welle 52 angetrieben. Somit wird ein Teil der von dem Tur­ binenschaufelsatz 34 über die Welle 52 übertragenen Leistung in die Untersetzungsgetriebeeinrichtung 56 übertragen, während der Rest zum Antrieb des Nieder­ druckkompressors 60 verwendet wird.

Die Fig. 2 und 3 zeigen die gegenwärtig bevorzugte Konstruktion der Untersetzungsgetriebeeinrichtung 56. Zunächst mit Bezug auf Fig. 2 enthält die Unter­ setzungsgetriebeeinrichtung 56 zwei zusammenwirkende Planetengetriebeanordnungen 58 und 60, die nebeneinander und koaxial zur Triebwerksachse 22 angeordnet sind. Jede Planetengetriebeanordnung 58, 60 hat ein zuge­ höriges Ringzahnrad, Sonnenzahnrad und einen Satz von Planetenzahnrädern, die zusammenwirken, um unterschied­ liche Geschwindigkeiten hervorzurufen. Im einzelnen ent­ hält die Planetengetriebeanordnung 60 ein Sonnenrad 62, das direkt mit der Welle 52 verbunden ist und ein Ring­ rad 64, das gegenüber dem Triebwerksrahmen 12 feststehend ist. Zwischen dem Sonnenrad 62 und dem Ringrad 64 kämmen Planetenräder 66, die von einem gemeinsamen Trägerbau­ teil 68 gehalten sind.

Die Planetengetriebeanordnung 58 enthält ein Ringrad 70, das gegenüber dem Rahmen 12 feststehend ist, und ein Sonnenrad 72, das direkt mit der Welle 54 ver­ bunden ist. Planetenräder 74 kämmen mit dem Ringrad 70, sind jedoch nicht direkt mit dem Sonnenrad 72 verbunden. Statt dessen ist ein Satz von Ritzelrädern 76 zwischen dem Sonnenrad 72 und den Planetenrädern 74 angeordnet, um eine Drehrichtungsumkehreinrichtung für die Welle 54 zu bilden, die in entgegengesetzter Rich­ tung rotiert wie die Welle 52.

Fig. 3 zeigt die Untersetzungsgetriebeeinrichtung 56 in Richtung der Achse 22 gesehen. Wie Fig. 3 zeigt, rotiert das Sonnenrad 72 mit der Welle 54 im Gegenuhr­ zeigersinn, während das mit der Welle 52 verbundene Sonnenrad 62 im Uhrzeigersinn dreht. Zwischenzahnräder 76 ändern die Drehrichtung der Kraft, die auf die zu­ gehörigen Planetenräder 74 übertragen wird, so daß diese in demselben Drehsinn, nämlich im Uhrzeigersinn, wie die Antriebskraft sind, die über das Sonnenrad 62 auf die Planetenräder 66 übertragen wird, wobei dies weiter unten näher erläutert wird.

Wichtig ist, daß beide Sätze von Planetenrädern 66 und 74 von dem demselben Trägerbauteil, nämlich dem Trägerbauteil 68, gehalten sind. Die Zwischenzahnräder 76 sind vorzugsweise ebenfalls von dem Träger 68 ge­ halten. Da das Trägerbauteil 68 bezüglich der Dreh­ zahlen der beiden Wellen 52 und 54 mit einer redu­ zierten Geschwindigkeit rotiert, im absoluten Sinne, kann das Trägerbauteil 68 verwendet werden, um die Gebläseschaufeln 14 über die Ausgangswelle 58 und die Nabe 20 anzutreiben. Der Fachmann ist in der Lage, geeignete Bauteile für die Untersetzungsgetriebe­ einrichtung 56 einschließlich der erforderlichen Haltebauteile für die rotierenden Elemente wie Lager 78 und 80 (Fig. 2) vorzusehen.

Fig. 4 zeigt eine alternative Ausführungsform des erfindungsgemäßen Gebläsestrahltriebwerks. Im einzelnen hat das allgemein mit 100 bezeichnete Gebläsestrahl­ triebwerk entsprechende Elemente wie die in Fig. 1 abgebildete Ausführungsform mit der Ausnahme, daß zwei Sätze bzw. Reihen von Gebläseschaufeln verwendet werden, nämlich Gebläseschaufeln 114 a und 114 b, wobei diese Schaufelsätze jeweils an gegenrotierenden Nabenbauteilen 120 a und 120 b befestigt sind. Bei diese Ausführungsform enthält die Untersetzungsgetriebeeinrichtung 156 ein Paar Ausgangswellen 158 a und 158 b, die mit dem Naben­ bauteil 120 a bzw. 120 b verbunden sind. Die Unter­ setzungsgetriebeeinrichtung kann in einer Vielzahl von unterschiedlichen Ausgestaltungen die jeweiligen Ge­ bläseschaufelsätze 114 a und 114 b in entgegengesetzten Richtungen antreiben. Beispielsweise kann die Unter­ setzungsgetriebeeinrichtung 156, wie in Fig. 5 abge­ bildet, ein Paar Planetengetriebeanordnungen 158 und 160 aufweisen, wobei die Getriebeanordnung 158 ein Ringrad 170, ein Sonnenrad 172 und dazwischen kämmende Planetenräder 174 hat. Die Planetengetriebeanordnung 160 enthält entsprechend ein Ringrad 164, ein Sonnen­ rad 162 und Planetenräder 166. Beide Planetengetriebe­ sätze 174 und 166 sind auf einem gemeinsamen Träger, nämlich dem Träger 168 gehalten.

Wie bei der Untersetzungsgetriebeeinrichtung 56, die bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1 vorgesehen ist, sind beide Sonnenräder 162 und 172 mit den Hochge­ schwindigkeitswellen 152 und 154 verbunden und von diesen angetrieben. Die Ringräder 164 und 170 sind je­ doch nicht feststehend gegenüber dem Rahmen 112, sondern können rotieren, während der Träger 168 relativ zu dem Rahmen 112 feststehend ist. Wenn die Hochgeschwindigkeits­ wellen 152 und 154 in entgegengesetzten Richtungen ro­ tieren, übertragen die befestigten Sonnenräder 162 und 172 im entgegengesetzten Sinn eine Rotation auf die zu­ hörigen Planetenräder 166 und 174, die ihrerseits die jeweiligen Ringräder 164 und 170 in entgegengesetzten Richtungen antreiben. Mit den drehbaren Ringrädern 170 und 164 sind Ausgangswellen 158 a und 158 b verbunden, um die gewünschte Gegenrotation der Gebläseschaufeln 114 a und 114 b hervorzurufen. Bei der Untersetzungsgetriebe­ einrichtung 156 der in Fig. 4 abgebildeten Ausführungs­ form ist keine Richtungsumkehrgetriebeeinrichtung erfor­ derlich wie Zwischenräder 76 der Ausführungsform gemäß Fig. 1. Der Fachmann kann im Rahmen der vorliegenden Erfindung auch andere Untersetzungsgetriebeeinrichtungen zur Erzielung des gewünschten Resultats einsetzen.

Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungs­ formen beschränkt, vielmehr liegen zahlreiche Modifika­ tionen und Variationen im Rahmen des Erfindungsgedankens.

Claims (22)

1. Gebläsestrahltriebwerk, gekennzeichnet durch
eine Gebläseeinrichtung zum Erzeugen von Bypass-Luft und Schub,
eine Einrichtung (24) zum Erzeugen von Verbrennungs­ gasen,
eine gegenrotierende Turbineneinrichtung (32), die die Verbrennungsgase aufnimmt und diesen Leistung entnimmt, wobei die Turbineneinrichtung ein erstes und ein zweites Trommelbauteil (38, 40) aufweist, die jeweils mit zu­ gehörigen Turbinenschaufeln (34, 36) verbunden sind und zueinander gegenläufig rotieren, und
eine Untersetzungsgetriebeeinrichtung (56, 156), die zu ihrem Antrieb mit dem ersten und dem zweiten Trommel­ bauteil verbunden ist und eine Ausgangseinrichtung auf­ weist, die antriebsmäßig mit der Gebläseeinrichtung verbunden ist.

2. Gebläsestrahltriebwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste und das zweite Trommelbauteil (38, 40) konzentrisch angeordnet sind und daß sich die Turbinen­ schaufeln (34) an dem ersten Trommelbauteil (38) radial nach innen erstrecken, während sich die Turbinen­ schaufeln (36) an dem zweiten Trommelbauteil (40) radial nach außen erstrecken.

3. Gebläsestrahltriebwerk nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaufeln an wenigstens einem der beiden Trommelbauteile in zwei oder mehr Reihen angeordnet sind.

4. Gebläsestrahltriebwerk nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaufeln an dem anderen Trommelbauteil in wenigstens einer Reihe angeordnet sind, die zwischen die zwei Schaufelreihen an dem anderen Trommelbauteil eingreift.

5. Gebläsestrahltriebwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Untersetzungsgetriebeeinrichtung (56, 156) wenigstens zwei Sätze von zusammenwirkenden Planeten­ getriebeanordnungen (58, 60; 158, 160) aufweist.

6. Gebläsestrahltriebwerk nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die zwei Planetengetriebeanordnungen (58, 60) ein gemeinsames Planetengetriebetragbauteil (68) aufweisen.

7. Gebläsestrahltriebwerk nach Anspruch 1, ferner gekennzeichnet durch eine Zusatzkompressoreinrichtung (60), die antriebs­ mäßig mit der gegenrotierenden Turbineneinrichtung (32) verbunden ist.

8. Gebläsestrahltriebwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Welleneinrichtung antriebsmäßig die Unter­ setzungsgetriebeeinrichtung (56, 156) mit dem ersten und dem zweiten Trommelbauteil (38, 40) verbindet, wobei die Welleneinrichtung eine erste und eine zweite kon­ zentrisch zueinander angeordnete Hochgeschwindigkeits­ welle (52, 54) aufweist, die mit dem ersten bzw. dem zweiten Trommelbauteil verbunden sind.

9. Gebläsestrahltriebwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gebläseeinrichtung einen Bypass-Kanal aufweist, und daß wenigstens ein Satz von Gebläseschaufeln (14) drehbar in dem Bypass-Kanal angeordnet ist.

10. Axialströmungsgebläsestrahltriebwerk, gekennzeichnet durch
wenigstens einen Satz Gebläseschaufeln (14; 114 a, 114 b) zum Erzeugen von Bypass-Luft und Schub,
einen Kernabschnitt (24) zum Erzeugen von heißen Ver­ brennungsgasen, wobei der Kernabschnitt einen Hoch­ druckkompressor (26) zum Erzeugen von Druckluft, einen Brenner ( 28) zum Verbrennen der mit Treibstoff ver­ mischten Druckluft, um Verbrennungsgase zu erzeugen, und eine Turbine (30) aufweist, die den Hochdruckkom­ pressor antreibt,
eine gegenrotierende Turbineneinrichtung (32), die hinter dem Triebwerkskernabschnitt angeordnet ist und von den heißen Verbrennungsgasen, die den Triebwerks­ kernabschnitt verlassen, angetrieben wird, wobei die gegenrotierende Turbineneinrichtung wenigstens einen Satz erster Turbinenschaufeln (34), die in einer Winkelrichtung bezüglich der Triebwerksachse rotieren, und wenigstens einen Satz zweiter Turbinenschaufeln (36) aufweist, der axial nahe dem ersten Schaufel­ satz angeordnet ist und dessen Schaufeln in der ent­ gegengesetzten Winkelrichtung drehen,
eine Hochgeschwindigkeitswelleneinrichtung, die an­ triebsmäßig mit der gegenrotierenden Turbineneinrich­ tung verbunden ist und sich axial zu einer Stelle vor dem Triebwerkskernabschnitt erstreckt und wenigstens zwei gegendrehende Wellen (52, 54) aufweist, von denen jede zu ihrem Antrieb mit einem zugehörigen Schaufel­ satz verbunden ist, und
eine Untersetzungsgetriebeeinrichtung (56, 156), die vor dem Kerntriebwerksabschnitt angeordnet und an­ triebsmäßig mit beiden Wellen (52, 54) verbunden ist, wobei die Untersetzungsgetriebeeinrichtung eine Aus­ gangseinrichtung aufweist, die antriebsmäßig mit den Gebläseschaufeln mit einer Drehgeschwindigkeit ver­ bunden ist, die unter der Drehgeschwindigkeit der beiden Wellen liegt.

11. Axialströmungsgebläsestrahltriebwerk nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens zwei Sätze von Gebläseschaufeln (114 a, 114 b) angeordnet sind und daß die Untersetzungsgetriebe­ abgabeeinrichtung (158 a, 158 b) antriebsmäßig mit jedem Gebläseschaufelsatz derart verbunden ist, daß diese in unterschiedlichen Drehrichtungen rotieren.

12. Axialströmungsgebläsestrahltriebwerk nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß ein oder mehrere Turbineneinlaßführungsflügel (42) stromaufwärts der gegenrotierenden Turbineneinrichtung (32) angeordnet sind, in Strömungsrichtung der Ver­ brennungsgase gesehen, um mit dieser zusammen zu wirken.

13. Axialströmungsgebläsestrahltriebwerk nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß ein oder mehrere Turbinenausgangsführungsflügel (44) in Strömungsrichtung der Verbrennungsgase hinter der gegenrotierenden Turbineneinrichtung (32) angeordnet sind, um mit dieser zusammen zu wirken.

14. Axialströmungsgebläsestrahltriebwerk nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Untersetzungsgetriebeeinrichtung ein Paar zusammenwirkender Planetengetriebeanordnungen (58, 60; 158, 160) aufweist, von denen jede ein drehbares Sonnen­ rad (62, 72), ein Ringrad (64, 70) und einen Satz von Planetenrädern (66, 74) zwischen dem jeweiligen Ring­ rad und dem Sonnenrad hat, wobei jedes Sonnenrad an­ triebsmäßig mit einer der beiden Wellen (52, 54) ver­ bunden ist.

15. Axialströmungsgebläsestrahltriebwerk nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Untersetzungsgetriebeeinrichtung ferner eine Drehrichtungsumkehreinrichtung aufweist, die eines der Sonnenräder (72) mit dem zugehörigen Satz Planeten­ räder (74) verbindet, und daß die Untersetzungsge­ triebeausgangseinrichtung einen drehbaren Planeten­ getriebeträger (68) zum Halten der Planetenräder­ sätze (66, 74) beider Planetengetriebeanordnungen aufweist, um das Drehmoment jeder Welle (52, 54) auf die Gebläseschaufeln (14) zu übertragen.

16. Axialströmungsgebläsestrahltriebwerk nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehrichtungsumkehreinrichtung einen Satz Zwischenräder 876) aufweist, die zwischen dem einen Sonnenrad (72) und dem zugehörigen Satz Planeten­ räder (74) kämmen.

17. Axialströmungsgebläsestrahltriebwerk nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Satz Zwischenräder (76) von dem Träger (68) gehalten ist.

18. Axialströmungsgebläsestrahltriebwerk nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß beide Ringräder (64, 70) gegenüber dem Trieb­ werksrahmen (12) feststehend sind.

19. Axialströmungsgebläsestrahltriebwerk nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß beide Ringräder (164, 170) frei drehbar gegenüber dem Triebwerksrahmen (12) sind, daß die Untersetzungs­ getriebeeinrichtung einen Planetenradträger (168) auf­ weist, der die Planetenradsätze beider Planetenrad­ anordnungen (158, 160) hält, und daß der Planeten­ radträger gegenüber dem Triebwerksrahmen (12) fest­ stehend ist, wobei die Ringräder angetrieben sind, um sich im Gegensinn zueinander zu drehen.

20. Axialströmungsgebläsestrahltriebwerk nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens zwei Sätze Gebläseschaufeln (114 a, 114 b) angeordnet sind, und daß die Untersetzungs­ getriebeabgabeeinrichtung (158 a, 158 b) antriebsmäßig mit jedem Ringrad verbunden ist, um jeweils einen Gebläseschaufelsatz anzutreiben, wobei die beiden Ge­ bläseschaufelsätze im Gegensinn zueinander rotieren.

21. Axialströmungsgebläsestrahltriebwerk nach Anspruch 10, ferner gekennzeichnet durch eine Niederdruckkompressorstufe (60) stromaufwärts des Hochdruckkompressors des Kernabschnitts und durch eine Einrichtung (62), die mit einer Welle (52) an­ triebsmäßig verbunden ist, um den Niederdruckkompressor direkt anzutreiben.

22. Axialströmungsgebläsestrahltriebwerk nach Anspruch 10, ferner gekennzeichnet durch einen Bypass-Kanal, der den Satz Gebläseschaufeln (14) umgibt.