DE69602296T2

DE69602296T2 - Schubumkehrvorrichtung für ein Bläsertriebwerk

Info

Publication number: DE69602296T2
Application number: DE69602296T
Authority: DE
Inventors: Laurent G. Valleroy
Original assignee: Hispano Suiza Aerostructures
Current assignee: Safran Nacelles SAS
Priority date: 1995-02-21
Filing date: 1996-02-15
Publication date: 1999-11-04
Anticipated expiration: 2016-02-16
Also published as: EP0728934A1; JPH08240150A; RU2124646C1; FR2730763A1; DE69602296D1; EP0728934B1; FR2730763B1; CA2169874C; US5725182A; WO1996026359A1; CA2169874A1

Description

Diese Erfindung betrifft eine Schubumkehrvorrichtung mit Hinterkantenklappen für ein TL- Triebwerk.
In FR A-2 622 928 ist ein Beispiel für eine Schubumkehrvorrichtung dargestellt, die hinten angeordnet ist und die Schubumkehr des Neben- oder Mantelstroms eines Zweikreis-TIL- Triebwerks leistet. Bei diesem Typ von Schubumkehrvorrichtung gewährleisten Hinterkantenklappen oder Schalen nicht nur die Schubumkehr des Mantelstroms oder auch beider Ströme zusammen, sondern bilden im Direktschubbetrieb auch die Schubdüse. Die Hinterkante dieser Klappen bildet daher in diesem Fall das hintere Ende der Außenwand des Kanals, bei der Anwendung in einem Zweikreis-TL-Triebwerk insbesondere des Ringkanals lili die Zirkulation des Mantelstroms. Bei den bekannten Ausführungen dieses Typs sind die Klappen schwenkbar an dem festen Aufbau der Schubumkehrvorrichtung angebracht.
In Fig. 1 der beigefügten Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel dieses bekannten Typs Schubumkehrvorrichtung dargestellt. Die Schubumkehrvorrichtung besteht hier aus einem vorderen festen Aufbau 1, der an dem TL-Triebwerk 2 bzw. dessen Gehäuse befestigt ist und eine Innenwand 3, die den Ringkanal für die Zirkulation des Stromfadens nach außen abgrenzt, einen an der Innenwand 3 befestigten Außenmantel 5 sowie zwei Seitenstrukturen 6 aufweist. Zwei Hinterkantenklappen 7a und 7b sind schwenkbar an dem festen Aufbau angebracht, insbesondere mittels Drehzapfen 8, die von den Seitenstrukturen 6 gehalten werden, die auch ein Steuersystem für die Bewegungen und das Verriegeln der Klappen 7a und 74, tragen. Das hintere Ende 9 der Klappen 7a und 7b bildet in Verlängerung des Mantels 5 nach hinten die Austrittskante der Außenwand.
Die bekannten Lösungen dieses Typs erweisen sich jedoch für manche Anwendungen in Zweikreis-TL-Triebwerken mit großem Verdünnungsverhältnis und mit einer kurzen Gebläse- Schubdüse bzw. für Anwendungen in sogenannten kurzen Triebwerksgondeln als ungünstig. Die Schubumkehr ist bei diesen Anwendungen, auf die sich die Erfindung bezieht, auf den Nebenstrom, den sogenannten Mantelstrom beschränkt, und die Schubumkehrvorrichtung muß in Höhe der Triebwerksschubdüse angebracht sein.
Eine TL-Triebwerks-Schubumkehrvorrichtung des obengenannten Typs, mit der diese Bedingungen erfüllt werden können, ohne die Nachteile der bisher bekannten Lösungen in Kauf zu nehmen, ist dadurch gekennzeichnet, daß jede Klappe hinten durch mindestens eine Stange mit dem inneren festen Aufbau des Nebenkanals verbunden ist und daß die genannten Klappen drehzapfen auf Gleitschlitten sitzen, die beim Wechsel der Klappen in die ausgeklappte Schubumkehrstellung parallel zur Längsgeometrieachse des TL-Triebwerks nach hinten gleiten können, so daß im Direktstrahlbetrieb der Anschluß zwischen der Vorderkante der Klappe und dem radial äußeren festen Aufbau ein aerodynamisches Profil ohne Unterbrechung und ohne Vertiefung hat.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung einer Ausführungsform der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher hervor, wobei
Fig. 1 wie oben beschrieben, in einer schematischen Ansicht im Längsschnitt in einer Ebene, die durch die Rotationsachse verläuft, den hinteren Teil eines TL-Triebwerks mit einer bereits bekannten Schubumkehrvorrichtung mit Hinterkantenklappen zeigt,
Fig. 2 in einer schematischen Teilseitenansicht ein Anwendungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Schubumkehrvorrichtung in Direktstrahlbetrieb zeigt,
Fig. 3 die Schubumkehrvorrichtung von Fig. 2 in einer Schnittansicht in einer Ebene, die durch die Achse der Klappendrehzapfen verläuft, zeigt,
Fig. 4 in einer schematischen Teilansicht im Längsschnitt in einer Ebene, die durch die Rotationsachse des TL-Triebwerks verläuft, die in Fig. 2 dargestellte Schubumkehrvorrichtung darstellt, wobei der Wechsel von der Direktstrahlstellung in die Schubumkehrstellung gezeigt wird,
Fig. 5 in einer schematischen Ansicht analog zu der von Fig. 2 die erfindungsgemäße Schubumkehrvorrichtung in Schubumkehrbetrieb zeigt,
Fig. 6 in einer schematischen Rückansicht des TL-Triebwerks die in Fig. 5 dargestellte Schubumkehrvorrichtung in Schubumkehrstellung zeigt.
Fig. 2 zeigt eine besonders interessante und vorteilhafte Anwendung der Erfindung in einem Zweikreis-TL-Triebwerk 11 mit einem großem Verdünnungsverhältnis. In dem dargestellten Beispiel ist das TL-Triebwerk 11 auf an sich bekannte Weise unter der Tragfläche eines Flugzeugs in nach vorne gerückter Position mittels eines Triebwerkstiels oder -tragwerks 13 befestigt. Diese Art der Befestigung ist mit dem Einsatz einer integrierten Triebwerksgondel 14 verbunden, die einen Nebenkanal 15 zur Zirkulation des Nebenstroms oder Mantelstroms des Zweikreis-TL-Triebwerks außen ummantelt, wobei dieser Kanal den Gebläsekanal des TL- Triebwerks bildet und die genannte Außenwand oder Triebwerksgondel 14 die Gebläse- Schubdüse bildet. In diesem Fall ist die Triebwerksgondel sehr kurz und entspricht einem Betrieb mit getrennten Kreisen.
Wie zu bemerken ist, wird gemäß dieser Erfindung eine Schubumkehrvorrichtung 16 in die genannte Triebwerksgondel 14 integriert. Die Schubumkehrvorrichtung besteht aus einem festen Aufbau 17 und einem Teil mit beweglichen Elementen. Der feste Aufbau 17 weist einen radial inneren Teil 18 und einen Teil 19, der aus der radial äußeren, festen Wand des Gebläsenebenkanals besteht, auf. Der bewegliche Teil der Schubumkehrvorrichtung weist mehrere Klappen 20 auf; die in dem Ausführungsbeispiel in den Zeichnungen vier an der Zahl sind, doch kann. Ihre Anzahl abhängig von den besonderen Anwendungen und insbesondere abhängig von der Bestimmung des TL-Triebwerks und seiner Anbringung am Flugzeug und den entsprechenden besonderen Anforderungen variieren.
Die genannte Schubumkehrvorrichtung ist in den Fig. 3 bis 5 detaillierter dargestellt. Jede Klappe 20 ist schwenkbar um zwei seitliche Drehzapfen 21 angebracht, die jeweils an einer Seite der Klappe angeordnet sind. Wie zu bemerken ist, sitzen die genannten Drehzapfen 21 gemäß dieser Erfindung auf Schlitten 22, die in Längsrichtung parallel zur geometrischen Symmetrieachse der Schubumkehrvorrichtung oder Rotationsachse des TL-Triebwerks gleiten können. Die genannten Gleitschlitten 22 sind mit dem radial äußeren, festen Aubau 19 der Schubumkehrvorrichtung verbunden. Jeder Gleitschlitten 22 ist an Führungsmittel 24 gekuppelt, die mit diesem radial äußeren, festen Aubau 19 verbunden. Ferner wird jede Klappe 20 durch mindestens eine Stange 23 gehalten, die den hinteren Teil der Klappe mit dem radial inneren festen Aufbau 18 verbindet.
Das Steuersystem für die Bewegungen der beweglichen Elemente der Schubumkehrvorrichtung, Klappen, Stangen und Gleitschlitten, besteht aus an sich bekannten Mitteln wie z. B. Zylindern und wurde in den Zeichnungen nicht im einzelnen dargestellt. Abhängig von den besonderen Anwendungen kann der Ansatzpunkt des Zylinders an der Klappe, am Schlitten oder an der Stange bestimmt werden.
In der dem Direktstrahlbetrieb entsprechenden Stellung der Schubumkehrvorrichtung, wie sie in den Fig. 2 und 3 dargestellt ist, sind die Klappen 20 in die Triebwerksgondel als Teil der Gebläseschubdüse integriert und jede Klappe 20 wird durch ihre Drehzapfen 21 und durch die hintere Stange 23 gehalten.
Beim Wechsel in die dem Schubumkehrbetrieb der Schubumkehrvorrichtung entsprechende, in den Fig. 5 und 6 dargestellte Stellung, bei dem der in dem Nebenkanal 15 zirkulierende Strom durch die Klappen 20 unter Einwirkung des Steuersystems nach vorne umgeleitet wird, schwenkt jede Klappe 20 um ihre Drehzapfen 21, die Stange 23 dreht sich um ihr Verbindungsgelenk zum inneren festen Aufbau 18, und die Schlitten 22 gleiten nach hinten. Wenn die stabile Schubumkehrstellung erreicht ist, wird jede Klappe 20 durch ihre Drehzapfen 21 und die zugehörige hintere Stange 23 wieder gehalten. Fig. 4 zeigt die Stellungsänderung der beweglichen Elemente der Schubumkehrvorrichtung, der Klappen 20, Drehzapfen 21 und Stan gen 23, beim Wechsel von der Direktstrahlstellung in die Schubumkehrstellung. Zu den zuvor festgehaltenen Vorteilen kommen noch die nun folgenden Vorteile der Erfindung hinzu:
- im Direktstrahlbetrieb der Schubumkehrstellung wird das Steuersystem kaum belastet, da die auf die Klappen 20 ausgeübten Druckkräfte hauptsächlich in Höhe der Drehzapfen 21 absorbiert oder durch die Stange 23 aufgenommen werden;
- die Außenwand des Nebenkanals weist im Direktstrahlbetrieb ein aerodynamisches Profil ohne Unterbrechung auf, insbesondere unter Vermeidung jeglicher Vertiefung in Höhe des Anschlusses zwischen der inneren Vorderkante der Klappe 20 und dem radial äußeren festen Aufbau 19, der beispielsweise aus einer abgerundeten Umlenkkante besteht, was die erzielten Leistungen verbessert; doch wird dieser Vorteil unabhängig davon erzielt, ob die Umlenkkante nun flach oder von irgendeiner anderen Form ist;
- Möglichkeit, die Schubumkehrvorrichtung in einem kleineren Raum unterzubringen, insbesondere bei einer kurzen Triebwerksgondel;
- die Position der Drehzapfen 21 der Klappen 20 und die Position der Befestigungsstellen der Stangen 23 an den Klappen 20 können so bestimmt werden, daß im Direktstrahlbetrieb aus den Druckkräften, die durch den Strom auf die Klappen 20 ausgeübt werden, eine nach vorne gerichtete axiale Kraftkomponente resultiert, die die Tendenz hat, die Klappe 20 in einer stabilen Direktstrahlstellung zu halten.

Claims

1. Schubumkehrvorrichtung eines Zweikreis-TL-Triebwerks mit bewegbaren Elementen oder Klappen (20), die bei Direktschubbetrieb des TL-Triebwerks in die Außenwand (14) des Nebenstrom-Ringkanals integriert werden können, wobei sie das hintere Ende der Gebläseschubdüse des TL-Triebwerks bilden, und in ausgeklappter Stellung Umlenkklappen für den Nebenstrom bilden können, indem sie eine Schubumkehr leisten, wobei diese Klappen (20) um Drehzapfen (21) schwenkbar angebracht sind und mit Mitteln zum Verschieben verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß jede Klappe (20) hinten durch mindestens eine Stange (23) mit dem inneren festen Aufbau (18) des Nebenkanals verbunden ist und daß die genannten Klappendrehzapfen (21) auf Gleitschlitten (22) sitzen, die beim Wechsel der Klappen (20) in die ausgeklappte Schubumkehrstellung parallel zur Längsgeometrieachse des TL-Triebwerks nach hinten gleiten können, so daß im Direktstrahlbetrieb der Anschluß zwischen der inneren Vorderkante der Klappe (20) und dem radial äußeren festen Aufbau (19) ein aerodynamisches Profil ohne Unterbrechung und ohne Vertiefung hat.

2. Schubumkehrvorrichtung eines Zweikreis-TL-Triebwerks nach Anspruch 1, bei der die Klappen (20) vier an der Zahl sind und jede Klappe (20) mit zwei Drehzapfen (21) verbunden ist, die sich jeweils an einer Seitenkante der Klappe befinden, und an jedem Gleitschlitten (22) zwei Drehzapfen (21) sitzen, die mit zwei jeweiligen benachbarten Klappen (20) verbunden sind.