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DE3302576A1 - Schutzmantel fuer ein fangehaeuse eines axialgasturbinentriebwerks - Google Patents

Schutzmantel fuer ein fangehaeuse eines axialgasturbinentriebwerks

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DE3302576A1
DE3302576A1 DE19833302576 DE3302576A DE3302576A1 DE 3302576 A1 DE3302576 A1 DE 3302576A1 DE 19833302576 DE19833302576 DE 19833302576 DE 3302576 A DE3302576 A DE 3302576A DE 3302576 A1 DE3302576 A1 DE 3302576A1
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DE
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blade
thickness
plane
protective jacket
area
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Kurt Michael 06066 Vernon Conn. Dembeck
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RTX Corp
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United Technologies Corp
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Publication date
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    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D21/00—Shutting-down of machines or engines, e.g. in emergency; Regulating, controlling, or safety means not otherwise provided for
    • F01D21/04—Shutting-down of machines or engines, e.g. in emergency; Regulating, controlling, or safety means not otherwise provided for responsive to undesired position of rotor relative to stator or to breaking-off of a part of the rotor, e.g. indicating such position
    • F01D21/045—Shutting-down of machines or engines, e.g. in emergency; Regulating, controlling, or safety means not otherwise provided for responsive to undesired position of rotor relative to stator or to breaking-off of a part of the rotor, e.g. indicating such position special arrangements in stators or in rotors dealing with breaking-off of part of rotor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2220/00—Application
    • F05D2220/30—Application in turbines
    • F05D2220/32—Application in turbines in gas turbines
    • F05D2220/327—Application in turbines in gas turbines to drive shrouded, high solidity propeller
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
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  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
  • Control Of Turbines (AREA)

Description

United Technologies Corporation Hartford, Connecticut 06101, V.St.A.
Schutzmantel für ein Fangehäuse eines Axialgasturbinentriebwerks
Die Erfindung bezieht sich auf einen sich in Umfangsrichtung erstreckenden Mantel zum Auffangen einer Fanlaufschaufel bei einem Bruch derselben und ist insbesondere auf das Auffangen einer gebrochenen Fanlaufschaufel einer Fanrotorbaugruppe während der Zeitspanne, während der sich die Fanlaufschaufel in der Ebene der Fanrotorbaugruppe befindet, gerichtet.
Turbofantriebwerke, die ein großes Mantelstromverhältnis haben, sind gewöhnlich mit einer Fanrotorbaugruppe im vorderen Teil des Triebwerks versehen. Die Rotorbaugruppe enthält eine Rotorscheibe und Fanlaufschaufeln. Die Fanlaufschaufeln erstrecken sich von der Scheibe aus nach außen über einen primären Strömungsweg für Arbeitsmediumgase und einen sekundären Strömungsweg für Arbeitsmediumgase· Diese Laufschaufeln sind gewölbter und beträchtlich größer als die Laufschaufeln der Axialverdichter und -turbinen, die in
solchen Triebwerken benutzt werden.
Die Laufschaufeln werden mit hohen Drehgeschwindigkeiten um eine Drehachse angetrieben und bilden die erste Verdichtungsstufe für die Arbeitsmediumgase. Fremdobjekte, wie beispielsweise Vögel, Hagelkörner od.dgl., die gelegentlich in«das Triebwerk eingesaugt werden, können zusammen mit den Arbeitsmediumgasen auf eine Laufschaufel auftreffen und diese in dem Ausmaß beschädigen, daß die Laufschaufel in dem Bereich ihrer Befestigung an der Rotorscheibe bricht. Dieser Befestigungsbereich wird als Wurzelbereich bezeichnet. Bei einem solchen Bruch in dem Wurzelbereich kann eine Laufschaufel von der Rotorbaugruppe aus mit Geschwindigkeiten von mehreren hundert Metern pro Sekunde nach außen geschleudert werden.
Wegen der Größe der Wölbung und der Umdrehungsgeschwindigkeiten von Fanlaufschaufeln stellen diese ein anderes Auffangproblem als die kleineren Laufschaufeln der Verdichterund Turbinenabschnitte des Triebwerks dar. Eine Laufschaufelauf fangvorrichtung, die für einen Schutz in den Ebenen der Rotorscheibe/Laufschaufel-Baugruppe bei einem Laufschaufelbruch sorgt, ist in der US-PS 4 149 824 beschrieben. Diese US-Patentschrift zeigt einen Ring, der die Laufschaufeln umgibt. Der Ring ist in der Lage, sich in bezug auf die äußere Tragvorrichtung schnell zu drehen, wenn er von einer Laufschaufel getroffen wird, um die Drehenergie der Laufschaufel aufzuzehren.
Weiter ist eine Sicherheitsvorrichtung für eine axial umlaufende Maschine aus der US-PS 4 197 052 bekannt. Diese US-Patentschrift zeigt einen Schutzmantel, der mit einer schraubenlinienförmigen Rampe versehen ist, welche durch die innere Wand des Mantels gehaltert ist, um das Laufschaufelfragment aus der Ebene der Beschaufelung abzulenken.
(ρ
Diese US-Patentschriften zeigen zwei verschiedene Möglichkeiten zum Verhindern, daß das LaufSchaufelfragment den Schutzmantel während der Zeitspanne durchdringt, in der sich das Laufschaufelfragment in der Ebene der Rotorscheibe/Laufschaufel-Baugruppe befindet. Trotz dieser Möglichkeiten suchen Wissenschaftler und Ingenieure, weitere Schutzvorrichtungen zu entwickeln, die den Durchtritt einer abgebrochenen Laufschaufel durch den Mantel des Gehäuses blockieren.
Die Erfindung basiert auf einer Analyse der Ergebnisse von Versuchen, bei denen Versuchstriebwerke benutzt und Hochgeschwindigkeitsfilmaufnahmen gemacht worden sind. Die Analyse ergab ein analytisches Modell. Die Gültigkeit des analytischen Modells wurde durch weitere Versuche bestätigt und führte zu der hier beschriebenen Erfindung.
Gemäß der Erfindung hat das Fangehäuse eines Axialgasturbinentriebwerks einen Mantel, der sich in Umfangsrichtung um einen Kranz von Laufschaufeln erstreckt, in der Dicke in Richtung axial nach hinten zunimmt und eine maximale Dicke hinter einer Ebene hat, die durch den Profilsehnenmittelpunkt, d.h. den in der Mitte der Profilsehne gelegenen Punkt der Laufschaufel hindurchgeht, um das Gehäuse gegen den Aufprall von Laufschaufelfragmenten selektiv zu verstärken.
In einer Ausgestaltung der Erfindung befindet sich die maximale Dicke des Mantels in einem Bereich, der durch eine Bezugsebene, die sich durch den Profilsehnenmittelpunkt erstreckt, und durch eine Bezugsebene begrenzt wird,die in einem Abstand stromabwärts der Hinterkante der Spitze der Laufschaufeln angeordnet ist, welcher gleich der axialen Länge der Spitze ist.
Ein Hauptmerkmal der Erfindung ist der Schutzmantel eines Fan-
gehäuses für ein Axialgasturbinentriebwerk. Der Mantel erstreckt sich in ümfangsrichtung um einen Kranz von Laufschaufeln. Jede Laufschaufel hat eine Spitze mit einer Vorderkante, einem Profilsehnenmittelpunkt und einer Hinterkante. Der Mantel hat eine radiale Dicke, die in Richtung axial nach hinten bis zu einem Punkt maximaler Dicke zunimmt, der hinter einer Bezugsebene liegt, welche zu der Achse des Triebwerks rechtwinkelig ist unddurch den Profilsehnenmittelpunkt des Laufschaufelkranzes hindurchgeht. In einer Ausführungsform hat der Mantel eine minimale Dicke radial außerhalb des Vorderkantenbereiches der Laufschaufel und eine maximale Dikke in einem Bereich, der sich zwischen einer Ebene erstreckt, welche durch den Profilsehnenmittelpunkt der Laufschaufel hindurchgeht, und einer Ebene, die durch die Hinterkante der Laufschaufel hindurchgeht. In einer weiteren Ausführungsform hat die Spitze der Laufschaufel eine axiale Länge L zwischen der Vorderkante und der Hinterkante, und zwar gemessen in einer Ebene, die die Achse des Triebwerks enthält. Der Mantel h^t eine maximale Dicke in einem Bereich, der zwischen einer Bezugsebene, die durch den Profilsehnenmittelpunkt der Laufschaufeln hindurchgeht, und einer Bezugsebene liegt, die durch einen Punkt hindurchgeht, der in einem Abstand L hinter der Hinterkante der Laufschaufel liegt. Die Dicke des Mantels nimmt in Richtung axial nach hinten in einem Bereich hinter der dritten Ebene ab. In einer Ausfuhrungsform ändert sich die Dicke in Richtung nach hinten stufenweise.
Ein Hauptvorteil der Erfindung ist die Zunahme der Leistungsfähigkeit, die daraus resultiert, daß Bruchstücke von Laufschaufeln bei einem Laufschaufelbruch in dem Wurzelbereich der Laufschaufel mit einem Gehäuse aufgefangen werden, welches ein geringeres Gewicht als Gehäuse mit konstanter Dicke hat, und zwar duch ausgewähltes Vergrößern der Dicke des Mantels in ausgewählten Bereichen und Verringern der Dicke des Mantels in anderen Bereichen. Ein weiterer Vorteil ist die
Einfachheit der Herstellung und des Zusammenbaus des Schutzmantels, die daraus resultiert, daß der Mantel einstückig mit dem Fangehäuse des Triebwerks gebildet wird.
Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines
Turbofangasturbinentriebwerks, das in einer Flugzeuggondel befestigt ist, wobei ein Teil der Gondel und des Triebwerks weggebrochen worden sind, um einen Kranz von Fanlauf-Schaufeln und den Aufbau des benachbarten Fangehäuses in dem Triebwerk sichtbar zu machen,
Fig. 2 eine Längsschnittansicht des Fan
gehäuses an der Laufschaufel und eine Seitenansicht der Laufschaufel in teilweise weggebrochener Darstellung,
Fig. 3 eine Schnittansicht eines Mantels
zum Auffangen einer Laufschaufel,
Fig. 4 eine Schnittansicht einer weiteren
Ausführungsform des Schutzmantels nach Fig. 3,
Fig. 5 eine Schnittansicht von noch einer
weiteren Ausführungsform des Schutz-
mantels nach Fig. 3,
Fig. 6 eine schematische Darstellung
einer Laufschaufel bei einem Laufschaufelwurzelbruch, wenn sie am Anfang auf einen an dem Schutzmantel angebrachten Reibstreifen auftrifft,
Fig. 7 eine schematische Darstellung
der Laufschaufel, die den Reibstreifen durchbohrt und auf den Schutzmantel auftrifft, und
Fig. 8 eine schematische Darstellung
der Laufschaufel, die auf den Schutzmantel auftrifft, wenn die Laufschaufel durch die nachfolgende Laufschaufel nach hinten und aus der Fanrotorebene des Turbofantriebwerks hinausgetrieben wird.
Ein Turbofan-Axialgasturbinentriebwerk 10 ist in Fig. 1 gezeigt. Eine Gondel 12 umschließt das Triebwerk und dient zum Tragen und Festhalten des Triebwerks an einer Tragvorrichtung, wie beispielsweise einer Flugzeugtragfläche (nicht dargestellt) . Das Triebwerk hat einen Fanabschnitt 14, einen Verdichterabschnitt 16, einen Verbrennungsabschnitt 18 und einen Turbinenabschnitt 20. Ein primärer Strömungsweg 22 für Arbeitsmediumgase erstreckt sich nach hinten durch diese Abschnitte. Ein sekundärer Strömungsweg 24 für Arbeitsmediumgase erstreckt sich nach hinten außerhalb des primären Strömung sweges.
• ·■ · * i
Der Fanabschnitt 14 umfaßt eine Rotorbaugruppe 26 mit einer Drehachse Ar und eine Statorbaugruppe 28. Die Statorbaugruppe 28 ha't ein sich axial erstreckendes Fangehäuse 30 und einen Kranz von Fanauslaßleitschaufeln 32. Das Gehäuse 30 hat eine Symmetrieachse As und bildet eine Innenwand der Gondel 12. Hilfseinrichtungen wie ein Kanal 34 für Enteisungsluft und ein Anlasser (nicht dargestellt) zum Anlassen des Flugzeuges mit Druckluft sind radial außerhalb des Fangehäuses 30 angeordnet.
Die Rotorbaugruppe 26 umfaßt eine Rotorscheibe 36 und mehrere Laufschaufeln 38. Jede Laufschaufel hat einen Wurzelbereich 40, einen in der Mitte der Spannweite gelegenen Bereich 42 und einen Spitzenbereich 44. Die Laufschaufeln 38 erstrecken sich von der Rotorscheibe 36 aus nach außen durch die Arbeitsmediumströmungswege bis in die Nähe der Statorbaugruppe 28.
Fig. 2 zeigt eine vergrößterte Schnittansicht der Statorbaugruppe 28, in der das Fangehäuse 30 und eine der Laufschaufeln 38 dargestellt sind, wobei Teile der Laufschaufel weggebrochen worden sind. Die Laufschaufel 38 hat eine Vorderkante 46 und eine Hinterkante 48. An der Spitze 44 der Laufschaufel hat die Hinterkante 48 einen axialen Abstand L1 von der Vorderkante 46. Die Spitze hat einen Punkt 50 an der Vorderkante, einen Punkt 52 in der Mitte der Profilsehne und einen Punkt 54 an der Hinterkante. Der Profilsehnenmittelpunkt 52 hat den gleichen axialen Abstand von der Vorderkante und von der Hinterkante der Spitze. Ein Punkt 56 stromabwärts der Hinterkante 48 ist in einem axialen Abstand L2 von dem Punkt 54 auf der Hinterkante angeordnet. Der Abstand L2 ist gleich dem Abstand L. (L2=L1). Vier Bezugsebenen P1, P2, P3, und P. sind bezüglich dieser Punkte an der Fan-
-B-
laufschaufel ausgerichtet und sind jeweils rechtwinkelig zu der Symmetrieachse As des Fangehäuses 30. Die Ebene P- erstreckt sich durch den Punkt 50 auf der Vorderkante. Die Ebene P2 erstreckt sich durch den Punkt 52 in der Profilsehnenmitte der Schaufelspitze. Die Ebene P3 erstreckt sich durch den Punkt 54 auf der Hinterkante. Die Ebene P. erstreckt sich durch den Punkt 56 stromabwärts der Laufschaufel 38. Jede Laufschaufel 38 weist radialen Abstand von dem Fangehäuse 30 auf, so daß zwischen ihnen ein Spalt G verbleibt.
Das Fangehäuse 30 außerhalb der Laufschaufel 38 hat einen Reibstreifen 58, einen Mantel 60, einen ersten Flansch 62 und einen zweiten Flansch 64. Die Flansche 62, 64 sind an dem Mantel 60 angeformt. Die Flansche 62, 64 erstrecken sich von dem Mantel 60 aus nach innen und begrenzen eine Nut des Fangehäuses 30, die den Reibstreifen 58 aufnimmt. Das Fatitgehäuse 30 hat einen dritten Flansch 68 und einen vierten Flansch 70, die an dem Mantel 60 angeformt sind und sich von diesem aus nach außen erstrecken. Der dritte Flansch 68 hat mehrere Löcher 72, mittels welchen der Flansch an einer benachbarten Vorrichtung anbringbar ist. Der vierte Flansch 70 erstreckt sich nach außen und beeinflußt das Schwingungsverhalten des Fangehäuses 30. Die vier Flansche 62, 64, 68, 70 und der Reibstreifen 58 werden nicht als Teile des Mantels für den Zweck der Untersuchung des Auffangens von FanlaufSchaufelfragmenten in der Laufschaufelebene angesehen und werden deshalb bei der analytischen Untersuchung der Verbesserung der Fähigkeit des Mantels, den Aufprall von Fragmenten einer Fanläufschaufel beim Bruch derselben auszuhalten, nicht berücksichtigt.
Fig. 3 zeigt eine schematische Schnittansicht des Mantels 60. Die Fig. 4 und 5 zeigen andere Ausführungsformen des Mantels 60 als in Fig. 3. In jeder Ansicht sind die Länge
und die Dicke übertrieben groß dargestellt, um die Beziehung zwischen den Bezugsebenen P1, P2, P_, P4 und der radialen Materialdicke t des Mantels 60 zu veranschaulichen. In Fig. 3 hat der Mantel 60 eine Materialdicke t in der radialen Richtung, die in Richtung axial nach hinten bis zu einer maximalen Dicke hinter der Profilsehnenraittelebene P_ zunimmt. Fig. 4 zeigt einen Mantel 60, der eine Materialdicke t in der radialen Richtung hat, die in Richtung axial nach hinten zunimmt. Die Materialdicke nimmt von einer minimalen Dicke Tmin radial außerhalb des Vorderkantenbereiches bis zu einer maximalen Dicke T χ in einem Bereich zu, der durch die Profilsehnenmittelebene P, und die Hinterkantenebene P-begrenzt wird. In Fig. 5 hat der Mantel 60 eine Materialdicke t in der radialen Richtung, die in wenigstens einem ungleichmäßigen Schritt bis zu einer maximalen Materialdikke Τχ in einem Bereich zunimmt, der zwischen der Profilsehnenmittenebene P2 und der Hinterkantenebene P3 liegt. In diesen Ausführungsformen hat der Mantel 60 jeweils eine erste, minimale Materialdicke radial außerhalb des Vorderkantenbereiches der Laufschaufel und eine maximale Dicke, die wenigstens 20% größer ist als die erste Dicke. Die maximale Materialdicke des Mantels 60 tritt in einem Gebiet auf, das zwischen der Profilsehnenmittenebene P2 und der stromabwärtigen Ebene P4, welche den axialen Abstand L2 von der Hinterkante aufweist, liegt.
Im Betrieb des Triebwerks dreht sich die in Fig. 1 gezeigte Rotorbaugruppe 26 um die Drehachse Ar mit Drehzahlen von bis zu 4 000 U/min. Wenn sich die Rotorbaugruppe 26 dreht, übt die Rotorscheibe 36 eine Zentripetalkraft auf den Wurzelbereich 40 jeder Laufschaufel aus, was bewirkt, daß die Laufschaufel einem kreisförmigen Weg um die Drehachse Ar der Rotorbaugruppe folgt. Ein Aufprall eines großen Fremd-
-Vf-
objekts auf die Laufschaufel während der Drehung kann zur Folge haben, daß die Laufschaufel in dem Wurzelbereich 40 bricht. Die folgende Beschreibung veranschaulicht eine typische Wechselwirkung zwischen der Laufschaufel 38, dem Reibstreifen 58 und dem Mantel 60 bei einem solchen Laufschaufelbruch. Diese Beschreibung ist keine erschöpfende Beschreibung sämtlicher möglichen Wechselwirkungen zwischen den einzelnen Teilen bei einem Laufschaufelbruch.
Die Fanlaufschaufel 38 bricht in dem Wurzelbereich 40 und bewegt sich radial nach außen durch den Spalt G zwischen dem Spitzenbereich 44 und dem Reibstreifen 58, trifft auf den Reibstreifen 58 auf und bricht in Stücke. Gemäß der Darstellung in Fig. 6 bricht typisch der Spitzenbereich 44 (mit Ά bezeichnet) der Laufschaufel bei diesem ersten Aufprall ab und läßt den Wurzelbereich 40 und den in der Mitte der Spannweite gelegenen Bereich 42 der Laufschaufel (mit B bezeichnet) zurück. Die Fragmente des Spitzenbereiches 44 bewegen sich mit relativ hoher axialer Geschwindigkeit vorwärts, und zwar wegen der Form des Strömungsweges und wegen der Druckdifferenz, die zwischen der Vorderkante 46 und der Hinterkante 48 der Laufschaufel vorhanden ist. Der in der Mitte der Spannweite gelegene Bereich und der untere Bereich der Laufschaufel, die den zweiten Teil B der Laufschaufel bilden, bewegen sich über die radiale Strecke, die durch den Spitzenbereich 44 eingenommen wird, und über den Spalt G radial nach außen.
Wenn der zweite Teil B der Fanlaufschaufel 38 sich nach außen bewegt, wird er durch die benachbarte (folgende) Fanlaufschaufel, die mit unterbrochenen Linien gezeigt ist, von hinten getroffen. Die folgende Fanlaufschaufel beschleunigt das abgebrochene LaufSchaufelfragment B und
vergrößert dessen Geschwindigkeit, wenn das Fragment längs der folgenden Laufschaufel radial nach außen gleitet. Der zweite Teil B der Laufschaufel hat eine axial nach hinten gerichtete Geschwindigkeitskomponente V als Ergebnis des Aufpralls der folgenden Laufschaufel und wegen dieses Kontakts und der Drehenergie der Laufschaufel, und außerdem hat der zweite Teil der Laufschaufel eine radial nach außen gerichtete Geschwindigkeitskomponente Vr. Die größeren Abmessungen des zweiten Teils der Laufschaufel und die größere Geschwindigkeit aufgrund des Aufpralls der folgenden Laufschaufel bewirken, daß der zweite Teil B der Laufschaufel mit mehr Energie auf den Reibstreifen 58 aufschlägt als bei dem ersten Aufprall der Laufschaufel. Gemäß Fig. 7 führt der zweite Aufprall dazu, daß die Laufschaufel in den Reibstreifen 58 eindringt und auf den Schutzmantel 60 an einer Stelle hinter der ersten Aufschlagstelle auftrifft. Das Laufschaufelfragment C bricht von der neuen Spitze der Laufschaufel ab und bewegt sich axial vorwärts, wobei es das Fragment B' hinter sich läßt.
Gemäß der Darstellung in Fig. 8 bewegt sich der zweite Teil B' der Laufschaufel nach außen, und das Gehäuse wird zum dritten Mal getroffen. Bei dem dritten Aufschlag ist der verbleibende Teil der Laufschaufel dick genug, so daß die Laufschaufel an der neuen Spitze nicht in Stücke bricht, Der Laufschaufelteil B1 wird durch die folgende Laufschaufel nach hinten getrieben, und wegen dieses Kontakts und der Drehenergie der Laufschaufel trifft der zweite Teil der Laufschaufel ebenfalls auf den Schutzmantel mit einem stärkeren Stoß auf als bei dem ersten Aufschlag. Der zweite und der dritte Aufschlag sind viel stärker als der erste Aufschlag. Die maximale Energie, die auf den Schutzmantel 60 übertragen wird, tritt hinterhalb der ersten Bezugs-
ebene P^ und vorderhalb der Ebene P4 auf. Die ausgewählte Verstärkung des Gehäuses hinterhalb der Ebene P2 vergrößert die Fähigkeit des Gehäuses, Energie zu absorbieren, und führt im Vergleich zu Konstruktionen, bei denen eine konstante Dicke zwischen der Ebene P. und der Ebene P4 vorhanden ist,zu einer Gewichtseinsparung. Gemäß Fig. 8 trifft der verbleibende Laufschaufelteil B1 auf das Gehäuse hinten einmal oder mehrmals mit weniger Kraft auf als bei Aufschlägen in der Laufschaufelebene, die zwischen den Ebenen P und P4 auftreten. Der verbleibende Laufschaufelteil B1 wird hinter dem Rotor typisch durch die Fanauslaßleitschaufeln 32 (Fig. 1) aufgefangen.

Claims (8)

  1. Patentansprüche :
    i/ Schutzmantel für ein sich um einen Kranz von Fanlaufschaufeln erstreckendes und eine Symmetrieachse aufweisendes Fangehäuse eines Axialgasturbinentriebwerks, gekennzeichnet durch eine Materialdicke (t) in radialer Richtung, die in Richtung axial nach hinten zunimmt und eine maximale Dicke (T ) hinterhalb einer ersten Ebene (P2) hat, welche zu der Symmetrieachse (As) rechtwinkelig ist und durch den Profilsehnenmittelpunkt (52) einer der Laufschaufeln (38) hindurchgeht, wobei die zunehmende Dicke des Mantels (60) die Querschnittsfläche des Gehäuses (30) auf ausgewählte Weise vergrößert, um das Gehäuse gegen den Aufprall von LaufSchaufelfragmenten (A, B, B', C) zu verstärken.
  2. 2. Schutzmantel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich eine zweite Ebene (P3) durch die Hinterkante (48) der Spitze (44) der Laufschaufel (38) und rechtwinkelig zu der Symmetrieachse (As) erstreckt und daß ein durch die erste Ebene (P2) und die zweite Ebene (P3) be-
    _ 2 —
    grenzter Bereich die maximale Dicke (T ) des Mantels
    ITIcIX
    (60) enthält.
  3. 3. Schutzmantel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hinterkante (48) der Spitze (44) der Laufschaufel (38) in einem Abstand (L) von der Vorderkante (46) der Laufschaufel angeordnet ist und daß sich eine zweite Ebene (P^in dem gleichen Abstand (L) durch einen Punkt hinterhalb der Hinterkante und rechtwinkelig zu der Symmetrieachse (As) erstreckt, so daß zwischen der ersten Ebene (P3) und der zweiten Ebene (P.) ein Bereich vorhanden ist, in dem die maximale Dicke des Mantels (60) auftritt.
  4. 4. Schutzmantel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Materialdicke (t) in Richtung axial nach hinten in einem konstanten Verhältnis zunimmt.
  5. 5. Schutzmantel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Materialdicke (t) in wenigstens einem ungleichmäßigen Inkrement zunimmt.
  6. 6. Schutzmantel nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Materialdicke (t) in mehreren Stufen zunimmt.
  7. 7. Schutzmantel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch eine erste Dicke radial außerhalb des Bereiches der Vorderkante (46) der Spitze (44) der Laufschaufel (38) und durch eine maximale Dicke (T „), die
    ITi CL X
    wenigstens 20 % größer ist als die erste Dicke.
  8. 8. Schutzmantel nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch wenigstens einen Flansch (62, 68) radial
    außerhalb des Bereiches der Vorderkante (46) der Spitze (44) der Laufschaufel (38) , der sich von dem Mantel (60) aus erstreckt.
DE3302576A 1982-02-01 1983-01-26 Fangehäuse mit einer Schaufelbruchschutzeinrichtung für ein Axialgasturbinentriebwerk Expired - Lifetime DE3302576C2 (de)

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DE3302576C2 DE3302576C2 (de) 1994-05-19

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