DE69407555T2

DE69407555T2 - Variable kraftübertragung zwischen den verschiedenen wellen einer mehrwellengasturbine

Info

Publication number: DE69407555T2
Application number: DE69407555T
Authority: DE
Inventors: John Cundy; Paul Hield; Ronald Midgley; Arnold Newton; Arthur Rowe; John Sharp
Original assignee: Rolls Royce PLC
Current assignee: Rolls Royce PLC
Priority date: 1993-07-06
Filing date: 1994-07-05
Publication date: 1998-08-13
Anticipated expiration: 2014-07-06
Also published as: JPH08501370A; GB9313905D0; RU95112040A; US5694765A; WO1995002120A1; EP0659234A1; EP0659234B1; DE69407555D1

Description

Diese Erfindung bezieht sich auf Getriebesysteme in Gasturbi nentriebwerken. Insbesondere betrifft die Erfindung Getriebesysteme, die zur Herstellung einer Leistungsübertragung zwischen unabhängig umlaufenden Triebwerkswellen in Mehrwellen- Gasturbinentriebwerken geeignet sind.
Ein Zweiwellen-Gasturbinentriebwerk nach dem Oberbegriff des anliegenden Anspruchs 1 ist aus dem GB-Patent Nr. 971 690 bekannt. Dieses Triebwerk weist einen Hochdruckläufer auf, der aus einem Hochdruckturbinenabschnitt und einem damit durch eine Verbindungswelle verbundenen Hochdruckverdichterabschnitt besteht. Ein zweiter Läufer besteht als Niederdruckläufer aus einem Niederdruckturbinenabschnitt und einem Niederdruckverdichterabschnitt, die durch eine zweite, konzentrisch mit der ersten Welle angeordnete Welle miteinander verbunden sind. Eine dritte Welle ist konzentrisch zu den beiden anderen Wellen und mit der Welle des Niederdruckläufers gekuppelt, um alternativ als Antriebsglied zur Kraftübertragung von einem Anlassermotor oder als Abtriebsglied zur Kraftübertragung zu einem Hilfsgenerator zu dienen. Der Hochdruckläufer und der Niederdruckläufer sind jedoch lediglich durch den Gaskanal des Triebwerks miteinander gekoppelt. Außerdem weist die Anlassermotor/Hilfsgenerator-Einheit eine mit dem Niederdruckläufer gekuppelte Kraftübertragungsmaschine auf und ist in der Lage, in einer Vorwärts- oder Rückwärts-Kraftübertragungsbetriebsart zu arbeiten, je nach dem, ob die Einheit als Anlassermotor oder als Generator betrieben wird. Jedoch ist dieses Kraftübertragungsorgän nur mit einem einzigen Läufer gekuppelt und mit einem externen Anschluß, und es sind keine Vorkehrungen für eine Kraftübertragung zwischen den Läufern des Triebwerks vorgesehen.
Ein Mehrwellen-Gasturbinentriebwerk 10 mit einem herkömmlichen Getriebesystem ist schematisch in Fig. 1 dargestellt. Das dargestellte Gasturbinentriebwerk weist, strömungstechnisch in Reihe geschaltet, eine Frontgebläsebaugruppe 12 und ein Kerntriebwerk 14 auf. Das Triebwerk gehört der Mantelgebläse-Bypass-Bauart an und weist drei relativ zueinander drehbare Läufer auf, nämlich einen Niederdruckläufer 16, einen Mitteldruckläufer 18 und einen Hochdruckläufer 20. Der Niederdruckläufer weist ein Gebläse 12, eine mehrstufige Turbinenbaugruppe 22 am stromabwärtigen Ende des Kerntriebwerks, und eine diese verbindende kraftübertragende Welle 24 auf, die um die Triebwerksachse 26 drehbar ist. Der Mitteldruckläufer 18 weist einen mehrstufigen Axialverdichter 28, eine Turbinenläuferbaugruppe 30 und eine hohle Verbindungswelle 32 auf, die konzentrisch um die Triebwerkswelle 24 herum angeordnet ist. Der Hochdruckläufer 20 des Triebwerks weist in ähnlicher Weise einen mehrstufigen Axialverdichter 34, eine Turbinenrotorbaugruppe 36 und eine Verbindungswelle 38 auf, die konzentrisch mit den Triebwerkswellen 32 und 24 angeordnet ist.
Das Getriebe umfaßt eine radiale Kraftabtriebswelle 40, ein sogenanntes Abzweiggetriebe 42, das über die Welle 40 mit dem Hochdruckläufer des Triebwerks gekuppelt ist, ein außen montiertes Hilfsaggregatgetriebe 44 und eine Antriebswelle 46 auf, welche das Hilfsaggregatgetriebe mit dem Abzweiggetriebe 42 verbindet. Verschiedene Hilfsaggregate (nicht dargestellt), sowohl für das Triebwerk als auch für das Flugzeug, sind an dem Hilfsaggregatgetriebe 44 montiert, so daß sie während des Betriebs des Triebwerks über das Getriebe angetrieben werden.
Diese Konfiguration findet sich in zahlreichen Mantelgebläse- Mehrwellen-Gasturbinentriebwerken. Sie hat gegenüber anderen Konfigurationen den Vorteil, daß sie die Anwendung des gleichen Getriebesystems zur Übertragung des Anlaßdrehmoments zum Hochdruckäufer des Triebwerks während des Anlassens am Boden sowie auch der Übertragung von Triebwerksleistung zu den Hilfsaggregaten während des eigenständigen Betriebs ermöglicht. Jedoch gibt es bei dieser Anordnungsart auch einen Nachteil.
Nach einem während des Fluges auftretenden Erlöschen der Brennkammerflamme geht man bei an Flugzeugen montierten Gasturbinentriebwerken typischerweise davon aus, daß die freie Rotation der Triebwerksläufer eine ausreichend große Kerntriebwerksströmung erzeugt, um die Verbrennung und eine schnelle Triebwerksbeschleunigung beim Wiederzünden zu unterstützen. Bei Anordnungen, wo die Hilfsaggregate durch den Hochdruckläufer des Triebwerks angetrieben werden, kann diese Fähigkeit beträchtlich verringert sein. Während Betriebsperioden des Triebwerks mit erloschener Flamme verringert die durch die Hilfsaggregate gebildete zusätzliche Last die freie Drehzahl des Läufers und als Ergebnis hiervon den Luftstrom durch das Kerntriebwerk.
Eine Möglichkeit der Verbesserung der Zündeigenschaften von Mantelgebläse-Gasturbinentriebwerken sind in unserer parallel anhängigen internationalen Patentanmeldung GB 92 01 179 beschrieben. Diese Patentanmeldung offenbart ein flugzeugmontiertes Gasturbinentriebwerk mit einem Hilfsaggregatantrieb, der mit dem Niederdruckläufer des Triebwerks gekuppelt ist. Die Anordnung stellt sicher, daß im Falle eines Zustands mit erloschener Flamme das dann als Windmühle laufende Gebläse des Triebwerks das Hilfsaggregatgetriebe weiter antreibt. Unter diesen Bedingungen ist die aus dem Windmühlenbetrieb verfügbare Leistung beträchtlich größer als von den Hilfsaggregaten benötigt und die Belastungen durch die Hilfsaggregate beeinträchtigen die Kerntriebwerksströmung weitaus weniger.
Eine andere Methode umfaßt das Übertragen von Leistung auf die Hochdruckwelle eines Triebwerks mit erloschener Flamme von einer bezüglich des Triebwerks externen Quelle. Dies erfolgt im allgemeinen unter Verwendung von Ansatzluft aus einem benachbarten Triebwerk zum Antrieb des Anlassers des erloschenen Triebwerks. Diese übertragene Leistung verstärkt diejenige der frei umlaufenden Hochdruckwelle und bewirkt dadurch ein schnelleres Drehen der Welle, wodurch die Aussichten eines erfolgreichen Wiederzündens verbessert werden. Ein Hauptnachteil dabei liegt darin, daß diese Methode auf das weitere Funktionieren mindestens eines weiteren Triebwerks gegründet ist.
Eine Möglichkeit der überwindung dieses Nachteils läge darin, Energie aus dem als Windmühle laufenden Gebläse des erloschenen Triebwerks anstelle von Energie einer Anzapfströmung aus dem benachbarten Triebwerk zum Beschleunigen der Triebwerkswelle auszunutzen.
Eines der Ziele der vorliegenden Erfindung liegt demgemäß in Verbesserungen der Wiederzündleistung von flugzeugmontierten Gasturbinentriebwerken im Flug, insbesondere das Vorsehen eines Energieübertragungssystems, das in der Lage ist, Leistung von der Niederdruckwelle des Triebwerks auf die Hochdruckwelle nach einem Erlöschen der Flamme zu übertragen.
Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Verbesserung der Triebwerksleistung im Teillastbetrieb.
Da die aerodynamischen Eigenschaften von Verdichtersystemen von Gasturbinentriebwerken für optimalen Betrieb in einem bestimmten Zustand ausgelegt sind, ist es oftmals notwendig, irgendeine Art der Luftstromsteuerung vorzusehen, um einen Zusammenbruch der Strömung beim Betrieb mit Teildrehzahl zu vermeiden. Dies erfolgt üblicherweise durch Anwendung einer Verdichteranzapfung, in dem ein Teil der Verdichterströmung aus dem Triebwerk abgezweigt wird, um ein Pumpen des Verdichters im Betrieb mit Teildrehzahl zu vermeiden. Obwohl dies bei der Steuerung des Förderstromdrucks einzelner Verdichterstufen wirksam ist, hat die Steuerung durch Strömungsanzapfung eine Anzahl von Nachteilen, wobei der Hauptnachteil die Beeinträchtigung des Zykluswirkungsgrads ist. Eine variable Geometrie ist eine weitere Möglichkeit zur Herstellung einer Strömungssteuerung bei Betriebszuständen abseits der Konstruktionsauslegung. Typischerweise sind in den Verdichtersystemen von Gasturbinentriebwerken Schaufeln mit veränderlichem Anstellwinkel vorgesehen. Durch Verstellung der Schaufelblattanstellwinkel können die Strömungseigenschaften einzelner Verdichterstufen wesentlich verändert werden. Obwohl an sich wirksam, hat die Strömungssteuerung durch variable Geometrie wiederum eine Anzahl von Nachteilen. Die zusätzliche Hardware steigert die Gesamtkosten, das Gewicht, und die Komplexität des Triebwerks beträchtlich.
Es ist bekannt, daß eine ähnliche Steuerung auch durch Verändern der Drehzahl der einzelnen Triebwerkswellen bei Betrieb mit Teildrehzahl erreicht werden könnte. Beispielsweise durch Erhöhen bzw. Verringern der Drehzahl der Hoch- und Mitteldruckwellen eines Dreiwellentriebwerks könnte der Zykluswirkungsgrad bei Betrieb mit Teildrehzahl wesentlich verbessert werden. Unglücklicherweise ist dies bei herkömmlichen Triebwerken nicht möglich, da die Drehzahl jeder Triebwerkswelle durch die festen aerodynamischen Eigenschaften der sie antreibenden Turbine festgelegt ist.
Demgemäß besteht ein zweites Ziel der vorliegenden Erfindung in Verbesserungen der Teildrehzahl-Leistung von Mehrwellen- Gasturbinentriebwerken, insbesondere das Vorsehen eines Übertragungssystems, das in der Lage ist, die Drehzahlen eigener Triebwerkswellen bei Teildrehzahl-Betrieb zu verändern.
Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Verbesserung der Triebwerksstartleistung am Boden.
Das herkömmliche Anlassen von Mehrwellen-Gasturbinentriebwerken am Boden wird dadurch bewirkt, daß ein Drehmoment über das Hilfsaggregat-Getriebe des Triebwerks auf dessen Hochdruckwelle übertragen wird. Nachdem sich ein entsprechender Kernstrom entwickelt hat, findet die Zündung statt. Im allgemeinen hängt die Zeit bis zur Zündung von Faktoren wie beispielsweise Belastung durch Hilfsaggregate und Triebwerks- Aerodynamik ab. Bei zukünftigen Triebwerksanordnungen besteht die Möglichkeit, daß diese Periode im Vergleich zu heutigen Standards gesteigert werden könnte, da mehr und mehr Anforderungen an die Hilfsaggregat-Antriebssysteme gestellt werden.
Demgemäß besteht ein drittes Ziel der Erfindung in Verbesserungen der Anlaßfähigkeiten von Mehrwellen-Gasturbinentriebwerken am Boden, insbesondere das Vorsehen eines Übertragungssystems, das in der Lage ist, ein Triebwerksanlaßdrehmoment während des Anlassens am Boden auf mehr als eine der Triebwerkswellen zu übertragen.
In der allgemeinsten Form beinhaltet die Erfindung ein Gasturbinentriebwerk der Bauart, die mindestens zwei unabhängig voneinander drehbare Triebwerkswellen und eine Mehrzahl von mit den Triebwerken gekuppelten Kraftmaschinen aufweist, einschließlich, einer ersten Kraftmaschine, die mit einer ersten Triebwerkswelle gekuppelt ist und die als Generator (Vorwärtskraftübertragung) zur Aufnahme von Leistung von der Welle oder als Motor (Rückwärtskraftübertragung) zum Antrieb der Welle betreibbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine weitere Kraftmaschine mit einer weiteren der Triebwerkswellen gekuppelt ist, wobei diese weitere Kraftmaschine ebenfalls entweder als Generator (Vorwärtskraftübertragung) zur Abnahme von Leistung von der Welle oder als Motor (Rückwärtskraftübertragung) zum Antrieb der Welle betreibbar ist, und das Kraftübertragungsmittel zur Verbindung der Mehrzahl von Kraftmaschinen und Mittel zur Steuerung des Betriebs der Maschinen zur Kraftübertragung wahlweise von mindestens einer der Triebwerkswellen auf mindestens eine weitere der Triebwerkswellen vorgesehen sind.
Vorzugsweise umfaßt das Gasturbinentriebwerk eine Mehrzahl von Triebwerks getriebenen Hilfsaggregaten, und die Kraftübertragungsmittel sind für eine Kraftübertragung von mindestens einer der Triebwerkswellen zum Antrieb der Hilfsaggregate ausgelegt.
Vorzugsweise ist das Gasturbinentriebwerk zur Montage an einem Flugzeug mit einer Mehrzahl von triebwerksgetriebenen Hilfsaggregaten vorgesehen und die Kraftübertragungmittel sind weiter zur Kraftübertragung von mindestens einer der Triebwerkswellen zum Antrieb der Flugzeug-Hilfsaggregate ausgelegt.
Die Erfindung wird nachstehend unter lediglich beispielsweiser Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen mehr im einzelnen beschrieben, in welchen zeigt:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Mehrwellen-Gasturbinentriebwerks mit einem Kraftübertragungssystem nach dem Stand der Technik,
Fig. 2 eine teilweise geschnittene und teilweise abgeschnittene Ansicht eines Gasturbinentriebwerks ähnlich demjenigen nach Fig. 1, jedoch mit einem Kraftübertragungssystem nach einer ersten Ausführungsform der Erfindung,
Fig. 3 in schematischer Weise das Kraftübertragungssystem der ersten Ausführungsform der Erfindung,
Fig. 4 das gleiche Mehrwellen-Gasturbinentriebwerk wie Fig. 2 mit einem Kraftübertragungssystem nach einer zweiten Ausführungsform der Erfindung,
Fig. 5 in schematischer Weise ein Mehrwellen-Gasturbinentriebwerk ähnlich demjenigen nach Fig. 2 mit einem Kraftübertragungssystem nach einer dritten Ausführungsform der Erfindung,
Fig. 6 das gleiche Mehrwellen-Gasturbinentriebwerk wie Fig. 1 mit einem Kraftübertragungssystem nach einem Aspekt einer vierten Ausführungsform der Erfindung,
Fig. 7 das gleiche Mehrwellen-Gasturbinentriebwerk wie Fig. 5 mit einem Kraftübertragungssystem nach einem weiteren Aspekt der vierten Ausführungsform der Erfindung, und
Fig. 8 das gleiche Mehrwellen-Gasturbinentriebwerk wie Fig. 5 mit einem Kraftübertragungssystem nach einem Aspekt einer fünften Ausführungsform der Erfindung, wobei gleiche Teile durchgehend gleiche Bezugszeichen haben. Gemäß Fig. 2 ist ein Mantelgebläse-Gasturbinentriebwerk 10 am Flügel 50 eines Flugzeugs mittels eines Pylons 52 aufgehängt.
Das Triebwerk 10 ist von identischer Konstruktion wie das in Figur 1 dargestellte, mit einem Frontgebläse 12, welches einen Teil der Niederdruckwelle 16 (Fig. 1) bildet, und einem Kerntriebwerk bzw. Gasgenerator 14, der den übrigen Teil der Welle 16 und die beiden weiteren, unabhängig drehbaren Wellen 18 und 20 enthält, die in Fig. 1 dargestellt sind. Anders als Figur 1 zeigt Figur 2 das Triebwerk in teilweise aufgeschnittener Darstellung, wobei der größte Teil der Triebwerkseinzelheiten der Klarheit halber weggelassen ist.
Das dargestellte Triebwerk enthält ein Kraftübertragungssystem 60 entsprechend einer ersten grundsätzlichen Ausführungsform der Erfindung. Im wesentlichen umfaßt das Kraftübertragungssystem drei hydraulische Verdrängungsmaschinen 62, 64 und 66, die jeweils antriebsmäßig mit einer der Triebwerkswellen gekoppelt sind. Alle drei Maschinen stehen in Strömungsverbindung miteinander und bilden ein hydrostatisches Übertragungssystem, dessen genaue Konfiguration nachstehend noch beschrieben wird.
Die Maschinen 62, 64 und 66 sind von der Bauart, die in einer positiven Verdrängungsbetriebsart als Pumpe, wobei mechanische Eingangsarbeit in eine hydraulische Ausgangsdruckströmung umgesetzt wird, und in einer negativen umgekehrten Betriebsart als Motor betreibbar ist, wobei eine hydraulische Eingangsdruckströmung in mechanische Abtriebsarbeit umgesetzt wird. Diese Maschinen findet man üblicherweise in hydrostatischen Übertragungssystemen. Maschinen der Bauart mit reversibler Strömungstaumelscheibe mit variabler Strömungskapazität werden bei dieser Ausführungsform wegen größerer betriebsmäßiger Flexibilität bevorzugt.
Gemäß Figur 2 ist eine erste dieser Strömungsmaschinen 62 an dem Anzapfgetriebe 42 des Triebwerks montiert. Zusammen mit der radialen Triebwelle 40 kuppelt das Getriebe 42 die Strömungsmaschine 62 mit der Hochdruckwelle 20 des Triebwerks. Das Getriebe 42 ist mit (nicht dargestellten) Kegelrädern ausgestattet, um die Drehung der Welle 40 um 90º umzulenken, so daß die Strömungsmaschine 62 und die zugehörigen Leitungen (ebenfalls nicht dargestellt) in dem zwischen dem Kerntriebwerksgehäuse 70 und der Verkleidung 72 gebildeten Bereich 68 untergebracht werden können. In einer ähnlichen Weise ist eine zweite der Strömungsmaschinen 64 antriebsmäßig mit der Mitteldruckwelle 18 des Triebwerks gekuppelt. Eine zweite radiale Treibwelle 74 und ein Untersetzungsgetriebe 76 dienen zum Kuppeln der hydraulischen Maschine 64 mit der Mitteldruckwelle 18 des Triebwerks. Wie auch das Anzapfgetriebe 42 ist ein Getriebe 76 an dem Kerntriebwerksgehäuse 70 zusammen mit der hydraulischen Maschine 64 innerhalb der Verkleidung 72 montiert. Zusätzlich zum Untersetzungsgetriebe enthält das Getriebe 76 auch (nicht dargestellte) Kegelräder zum Umlenken der Drehbewegung von der Welle 74 um 90º. Eine dritte der hydraulischen Strömungsmaschine 66 ist antriebsmäßig mit dem stromabwärtigen Ende der Niederdruckwelle 24 des Triebwerks gekuppelt. Zwischen der Triebwerkswelle 24 und der hydraulischen Maschine 66 ist ein Untersetzungsgetriebe 78 angeordnet. Das Getriebe ist über Halterungen 80 und Flügel 82, die am stromabwärtigen Ende des Kerntriebwerks angeordnet sind, mit der festen Triebwerkskonstruktion 72 verbunden. Diese Anordnung wird bevorzugt, da sie sowohl eine aerodynamische Positionierung der Strömungsverdrängungsmaschine 66 als auch betriebstechnische Zugänglichkeit ermöglicht. Es wird nun auf Fig. 3 Bezug genommen, welche schematisch die Auslegung des hydrostatischen Kraftübertragungssystems 60 zeigt. Das dargestellte Kraftübertragungssystem kann mit dem Triebwerksölsystem integriert oder nach Wunsch auch davon getrennt ausgebildet sein. Wie dargestellt, ist jede der Hydraulikmaschinen 62, 64 und 66 durch eine separate Hydraulikleitung 88, 90 und 92 mit einer Strömungssteuerung 86 verbunden. Die Strömungssteuerung 86 weist einen ersten Einlaß 94, der die Strömung von der Maschine 64 durch die Leitung 90 erhält, einen zweiten Einlaß 96, der die Strömung von der Maschine 66 über die Leitung 92 erhält, und einen Auslaß 98 zum Fördern der Strömung durch die Leitung 88 zur Maschine 62 aufweist. In gleicher Weise weist die Maschine 62 einen ersten Einlaß 100, der über eine Hydraulikleitung 104 mit einem darin angeordneten Rückschlagventil 106 mit einem Tank 102 verbunden ist, einem zweiten Einlaß 108, der die Leitung 88 aufnimmt, einen ersten Auslaß 110, der über eine Hydraulikleitung 112 mit der Maschine 64 verbunden ist, einen zweiten Auslaß 114, der über eine Hydraulikleitung 116 mit der Maschine 66 verbunden ist, und einen weiteren Auslaß 118 auf, der mit einer Ablaufleitung 120 zum Tank 102 verbunden ist. Die zweite Maschine 64 weist einen ersten Einlaß 122, der über eine Lei-15 tung 124 mit einem Rückschlagventil 125 mit dem Tank 102 verbunden ist, einen zweiten Einlaß, der die Leitung 112 aufnimmt, einen ersten Auslaß, der über eine Leitung 90 mit der Strömungssteuerung 86 verbunden ist, und einen zweiten Auslaß 130 zum Tank 102 über eine Ablaufleitung 12 auf. Die dritte Maschine 66 weist einen Einlaß 134, der mit der Leitung 116 von der Maschine 62 verbunden ist, und einen Auslaß 136 auf, der über die Leitung 92 mit der Strömungssteuerung 86 verbunden ist. Das Kraftübertragungssystem 60 ist weiter mit einem Kühler zum Kühlen des durch die Leitungen 92 und 112 strömenden Arbeitsmittels im Betrieb versehen und weist außerdem Absperrventile 144 und 146 in den Leitungen 92 bzw. 116 zum Abtrennen der Maschine 66 auf.
Während des Betriebs des Triebwerks kann das Kraftübertragungssystem 60 so konfiguriert werden, daß es Leistung zwischen gewählten Triebwerkswellen überträgt. Gemäß Fig. 3 ist das Kraftübertragungssystem in einer ersten Betriebsart für eine Leistungsübertragung zwischen der Niederdruckwelle und der Hochdruckwelle des Triebwerks ausgelegt, also mit der Konfiguration, die nach einem Erlöschen der Brennflamme während des Fluges gewählt würde. In dieser Betriebsart ist die mit der Niederdruckwelle des Triebwerks gekuppelte Hydraulikmaschine 66 so konfiguriert, daß sie als Pumpe arbeitet, und die mit der Hochdruckwelle des Triebwerks gekuppelte Hydraulikmaschine 62 arbeitet als Motor, der durch das von der Pumpe 66 geförderte Arbeitsmittel angetrieben wird. Wenn die Absperrventile 164 und 166 geöffnet sind, gelangt Arbeitsmittel von der Pumpe 66 durch die Strömungssteuerung 86 zum Antrieb des Motors 62. In dieser Betriebsart stellt die Strömungssteuerung sicher, daß die Hydraulikmaschine 64 vom druckbeaufschlagten Arbeitsmittel abgetrennt ist, so daß die gesamte verfügbare Leistung zur Hochdruckwelle des Triebwerks geleitet wird.
In einer zweiten Betriebsart ist das Kraftübertragungssystem für eine Leistungsübertragung zwischen der Mitteldruckwelle und der Hochdruckwelle des Triebwerks ausgelegt, also in der Konfiguration, die für einen Betrieb mit Teildrehzahl gewählt würde. In dieser Betriebsart ist die mit der Mitteldruckwelle des Triebswerks gekuppelte Hydraulikmaschine 64 so konfiguriert, daß sie als Pumpe arbeitet, und die mit der Hochdruckwelle des Triebwerks gekuppelte Hydraulikmaschine 62 arbeitet als Motor, der von dem durch die Pumpe 64 geförderten Arbeitsmittel angetrieben wird. In dieser Betriebsart trennt die Strömungssteuerung 86 die Hydraulikmaschine 66 ab, so daß das gesamte unter Druck stehende Arbeitsmittel durch die Leitungen 88 und 90 zum Motor 62 gelangt, wobei der Rückfluß zur Pumpe 64 über die Leitung 112 erfolgt.
In einer dritten Betriebsart ist das Kraftübertragungssystem für eine Leistungsübertragung zwischen der Hochdruckwelle und der Mitteldruckwelle des Triebwerks ausgelegt, also in der Konfiguration, die beim Starten am Boden gewählt würde. In dieser Betriebsart ist die mit der Hochdruckwelle des Triebwerks gekuppelte Hydraulikmaschine 62 so konfiguriert, daß sie als Pumpe arbeitet, und die mit der Mitteldruckwelle des Triebwerks gekuppelte Hydraulikmaschine 64 arbeitet als Motor, der von dem durch die Pumpe 62 geförderten Arbeitsmittel angetrieben wird. In dieser Betriebsart trennt die Strömungssteuerung 86 die Hydraulikmaschine 66 ab, so daß das gesamte druckbeaufschlagte Arbeitsmittel durch die Leitung 112 zum Motor 64 gelangt, wobei der Rückfluß zur Pumpe 62 durch die Leitungen 88 und 90 erfolgt.
Um das Triebwerksgewicht zur verringern, ist das Triebwerk in Fig. 2 mit einem zusätzlichen hydrostatischen Kraftübertragungssystem 60a ausgestattet. Eine weitere hydraulische Strömungsverdrängungsmaschine 148 ist in der Pylonkonstruktion 52 eingebaut und antriebsmäßig mit einer Hydraulikpumpe 160 verbunden, welche die hydraulischen Systeme des Flugzeugs antreibt. Die Verdrängungsmaschine 148 und die Pumpe 160 bilden zusammen ein Kraftübertragungssystem zwischen Triebwerk und Flugzeug. Gemäß Fig. 3 ist die Strömungsverdrängungsmaschine 66 mit einem zusätzlichen Einlaß 138 und einem Auslaß 140 zum Anschluß der Maschine 148 versehen. Eine erste Hydraulikleitung 152 verbindet den Auslaß 140 mit der Maschine 148, und eine zweite Hydraulikleitung 150 verbindet die Machine 148 mit dem Einlaß 138 der Maschine 66 über einen Kühler 156. Eine dritte hydrostatische Leitung 154 ist zum Verbinden der Leitungen 150 und 152 mit einem Tank vorgesehen.
In dem Kraftübertragungssytem 60a ist die Hydraulikmaschine 66 ständig als Pumpe und die Maschine 148 als Pumpe und die Maschine 148 also Motor konfiguriert. Während des Triebwerkbetriebs fördert die Pumpe 66 stets unter Druck stehendes Arbeitsmittel zum Motor 148 zum Antrieb der hydraulischen Systeme des Flugzeugs.
Durch die zusätzliche Ausstattung des Triebwerks nach Fig. 2 mit dem Kraftübertragungssystem 60a kann die Hydraulikpumpe 160 des Flugzeugs näher an den Hydrauliksystemen angeordnet sein, welche sie antreibt. Durch Verlagern der Pumpe 160 von dem Hilfsaggregatgetriebe 44 zur Pylonkonstruktion 52 kann bei dem Triebwerk beträchtliches Leitungswerk und damit Gewicht eingespart werden.
Es wird nun auf Fig. 4 Bezug genommen, welche das gleiche Gasturbinentriebwerk wie Fig. 2 zeigt, jedoch mit einem Gasübertragungssystem 60 gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung.
Das dargestellte Kraftübertragungssystem kuppelt nur zwei der Triebwerkswellen miteinander, nämlich die Hochdruckwelle 16 und die Niederdruckwelle 20. Wie dargestellt, weist das Kraftübertragungssystem ein erstes Untersetzungsgetriebe 162 und ein zweites Untersetzungsgetriebe 164 auf, die antriebsmäßig mit der Hochdruckwelle und der Niederdruckwelle des Triebwerks gekuppelt sind. Das Untersetzungsgetriebe 162 ist über das Anzapfgetriebe 42 mit der Hochdruckwelle des Triebwerks gekuppelt, und das Untersetzungsgetriebe 164 ist am stromabwärtigen Ende der Welle 24 wie im vorhergehenden Ausführungsbeispiel mit der Niederdruckwelle des Triebwerks gekuppelt. Das Getriebe 164 weist (nicht dargestellte) Kegelräder auf, um den Antrieb von der Welle 24 auf eine radiale Abtriebswelle 166 zu übertragen. Die Abtriebswelle 166 ist zweiteilig ausgebildet und verläuft von dem Getriebe 164 zu einem am Pylon montierten Getriebe 168 über ein Differential 170. Dadurch ist es möglich, daß die Niederdruckwelle des Triebwerks zum Antrieb der Hydrauliksysteme des Flugzeugs über Pumpen 169 und 161 weitgehend in der gleichen Weise be nutzt werden kann, wie dies in der parallelen internationalen Patentanmeldung 92/01 179 beschrieben ist. Um die Welle 166 in das Übertragungssystem zu integrieren, sind das Anzapfgetriebe 42 des Triebwerks und das Hilfsaggregatgetriebe 44 nahe dem Pylon angeordnet. Auf diese Weise befindet sich das gesamte Kraftübertragungssystem auf einer Seite des Triebwerks, wodurch die Kraftübertragungsanordnung vereinfacht wird. Ein sogenannter Axialgetriebedifferential-Konstantdrehzahlantrieb 172 zusammen mit Wellen 174 und 176, welche das Axialgetriebedifferential 172 mit den Getrieben 162 und 170 verbinden, vervollständigt das Kraftübertragungssystem.
Der Axialdifferentialantrieb 172 gehört der Bauart an, die üblicherweise in den elektrischen Leistungsgeneratorsystemen von Flugzeugen eingesetzt wird. Diese Antriebe sind so konfiguriert, daß der größte Teil der übertragenen Leistung über eine Differentialgetriebeanordnung übertragen wird, während nur ein kleiner Teil zum Antrieb einer integrierten hydrostatischen Transmission mit variabler Drehzahl benutzt wird. Die Auslegung des Differentialantriebs ist derart, daß er eine mechanische Summierung zweier verschiedener Eingangsdrehzahlen zur Erzeugung einer einzigen Ausgangsdrehzahl ermöglicht. Der Axialdifferentialantrieb ist so angeordnet, daß eine der Eingangsdrehzahlen den mechanischen Eingang zum Differentialgetriebe selbst darstellt und die andere Eingangsdrehzahl der Ausgang von der hydrostatischen Transmission ist. Das Übersetzungsverhältnis des Differentialantriebs ist wegen des variablen hydrostatischen Transmissionsausgangs unbegrenzt variabel.
Demgemäß arbeitet das Kraftübertragungssystem 60 der zweiten bevorzugten Ausführungsform wie folgt. Während des normalen Triebwerksbetriebs wird kein Drehmoment zwischen den Triebwerkswellen übertragen, und das Übersetzungsverhältnis des Antriebs 172 folgt im wesentlichen dem Verhältnis von Niederdruckwellendrehzahl zu Hochdruckwellendrehzahl. Das einzige Mal, wenn der Antrieb 172 davon abweicht, ist nach einem Erlöschen der Brennflamme im Flug. Wenn der Triebwerksregeler (nicht dargestellt) dieses einmal festgestellt hat, verändert sich das Übersetzungsverhältnis des Antriebs 172 entsprechend dem Leistungsübertragungsbedarf. Wie vorstehend erörtert, ermöglicht dies, daß die Niederdruckwelle des Triebwerks die Hochdruckwelle auf den Wiederzündzustand beschleunigt.
Es ist natürlich klar, daß das Kraftübertragungssystem 60 noch weiter modifiziert werden könnte, so daß die Leistung selektiv zwischen beliebigen zwei Triebwerkswellen übertragen werden könnte. Dies könnte beispielsweise durch Hinzufügen eines weiteren Axialdifferentialgetriebes zwischen der Hochdruckwelle 20 und der Mitteldruckwelle 18 des Triebwerks oder alternativ durch Hinzufügen einer hydrostatischen Transmission wie bei der ersten bevorzugten Ausführungsform bewerkstelligt werden.
Es wird nun auf Fig. 5 Bezug genommen, welche schematisch das Gasturbinentriebwerk nach Fig. 1 mit einem Kraftübertragungssystem nach einer dritten Ausführungsform der Erfindung zeigt.
Wie dargestellt, weist das Triebwerk alle Komponenten des herkömmlichen Kraftübertragungssystems dar. Die Hochdruckwelle 20 treibt das Hilfsaggregatgetriebe 44 des Triebwerks über Antriebswellen 40 und 46 und ein Anzapfgetriebe 42 wie zuvor, und die radiale Antriebswelle 40 ist über ein Kegelgetriebe in üblicher Weise bei 180 mit der Hochdruckwelle des Triebwerks gekuppelt.
Zusätzlich weist jedoch das in Fig. 5 gezeigte Kraftübertragungssystem ein Untersetzungsgetriebe 182, das im Bereich 68 angeordnet und antriebsmäßig mit der Mitteldruckwelle 18 des Triebwerks gekuppelt ist, ein Untersetzungs- und Kegelgetriebe 184, das antriebsmäßig mit der Niederdruckwelle 16 des Triebwerks am stromabwärtigen Ende der Welle 24 gekuppelt ist, und ein Kegelgetriebe 186 auf, das radial außerhalb des Getriebes 184 in dem Bereich 68 angeordnet ist. Das Getriebe 182 ist mit der Mitteldruckwelle 18 über eine radiale Antriebswelle 188, die bei 190 über Kegelräder mit der Welle 32 verbunden ist, und über eine axiale Antriebswelle 192 mit dem Anzapfgetriebe 42 gekuppelt. In einer gleichen Weise ist das Getriebe 186 über eine radiale Antriebswelle 194 mit dem Getriebe 184 und über eine geneigte Antriebswelle 196 mit dem Anzapfgetriebe 42 gekuppelt. In der Antriebswelle 192 eine Kupplungsanordnung 198 eingebaut, so daß der Antrieb zwischen der Hochdruckwelle 20 und der Mitteldruckwelle 18 des Triebwerks wahlweise in und außer Eingriff gebracht werden kann. In ähnlicher Weise ist eine zweite Kupplungsanordnung 200 in der Antriebswelle 196 eingebaut, so daß der Antrieb zwischen der Hochdruckwelle und der Niederdruckwelle 16 des Triebwerks wahlweise ein- und ausgekuppelt werden kann.
Während des normalen Triebwerkbetriebs arbeitet das Kraftübertragungssystem 60 nach Fig. 5 in der gleichen Weise wie das Kraftübertragungssystem nach dem Stand der Technik. Weil die Kupplungen 198 und 200 ausgerückt sind, wird der einzige Antrieb zum Hilfsaggregatgetriebe von der Hochdruckwelle des Triebwerks abgenommen. Durch selektives Einrücken und Ausrücken Kupplungen 198 und 200 kann jedoch, wie man sieht, Leistung zwischen den Triebwerkswellen übertragen werden, und das Zusatzaggregatgetriebe kann über eine andere Welle als die Hochdruckwelle des Triebwerks angetrieben werden.
Aus dem Vorstehenden ist ersichtlich, daß die Wiederzündfähigkeit des Triebwerks durch Einrücken der Kupplung 200 und Ausrücken der Kupplung 198 nach einem Erlöschen der Flamme verbessert werden kann. Man sieht auch, daß die Teildrehzahlleistung des Triebwerks durch Einrücken der Kupplung 198 und Ausrücken der Kupplung 200 im Teillastbetrieb und die Startleistung am Boden durch gleiches Einrücken und Ausrücken vor dem Zünden des Triebwerks verbessert werden kann.
Ein Kraftübertragungssystem 60 nach einem ersten Aspekt einer vierten Ausführungsform der Erfindung ist in Fig. 6 dargestellt. Ebenso wie Fig. 5 zeigt Fig. 6 das Gasturbinentriebwerk nach Fig. 1 schematisch mit allen Komponenten des herkömmlichen Kraftübertragungssystems. Das dargestellte Kraftübertragungssystem weist auch eine Anzahl von zusätzlichen Komponenten auf, die auch bei der dritten Ausführungsform der Erfindung vorhanden sind.
Wie dargestellt, weist das Kraftübertragungssystem nach Fig. 6 weiter eine erste elektrische Maschine 202, die antriebsmäßig mit dem Hilfsaggregatgetriebe 44 des Triebwerks gekuppelt ist, eine zweite elektrische Maschine 204, die antriebsmäßig mit dem Getriebe 182 gekuppelt ist, und eine dritte elektrische Maschine 206 auf, die über ein Getriebe 208 mit der Niederdruckwelle des Triebwerks antriebsmäßig gekuppelt ist. Die elektrischen Maschinen 202, 204 und 206 sind von der Bauart, die sowohl in Vorwärtsrichtung als Generator, um mechanische Eingangsarbeit in elektrische Ausgangsarbeit umzusetzen, oder in umgekehrter Richtung als Motor betreibbar ist, um elektrische Eingangsarbeit in mechanische Ausgangsarbeit umzusetzen. Zu diesem Zweck können die Maschinen entweder permanentmagnetische oder elektromagnetische Induktionsmaschinen sein.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind die drei Maschinen 202, 204 und 206 über getrennte Leitungen 202, 214 und 216 mit einer Steuerung 210 elektrisch verbunden. Im wesentlichen weist die Steuerung 210 Schalter auf, die zum Abtrennen jeder der Maschinen 202, 204 und 206 von dem Kraftübertragungssystem ausgelegt sind.
Bei dieser Ausführungsform kann Leistung selektiv von der Niederdruckwelle 16 zur Hochdruckwelle des Triebwerks übertragen werden, in dem die Maschine 206 als Generator und die Maschine 202 als durch Strom vom Generator 206 angetriebener Motor betrieben wird. Alternativ kann Leistung von der Mitteldruckwelle 18 zur Hochdruckwelle 20 des Triebwerks übertragen werden, in dem die Maschine 204 am Generator und die Maschine 202 als durch den Generator 204 angetriebener Motor betrieben wird. In ähnlicher Weise kann Leistung von der Hochdruckwelle 20 auf die Mitteldruckwelle 18 des Triebwerks übertragen werden in dem die Maschine 202 und 204 umgekehrt betrieben werden.
Ein zweiter Aspekt dieser Ausführungsform der Erfindung ist in Fig. 7 dargestellt. Nach diesem Aspekt der Erfindung sind die elektrischen Induktionsmaschinen 202, 204 und 206 zusammen mit den mechanischen Antriebstransmissionen durch schaltbare elektrische Reluktanzmaschinen 222, 224 und 226 ersetzt.
Ebenso wie die Induktionsmaschinen der vorhergehenden Anordnung sind die schaltbaren Reduktanzmaschinen für einen Betrieb sowohl in einer Vorwärtsbetriebsart als Motor und einer Rückwärtsbetriebsart als Generator ausgelegt. Der Vorteil der schaltbaren Reluktanzmaschinen gegenüber den Induktionsmaschinen des Kraftübertragungssystems nach Fig. 6 beruht auf ihrem Verhältnis von Leistung zu Größe. Bei der dargestellten Anordnung ermöglicht dies, die Maschinen 222, 224 und 226 in dem Triebwerk innerhalb der Gasströmungskanalteile anzuordnen. Bei der dargestellten Anordnung sind die Läufer 228 der Maschinen 222, 224 und 226 mit den Triebwerkswellen 38 bzw. 32 bzw. 24 integriert.
Die Maschinen 222, 224 und 226 sind über separate Leitungen 212, 214 und 216 wie zuvor elektrisch mit der Steuerung 210 verbunden. Demgemäß kann Leistung selektiv zwischen Triebwerkswellen in gleicher Weise wie bei der Ausführungsform nach Fig. 6 übertragen werden.
Es wird nun auf Fig. 8 Bezug genommen, welche ein Kraftübertragungssystem nach eine fünften Ausführungsform der Erfindung zeigt. Ebenso wie die Figuren 5 und 6 zeigt Fig. 8 schematisch das Gasturbinentriebwerk nach Fig. 1 mit sämtlichen Komponenten des herkömmlichen Kraftübertragungssystems.
Das dargestellte Kraftübertragungssystem weist eine Hilfsluftturbine 230 auf, die antriebsmäßig mit dem Zusatzaggregatgetriebe 44 des Triebwerks gekuppelt ist. Die Hilfsturbine 230 weist einen Einlaß 232 auf, der in Strömungsverbindung mit dem stromabwärtigen Ende des Verdichters 28 steht. Ein Kanal 234 verbindet den Einlaß 232 der Turbine mit einer Triebwerksanzapfung 236, die am Auslaß zum Verdichter 28 angeordnet ist. Ein Anzapfsteuerventil 238 ist angrenzend an die Verdichteranzapfung 236 angeordnet, so daß Verdichterauslaßluft selektiv vom Triebwerk zum Antrieb der Turbine 232 angezapft werden kann.
Während des normalen Triebwerksbetriebs bleibt das Anzapfsteuerventil 238 geschlossen und das Triebwerk arbeitet wie normal. Im Teildrehzahlbetrieb öffnet jedoch das Anzapfsteuerventil 238 und Verdichterauslaßluft zur Turbine 230 geleitet. Die Vergrößerung der wirksamen Austrittsfläche bewirkt eine Steigerung der Belastung des Turbinenabschnitts 30, wodurch die Drehzahl der Mitteldruckwelle 18 absinkt. Dies steht im Gegensatz zu einer Steigerung der Drehzahl der Hochdruckwelle aufgrund der Eingangsleistung von der Turbine 230 über den Hilfsaggregatantrieb des Triebwerks.
Infolgedessen ermöglicht das bei dieser Ausführungsform dargestellte Kraftübertragungssystem die selektive Leistungsübertragung von der Mitteldruckwelle zur Hochdruckwelle durch wahlweise Betätigung des Ventils 238. Obwohl nicht dargestellt, könnte der gleiche Effekt auch durch Anordnung der Turbine 232 derart erreicht werden, daß sie durch Anzapfgase aus dem Einlaß zur Turbine 30 anstatt vom Auslaß zum Verdichter 28 angetrieben wird. Bei einer solchen Ausführungsform würde das Öffnen der Anzapfung zur Turbine 232 das Querschnittsverhältnis der Turbine 30 effektiv verringern und dadurch die Drehzahl der Welle 18 verringern, während gleichzeitig die Drehzahl der Welle 20 gesteigert würde.
Die in Fig. 5 dargestellte Anordnung bietet eine Anzahl von Vorteilen gegenüber solchen alternativen Anordnungen. Insbesondere ermöglicht sie die als Ergebnis einer Strömungssteuerung bei Teildrehzahlbetrieb erzeugte Anzapfströmung in einer nützlicheren Weise auszunutzen. Bei herkömmlichen Anordnungen wird die Anzapfströmung normalerweise in den Bypasstrom abgelassen und hat insofern nur eine minimale Auswirkung auf die Zykluseffizienz. Die beschriebene Anordnung ermöglicht jedoch die Ausnutzung der Anzapfströmung zur Steigerung der Durchsatzkapazität des Hochdruckverdichters 34 des Triebwerks und dadurch zur Verbesserung der Triebwerksleistung im Teildrehzahlbetrieb.
Obwohl die Erfindung unter Bezugnahme auf ein Dreiwellen-Gasturbinentriebwerk beschrieben wurde ist klar, daß alle Ausführungsformen der Erfindung in gleicher Weise auch auf irgendein anderes Mehrwellentriebwerk anwendbar sind. Insbesondere kann die Erfindung zur Verbesserung der Eigenschaften eines Zweiwellentriebwerks in weitgehender gleichen Weise wie für das beschriebene Dreiwellentriebwerk ausgenutzt werden. Darüber hinaus könnten die Vorteile im Teildrehzahlbetrieb auch bei einem Gasturbinentriebwerk am Boden, das die vorliegende Erfindung aufweist, ebenso wie bei Flugzeuggasturbinentriebwerken realisiert werden.

Claims

1. Mehrwellen-Gasturbinentriebwerk der Bauart, die mindestens zwei unabhängig voneinander drehbare Triebwerkswellen (18, 20) und eine Mehrzahl von mit den Triebwerkswellen (18, 20) gekuppelten Kraftmaschinen (62, 64) aufweist, einschließlich einer ersten Kraftmaschine (62), die mit einer ersten Triebwerkswelle (20) gekuppelt ist und die als Generator (Vorwärtskraftübertragung) zur Aufnahme von Leistung von der Welle (20) oder als Motor (Rückwärtskraftübertragung) zum Antrieb der Welle (20) betreibbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine weitere Kraftmaschine (64) mit einer weiteren der Triebwerkswellen (18) gekuppelt ist, wobei diese weitere Kraftmaschine (64) ebenfalls entweder als Generator (Vorwärtskraftübertragung) zur Abnahme von Leistung von der Welle (18) oder als Motor (Rückwärtskraftübertragung) zum Antrieb der Welle (18) betreibbar ist, und daß Kraftübertragungsmittel (6) zur Verbindung der Mehrzahl von Kraftmaschinen (62, 64) und Mittel (86) zur Steuerung des Betriebs dieser Maschinen (62, 64) zur Kraftübertragung wahlweise von mindestens einer (20) der Triebwerkswellen auf mindestens eine weitere (18) der Triebwerkswellen vorgesehen sind.

2. Gasturbinentriebwerk nach Anspruch 1, weiter dadurch gekennzeichnet, daß das Triebwerk (10) eine Mehrzahl von triebwerksgetriebenen Hilfsaggregaten (44, 42) aufweist und die Kraftübertragungsmittel (60) dafür ausgelegt sind, Energie von mindestens einer (20) der Triebwerkswellen zum Antrieb der Hilfsaggregate zu übertragen.

3. Gasturbinentriebwerk nach Anspruch 1 oder 2 zur Montage an einem Flugzeug mit einer Mehrzahl von triebwerksgetriebenen Hilfsaggregaten (44, 42), wobei die Kraftübertragungsmittel (60) weiter dafür ausgelegt sind, Energie von mindestens einer (20) der Triebwerkswellen zum Antrieb der Flugzeughilfsaggregate zu übertragen.

4. Gasturbinentriebwerk nach den Ansprüchen 1 bis 3, wobei die Kraftübertragungsmittel mindestens zwei hydraulisch gekuppelte Verdrängungsströmungsmaschinen (62, 64, 66) aufweisen, die jeweils antriebsmäßig mit einer anderen der Triebwerkswellen (16, 18, 20) verbunden sind, und wobei mindestens eine der Verdrängungsströmungsmaschinen so ausgebildet ist, daß sie als Motor arbeitet, der durch Arbeitsmittel gespeist wird, das von mindestens einer anderen, als Pumpe arbeitenden Verdrängungsströmungsmaschine zugeführt wird.

5. Gasturbinentriebwerk nach Anspruch 4, wobei die Verdrängungsströmungsmaschinen (62, 64, 66) strömungsveränderliche Maschinen sind.

6. Gasturbinentriebwerk nach Anspruch 5, wobei die Verdrängungsströmungsmaschinen (62, 64, 66) für den Betrieb in einer ersten Betriebsart als Pumpe und in einer zweiten Betriebsart als Motor ausgelegt sind.

7. Gasturbinentriebwerk nach Anspruch 6, wobei die Kraftübertragungsmittel (60) weiter ein Steuerventil (144, 146) zur Steuerung der Arbeitsmittelströmung zwischen den Verdrängungsströmungsmaschinen (62, 64, 66) aufweisen.

8. Gasturbinentriebwerk nach Anspruch 6, wobei jede der Verdrängungsströmungsmaschinen (62, 64, 66) mit einer zugehörigen Triebwerkswelle (16, 18, 20) über ein Getriebe (42, 74, 78) verbunden ist.

9. Gasturbinentriebwerk nach einem der Ansprüche 4 bis 8, wobei das Arbeitsmittel aus dem Triebwerksölsystem abgezweigtes Maschinenöl ist.

10. Gasturbinentriebwerk nach Anspruch 4, wobei eine der Verdrängungsströmungsmaschinen (66) mit einer Niederdruckwelle (16) des Triebwerks und eine weitere der Verdrängungströmungsmaschinen (62) mit einer Hochdruckwelle (20) des Triebwerks verbunden ist.

11. Gasturbinentriebwerk nach Anspruch 10, wobei die Niederdruckwelle (16) ein Gebläse (12) und eine Niederdruckturbine (22) aufweist, die durch eine Lastübertragungswelle (24) miteinander verbunden sind, und die Verdrängungsströmungsmaschine (66) antriebsmäßig mit dem stromabwärtigen Ende der Lastübertragungswelle verbunden ist.

12. Gasturbinentriebwerk nach einem der Ansprüche 4 bis 11, wobei eine Verdrängungsströmungsmaschine (62, 64, 66) hydraulisch mit einem Kraftübertragungsorgan (40, 42, 44) zur Kraftübertragung zwischen dem Triebwerk und einem Flugzeughilfsaggregat gekuppelt ist.

13. Gasturbinentriebwerk nach Anspruch 10, wobei eine weitere Verdrängungsströmungsmaschine (64) mit einer Mitteldruckwelle (18) des Triebwerks verbunden ist.

14. Gasturbinentriebwerk nach den Ansprüchen 1 bis 3, wobei die Kraftübertragungsmittel (60) mindestens ein Differentialantriebsorgan (172) mit veränderlichem Übersetzungsverhältnis aufweisen, das für eine Kraftübertragung zwischen zwei der Triebwerkswellen (16, 18, 20) ausgelegt und angeordnet ist.

15. Gasturbinentriebwerk nach Anspruch 14, wobei das Triebwerk eine Niederdruckwelle (16) und eine Hochdruckwelle (20) aufweist und die Kraftübertragungsmittel (60) mindestens ein Differentialantriebsorgan mit veränderlichem Übersetzungsverhältnis (172) aufweisen, welches die Niederdruckwelle (16) mit der Hochdruckwelle (20) verbindet.

16. Gasturbinentriebwerk nach Anspruch 15, wobei die Niederdruckwelle (16) ein Gebläse (12) und eine Niederdruckturbine (22) aufweist, die mittels einer Lastübertragungswelle (24) miteinander verbunden sind, und das Differentialantriebsorgan (172) mit der Niederdruckwelle (60) antriebsmäßig über ein Getriebe (170) verbunden ist, das mit dem stromabwartigen Ende der Lastübertragungswelle (24) verbunden ist.

17. Gasturbinentriebwerk nach Anspruch 16, wobei das Getriebe (170) zusätzlich antriebsmäßig mit einem Getriebe (168) eines Flugzeughilfsaggregats verbunden ist.

18. Gasturbinentriebewerk nach den Ansprüchen 1 bis 3, wobei die Kraftübertragungsmittel (60) ein erstes Getriebe (182) aufweisen, das antriebsmäßig mit mindestens zwei der Triebwerkswellen (18, 20) verbunden ist.

19. Gasturbinentriebwerk nach Anspruch 18, wobei die Kraftübertragungsmittel (60) eine Kupplung (198) zwischen mindestens einer der Wellen (18) und dem Getriebe (182) aufweisen, um dadurch eine wahlweise Kraftübertragung zwischen den Triebwerkswellen (18, 20) zu ermöglichen.

20. Gasturbinentriebwerk nach Anspruch 19, wobei das Triebwerk eine Niederdruckwelle (16) und eine Hochdruckwelle (20) aufweist und das erste Getriebe (182) antriebsmäßig mit einem Getriebe (42, 44) eines Triebwerkshilfsaggregats verbunden ist und wobei die Hochdruckwelle (20) für den Antrieb des Hilfsaggregatgetriebes (42, 44) über das erste Getriebe (182) unabhängig vom Eingriff der Kupplung (198) ausgebildet ist.

21. Gasturbinentriebwerk nach den Ansprüchen 1 bis 3, wobei die Kraftübertragungsmittel (60) mindestens eine elektrische Maschine (206) aufweisen, die antriebsmäßig mit einer Triebwerkswelle (16) verbunden und zum Betrieb als Generator ausgelegt ist, und mindestens eine elektrische Maschine (204) aufweisen, die antriebsmäßig mit einer weiteren der Triebwerkswellen (18) verbunden und zum Betrieb als Motor ausgelegt ist, der durch Strom von dem Generator (206) gespeist wird.

22. Gasturbinentriebwerk nach Anspruch 21, wobei die elektrischen Maschinen (204, 206) elektrische Induktionsmaschinen sind, die jeweils zum Betrieb in einer Vorwärtsbetriebsart als Motor und in einer Rückwärtsbetriebsart als Generator ausgebildet sind.

23. Gasturbinentriebwerk nach Anspruch 22, wobei jede der elektrischen Induktionsmaschinen (204, 206) antriebsmäßig über Untersetzungsgetriebe (182, 208) mit der jeweiligen Triebwerkswelle verbunden sind.

24. Gasturbinentriebwerk nach Anspruch 21, wobei die elektrischen Maschinen (204, 206) umschaltbare Reluktanzmaschinen sind, die jeweils zum Betrieb in einer Vorwärtsbetriebsart als Motor und in einer Rückwärtsbetriebsart als Generator ausgelegt sind.

25. Gasturbinentriebwerk nach Anspruch 22, wobei die Läufer der umschaltbaren Relutanzmaschinen einstückig mit der betreffenden Triebwerkswelle ausgebildet sind.

26. Gasturbinentriebwerk nach den Ansprüchen 1 bis 3, wobei die Kraftübertragungsmittel eine Triebwerksströmungsanzapfung (236) und eine Hilfsturbine (230) aufweisen, die antriebsmäßig mit mindestens einer der Triebwerkswellen (34, 36, 38) verbunden und dafür ausgelegt ist, aus der Anzapfung (236) Triebwerksströmungsmittel zu erhalten, derart, daß im Betrieb der Triebwerkszweigstrom zum Antrieb der Hilfsturbine (230) und dadurch zur Leistungssteigerung der Triebwerkswelle dient.

27. Gasturbinentriebwerk nach Anspruch 26, wobei die Anzapfung (236) für die Zufuhr von Luft aus dem Verdichterabschnitt (28) mindestens einer der Triebwerkswellen zur Hilfsturbine (230) ausgebildet ist.

28. Gasturbinentriebwerk nach Anspruch 27, wobei die Hilfsturbine (230) Luft von einer Triebwerkswelle (28, 30, 32) erhält und antriebsmäßig mit einer weiteren Triebwerkswelle (34, 36, 38) verbunden ist.

29. Gasturbinentriebwerk nach den Ansprüchen 26 bis 28, wobei das Triebwerk (10) eine Niederdruckwelle (12, 22, 24) und eine Hochdruckwelle (34, 36, 38) aufweist und die Hilfsturbine (230) antriebsmäßig mit der Hochdruckwelle verbunden ist.

30. Gasturbinentriebwerk nach den Ansprüchen 26 bis 29, wobei die Hilfsturbine (230) über eine Untersetzungsgetriebe (42, 44) antriebsmäßig mit der genannten Welle (34, 36, 38) verbunden ist.

31. Gasturbinentriebwerk nach einem der vorhergehenden An-10 sprüche, wobei das Triebwerk (10) ein Mantelgebläsetriebwerk ist.