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DE1030622B - Sicherheitsregeleinrichtung fuer Propellerturbinen-Triebwerke mit Verstelluftschraube - Google Patents

Sicherheitsregeleinrichtung fuer Propellerturbinen-Triebwerke mit Verstelluftschraube

Info

Publication number
DE1030622B
DE1030622B DEN10204A DEN0010204A DE1030622B DE 1030622 B DE1030622 B DE 1030622B DE N10204 A DEN10204 A DE N10204A DE N0010204 A DEN0010204 A DE N0010204A DE 1030622 B DE1030622 B DE 1030622B
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
torque
fuel supply
pressure
safety control
turbine
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DEN10204A
Other languages
English (en)
Inventor
Reginald Henry Doug Chamberlin
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Napier Turbochargers Ltd
Original Assignee
D Napier and Son Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by D Napier and Son Ltd filed Critical D Napier and Son Ltd
Publication of DE1030622B publication Critical patent/DE1030622B/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02CGAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C9/00Controlling gas-turbine plants; Controlling fuel supply in air- breathing jet-propulsion plants
    • F02C9/26Control of fuel supply
    • F02C9/28Regulating systems responsive to plant or ambient parameters, e.g. temperature, pressure, rotor speed
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64CAEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C11/00Propellers, e.g. of ducted type; Features common to propellers and rotors for rotorcraft
    • B64C11/30Blade pitch-changing mechanisms
    • B64C11/38Blade pitch-changing mechanisms fluid, e.g. hydraulic
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02CGAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C7/00Features, components parts, details or accessories, not provided for in, or of interest apart form groups F02C1/00 - F02C6/00; Air intakes for jet-propulsion plants
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02NSTARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N7/00Starting apparatus having fluid-driven auxiliary engines or apparatus

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Control Of Turbines (AREA)

Description

  • Sicherheitsregeleinrichtung für Propellerturbinen-Triebwerke mit Verstelluftschraube Die Erfindung bezieht sich auf Sicherheitsregeleinrichtungen für Propellerturbinen-Triebwerke mit Verstelluftschraube.
  • Die Hauptaufgabe der Erfindung besteht darin, die Gefahr für das Ausbrechen von Feuer bei derartigen Triebwerken zu beseitigen, das seine Ursache in erster Linie in dem mechanischen Bruch von bestimmten Triebwerkteilen, insbesondere der Turbinen- oder Verdichterschaufel, oder von Getriebeteilen hat.
  • Es ist bereits eine Sicherheitseinrichtung für Brennkraftmaschinen bekannt, bei der durch eine Drehmomentmeßeinrichtung ein Anschlag in der Weise verstellt wird, daß dann, wenn das abgegebene Drehmoment unter den Drehmomentsollwert fällt, die Brennstoffzufuhr verringert oder vollständig abgesperrt wird. Eine solche Sicherheitseinrichtung allein genügt jedoch für Propellerturbinen-Triebwerke nicht. Es werden damit zwar die weitere Beschädigung des Triebwerks und die Brandgefahr beseitigt, jedoch würde die stillstehende oder vom Fahrwind angetriebene Luftschraube den Auftrieb des Flugzeugs stören und insbesondere in den kritischen Sekunden des Starts zu einem Absturz des Flugzeugs führen.
  • Gemäß der Erfindung ist deshalb die Sicherheitsregeleinrichtung für Propellerturbinen-Triebwerke, bei der eine Drehmomentmeßeinrichtung vorgesehen ist, deren vom Drehmoment abhängiger Meßwert beim Unterschreiten eines einstellbaren Drehmomentsollwertes die Brennstoffzufuhr verringert oder vollständig absperrt, in der Weise ausgebildet, daß die Drehmomentmeßeinrichtung außerdem mit der Luftschraubenv erstelleinrichtung in der Weise verbunden ist, daß beim Unterschreiten des vorbestimmten Drehmomentsollwertes auch die Luftschraubenblätter in Segelstellung gedreht werden. Wenn das Drehmoment während des Betriebes in anomaler Weise zurückgeht, z. B. auf Null, oder wenn sich die Wirkungsrichtung des Drehmoments umkehrt, was auf den Bruch eines Bauteils oder auf irgendeine andere Ursache zurückzuführen sein kann, wird durch die gemäß der Erfindung ausgebildete Sicherheitsregeleinrichtung somit nicht nur die Kraftstoffzufuhr im wesentlichen augenblicklich verringert oder unterbrochen, sondern auch die Luftschraube in Segelstellung gebracht, so daß bei der Herabsetzung oder Beseitigung der Gefahr einer weiteren Beschädigung des Triebwerks oder dem Triebwerk benachbarter Konstruktionen die Gefahr einer Auftriebsverschlechterung vermieden ist, was insbesondere beim Starten lebenswichtig ist. Um jedoch zu verhindern, daß die Sicherheitsregeleinrichtung anspricht, wenn z. B. beim Anschweben zur Landung oder beim Rollen der Leistungswählhebel so weit zurückgenommen wird, daß das abgegebene Drehmoment unter den vorbestimmten Sollwert fällt, ist gemäß einem weiteren :Merkmal der Erfindung der Leistungswählhebel mit einer Einrichtung verbunden, welche die Sicherheitsregeleinrichtung dann unwirksam macht, wenn die Stellung des Leistungswählhebels einer Leistungsabgabe, entspricht, die unter einem vorbestimmten Wert liegt. Und endlich ist die Sicherheitsregeleinrichtung mit einem auf die Drehzahl der Turbine oder eines Teils der Turbine ansprechenden Regler verbunden, um die Kraftstoffzufuhr zu unterbrechen, wenn die Turbinendrehzahl einen vorbestimmten Wert überschreitet.
  • Die Erfindung eignet sich insbesondere auch für Triebwerke von Hubschraubern mit Düsenantrieb, d. h. für Triebwerke mit einer Gasturbine, die einen Teil ihrer Leistung über eine Kraftübertragungseinrichtung auf die Luftschraube überträgt und auch einen Hilfsverdichter treibt, der dazu dient, verdichtete Luft zu dem Kopf des Hubschrauberrotors zu fördern, wo in Brennern an den Rotorblattspitzen Kraftstoff verbrannt wird. In diesem Falle wird die Sicherheitsregeleinrichtung zweckmäßigerweise ,o ausgeführt, daß sie die Zufuhr von Kraftstoff zu den Brennkammern auf einen Wert herabsetzt, der gerade noch ausreicht, um den Hilfsverdichter anzutreiben, so daß der Hubschrauber eine \Totlandung vornehmen kann.
  • In jedem Falle läßt sich die Erfindung insbesondere bei solchen Triebwerken anwenden, bei denen die Kraftübertragungseinrichtung ein Differentialgetriebe mit einer festgehaltenen Welle einschließt, wobei das der Welle durch Flüssigkeitsdruck in einer oder mehreren Kammern geschieht, die zu einer hydraulischen Drehmomentmeßeinrichtung gehören. In diesem Fall ist eine auf die Druckverhältnisse in diesen Kammern ansprechende Einrichtung vorgesehen, welche die erforderliche Herabsetzung der Kraftstoffzufuhr bewirkt, wenn die Druckverhältnisse einem Wert des übertragenen Drehmoments entsprechen, der geringer ist als der vorbestimmte Wert.
  • Wenn die hydraulische Drehmomentmeßeinrichtung so ausgebildet ist, daß dem Drehmoment unter normalen Bedingungen dadurch ein Widerstand entgegengesetzt wird, daß ein geeigneter Unterschied zwischen denjenigen Drücken aufrechterhalten wird, die in entgegengesetzten Richtungen auf das Reaktionsglied bzw. ein mit diesem verbundenes Glied wirken, so kann die Einrichtung so getroffen werden, daß die Herabsetzung oder Unterbrechung der Kraftstoffzufuhr druch einen anomalen Druckunterschied bewirkt wird. Wenn sich dagegen beide Drücke gemäß bestimmten Gesetzen in Abhängigkeit von dem Drehmoment ändern, kann man die Einrichtung auch so treffen, daß die Herabsetzung oder Unterbrechung der Kraftstoffzufuhr vermindert oder unterbrochen wird, wenn nur einer dieser Drücke einen anomalen Wert annimmt.
  • Die Erfindung wird im folgenden an Hand schematischer Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.
  • Fig. 1 ist eine schematische Schnittdarstellung eines Propellerturbinen-Flugzeugtriebwerks, das mit einer Sicherheitsregeleinrichtung nach der Erfindung ausgerüstet ist; Fig. 2 ist ein Kurvenschaubild, das die Änderungen des hydraulischen Druckes in Abhängigkeit des übertragenen Drehmoments bei der in dem Triebwerk der Fig. 1 verwendeten hydraulischen Drehmomentmeßeinrichtung zeigt; Fig. 3 und 4 sind schematische Schnittdarstellungen von Hubschraubertriebwerken, bei denen die Erfindung anwendbar ist.
  • Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist ein Propellerturbinen-Triebwerk mit freier Turbine gezeigt, das einen Axialverdichter 1, einen Satz von Brennkammern 2 und eine Turbine 3 umfaßt, deren Abgas durch die Düse 4 als Reaktionsstrahl austritt. Die Turbine ist dreistufig ausgeführt.
  • Die beiden ersten Stufen sind auf einem ersten Turbinenläufer 5 vorgesehen, der mit dem Rotor des Verdichters 1 verbunden ist. Die letzte Stufe der Turbine befindet sich auf einem zweiten Turbinenrotor 6, der über eine Welle 7 und ein Planetenradgetriebe 8 die Luftschraube 9 antreibt. Als Luftschraube dient eine Verstelluftschraube, deren Verstellmechanismus bei 10 angedeutet ist. Der Brennstoff wird über die Brenner 11 den Brennkammern 2 zugeführt. Die Brenner 11 sind an eine ringförmige Hauptleitung 12 angeschlossen.
  • Das Getriebe 8 umfaßt ein auf der Welle 7 sitzendes Sonnenrad 13 und eine Reihe von Planetenradsätzen 14, die mit dem Sonnenrad 13 und einem Innenzahnkranz 15 zusammenwirken; die Planetenradsätze sind auf einem Armstern 16 gelagert, der mit der Luftschraubenwelle 17 verbunden ist.
  • Um die Darstellung klarer zu machen, ist das Untersetzungsgetriebe 8 im oberen Teil der Fig. 1 nochmals im Radialschnitt wiedergegeben. Der Innenzahnkranz 15, der das Reaktionsglied des Untersetzungsgetriebes bildet, ist starr mit einem Arm 20 verbunden, der an eine Stange 21 angelenkt ist. Auf der Stange 21 sitzt ein doppelt wirkender Kolben 22, der in einem Zylinder 23 angeordnet ist, der an seinen beiden Enden Dichtpackungen 24 aufweist, durch welche sich die Stange 21 erstreckt. Das dem Arm 20 abgewandte Ende der Stange 21 ragt in eine Steuerschieberbuchse 25 und besitzt vier im Abstand voneinander angeordnete Stege 30, 31, 32 und 33. Die Steuerschieberbuchse 25, hat eine Einlaßöffnung 26 für eine unter verhältnismäßig hohem Druck stehende hydraulische Flüssigkeit und zu beiden Seiten der Einlaßöffnung angeordnete Auslaßöffnungen 27 und 28. Ferner sind Steueröffnungen 3.4 und 35. vorgesehen, die jeweils mit den Enden des den Kolben 22 enthaltenden Zylinders 23 verbunden sind. Die Enden der Steuerschieberbuchse 25 sind über Öffnungen 29 mit einer Druckentlastungsleitung verbunden.
  • Die Stege 31 und 32 sowie die Öffnungen 34 und 35 sind derart bemessen und angeordnet, daß dann, wenn sich die Vorrichtung in der in Fig. 1 wiedergegebenen Stellung für das Drehmoment Null befindet, beide Öffnungen 34 und 35 gerade sowohl mit der Einlaßöffnung 26 als auch mit der Auslaßöffnun.g 27 bzw. 28 Verbindung haben, die Stege 31 und 32 also gerade an beiden Kanten eine kleine Öffnung frei lassen. Auf diese Weise ergeben sich hinter den beiden Öffnungen 34 und 35 und damit in den beiden Kammern A und B der Kolbenkammer 23 gleiche, und zwar im Verhältnis niedrige Drücke C (vgl. Fig. 2). Kolben 22 und damit auch Stange 21 bleibt in Ruhe. Wenn sich das durch das Untersetzurngsgetriebe 8 übertragene Drehmoment vergrößert, möge der Zahnkranz 15 das Bestreben haben, sich nach links zu bewegen. Durch die Bewegung der Stange 21 werden die Verbindungsöffnungen zwischen 34 und der Druckzuleitung 26 und zwischen 35 und der Auslaßöffnung 28 vergrößert. Dadurch tritt von 34 nach 35 und damit auch von Raum B nach Raum A ein Druckgefälle auf. Da bei einer kleinen Bewegung der Stange 21 die Verbindungsöffnungen sich nur in geringem Maße ändern, andererseits aber durch den verhältnismäßig langen Spalt zwischen Kolben 22 und Zylinder 23 eine gewisse Menge der Druckflüssigkeit von Raum B nach Raum A übertreten kann, wird anfangs der Druck, ,vie in Fig.2 gezeigt, in beiden Räumen unter den Wert C bei dem Drehmoment Null absinken. Sobald die an dem Kolben 22 wirkende Druckdifferenz dem an dem Zahnkranz 15 wirkenden Reaktionsmoment das Gleichgewicht hält, bleibt die Stange 21 stehen. Bei weitersteigendem Drehmoment wird eine Stelluxg der Stange 21 erreicht, bei welcher der Zuflußquerschnitt bei 34 den Leckquerschnitt am Kolben 22 übersteigt. Von dem dieser Stellung der Stange 21 entsprechenden Drehmoment an wird der Druck in dem Raum B wieder ansteigen und den Wert beim Drehmoment Null wieder überschreiten. Der Druck in der Kammer A steigt dann, wenn sich der Wert des übertragenen Drehmoments dem Maximum nähert, ebenfalls wieder an, doch liegt der Druck in der Kammer A bei dem gewählten Steuer- und Leckquerschnitt innerhalb des gesamten Betriebsbereiches des Triebwerks stets unterhalb des Anfangsdruckes C. Die zwischen den Räumen B und A vorhandene Druckdifferenz entspricht jeweils der Größe des über das Getriebe 8 übertragenen Drehmoments.
  • Die Kammer A ist über eine Leitung 40 mit einem Servozylinder 41 verbunden, in dein sich ein Servokolben 42 befindet, der an einer Betätigungsstange 43 angebracht ist. Eine Seite des Kolben 42 steht unter dem in der Leitung 40 herrschenden Druck, während auf das andere Ende des Kolbens eine innerhalb des Zylinders 41 angeordnete Feder 44 wirkt. Die Stange 43 erstreckt sich durch eine im rückwärtigen Ende des Zylinders vorgesehene Abdichtung, und das dem Zylinder 41 abgewandte Ende der Stange 43 ist mit einer insgesamt mit 45 bezeichneten elektrischen Kontaktvorrichtung verbunden, in welcher dann, wenn die Feder 44 zusammengedrückt wird, von der Stange 43 zwei elektrische Kontakte 46 und 47 geschlossen werden. Diese Kontakte liegen in einem Stromkreis, der dem Blattverstellmechanismus 10 der Luftschraube 9 zugeordnet ist, und bewirken beim Schließen, daß die Luftschraubenblätter sich in Segelstellung drehen, um zu verhindern, daß die Luftschraube vom Fahrwind angetrieben wird. Außerdem ist die Betätigungsstange 43 an dem Ende einer Verbindungsstange 48 angelenkt, von der ein mittlerer Punkt mit dem Betätigungshebel 49 eines Kraftstoffschaltventils 50 verbunden ist, das in der Kraftstoffleitung zu den Brennern 11 liegt. Das andere Ende der Verbindungsstange 48 steht in mechanischer Verbindung mit einem Handbetätigungshebel 51. Man erkennt, daß bei Bewegung der Stange 43 nach rechts, d. h. in einer Richtung, bei der die Feder 44 zusammengedrückt wird, die Kontakte 46 und 47 geschlossen werden und gleichzeitig auch das Kraftstoffschaltventi150 betätigt wird, um die Kraftstoffzufuhr zu der Ringleitung 12 und den Brennern 11 zu verringern oder zu unterbrechen. Das Ventil 50 kann über den Hebel 51 auch mit der Hand betätigt werden. Die Spannung der Feder 44 ist so gewählt, daß die Stange 43 das Ventil 50 und die elektrischen Kontakte 46,47 schließt, wenn der Druck in der Kammer A den Wert D (Fig. 2) erreicht, wobei der Druck D niedriger ist als der Druck C beim Drehmoment Null, aber höher ist als derjenige Druck, der in der Kammer A bei dem höchsten übertragenen Drehmoment herrscht. Damit wird die Verschiebung der Stange 43 und damit die Betätigung der Sicherheitsre@geleinrichtung nur dann eintreten, wenn das Drehmoment unter einen vorbestimmten niedrigen Wert sinkt.
  • Das Ventil 50 kann gegebenenfalls so ausgeführt sein, daß es als Entleerungsventil wirkt; in diesem Falle verbindet das Ventil beim Unterbrechen der Kraftstoffzufuhr die Ringleitung 12 automatisch mit einer Ablaufleitung, so daß die gesamte noch in der Ringleitung verbliebene Kraftstoffmenge aus der Ringleitung entfernt wird.
  • In der Leitung 40 zwischen der Kammer A und dem Servozylinder 41 ist ferner ein Ventil 52 vorgesehen, dessen Betätigungshebel mit dem durch den Flugzeugführer bedienten Hauptleitungswählhebe153 in der Weise verbunden ist, daß die Verbindung zwischen der Drehmomentmeßeinrichtung und dem Servozylinder 41 unterbrochen wird, wenn der Leistungswählhebel 53 z. B. beim Anlassen in eine Stellung für niedrige Leistung gebracht wird, um zu verhindern, daß dann die Sicherheitsregeleinrichtung die Kraftstoffzufuhr unterbricht. Solange sich der Hauptleistungswählhebel zwischen den Stellungen 53 und 53a befindet, bleibt das Ventil 52 geschlossen; wenn der Leistungswählhebel jedoch in Richtung auf die Stellung für volle Leistung bewegt wird, öffnet sich das Ventil 52, so daß von diesem Augenblick ab die Sicherheitsregeleinrichtung in Betrieb ist und wirksam wird, wenn sich das vorbestimmte niedrige Drehmoment einstellt.
  • Es ist ersichtlich, daß die Einrichtung auch dann in Tätigkeit tritt, wenn sich die Wirkungsrichtung des Drehmoments umkehrt, wie es beispielsweise vorkommen kann, wenn ein Schaden an der Turbine selbst oder an den Kraftübertragungsteilen zwischen der Turbine und dem Untersetzungsgetriebe 8 auftritt; in diesem Falle würde die Luftschraube 9 vom Fahrwind angetrieben und bestrebt sein, die Turbine über das Untersetzungsgetriebe anzutreiben.
  • Die Fig. 3 und 4 zeigen zwei abgeänderte Ausführungsformen von Triebwerken. In beiden Figuren handelt es sich um ein Propellerturbinen-Triebwerk mit Hilfsverdichter, der am rückwärtigen Ende des Triebwerks angeordnet ist und durch die Turbine angetrieben wird. Bei der Konstruktion nach Fig. 3 ist der Hilfsverdichter so angeordnet, daß er verdichtete Luft zu dem Hubschrauberrotor fördert, wo die Luft dazu dient, Brennstoff in Brennern zu verbrennen, die an den Rotorblattspitzen vorgesehen sind. Das hierbei entstehende Gas tritt in Form von Reaktionsstrahlen aus Düsen an den Blattspizen aus, um den Hubschrauberrotor zu drehen, während die Luftschraube am vorderen Ende des Triebwerks die Kraft für den Vortrieb liefert. Die Konstruktion des Hubschrauberrotors bildet nicht einen Gegenstand der Erfindung und wird daher hier nicht im einzelnen beschrieben.
  • Bei der in Fig. 3 dargestellten Konstruktion ist :eine Turbine mit zwei Läufern vorgesehen. Die Turbine hat eine erste Verdichterstufe 60, die über eine Welle 61 mit dem Turbinenläufer 62 der zweiten Turbinenstufe gekuppelt ist, sowie eine zweite VerdlCJhterStufe 63, die über eine die Welle 61 umgebende Hohlwelle 64 mit dem Turbinenläufer 65 der ersten Turbinenstufe gekuppelt ist. Zwischen dem Verdichter und der Turbine liegen mehrere Brennkammern 66, denen Brennstoff über eine Ringleitung 67 und die Brenner 68 zugeführt wird; dieser Brennstoff strömt durch ein Ventil 69, das dem Ventil 50 in Fig. 1 entspricht. Das vordere Ende der ersten Verdichterstufe 60 ist über ein insgesamt mit 70 bezeichnetes Planetenrad-Untersetzungsgetriebe mit einer verstellbaren Luftschraube 71 gekuppelt, die mit einem Blattverstellmechanismus 72 ausgerüstet ist. Das Getriebe 70, das ebenso ausgebildet und angeordnet ist wie das an Hand von Fig. 1 beschriebene Getriebe, hat hydraulische Steuerleitungen, die das Ventil 69 und den Blattverstellmechanismus 72 automatisch betätigen, wenn das durch das Getriebe übertragene Drehmoment unter einen vorbestimmten Wert absinkt.
  • Das rückwärtige Ende des Turbinenläufers 62 der zweiten Stufe ist über eine hydraulische Kupplung 73 mit einem hinter der Turbine angeordneten Hilfsverdichter 74 verbunden. Die durch diesen Verdichter geförderte Luft gelangt in einen Kanal 75, von dem aus sie in der bereits beschriebenen Weise zu dem Hubschrauberrotor geleitet wird. Das Abgas der Turbine wird durch einen Kanal 79 in die Atmosphäre geleitet.
  • Es liegt auf der Hand, daß es bei Verwendung eines solchen Triebwerks bei einem Hubschrauber unerwünscht sein kann, die Kraftstoffzufuhr bis auf den Wert Null zu vermindern, wenn das durch das Getriebe 70 übertragene Drehmoment zurückgeht, denn die Zuführung von energiehaltigem Gas zum Rotor des Hubschraubers stellt das einzige Mittel zur Erzeugung von Auftrieb dar. Vorzugsweise bildet man daher das Ventil 69 in diesem Falle so aus, daß es die Kraftstoffzufuhr nur bis auf einen Wert vermindert, bei welchem noch eine ausreichende Menge von energiehaltigem Gas erzeugt wird, um eine Landung des Hubschraubers zu ermöglichen.
  • Ferner ist es in allen Fällen, in denen das Triebwerk eine freie Turbine einschließt, die nicht mit einem äußeren Kraftverbraucher verbunden ist und daher nicht der Regelung durch den auf Drehmoment ansprechenden Mechanismus unterliegt, erwünscht, ein zusätzliches Mittel zum Regeln der Drehzahl der freien Turbine vorzusehen. Bei der Konstruktion nach Fig. 3 ist zu erkennen, daß derjenige Teil des Aggregats, der den Verdichter 63 der zweiten Stufe und den Turhinenläufer 65 der ersten Stufe umfaßt, nicht mit einem äußeren Kraftverbraucher gekuppelt ist; dieses Aggregat ist daher über ein Zahnradgetriebe:76 mit einem auf Überdrehzahl der Turbine ansprechenden Regler 77 verbunden, wobei der Regler in Tätigkeit tritt, wenn die Drehzahl dieses Aggregats einen vorbestimmten Wert überschreitet. Die Anordnung kann so getroffen sein, daß der Regler 77 das Kraftstoffventil 69 und/oder den Blattverstellmechanismus 72 der Luftschraube betätigt.
  • Das in Fi.g.4 dargestellte Ausführungsbeispiel ähnelt dem Ausführungsbeispiel nach Fig.3. Entsprechende Teile des in, Fig. 4 gezeigten Ausführungsbeispiels tragen daher die gleichen Bezugsziffern, denen jeweils ein Kennstrich beigefügt ist. Im vorliegenden Falle besitzt die Turbine jedoch nur ein Läuferaggregat, d. h. nur einen Verdichter 80, der mit dem Turbinenläufer 81 gekuppelt ist; dieses Turboverdichteraggregat treibt sowohl die Luftschraube 71' als auch den Hilfsverdichter 74' an. Ferner wird bei diesem Ausführungsbeispiel die durch den Verdichter 74' geförderte Luft zusammen mit dem Abgas der Turbine 81 durch die Leitung 75' dem Kopf des Luftschraubenrotors zugeführt. Die Sicherheitsregeleinrichtung ist wie bei der Konstruktion nach Fig. 3 so. eingerichtet, daß sie die Kraftstoffzufuhr dann, wenn das durch das Getriebe 70' übertragene Drehmoment unter einen vorbestimmten Wert absinkt, auf einen Wert- herabsetzt, der noch ausreicht, um den Hilfsverdichter anzutreiben, so daß der Hubschrauber eine Notlandung vornehmen kann.
  • Es ist ersichtlich, daß die mit der Erfindung vorgeschlagene Sicherheitsregeleinrichtung dazu dient, das Auftreten von überdrehzahl oder das Weiterlaufen des Triebwerks zu verhindern, wenn durch ein Versagen der Kraftübertragungseinrichtung oder durch eine andere Störung das abgenommene Drehmoment fortfällt oder in ungewöhnlicher Weise erheblich geringer wird, während sich Leistungswählhebel und Kraftstoffregler in der Stellung für Betrieb unter Last befinden.
  • Wenn das Triebwerk den Vortrieb für ein Flugzeug zu liefern hat, wobei die Kraftübertragungseinrichtung eine Luftschraube antreibt, können darüber hinaus die Mittel, durch welche die Kraftstoffzufuhr unterbrochen wird, gleichzeitig bewirken, daß die Luftschraube in Segelstellung gebracht wird, um zu verhindern, daß die Luftschraube durch den Fahrwind angetrieben wird.
  • Man erkennt, daß sich die Erfindung bei allen Arten von Triebwerken der oben näher bezeichneten Art anwenden läßt, und zwar unter Einschluß von Verbrennungsturbinen-Triebwerken mit freier Turbine und von Triebwerken anderer Bauart, wobei es auf die Bauart der verwendeten Kraftübertragungseinrichtung nicht ankommt.

Claims (5)

  1. PATENTANSPROCHE:. 1. Sicherheitsregeleinrichtung für Propellerturbinen-Triebwerke mit Verstelluftschraube mit einer Drehmomentmeßeinrichtung, deren vom Drehmoment abhängiger Meßwert beim Unterschreiten eines einstellbaren Drehmomentsollwertes die Brennstoffzufuhr verringert oder vollständig absperrt, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehmomentmeßeinrichtung außerdem mit der Luftschraubenv erstelleinrichtung (10, 72) in der Weise verbunden ist, daß beim Unterschreiten des vorbestimmten Drehmomentsollwertes auch die Luftschraubenblätter in Segelstellung gedreht %verden, daß mit dem Lei.stungswählhebel (53) eine Einrichtung (Ventil 52) verbunden ist, -,welche die Einwirkung der Drehmomentmeßeinrichtung auf die Kraftstoffzufuhr und die Luftschraubenverstelleinrichtung unwirksam macht, wenn die Stellung des Leistungswählhebels einer Leistungsabgabe entspricht, die unter einem vorbestimmten Wert liegt, und daß ein auf die Drehzahl der Turbine oder eines Teils der Turbine ansprechender Regler (77) vorgesehen ist, welcher mit der Sicherheitsregeleinrichtung verbunden ist, um die Kraftstoffzufuhr zu unterbrechen, wenn die Drehzahl einen vorbestimmten Wert überschreitet.
  2. 2. Sicherheitsregeleinrichtung nach Anspruch 1 für einen Hubschrauber mit Strahlantrieb und einer Verbrennungsturbine für den Antrieb des für den Strahlantrieb benötigten Verdichters und der Luftschraube, dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung so getroffen ist, daß die Sicherheitsregeleinrich.tung die Kraftstoffzufuhr zu den Brennkammern (66, 66') auf einen solchen Wert herabsetzt, daß die Erzeugung von verdichteter Luft für den Antrieb des Rotorkopfes noch ausreicht, um mit dem Flugzeug eine Notlandung vornehmen zu können.
  3. 3. Sicherheitsregelveinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die selbsttätige Herabsetzung der Kraftstoffzufuhr mittels einer an sich bekannten hydraulischen Drehmomentmeßeinrichtung erfolgt, die mit zwei Druckkammern (A, B) versehen ist, deren Druck der Bewegung eines Reaktionsgliedes (15) des Kraftübertragungsgetriebes (8) entgegenwirkt und sich in vorbestimmter Gesetzmäßigkeit, abhängig von den Änderungen des übertragenen Dreh-Moments, ändert, und daß der in der einen Kammer (A) herrschende Druck auf eine die Kraftstoffzufuhr herabsetzende oder absperrende Einrichtung (42) wirkt.
  4. 4. Sicherheitsregeleinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Gesetzmäßigkeit des Druckes in der Kammer (A) so gewählt ist, daß der Druck sich in Abhängigkeit von Änderungen des Drehmoments derart ändert, daß er unterhalb eines vorbestimmten niedrigen Drehmoments verhältnismäßig schnell steigt und einen merklichen Wert besitzt, während er oberhalb dieses vorbestimmten niedrigen Drehmoments unter einen verhältnismäßig niedrigen Druckwert (D) sinkt und unterhalb dieses Wertes bleibt, und daß der auf den Druck in der Kammer (A) ansprechende Mechanismus (42) so ausgebildet ist, daß er selbsttätig und praktisch sofort die erforderliche Herabsetzung der Kraftstoffzufuhr bewirkt, wenn der Druck in der Kammer (A) den Wert (D) erreicht oder überschreitet.
  5. 5. Sicherheitsregeleinrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daB als Ventil (50) zum Verringern oder Absperren der Brennstoffzufuhr zu der Brennkammer (2) ein solches dient, mit welchem beim AbschluB der Brennstoffleitung der mit den Brennern (11) in Verbindung stehende Teil der Leitung entleerbar ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 868 808, 733 073.
DEN10204A 1954-02-16 1955-02-15 Sicherheitsregeleinrichtung fuer Propellerturbinen-Triebwerke mit Verstelluftschraube Pending DE1030622B (de)

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