DE69615021T2

DE69615021T2 - Schubumkehrvorrichtung mit zwei klappen

Info

Publication number: DE69615021T2
Application number: DE69615021T
Authority: DE
Inventors: Alain Fournier; Bernard Laboure
Original assignee: Hurel Hispano Meudon SA
Current assignee: Hurel Hispano Meudon SA
Priority date: 1995-06-02
Filing date: 1996-05-29
Publication date: 2002-07-04
Anticipated expiration: 2016-05-30
Also published as: FR2734868A1; US5930991A; EP0828934A1; EP0828934B1; DE69615021D1; CN1191009A; CN1078664C; FR2734868B1; WO1996038661A1

Description

Die Erfindung betrifft Schubumkehreinheiten mit verschwenkbaren Türen für Zweikreis-Strahltriebwerke.
Man kennt bereits Umkehrvorrichtungen dieses Typs, bei denen die Türen auf Drehzapfen in einer feststehenden Struktur einer den Motor ungefähr konzentrisch zu seiner Längsachse umgebenden Außenverkleidung drehbar gelagert sind, wobei diese Außenverkleidung mit der Düse zum Ausstoß eines Stroms von heißen Primärgasen einen ringförmigen Kanal für den Umlauf eines Stroms von kalten Sekundärgasen abgrenzt, die von einem stromauf gelegenen Gebläse kommen. Bei diesem Typ von Anlage sind die verschwenkbaren Türen unter der Einwirkung eines Betätigungssystems zwischen einer weggerückten Stellung, in der sie in der festen Struktur der Verkleidung vorgesehene Öffnungen verschließen, und einer ausgefahrenen Stellung beweglich, in der die Türen radial nach außen vorstehen und den ringförmigen Kanal verschließen, um den Strom von Sekundärgasen abzulenken.
So beschreibt beispielsweise die Schrift FR-A-2 622 928, die am 5. November 1987 eingereicht wurde, ein System von Umkehrvorrichtungen mit Türen, bei dem die Türen in weggerückter Stellung das stromab gelegene Ende der Außenwand des ringförmigen Kanals bilden, wobei diese Türen an auskragenden Längsträgern drehbar gelagert sind. Dieser Typ von Umkehrvorrichtungen mit hinteren Türen besitzt den Vorteil einen Ausschlag der Türen ohne Hindernis zu gestatten, wenn man sie betätigt, und in der ausgefahrenen Stellung der Türen eine maximale Freilegung der Umkehröffnung bzw. des Umkehrschachtes zu gewährleisten, durch die bzw. durch den die Sekundärgase abgelenkt werden. Dies wird dadurch bewirkt dass die Schwenkachsen der Türen sehr nahe bei der durch die Achse des Motors gelegten Ebene angeordnet werden können.
Diese Anordnung hat jedoch die Folge, dass das stromab gelegene Ende der Träger, an denen die Türen drehbar gelagert sind, nicht starr gehalten werden, da sie auskragen, was infolge der großen Kräfte, die auf diesen Bereich ausgeübt werden, wenn die Türen ausgefahren sind, die Gefahr von schweren Betriebsstörungen oder sogar einer Beschädigung der Strukturen mit sich bringt. Ferner liegt auf der Hand, dass eine solche Lösung nicht geeignet ist, wenn der Ausschlag der Türen nach hinten durch die Konstruktionsmerkmale des Motors begrenzt ist. Diese Nachteile werden besonders kritisch, wenn man über eine Umkehrvorrichtung mit nur zwei Türen verfügen möchte.
Aus EP-A-0 048 669 ist ferner eine Schubumkehrvorrichtung bekannt, deren Türen, die jeweils aus einer Schalenhälfte bestehen, sich um eine gegen die Vertikale geneigte Achse verschwenken, und zwar mit Hilfe von zwei Gelenken, deren eines am oberen Ende und deren anderes am unteren Ende jeder Schalenhälfte angeordnet ist.
Die Erfindung schlägt eine einfache Lösung vor, die verbesserte Sicherheit der Umkehrvorrichtung und mit wirtschaftlicher Konzeption im Fall einer Umkehrvorrichtung mit zwei Türen vereint. Erfindungsgemäß ist die Schubumkehrvorrichtung mit zwei Türen dadurch gekennzeichnet, dass
- die feste Struktur der Verkleidung aus einem stromauf der verschwenkbaren Türen gelegenen ringförmigen Frontkörper, zwei symmetrischen und zur Achse des Motors parallelen Längsträgern und einem stromab der verschwenkbaren Türen gelegenen ringförmigen Heckkörper besteht, der mit den Längsträgern und dem Frontkörper fest verbunden ist;
- und bei jeder der Türen mindestens zwei Gurte, die mit der festen Struktur der Verkleidung fest verbunden sind, sich symmetrisch bezüglich einer Ebene, die durch die Achse des Motors und die Längsmittellinie der Türen gelegt ist, bis in einen Bereich erstrecken, der in der oberen Hälfte des Abstandes der Längsmittellinie jeder Tür von der Achse des Motors gelegen ist, wobei diese Gurte die Türendrehzapfen tragen.
Auf diese Weise erhält man durch das Vorhandensein des mit der festen Struktur fest verbundenen ringförmigen Heckkörpers ein optimales Verhalten der Längsträger, indem jede Gefahr vermieden wird, dass die Türen sich von ihren Drehzapfen trennen, was die Sicherheit erhöht. Ferner kann man dadurch, dass man die Drehzapfen der Türen in eine ungewöhnliche Höhe bezüglich der Achse des Motors versetzt, eine maximale Öffnung der Türen erreichen und dadurch eine korrekte Ablenkung des Sekundärgasstroms gewährleisten.
Die Gurte erstrecken sich erfindungsgemäß vorzugsweise von der Achse des Motors aus ungefähr über zwei Drittel des Abstandes der Längsmittellinie jeder Tür von der Achse des Motors. Eine Anordnung der Drehzapfen, die besonders bemerkenswert ist, da sie eine optimale Wirksamkeit liefert, ist diejenige, bei der deren Abstand von der Achse des Motors annähernd zwei Drittel des Abstands der Längsmittellinie der Tür von der Achse des Motors beträgt.
Die Gurte sind erfindungsgemäß in derselben Ebene wie die feste Struktur Verkleidung angeordnet, um das Manöver der Türen nicht zu stören. Die Gurte können mit dem ringförmigen Frontkörper der Verkleidung fest verbunden sein, indem sie sich in Längsrichtung auf den Heckkörper zu erstrecken, oder können mit den Längsträgern der festen Struktur der Verkleidung fest verbunden sein und haben in diesem Fall eine gekrümmte Form, um sich an die Krümmung der Verkleidung anzuschmiegen.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind jeder der Türen zwei Paare von Gurten zugeordnet, die bezüglich der Mittellängslinie der Tür symmetrisch sind, wobei jedes Paar von Gurten aus einem ersten Gurt, der mit dem ringförmigen Frontkörper der Verkleidung fest verbunden ist, und einem zweiten Gurt besteht, der mit einem Längsträger der Verkleidung fest verbunden ist, wobei diese beiden Gurte miteinander starr verbunden sind. In diesem Fall ist jeder Türdrehzapfen am Schnittpunkt der beiden Gurte angeordnet.
Der Abstand der mit den Längsträgern fest verbundenen gekrümmten Gurte von dem Frontkörper beträgt mehr als zwei Drittel des Abstands des Frontkörpers vom Heckkörper, wobei eine bevorzugte Anordnung dieser Gurte zwischen zwei Dritteln und drei Vierteln dieses Abstandes liegt.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden, als nicht begrenzendes Beispiel dienenden Beschreibung, in der auf die beiliegende Zeichnung Bezug genommen wird. In dieser Zeichnung zeigen:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht des Hecks eines Strahltriebwerks mit einer unter einem Flugzeugtragwerk montierten erfindungsgemäßen Schubumkehreinheit mit zwei Türen in weggerückter (d. h. geschlossener) Stellung,
Fig. 2 eine ähnliche Ansicht wie Fig. 1, die die Umkehrvorrichtung in der ausgefahrenen (d. h. offenen) Stellung der Türen zeigt,
Fig. 3 eine schematische perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Schubumkehreinheit, die in diesem Fall am Heck des Flugzeugrumpfes montiert ist,
Fig. 4 eine schematische perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Schubumkehrtür, in der der Pfeil nach vorne zeigt,
Fig. 5 eine Seitenansicht einer geschlossenen Tür,
Fig. 6 eine ähnliche Ansicht wie Fig. 5, jedoch mit einer örtlichen Wegbrechung der Tür, die hierbei in offener Stellung dargestellt ist, und
Fig. 7 und 8 Ausführungsvarianten der erfindungsgemäßen Schubumkehreinheit, die in Fig. 7 am Heck des Rumpfes und in Fig. 8 unter dem Tragwerk angeordnet ist.
Fig. 1 zeigt den hinteren Teil einer aus Strahltriebwerk und Triebwerksrumpf bestehenden Einheit 2, die über eine Tragstruktur 1 unter dem Tragwerk A eines Flugzeugs montiert ist. Diese Einheit kann natürlich auch an jeder anderen geeigneten Stelle des Flugzeugs befestigt sein, beispielsweise am Heck des Flugzeugrumpfes, wie in den Fig. 3 und 7 dargestellt ist. Der Motor ist ein klassisches Zweikreis- Triebwerk mit einer Düse 3, über welche in Richtung des Pfeils F1 die heißen Gase des Triebwerks austreten, und einer insgesamt mit 5 bezeichneten Außenverkleidung, die das Triebwerk und die Düse 3 zum Ausstoß der heißen Gase umgibt. Zwischen der Außenverkleidung 5 und der Außenfläche 4 der Düse ist ein ringförmiger Kanal 6 (Fig. 3) vorgesehen, der die Strömung des kalten Stroms, der von einem nicht dargestellten stromauf angeordneten Gebläse kommt, in Richtung des Pfeils F2 gestattet.
Mit 8 ist insgesamt die eigentliche Schubumkehreinheit bezeichnet und mit 7 die verschwenkbaren Türen, die in einer Umkehröffnung bzw. einem Umkehrschacht PD untergebracht sind, den bzw. die sie je nachdem, ob sie in der weggerückten Stellung (Fig. 1) oder in der ausgefahrenen Stellung (Fig. 2) sind, verschließen oder freilegen. Der Umkehrschacht wird durch eine feste Struktur abgegrenzt, die einen ringförmigen Frontkörper 9, Längsträger 10 und 11 (Fig. 3) und einen ringförmigen Heckkörper 12 umfasst, wobei die Träger, der Heckkörper und der Frontkörper miteinander sowie mit der Struktur des Flugzeugs durch eine Strebe B starr verbunden sind. Jede der beiden Türen 7 ist bei 14a an einem Ende eines Steuerzylinders 14 angekoppelt, der mit seinem anderen Ende in der festen Struktur der Verkleidung befestigt ist.
Zwei Gurte 15, die mit dem festen Frontkörper 9 fest verbunden sind, erstrecken sich in der Ebene der Verkleidung in Längsrichtung in Richtung auf den Heckkörper 12, während zwei weitere gekrümmte Gurte 16, die mit dem Längsträgern 10, 11 fest verbunden sind, sich in der Ebene der Tür 7 aufeinander zu in Richtung der Mittellängslinie LM der Tür erstrecken. Die Gurte 15 und 16 jedes Paares von benachbarten Gurten sind an ihrem Schnittpunkt miteinander fest verbunden, der ferner als Lager für den Drehzapfen 17 dient, um welchen sich die Tür 7 verschwenkt. Wie in den Fig. 3 und 5 zu sehen ist, sind in der geschlossenen Stellung der Türen der vordere Rand 20 und der hintere Rand 21 der Türen mit dem vorderen Rand 18 und dem hinteren Rand 19 der festen Struktur der Verkleidung bündig.
Nun wird unter Bezugnahme auf Fig. 5 die ganz besondere Lage er Drehzapfen 17 erläutert, welche die Erfindung kennzeichnet. Wenn der Abstand der Mittellängslinie LM der Außenfläche der Tür 7 in geschlossener Stellung von der Achse X-X' des Triebwerks gleich 3d ist, beträgt der Abstand des Drehzapfens 17 von der Achse X-X' etwa zwei Dritteln (2d) dieses Abstandes. Dank dieser bezüglich der Achse X-X' des Triebwerks hohen Lage kann man eine maximale Öffnung der Tür 7 erhalten, wie in Fig. 6 dargestellt ist, ohne durch das Vorhandensein des festen Heckkörpers 12 gestört zu werden.
Der Abstand "1" des Drehzapfens 17 vom Rand 18 des festen Frontkörpers 9 beträgt vorteilhafter Weise zwei Drittel bis drei Viertel des Abstands "L" der Ränder 18 und 19 des festen Frontkörpers und des festen Heckkörpers voneinander.
Nun wird die Struktur der Türen 7 ausführlicher beschrieben, die so ausgelegt ist, dass sie einen Betrieb unter Berücksichtigung der Positionierung der Drehzapfen gestattet. Wie Fig. 4 zeigt, besitzt die Innenseite 7b der Tür 7 in dem Bereich, in dem die Tür an den Drehzapfen drehbar gelagert ist, in ihrer Dicke zwei Längsaussparungen 23 mit einer zur Form der Gurte 15 ergänzenden Form, so dass diese bequem in diese Aussparungen 23 eintreten, wenn die Türen 7 geschlossen werden. Diese Aussparungen 23 haben die Form von zwei parallelen Nuten. In der Dicke der Außenseite 7a der Tür (Fig. 4 und 5) sind zwei symmetrische Aussparungen vorgesehen, die insgesamt mit 22 bezeichnet sind. Diese Aussparungen 22 haben im wesentlichen die Form eines Dreiecks, dessen Scheitel 25 in Nähe des Drehzapfens 17 der Tür 7 liegt und dessen Basis am Längsrand der Tür und nach hinten ausmündet, wobei die Hypotenuse 26 der dreieckigen Aussparung 22 mit dem hinteren Rand 21 der Tür eine Schwalbenschwanzform 30 abgrenzt.
Die Fig. 4, 5 und 6 zeigen deutlich, dass die Innenseite 7b der Tür 7 bei 27 insbesondere nach hinten weit vorsteht, so dass sie, wie Fig. 6 zeigt, die Rundung der Außenfläche 4 der Düse 3 genau übergreift, um den Sekundärstrom F2 wirksam zu sperren und ihn über den Umkehrschacht PD radial nach außen abzulenken, wenn die Tür geöffnet wird. Dank der Lage der Drehzapfen 17 können die Türen 7 sich mit einem maximalen Winkel öffnen, der in jedem Fall größer als 45º ist, was eine wirksame Strahlablenkung gewährleistet. Der Seitenrand des Umkehrschachts PD besitzt vorzugsweise ein Profil 19a-19b (Fig. 5 und 6), das im wesentlichen der Schwalbenschwanzform 30 des hinteren Teils der Außenseite 7b der Tür entspricht.
Die Fig. 7 und 8 zeigen als Beispiel andere Anordnungen und andere Formen, die die aus Triebwerk und Triebwerksrumpf bestehende Einheit haben kann. In diesen Figuren sind gleiche Bauteile mit denselben Bezugszahlen wie in den Fig. 1- bis 6 bezeichnet. Anstelle an einem im wesentlichen kreisförmigen Triebwerksrumpf wie in den Fig. 1 bis 6 kann die Erfindung auch bei Triebwerksrümpfen rechteckiger Form (Fig. 7) angewandt werden, ohne ihren Rahmen zu verlassen, wobei die aus Triebwerk und Triebwerksrumpf bestehende Einheit in Fig. 7 am Heck des Flugzeugrumpfes und in Fig. 8 unter dem Tragwerk angeordnet ist.

Claims

1. Schubumkehreinheit für ein Zweikreis-Strahltriebwerk, die zwei verschwenkbare Türen (7) aufweist, die auf Drehzapfen (17) in einer festen Struktur einer den Motor ungefähr konzentrisch zu seiner Längsachse (X-X') umgebenden Außenverkleidung (5) drehbar gelagert sind, wobei diese Außenverkleidung (5) mit der Düse (3) zum Ausstoß eines Stroms (F&sub1;) von heißen Primärgasen einen ringförmigen Kanal (6) für den Umlauf eins Stroms (F&sub2;) von kalten Sekundärgasen abgrenzt, wobei diese verschwenkbaren Türen (7) unter der Einwirkung eines Betätigungssystems zwischen einer weggerückten Stellung, in der sie in der festen Struktur der Verkleidung vorgesehene Öffnungen (PD) verschließen, und einer ausgefahrenen Stellung beweglich sind, in der die Türen (7) radial nach außen vorstehen und den ringförmigen Kanal (6) verschließen, um den Strom (F&sub2;) von Sekundärgasen abzulenken, wobei diese Schubumkehreinheit dadurch gekennzeichnet ist, dass:

- die feste Struktur der Verkleidung (5) aus einem stromauf der verschwenkbaren Türen (7) gelegenen ringförmigen Frontkörper (9), zwei symmetrischen und zur Achse (X-X') des Motors parallelen Längsträgern (10, 11) und einem stromab der verschwenkbaren Türen (7) gelegenen ringförmigen Heckkörper (12) besteht, der mit den Längsträgern (10, 11) und dem Frontkörper (9) fest verbunden ist;

- und bei jeder der Türen (7) mindestens zwei Gurte (15 oder 16), die mit der festen Struktur der Verkleidung (5) fest verbunden sind, sich symmetrisch zu einer Ebene, die durch die Achse (X-X') des Motors und die Längsmittellinie (LM) der Türen (7) gelegt ist, bis in einen Bereich erstrecken, der in der oberen Hälfte des Abstands (3d) der Längsmittellinie (LM) jeder Tür (7) von der Achse (X-X') des Motors gelegen ist, wobei diese Gurte (15 oder 16) die Türendrehzapfen (17) tragen.

2. Schubumkehreinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Gurte (15, 16) sich von der Achse (X-X') des Motors aus ungefähr über zwei Drittel des Abstands der Längsmittellinie (LM) jeder Tür (7) von der Achse (X-X') des Motors erstrecken.

3. Schubumkehreinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand der Drehzapfen (17) jeder der Türen (7) von der Achse (X-X') des Motors annähernd zwei Drittel (2d) des Abstands der Längsmittellinie (LM) der Tür von der Achse (X-X') des Motors beträgt.

4. Schubumkehreinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Gurte (15, 16) in derselben Ebene wie die feste Struktur der Verkleidung (5) liegen.

5. Schubumkehreinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Gurte (15) mit dem ringförmigen Frontkörper (9) der Verkleidung fest verbunden sind und sich in Längsrichtung auf den Heckkörper (12) zu erstrecken.

6. Schubumkehreinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Gurte (16) mit den Längsträgern (10, 11) der festen Struktur der Verkleidung (5) fest verbunden sind und eine gekrümmte Form aufweisen, um sich an die Krümmung der Verkleidung anzuschmiegen.

7. Schubumkehreinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Tür (7) zwei Paare von Gurten (15, 16) zugeordnet sind, die bezüglich der Längsmittellinie (LM) der Tür (7) symmetrisch sind, wobei jedes Paar von Gurten (15, 16) aus einem ersten Gurt (15), der mit dem ringförmigen Frontkörper (9) der Verkleidung (5) fest verbunden ist, und einem zweiten Gurt (16) besteht, der mit einem Längsträger (10, 11) der Verkleidung fest verbunden ist, wobei diese beiden Gurte (15, 16) miteinander starr verbunden sind.

8. Schubumkehreinheit nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Türdrehzapfen (17) am Schnittpunkt der beiden Gurte (15, 16) angeordnet ist.

9. Schubumkehreinheit nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand (1) der mit den Längsträgern (10, 11) fest verbundenen gekrümmten Gurte (16) von dem Frontkörper (9) mehr als zwei Drittel des Abstands (L) des Frontkörpers (9) vom Heckkörper (12) beträgt.

10. Schubumkehreinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Tür (7) in dem Bereich, in dem sie auf den Drehzapfen (17) drehbar gelagert ist, in ihrer Dicke Aussparungen (23, 22) aufweist, in die die Gurte (15, 16) eintreten, wenn die Tür (7) in weggerückter Stellung ist.

11. Schubumkehreinheit nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussparungen (23) für die mit dem Frontkörper (9) fest verbundenen Gurte (15) in der Innenseite (7b) der Tür (7) vorgesehen sind und die Form von zwei parallelen Nuten haben.

12. Schubumkehreinheit nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussparungen (22) für die mit den Längsträgern (10, 11) fest verbundenen Gurte (16) in der Außenseite (7a) der Tür (7) vorgesehen sind.

13. Schubumkehreinheit nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die in der Außenseite (7a) der Tür (7) vorgesehenen Aussparungen (22) eine im wesentlichen dreieckige Form haben, deren Scheitel (25) in Nähe des Türdrehzapfens (17) liegt und deren Basis am Längsrand der Tür (7) und auf ihre Heckseite zu ausmündet.

14. Schubumkehreinheit nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Heck der Tür (7) im wesentlichen eine Schwalbenschwanzform (30) besitzt.