DE1287444B - Schubumkehrvorrichtung fuer ein Mantelstromstrahltriebwerk - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Schubumkehrvorrich- bildet, daß die das verschiebbare Mantelteil und den tung zum Umlenken des Strahlstromes eines Strahl- Stellring verbindenden Teile zumindest teilweise in triebwerks, das einen Mantel aufweist, der in radialem wenigstens einer der Streben angeordnet sind.
Abstand von einem Zentralkörper angeordnet ist, Eine besonders bevorzugte Ausführungsform der zusammen mit diesem einen Ringkanal begrenzt und 5 erfindungsgemäßen Schubumkehrvorrichtung zeichaus einem ortsfesten stromaufwärtigen Teil sowie net sich aus durch je einen ersten Lenker, der den einem verschiebbaren stromabwärtigen Teil besteht, verschiebbaren Ring mit jeder Strahlabfangplatte an welcher von einer ersten Stellung, in der er am orts- einer stromabwärts von deren Schwenklagerung befesten Teil anliegt, in eine zweite Stellung verschieb- findlichen Stelle verbindet, und durch einen zweiten, bar ist, in der er sich in axialem Abstand von diesem io am Zentralkörper angreifenden Lenker sowie einen befindet, wobei ein Ring von Umlenkschaufelgittern dritten Lenker, der einerseits mit dem verschiebbaren in der frei werdenden Öffnung angeordnet ist und Ring und andererseits mit dem zweiten Lenker vereine Mehrzahl von Strahlabfangplatten vorgesehen bunden ist, der seinerseits über einen vierten Lenker sind, die aus einer ersten Stellung außerhalb des an dem verschiebbaren Mantelteil angreift.
Strahlstromes in eine zweite Stellung, in der sie den 15 Die Erfindung wird an Hand der F i g. 1 bis 4 Ringkanal stromabwärts der Umlenkschaufelgitter nachstehend näher erläutert. Das darin gezeigte Ausblockieren, verschieb- bzw. verschwenkbar sind. führungsbeispiel stellt jedoch keine Beschränkung der

Eine Schubumkehrvorrichtung der vorgenannten Erfindung dar. Es zeigt

Art ist im Prinzip bekannt. Bei dieser Vorrichtung F i g. 1 teilweise im Schnitt ein Triebwerk mit vorn

erfolgt die Verstellung des stromabwärtigen Mantel- 20 angeordnetem Gebläse und einer erfindungsgemäßen

teils mittels einer im Triebwerksmantel angebrachten Schubumkehrvorrichtung, wobei das Triebwerk an

Verstellvorrichtung, wobei zwischen dem stromauf- der Tragfläche eines Flugzeuges aufgehängt ist,

wärtigen und dem stromabwärtigen Mantelteil ein F i g. 2 eine bevorzugte Ausführungsform der

Gestänge vorgesehen ist, das zwangläufig beim Ver- erfindungsgemäßen Schubumkehrvorrichtung im

schieben des stromabwärtigen Mantelteils die Strahl- 25 Schnitt in ihrer eingefahrenen, keine Schubumkehr

abfangplatte verschwenkt. Durch diese indirekte, bewirkenden Stellung,

d. h. über den Triebwerksmantel erfolgende Betäti- F i g. 3 die in F i g. 2 dargestellte Schubumkehr-

gung der Strahlabfangplatte, ergibt sich eine uner- vorrichtung in der ausgefahrenen, eine Schubumkehr

wünschte Übertragung von Kräften über die hierzu bewirkenden Stellung und

verwendeten Triebwerksteile, abgesehen von dem 30 F i g. 4 eine Dichtung zwischen einzelnen Strahlkonstruktiv aufwendigen Aufbau. abfangsegmenten in perspektivischer Darstellung.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine insgesamt ein- Obwohl nachstehend ein Ausführungsbeispiel der

fächere Verstelleinrichtung zu schaffen, bei der jede Erfindung an einem Zweistromstrahltriebwerk mit im

unnötige Übertragung von Kräften über sonstige Verhältnis zum Strahlstrom des Grundtriebwerkes

Triebwerksteile vermieden wird. Insbesondere soll es 35 erheblichem Nebenschlußstrahlstrom und mit vorn

nicht erforderlich sein, auch noch den Zentralkörper angeordnetem Gebläse beschrieben wird, ist die Er-

zu verschieben, wenn sich die Strahlabfangplatten an findung keineswegs auf derartige Triebwerke be-

diesem befinden. schränkt, sondern beispielsweise auch auf Zweistrom-

Diese Aufgabe wird bei der eingangs genannten triebwerke mit hinten angeordnetem Gebläse sowie Schubumkehrvorrichtung dadurch gelöst, daß erfin- 40 auf Gebläsestrahltriebwerke od. dgl. anwendbar. Bei dungsgemäß im Zentralkörper ein koaxial zu diesem dem Zweistromstrahltriebwerk, welches dem nachliegender, mittels einer Stelleinrichtung axial ver- stehenden Ausführungsbeispiel zugrunde gelegt schiebbarer Stellring vorgesehen ist, der sowohl mit wurde, endet die Gebläseverkleidung (Außenmantel) den in ihrer ersten Stellung ein Teil der Außenfläche bereits vor dem hinteren Ende des im wesentlichen des Zentralkörpers bildenden Strahlabfangplatten als 45 den Zentralkörper bildenden Grundtriebwerks; die auch mit dem verschiebbaren Mantelteil so verbun- Erfindung ist jedoch nicht nur auf Anlagen der zuden ist, daß diese beim Verschieben des Stellringes letzt genannten Art anwendbar,
gemeinsam aus ihrer ersten in ihre zweite Stellung Ein Zweistromstrahltriebwerk mit erheblichem und umgekehrt übergeführt werden. Nebenschlußstrahlstrom liegt dann vor, wenn die

Insbesondere können bei der erfindungsgemäßen 5° Menge des durch das Gebläsetriebwerk tretenden

Schubumkehrvorrichtung das verschiebbare Mantel- Strömungsmittels etwa achtmal so groß ist wie die

teil und die Strahlabfangplatten in der Weise mitein- Menge des durch das zentrale Turbinentriebwerk treten-

ander gekoppelt sein, daß bei deren Versehieben bzw. den Strömungsmittels. In solchen Anlagen reicht es

Verschwenken stets ein gleichbleibender Aus- für eine genügende Schubumkehr aus, wenn nur der

Strömungsquerschnitt für den Ringkanalstrahlstrom 55 Gebläseluftstrom umgelenkt wird, während die Ab-

erhalten bleibt. gase des Grundtriebwerks nicht berücksichtigt zu

Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn die Umlenk- werden brauchen.

schaufelgitter am verschiebbaren Mantelteil befestigt F i g. 1 zeigt ein Zweistromstrahltriebwerk mit vorn

sind und von diesem in die frei werdende Öffnung angeordnetem Gebläse. Ein entsprechendes Teil eines

bewegt werden. 60 Flugzeuges, beispielsweise dessen eine Tragfläche 9,

Bei einem Strahltriebwerk, bei welchem der trägt mit Hilfe einer üblichen Strebenkonstruktion 11 Zentralkörper über die Ringschubdüse nach hinten ein Triebwerk 10. Das zentral angeordnete Grundhinausragt, können die Strahlabfangplatten an ihrem triebwerk 12 gibt seine Abgase durch eine Schubdüse einen Ende, vorzugsweise am stromaufwärtigen Ende, 13 ab und ist in üblicher Weise von einem Mantel 14 mit dem Zentralkörper schwenkbar verbunden sein. 6g umgeben, der im folgenden auch als Innenmantel be-Ein Strahltriebwerk, dessen Zentralkörper über zeichnet wird, da er für den Ringkanal die innere Streben mit dem Mantel oder dem Fahr- oder Flug- Wandung darstellt,
zeug verbunden ist, wird vorteilhafterweise so ausge- Obwohl in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel

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cie Erfindung an Hand eines Triebwerks beschrieben glatte Fläche mit dem Innenmantel bilden. Die Strahlist, in dem Gebläse und Grundtriebwerk konzentrisch abf'angsegmente 22 können sehr dünn ausgeführt a; /reordnet sind, kann der Mantel 14 aber auch ein sein, so daß sie leicht verstellbar sind und in der in reicher eines nur für den Reiseflug bestimmten F i g. 2 gezeigten Stellung sehr einfach eine glatte Be-Oebläsetriebwerks sein, das in bekannter Weise von 5 grenzungsfläche für die Strömung bilden können. e'nem entfernt davon angeordneten Gaserzeuger ge- Durch Verschwenken der Strahlabfangsegmente 22 in sneist wird. Der Einfachheit halber wird hier jedoch den Ringkanal 17 wird der Strahlstrom abgefangen. d!; konzentrische Anordnung zugrunde gelegt. Zum Die Umlenkung des Stroms wird mit Hilfe eines E zeugen von zusätzlichem Schub in an sich bekann- Kranzes von Umlenkschaufelgittern 24 bewirkt, die ler Weise ist konzentrisch mit dem Grundtriebwerk io am vorderen Teil 18 des Außenmantels befestigt ein Gebläse 15 angeordnet, das sich radial über den sind und sich von dort nach hinten erstrecken. Diese Innenmantel 14 hinaus erstreckt. Dieses Gebläse 15 Umlenkschaufelgitter sind ortsfest und unbeweglich ist von einem Außenmantel 16 umgeben, der einen angeordnet. Sie können daher relativ dünn und eingrcßeren Durchmesser hat als das Grundtriebwerk fach ausgebildet sein und passen leicht in den relativ und im Abstand von dem Innenmantel 14 angeordnet 15 dünnen Außenmantel 16. Die Umlenkschaufelgitter bt und mit diesem einen Nebenschluß zum Grund- 24 bewirken das Umlenken des abgefangenen Strahltriebwerk in Form eines Ringkanals 17 bildet, so daß Stroms. In einer Vorrichtung der in F i g. 1 gezeigten durch die Strömung von relativ großen Massen von Art erstrecken sie sich um den ganzen Umfang des verhältnismäßig langsam strömender Luft durch die Außenmantels herum, doch ist die Erfindung nicht den Ringkanal abschließende Ringschubdüse zusatz- 20 auf einen derart vollständigen Kranz beschränkt. Da lieher Schub erzeugt wird. während des Reisefluges keine Umlenkung des Strahl-

Das Gebläse dient hier einerseits zum Fördern von Stroms erwünscht ist, muß das hintere Teil 19 des

Strömungsmittel durch den Ringkanal 17 und Außenmantels teleskopartig vollständig über die Um-

ar.dererseits als Vorverdichter für das Grundtrieb- lenkschaufelgitter 24 verschiebbar ausgebildet sein,

werk 12. 25 so daß diese mit dem hinteren Teil 19 des Außen-

Damit man eine einfache und leichte Schubum- mantels vollständig abdeckbar sind. Das Teil 19 des kehrvorrichtung für den Strahlstrom des Ringkanals Außenmantels ist ferner stromabwärts verschiebbar, erhält, ist der Außenmantel 16 gleichzeittig als Teil so daß die Umlenkschaufelgitter freigelegt werden der Schubumkehrvorrichtung ausgebildet. Außerdem können. Für diese Verschiebung sind an dem vorsoll aus aerodynamischen Gründen der Außenmantel 30 deren Teil 18 des Außenmantels mehrere rückwärts 16 so dünn wie möglich sein. gerichtete Führungsteile 26 vorgesehen, die in Um-

Aus diesem Grunde und um eine unerwünschte fangsrichtung in Abständen voneinander angeordnet

Veränderung der geometrischen Anordnung des sind. Die Führungsteile tragen den hinteren Verklei-

Triebwerks zu vermeiden, wird die Schubumkehr- dungsteil 19 in der Weise, daß das Teil 19 teleskop-

v Errichtung erfindungsgemäß funktionell und baulich 35 artig über die Umlenkschaufelgitter verschiebbar ist

aufgeteilt, denn eine Schubumkehrvorrichtung muß und diese abdeckt, wenn es sich in der in Fig. 1

se wohl den Strahlstrom abfangen als auch umlenken. gezeigten vorderen Stellung befindet, in der es stumpf

λ-it der Erfindung wird eine Vorrichtung für diese an dem vorderen Teil 18 anliegt,

beiden Funktionen geschaffen, die so geteilt ist, daß F i g. 3 zeigt die Anordnung in der eine Schub-

z'/ei unterschiedliche, aber miteinander verbundene 40 umkehr bewirkenden Stellung. In dieser Stellung sind

Baugruppen jeweils getrennt die beiden vorgenann- die Strahlabfangsegmente 22 in den Ringkanal 17

'„en Funktionen ausführen, ohne daß die aerodynami- eingeschwenkt, so daß sie den Strahlstrom abfangen,

sehen Eigenschaften des Triebwerks beträchtlich im Das hintere Teil 19 ist stromabwärts verschoben, so

ungünstigen Sinne verändert werden. daß die Umlenkschaufelgitter 24 frei liegen, die den

Gemäß F i g. 2 ist der Außenmantel 16 an seinem 45 Strahlstrom in der durch die Pfeile angedeuteten

Umfang in ein vorderes Teil 18 und ein hinteres Teil Richtung umlenken.

19 geteilt; diese Teile sind auch in der umfassenden Es kann nun beispielsweise erwünscht sein, ein

F i g. 1 dargestellt. In der in F i g. 2 gezeigten Stellung Flugzeug durchzustarten und erneut zur Landung

für den Reiseflug sind das vordere und das hintere anzusetzen. In diesem Fall muß sofort Schub zur

Teil 18 und 19 des Außenmantels im wesentlichen 50 Verfügung stehen.

zylindrisch ausgeführt und an der Fuge 20 stumpf Daher muß die Schubumkehrvorrichtung für einen

gestoßen. In dieser Stellung für den Reiseflug bilden solchen Fall eine Steuerung (Modulation) des Schubs

beide Teile die innere und die äußere Begrenzungs- bei voller Triebwerksdrehzahl ermöglichen, d. h. daß

fläche für die am Außenmantel auftretende Strö- das Triebwerk unabhängig von der Stellung der

niung. 55 Schubumkehrvorrichtung mit vollem Schub arbeiten

Zum Umlenken des durch den Ringkanal 17 ver- und die Schubumkehrvorrichtung sehr schnell verlaufenden Strahlstroms muß dieser zunächst ab- stellbar sein muß, so daß sie innerhalb von wenigen gefangen werden. Zu diesem Zweck ist der Innen- Sekunden, beispielsweise etwa 2 Sekunden, in die für mantel 14 des Triebwerks mit mehreren um den Um- den Reiseflug erforderliche Stellung gebracht werden fang verteilten Strahlabfangsegmenten 22 versehen, 60 kann, worauf der volle Schub sofort zur Verfügung die an ihren vorderen Enden bei 23 schwenkbar mit steht.

dem Innenmantel 14 verbunden sind. Der Innenman- Aus diesem Grunde soll der Ausströmquerschnitt

tel 14 und das hintere Teil des Außenmantels 19 bil- des Ringkanals unter allen Bedingungen, vom vollen

den eine Düse mit einem Hals 21. Zur Aufnahme der Vorwärtsschub bis zum vollen Rückwärtsschub und

Strahlabfangsegmente 22 sind im Innenmantel ent- 65 unter allen dazwischenliegenden Stellungen konstant

eprechende Ausnehmungen vorgesehen, in die die bleiben. Wenn diese Forderung erfüllt ist, kann das

Strahlabfangsegmente eingezogen werden und in der Triebwerk, das stets einen konstanten Ausström-

in F i g. 2 gezeigten Stellung für den Reiseflug eine querschnitt hat, auch bei der Landung mit voller

Schubleistung arbeiten. Wenn dann ein Durchstarten erforderlich ist, steht der volle Schub sofort zur Verfügung.

Dieser konstante Ausströmquerschnitt kann durch entsprechende Bemessung der Gelenkhebel der Stelleinrichtung und durch eine steuerbare Verbindung zwischen den Strahlabfangsegmenten 22 und dem hinteren Teil 19 des Außenmantels ohne weiteres erreicht werden.

Ein Ausführungsbeispiel einer in dieser Weise aus- ι» gebildeten leichten und einfachen Stelleinrichtung ist in den Fig.2 und 3 gezeigt. Diese Stelleinrichtung besitzt einen in axialer Richtung verschiebbaren Ring 26, der innerhalb des Innenmantels 14 angeordnet ist. Der Ring 26 ist erforderlichenfalls in einer Führung gehaltert. Die Strahlabfangsegmente 22 sind mit je einem ersten Gelenkhebel 27 verbunden, welcher den verschiebbaren Ring 26 mit einer stromabwärts von der Schwenklagerung 23 der Strahlabfangsegmente 22 gelegenen Stelle verbindet, so daß die so Strahlabfangsegmente ausfallsicher sind und bei Fehlern in der Anlage eingefahren werden. Zur Verbindung der Sperrklappen mit dem hinteren Teil 19 des Außenmantels ist ein Winkelhebel 28 vorgesehen, der bei 29 im Innenmantel 14 schwenkbar gelagert ist und vorwiegend in der Strebe 11 verläuft. Diese ist als Tragstrebe mit entsprechendem Profil ausgebildet. Zur Betätigung des Winkelhebels 28 ist ein zweiter Gelenkhebel 30 vorgesehen, der mit dem Ring 26 verbunden und von dort nach vorn zu dem Winkelhebel 28 geführt ist. Das hintere Teil 19 des Außenmantels wird durch ein Gestänge 31 verschoben, das in entsprechender Weise mit dem Winkelhebel 28 verbunden ist. Die Teile 28,30 und 31 können daher im wesentlichen in der Strebe 11 untergebracht sein. Der Winkelhebel 28 hat zur Erhöhung der Festigkeit zweckmäßig ein Η-Profil, mit dem die Gelenkhebel 30 und 31 so verbunden sind, daß sich ein Kastenprofil ergibt, das eine so hohe Festigkeit hat, daß der ganze hintere Verkleidungsteil 19 über dieses Gestange mit einem einzigen Stellantrieb verschoben werden kann. Ein Stellantrieb 32 ist mit dem verschiebbaren Ring 26 verbunden, um diesen aus der in Fig.2 gezeigten Stellung stromabwärts zu verschieben. Dadurch werden über den Gelenkhebel 27 die Strahlabfangsegmente 22 in den Ringkanal eingeschwenkt, wie in F i g. 3 gezeigt. Gleichzeitig wird der Winkelhebel 28 von dem Gelenkhebel 30 stromabwärts geschwenkt, so daß über das Gestänge 31 das hintere Teil 19 des Außenmantels nach hinten verschoben wird. Beim Schwenken der Strahlabfangsegmente 22 werden daher gleichzeitig die Umlenkschaufelgitter 24 freigelegt. Diese Teile sind vorteilhaft so bemessen, daß der Ausströmquerschnitt des Ringkanals in der in Fig.2 gezeigten Stellung für den Reiseflug und der in Fig.3 gezeigten Stellung zur Erzeugung des vollen Rückwärtsschubes und in allen dazwischenliegenden Stellungen der gleiche ist. Da die Strahlumlenksegmente 22 um den Umfang des Zentralkörpers verteilt sind, gehen diese bei ihrem Einschwenken in den Ringkanal 17 an ihren Rändern auseinander, so daß zwischen ihnen eine Öffnung entsteht. Diese wird durch eine Abdichtung geschlossen, die in einem vereinfachten Ausführungsbeispiel in F i g. 4 gezeigt ist. Danach sind die Strahl- abfangsegmente mit Stufen 33 versehen, so daß die äußeren seitlichen Randteile der Strahlabfangsegmente 22 sich beim Einschwenken in den Ringkanal nur auseinanderschieben, die Stufen die Bildung einer Öffnung zwischen den Sperrklappen jedoch verhindern. Beim Ausschwenken aus dem Ringkanal schieben sich die einander überlappenden Teile in die in Fig. 2 gezeigte Stellung zusammen, in der sie eine glatte Strömungsbegrenzungsfläche bilden.

Bei der vorstehend erläuterten erfindungsgemäßen Schubumkehrvorrichtung erfolgt trotz des dünnen Außenmantels 16 die Strahlumlenkung innerhalb des Außenmantels, der für den normalen Betrieb des Triebwerks erforderlich ist. Ferner können die Strahlumlenkschaufelgitter 24 klein und ortsfest ausgeführt sein. Sie sind einfach, leicht und dünn ausgebildet und dienen nur zum Umlenken des Strahlstroms. Die von den dünnen Strahlabfangsegmenten 22 übernommene Auffangfunktion ist hier also von der Umlenkfunktion getrennt worden.

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Schubumkehrvorrichtung zum Umlenken des Strahlstromes eines Strahltriebwerks, das einen Mantel aufweist, der in radialem Abstand von einem Zentralkörper angeordnet ist, zusammen mit diesem einen Ringkanal begrenzt und aus einem ortsfesten stromaufwärtigen Teil sowie einem verschiebbaren stromabwärtigen Teil besteht, welcher von einer ersten Stellung, in der er am ortsfesten Teil anliegt, in eine zweite Stellung verschiebbar ist, in der er sich in axialem Abstand von diesem befindet, wobei ein Ring von Umlenkschaufelgittern in der frei werdenden Öffnung angeordnet ist, und eine Mehrzahl von Strahlabfangplatten vorgesehen sind, die aus einer ersten Stellung außerhalb des Strahlstromes in eine zweite Stellung, in der sie den Ringkanal stromabwärts der Umlenkschaufelgitter blockieren, verschieb- bzw. verschwenkbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß im Zentralkörper (14) ein koaxial zu diesem liegender, mittels einer Stelleinrichtung (32) axial verschiebbarer Stellring (26) vorgesehen ist, der sowohl mit den in ihrer ersten Stellung einen Teil der Außenfläche des Zentralkörpers (14) bildenden Strahlabfangplatten (22) als auch mit dem verschiebbaren Mantelteil (19) so verbunden ist, daß diese beim Verschieben des Stellringes (26) gemeinsam aus ihrer ersten in ihre zweite Stellung und umgekehrt übergeführt werden.

2. Schubumkehrvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das verschiebbare Mantelteil (19) und die Strahlabfangplatten (22) in der Weise miteinander gekoppelt sind, daß bei deren Verschieben bzw. Verschwenken stets ein gleichbleibender Ausströmungsquerschnitt für den Ringkanalstrahlstrom erhalten bleibt.

3. Schubumkehrvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Umlenkschaufelgitter (24) am verschiebbaren Mantelteil (19) befestigt sind und von diesem in die frei werdende Öffnung bewegt werden.

4. Schubumkehrvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3 für ein Strahltriebwerk, bei welchem der Zentralkörper über die Ringschubdüse nach hinten hinausragt, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlabfangplatten (22) an

ihrem einen Ende, vorzugsweise am stromaufwärtigen Ende, mit dem Zentralkörper (14) schwenkbar verbunden sind.

5. Schubumkehrvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4 für ein Strahltriebwerk, dessen Zentralkörper über Streben mit dem Mantel oder dem Fahr- oder Flugzeug verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die das verschiebbare Mantelteil (19) und den Stellring (26) verbindenden Teile (28,30,31) zumindest teilweise in wenigstens einer der Streben (11) angeordnet sind.

6. Schubumkehrvorrichtung nach einem der

Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch je einen ersten Lenker (27), der den verschiebbaren Ring (26) mit jeder Strahlabfangplatte (22) an einer stromabwärts von deren Schwenklagerung (23) befindlichen Stelle verbindet, und durch einen zweiten, am Zentralkörper (14) angreifenden Lenker (28) und einen dritten Lenker (30), der einerseits mit dem verschiebbaren Ring (26) und andererseits mit dem zweiten Lenker (28) verbunden ist, der seinerseits über einen vierten Lenker (31) an dem verschiebbaren Mantelteil (19) angreift.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

909 503/1376