DE1067692B

DE1067692B - Verbrennungsturbinentriebwerk fuer Flugzeuge

Info

Publication number: DE1067692B
Application number: DEN12058A
Authority: DE
Inventors: Reginald Henry Doug Chamberlin
Original assignee: D Napier and Son Ltd
Current assignee: Napier Turbochargers Ltd
Priority date: 1955-04-07
Filing date: 1956-04-04
Publication date: 1959-10-22
Also published as: GB787739A; NL98773C; NL206043A; US2795110A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verbrennungsturbinentriebwerk für Flugzeuge, das seine Leistung über ein Untersetzungsgetriebe abgibt und z.B. zum Antrieb der Luftschraube eines mit festen Tragflächen versehenen Flugzeuges oder zum Antrieb des Drehflügelsystems eines Hubschraubers dient.

Bei einem derartigen Triebwerk tritt im Gehäuse des Untersetzungsgetriebes ein Reaktionsdrehmoment auf. Wird dieses Reaktionsdrehmoment infolge der starren Befestigung des Getriebegehäuses am Triebwerk über die Befestigungsmittel des Triebwerkes auf den Flugzeugrahmen übertragen, so macht dies eine besonders kräftige und daher schwere Ausführung der die Übertragung aufnehmenden Teile erforderlich.

Dazu kommt, daß für die Befestigung des Getriebegehäuses am Triebwerk das Turbinengehäuse in Frage kommt. Die Befestigung an dieser Stelle macht es aber erforderlich, die Verbindungsmittel zwischen dem Getriebegehäuse und dem Turbinengehäuse durch den Auslaßkanal der Turbine hindurchzuführen. Eine entsprechende Anordnung läßt sich zwar ohne weiteres schaffen, wenn nur das Gewicht des Getriebes zu berücksichtigen ist. Dagegen macht die Befestigung des Gehäuses Schwierigkeiten, wenn außer diesem Gewicht auch das Reaktionsdrehmoment auf das Turbinengehäuse übertragen werden muß.

Diese Schwierigkeiten werden erfindungsgemäß dadurch überwunden, daß das Reaktionsmoment nicht durch das Triebwerk hindurch, sondern mit Hilfe einer achsschubentlasteten Drehmomentübertragungskupplung auf den Flugzeugrahmen übertragen wird. Dabei ist der eine Kupplungsteil mit dem Getriebegehäuse, der andere mit der Zellenkonstruktion des Flugzeugs starr zu verbinden.

Durch Anordnung einer solchen Kupplung wird erreicht, daß weder die Tragkonstruktion des Triebwerks noch die zum Befestigen des Getriebegehäuses am Triebwerk dienende Anordnung durch das Reaktionsmoment belastet wird. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß die unter hohen Temperaturen stehenden Teile des Triebwerks, also das Abgasleitungssystem, die Turbine und das Brennkammeraggregat nicht zur Übertragung des Reaktionsmomentes herangezogen werden.

Zweckmäßig ist es, wenn der mit dem Getriebegehäuse starr verbundene Kupplungsteil einen Kranz von Kupplungszähnen aufweist, der gleichachsig mit der Abtriebswelle des Getriebes angeordnet ist und mit einem Zahnkranz des anderen Kupplungsteils zusammenarbeitet.

Das mit der Zellenkonstruktion des Flugzeuges starr verbundene Kupplungsteil kann von dem Gehäuse eines weiteren Untersetzungsgetriebes gebildet w^rerden.

Verbrennungsturbinentriebwerk
für Flugzeuge

Anmelder:
D. Napier & Son Limited, London

Vertreter: Dr.-Ing. F. Wuesthoff, Dipl.-Ing. G. Puls
und Dipl.-Chem. Dr. rer. nat. Ε. Frhr. ν. Pechmann,
Patentanwälte, München 9, Schweigerstr. 2

Beanspruchte Priorität: Großbritannien vom 7. April 1955

Reginald Henry Douglas Chamberlin, London,
ist als Erfinder genannt worden

Die Anordnung einer achsschubentlasteten Kupplung in einem Flugzeugantrieb ist an sich bekannt, und zwar zur Übertragung des Antriebdrehmoments von der Abtriebswelle des Getriebes auf die Lufschraubenwelle.

Die Erfindung wird an Hand schematischer Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert, bei dem es sich um ein Verbrennungsturbinentriebwerk zum Antreiben des Rotors eines Hubschraubers handelt.

Fig. 1 ist ein Stück einer teilweise weggebrochen gezeichneten Seitenansicht eines Hubschraubers, die das Triebwerk erkennen läßt;

Fig. 2 ist eine in größerem Maßstab gezeichnete Seitenansicht des Triebwerks;

Fig. 3 ist eine Ansicht des unteren Teils des Triebwerks in Richtung des Pfeils III in Fig. 2;

Fig. 4 ist ein waagerechter Querschnitt längs der Linie IV-IV in Fig. 2;

Fig. 5 zeigt im Schnitt Einzelheiten der Drehmomentübertragungskupplung.
Gemäß den Figuren umfaßt das Triebwerk einen Luftverdichter der Axialbauart, dessen oberes Gehäuseende bei A angedeutet ist, dessen Lufteinlaß am unteren Ende angeordnet ist und der Luft zu den unteren Enden von in einem Gehäuse B angeordneten Brennkammern fördert, von denen aus die Verbrennungsprodukte zu einer Nutzleistung abgebenden Turbine gelangen, deren Gehäuse mit C bezeichnet ist, und die einen von einem Flansch C¹ umgebenen ringförmigen Auslaß aufweist. Die Läufer der Nutz-

909 639/25

Claims

leistung erzeugenden Turbine und des Verdichters sind in der üblichen Weise unmittelbar miteinander gekuppelt, und die Welle der Turbine ist ferner mit der Krafteinleitungswelle L1 des Triebwerks-Untersetzungsgetriebes verbunden, das in einem Getriebegehäuse D untergebracht ist und von dem Flansch C1 aus durch vier Halterungen unterstützt wird. Jede dieser Halterungen umfaßt einen radialen Arm E, dessen inneres Ende mit dem Gehäuse D des Triebwerksuntersetzungsgetriebes verbunden ist, während das äußere Ende an einen Bock E1 angeschlossen ist, der mit dem Flansch C1 starr verbunden ist. Teile des Getriebegehäuses D liegen in Aussparungen eines Abgassystems, das einen annähernd kreisrunden Einlaßabschnitt F umfaßt, von dem zwei sich seitlich erstreckende Stutzen F1 ausgehen, die in Auslaßöffnungen F2 münden. Es ist ersichtlich, daß sich zwei der Arme E durch den Raum F3 zwischen den Stutzen F1 und die beiden anderen die bei E2 angedeuteten Gehäuse bzw. Durchbrüche der Stutzen erstrecken. Als Unterstützung für das gesamte Triebwerk ist ein Traggerüst vorgesehen, das drei rohrförmige Stützen G, Gi und G2 umfaßt, deren inneres Ende jeweils an einem mit dem Triebwerksgehäuse verbundenen Bock Gs angelenkt ist, während das äußere Ende mit einem Bauglied G4 des Hubschraubers G5 verbunden ist, vobei diese Rohrstützen derart angeordnet sind, daß sich ihre Achsen in einem im Schwerpunkt des Triebwerks oder in dessen Nähe liegenden Punkt// schneiden. Das ganze Gewicht des Triebwerks wird somit von den Stützen G, G1 und G2 aufgenommen, die das Haupttraggerüst für das Triebwerk bilden. Mit dem oberen Ende des Gehäuses D des Triebwerks-Untersetzungsgetriebes ist das äußere Bauteil Z1 einer Drehmomentübertragungskupplung / starr verbunden, und dieses Bauteil trägt einen Kranz von nach innen ragenden radialen Zähnen J2. In diese Zähne/2 greifen entsprechend ausgebildete, radial nach außen ragende Zähne Z3 des inneren Bauteils Z4 der Drehmomentübertragungskupplung ein. Das Bauteil Z4 steht in starrer Verbindung mit dem Gehäuse K eines Flugzeug-Untersetzungsgetriebes, und dieses Gehäuse ist mit der Zellenkonstruktion G5 starr verbunden. Die Drehmomentübertragungskupplung / umfaßt ferner einen gegen das Eindringen von Schmutz abdichtenden Ring /5, der mit einem an dem Bauteil Z4 befestigten Hülsenteil Z6 zusammenarbeitet. Die Kupplung Z kann zwar keinen erheblichen Teil des Triebwerksgewichtes unterstützen, doch kann sie die Drehmomentreaktion von dem Gehäuse D des Triebwerks-Untersetzungsgetriebes über das Gehäuse des Flugzeug-Unter- Setzungsgetriebes K auf die Zellenkonstruktion G5 übertragen. Die Abtriebswelle L2 des Triebwerks-Untersetzungsgetriebes überträgt die Antriebskraft über eine Klauenkupplung L3 auf die Krafteinleitungswelle K1 des Flugzeug-Untersetzungsgetriebes, das seinerseits über eine Welle K2 den Rotor G6 des Hubschraubers und über eine Welle K3 den hier nicht dargestellten Heckrotor antreibt. Während des Betriebes wird das Gewicht des Triebwerks durch das Traggerüst G, G1 und G2 aufgenommen, während die Drehmomentreaktion von dem Gehäuse D des Triebwerks-Untersetzungsgetriebes über die Drehmomentübertragungskupplung Z und das Gehäuse K des Flugzeugs-Untersetzungsgetriebes auf die Zellenkonstruktion G5 übertragen wird, so daß keine bemerkbare Drehmomentreaktion von dem Untersetzungsgetriebegehäuse D aus über die Verbindungen E, E1 zwischen dem Gehäuse D und dem Gehäuse C der Turbine oder über die auf hohen Temperaturen befindlichen Teile des Triebwerks, nämlich das Abgasleitungssystem, die Turbine und das Brennkammeraggregat, übertragen zu werden braucht. Patkntanspküche:

1. Verbrennungsturbinentriebwerk für Flugzeuge, das seine Leistung über ein Untersetzungsgetriebe abgibt, z. B. zum Antrieb einer Luftschraube oder eines Drehflügel systems, gekennzeichnet durch eine achsschubentlastete Drehmomentübertragungskupplung (/), von deren beiden Kupplungsteilen der eine (I¹) mit dem Getriebegehäuse (D), der andere (Iⁱ) mit der Zellenkonstruktion (G⁵) des Flugzeuges starr verbunden ist.

2. Verbrennungsturbinentriebwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der mit dem Getriebegehäuse (D) starr verbundene Kupplungsteil (Iⁱ) einen Kranz von Kupplungszähnen (Γ-) aufweist, der gleichachsig mit der Abtriebswelle (L²) des Getriebes angeordnet ist und mit einem Kranz von Kupplungszähnen (/³) des anderen Kupplungsteils (Iⁱ) zusammenarbeitet.

3. Verbrennungsturbinentriebwerk nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der mit der Zellenkonstruktion (G^s) des Flugzeuges starr verbundene Kupplungsteil von dem Gehäuse (K) eines weiteren Untersetzungsgetriebes gebildet wird.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 877 109.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen