DE1944091A1 - Gasturbinenstrahltriebwerk - Google Patents

Description

PATENTANWÄLTE

DIPPING. CURT WALLACH

DIPL.-ING. GONTHER KOCH 1 9-4091

DR. TINO HAIBACH

8 MÜNCHEN 2, ²9 · August 1969 12194 - K/vM

Rolls-Royce Limited, Derby, Derbyshire, England, Gasturbinenstrahltriebwerk

Die Erfindung geht aus von einem Gasturbinenstrahltriebwerk mit einem Strahlrohr, in dem ein Nachbrenner eingebaut ist, und mit einer Verstelldüse, wobei eine auf Druck ansprechende Einrichtung die Querschnittsfläche der Düse einstellt, während der Nachbrenner in Betrieb befindlich ist, wobei die Einstellung der Düsenquerschnittsfläche in funktioneller Abhängigkeit vom Wert des Strahlrohrdruckes erfolgt und eine Brennstoffregeleinrichtung die Zufuhr von Brennstoff nach dem Nachbrenner steuert und ein manuell einstellbares Glied die Brennstoffmenge bestimmt, die durch die Brennstoffregeleinrichtung zugeführt wird. Gemäß der Erfindung sind hierbei Vorspannmittel vorgesehen, die bei Einstellung des manuell bedienbaren Gliedes betätigt werden, um die Nachverbrennung zu wählen oder zu erhöhen, um die auf Druck ansprechende Einrichtung so vorzuspannen, daß letztere anfänglich die Querschnittsfläche der Düse mit einer Geschwindigkeit einstellt, die wenigstens groß genug ist, um ein beträchtliches Ansteigen des Strahlrohrdruckes zu verhindern.

Vorzugsweise ist eine Zündbrennstoffvorrichtung vorgesehen, um den Nachbrenner mit Zündbrennstoff zu versehen, bevor der Nachbrenner die Hauptbrennstoffzufuhr von der Brennstoffregeleinrichtung erhält.

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Die ZUndbrennstoffVorrichtung kann, nachdem der Zündbrennstoff dem Nachbrenner zugeführt ist, jedoch bevor letzterer mit der Hauptbrennstoff zufuhr gespeist wird, den Zündbrennstoff einem Zünder zuführen.

Die Zündbrennstoffvorrichtung kann einen Ventilkörper aufweisen, der mit steuerbarer Geschwindigkeit in einem Ventilgehäuse zwischen zwei Endstellungen beweglich ist und im Laufe der Bewegung Zwisehensteliungen durchläuft, in denen eine Verbindung zwischen einem Brennstoffeinlaßrohr und Brennstoffauslaßrohren hergestellt wird, die wenigstens nach dem Nachbrenner und der Zündvorrichtung führen, und es sind dem manuell einstellbaren Glied zugeordnete Mittel vorgesehen, um den Ventilkörper in die eine der beiden Endstellungen zu überführen, und zwar in Abhängigkeit davon, ob auf Nachbrennerbetrieb eingestellt ist oder nicht.

Die auf Druck ansprechende Einrichtung kann einen Druckfühler aufweisen, der eine Kammer in zwei Räume einteilt und es können Mittel vorgesehen sein, diese beiden Räume mit Druckmitteln zu speisen, deren; _:Drücke Jeweils funktionell dem Strahlrohrdruck und einem in einem Kompressor des Triebwerks herrschenden Druck zugeordnet sind.

Die Vorspannmittel können den Druck vermindern, der funktionell von dem Druck abhängig ist, der in einem Kompressor des Triebwerks ~ herrscht.

Der Raum, der mit einem Druckmittel angefüllt wird, dessen Druck4"unktionell von dem Druck abhängig ist, der in einem Kompressor des Triebwerks herrscht, kann mit einem Kanal in Verbindung stehen, der über ein normalerweise geschlossenes Ventil entlüftet werden kann, wobei die Vorspannmittel das Ventil öffnen, wenn das manuell betätigbare Glied so eingestellt ist, daß eine Nachverbrennung gewählt ader vergrößert wird. " ---

Es können Verriegelungsmittel vorgesehen sein, um den Druckfühler in einer vorbestimmten Stellung immer dann festzulegen, wenn der Nachbrenner nicht benutzt wird. Die Verriegelungseinrichtung kann

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aus einer druckabhängigen Einrichtung bestehen, die zwischen einer, verriegelten und einer Freigäbestellung in Abhängigkeit vom Wert des Strämungsmitteldruckes oder eines Strömungsmitteldruckverhältnisses beweglich ist,und es sind dem manuell einstellbaren- Glied Mittel zugeordnet, um den Strömungsmitteldruck oder das Strömungsmitteldruckverhältnis bei der Bewegung des manuell betätigbaren Gliedes einzustellen. .

Vorzugsweise sind Fühler vorgesehen, um die Querschnittsfläche der Düse festzustellen und die Brennstoffregeleinrichtung einzustellen, wenn die Brennstoffmenge, die durch die Brennstoffregeleinrichtung zugeführt wird, augenblicklich einen gegebenen Wert überschreitet, der für die augenblickliche Querschnittsfläche der Düse geeignet ist.

Es besteht vorzugsweise eine Verbindung zwischen der Brennstoffregeleinrichtung und der Vorspannvorrichtung ,und zwar derart, daß immer dann, wenn die Vorspannmittel die äruckabhängige Einrichtung vorgespannt haben, die Brennstoffzuführung fortgesetzt wird, bis die der Brennstoffregeleinrichtung zugeführte Brennstoffmenge bereits den gewählten Wert erreicht hat.

Es kann ein Absperrhahn vorgesehen werden, der, sofern er geschlossen ist, verhindert, daß Brennstoff über die Brennstoffregeleinrichtung nach dem Nachbrenner gelangt, und es sind Steuermittel vorgesehen, um den Absperrhahn in Schließaaixung zu halten, wenn der Nachbrenner nicht im Betrieb befindlich ist.

Die Steuereinrichtung kann ein Betätigungsventil aufweisen, das die Strömungsmitteldruckzuführung nach dem Absperrhahn steuert und das Betätigungsventil wird durch den Düsenflächenfühler eingestellt. So kann eines der Brennstoffauslaßrohre nach dem Betätigungsventil führen, um letzteren mit der Strömungsmittelaruckzufuhr zu versehen.

Das manuell betätigbare Glied kann mit der Brennstoffzufuhrsteuervorrichtung über eine Servoeinrichtung verbunden sein, wobei der Düsenquerschnittsflächen-Fühler das Arbeiten der Servovorrichtung

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immer dann verhindert, wenn die Brermstoffmehge, die der Brenhstoffregeleinriehtung zugeführt wird, den gegebenen Wert überschreitet;

Die ServoBinrichtung kann einen Druckfühler aufweisen, der eine Kammer in zwei Räume teilt und es können Mittel vorgesehen sein, um Druckströmungsmittel jedem der beiden Räume zuzuführen. Ferner sind Mittel vorgesehen, um die relativen Drücke in den zuletzt erwähnten Räumen immer darin einzustellen, wenn das manuell betätigbare Glied so bewegt wird, daß eine entsprechende Bewegung des zuletzt erwähnten Druckfühlers auftritt,und es können ferner Mittel vorgesehen sein, die durch den Düsenquerschnittsfrächenfühler einstellbar sind, um den Druck nur in einem der vorerwähnten Räume zu ändern, so daß die Bewegung des Druckfühlers immer dann stillgesetzt wird, wenn die durch die Brennstoffregeleinrichtung zugeführte Brennstoffmenge den gegebenen Wert, der der Düsensteilung entspricht, überschreitet, -

Es können außerdem Leitungen vorgesehen werden, durch welche Brennstoff, der vom Nachbrenner abgelassen ist, nach einem Ablaß gelangt, wobei die Strömung durch die Leitung durch ein Ventil gesteuert wird, das jeweils geschlossen wird, wenn der Nachbrenner in Betrieb befindlich ist, und welches geöffnet wird, wenn der Nachbrenner nicht im Betrieb befindlich ist. .'

Nachstehend wird ein Aüsführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine schematische Ansicht eines Gasturbinenstrahltriebwerks

gemäß der Erfindung/ ^
Fig. 2 und 3 eine schematische Ansicht benachbarter Teile des Aufbaus nach Fig.l, wobei diese Teile in einer Lage befindlich sind, in der der Nachbrenner außer Betrieb ist.

Die Ausdrücke "links" und "rechts", wie sie in der Beschreibung benutzt werden, beziehen sich auf die aus den Zeichnungen ersichtlichen Richtungen. - .

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Fig.l zeigt ein Gasturbinenstrahltriebwerk XO,das als Vorwärtsschubtriebwerk eines Plugzeugs ausgebildet ist und in Strömungsrichtung hintereinander einen Niederdruckkompressor 11,einen Hochdruckkompressor 12, eine Hauptverbrennungseinrichtung 15, eine Hochdruckturbine 14, eine Niederdruckturbine 15 und ein Strahlirohr 1β aufweist. In dem Strahlrohr 16 ist ein Nachbrenner 20 eingebaut, der Hauptbrenner 21 und Hilfsbrenner 22 besitzt. Die Brenner 21 und 22 werden über die Nachbrenner-Brennstoffregeleinrichtung und die Pumpe 23 mit Nachbrennerbrennstoff versorgt. Die Nachbrenner-Brennstoffregelanlage und die Pumpe 23 können die Zufuhr von Nachbrennerbrennstoff gemäß einer Zahl von Triebwerksvariablen einstellen.

Nachbrenner-Brennstoffregeleinrichtung und der Von der/&RiaaEötiMrfet'Bimpe 23 wird der Brennstoff über eine Leitung 24 zu einer Zündvorrichtung 25 gefördert, die z.B. von "Heiß^Strelfen-Injektoren gebildet werden κίκακκ. Der diesen Injektoren zugeführt e-Brennstoff fließt durch die Hauptverbrennungseinrichtung 13 und dann durch die Turbinen l4,15 als ein "heißer Streifen" (hot streak), um den den Hilfsbrennern 22 zugeführten Brennstoff zu zünden. Stattdessen kann die Leitung 24 den Brennstoff nach einem katalytischen Zünder (nicht dargestellt) leiten, der die Verbrennung dieses Brennstoffs einleitet.

Eine Mehrzahl strömungsmittelbetätigter doppelt-wirkender Düseneinsteil Kolbenantriebe 26 ist um das Stahlrohr 16 herum angeordnet. So können z.B. sechs solche Kolbenantriebe 26 vorgesehen sein, obgleich zur Vereinfachung der Zeichnung nur ein solcher Kolbenantrieb ersichtlich ist. Aus diesem Grunde wird die Arbeitsweise dieses speziellen Kolbenantriebs 26 beschrieben und es ist klar,-daß die Arbeitsweise der übrigen Kolbenantriebe 26 identisch ist.

Der Kolbenantrieb 26 weist einen Kolben 30 (Fig.3) auf, dessen Kolbenstange 31 mit einer axial beweglichen Hülse 32 verbunden ist, die konzentrisch um das stromunterseitige Ende des Strahlrohres 16 herum angeordnet ist. Die Hülse 32 besitzt ein kegelstumpfförmiges stromunterseitiges Ende 33, das sich in Strömungsrichtung verjüngt. Das

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stromunterseitige Ende des Strahlrohres 16 ist mit einer Mehrzahl von schwenkbar gelagerten Düsenklappen 34 versehen, die gemeinsam eine Verstelldüse 25 bilden. Jede der Düsenklappen 34 ist mit einer Rolle 36 versehen, die auf der inneren Oberfläche des stromunterseitigen Endes 33 der Hülse 32 abläuft.

Wenn der Kolbenantrieb 26 eine axiale Bewegung der Hülse 32 nach hinten bewirkt, dann können sich die Düsenklappen 34 radial unter dem Druck der Abgase innerhalb des Strahlrohres l6 nach außen bewegen, so- daß die wirksame Querschnittsfläche der Düse 25 vergrößert wird, d.h. die Düse wird geöffnet. Eine Axialbewegung der Hülse 32 nach vorn hat zur Folge, daß die Düsenklappen 34 durch die Nockenwirkung zwiahen Hülse 32 und Rollen 36 radial nach innen gedrückt werden, so daß die wirksame Querschnittsflache der Düse 35 verkleinert wird, d.h. die Düse wird geschlossen.

Der Kolben 30 des Kolbenantriebes 26 ist innerhalb eines Zylinders 40 gleitbar, dessen gegenüberliegende Enden über Rohre 4l,42 mit dem Inneren eines zylindrischen Ventilgehäuses 43 eines Düsensteuerventils 44 in Verbindung stehen. In dem Ventilgehäuse 43 ist gleitbar ein Ventilschieber 45 gelagert, der Kolbenstege 46,47 besitzt. Wenn der Ventilschieber 45 in der einen oder anderen Richtung aus seiner Mittelstellung gemäß Fig.2 verstellt wird, dann kann Hochdruckbrennstoff, der über das Rohr 50 in das Ventil 43 eintritt, nach einem der Rohre 41,42 gelangen. Das andere der Rohre 4l,42 steht zu dieser Zeit entweder mit einem Rohr 51 oder einem Rohr 52 in Verbindung, die nach einem Ablaß (d.h. nach einer Quelle von Niederdruckbrennstoff) führen. Daraus ergibt sich, daß immer dann, wenn der Ventilschieber 45 aus seiner Mittelstellung entfernt ist, der Kolben 30 bewegt wird.

Falls erforderlich, kann das Düsensteuerventil 44 durch eine nichtdargestellte Düs ens teuerpumpe ersetzt werden.,

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Die Rohre 4l,42 sind durch eine Nebenschlußleitung verbunden, die im Nebenschluß zu dem Kolbenantrieb 26 verläuft. Diese Nebenschlußleitung wird durch die Leitungen 53>54 gebildet, die mit den Rohren 41 bzw. 42 in Verbindung stehen und miteinander über ein Auslöseventil 55 verbunden sind. Das Auslöseventil 55 besitzt einen Ventilkörper 56, der durch eine Feder 57 in die Schließstellung überführt · wird. Der Ventilkörper 56 wird jedoch bei einer Bewegung eines Armes 60 nach links immer dann geöffnet, wenn das Ventil 55 nahezu geschlossen ist. Der Arm 6O wirkt auf den Ventilkörper 56 ein und erstreckt sich von der Kolbenstange 31 aus.

Der Ventilschieber 45 ist an einem Ende einer Stange 6l angesetzt, deren anderes Ende einstückig mit einem Zylinder 62 ausgebildet ist, der einen doppelt wirkenden Nebenkolben 63 trägt, welcher wiederum einen Teil einer Druckverhältnis-Steuereinrichtung 64 bildet. Der Nebenkolben 63 ist axial gleitbar in einem Zylinder 65 gelagert und gegenüberliegende Stirnflächen des Nebenkolbens 63 besitzen eine gleiche Kolbenfläche und teilen den Zylinder 65 in Räume 66,67. Der Hochdruckbrennstoff aus der Leitung 69 wird einer Leitung 70 zugeführt und dann über entsprechende Drosselstellen 71*72 nach den Räumen 66,67. Die Leitung 69 empfängt Brennstoff von der Hochdruckseite einer Brennstoffpumpe (nicht dargestellt), die vom Triebwerk 10 angetrieben wird und dem Hauptbrenner 13 Brennstoff liefert.

Im Zylinder 62 ist axial gleitbar ein Stempel 73 gelagert, der einen in Achsrichtung verlaufenden Kanal74 aufweist. Das linke Ende des Kanals 74 steht ständig mit einem Raum 75 innerhalb eines Gehäuses 76 in Verbindung. Der Raum 75 ist über ein Rohr 77 an ein Rohr 78 angeschlossen, welch letzteres nach einem Niederdruckbrennstoffkanal 79 führt, der ebenfalls Brennstoff der Nachbrenner-Brennstoff regeleinrichtung bzw. Pumpe 23 liefert.

Der Stempel 73 weist einen diametral verlaufenden Kanal 80 auf, der den axial verlaufenden KanaL74 schneidet. Wenn der Stempel 73 in der aus Pig.2 ersichtlichen Stellung befindlich ist, dann wird der diametral verlaufende Kanal δθ durch den Hilfskolben 63 abgesperrt.

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Wenn der Stempel 73 jedoch entweder nach links oder nach rechts aus der dargestellten Stellung heraus bewegt 1st, steht der diametral verlaufende Kanal 80 entweder mit dem Raum 66 oder mit dem Raum 67 in Verbindung und verbindet somit den entsprechenden Raum mit dem Niederdruckbrennstoffkanal 79. Wenn dies geschieht, bewegt sich der Hilfskolben 63 in der gleichen Richtung, in der sich der Stempel 73 bewegt hat und diese Bewegung des Hilfskolbens 63 setzt sich fofct, bis dieser wiederum den diametral verlaufenden Kanal 80 absperrt. So bewirkt die Bewegung des Stempels 73 in einer gegebenen Richtung eine gleiche Bewegung des Hilfskolbens 63 in der gleichen Richtung. "

Der Stempel ist mit einer Stange 8l verbunden, die einen doppelt wirkenden Hauptkolben 82 trägt, der axial gleitbar in einer Kammer 83 läuft. Der Hauptkolben 82 besitzt gegenüberliegende gleiche Kolbenflächen, die das Innere der Kammer 83 in die Räume 84,85 unterteilen. Der Raum 84 wird über eine Leitung 86,in der eine Einschnürung 87 liegt, mit komprimierter Luft gespeist. Die komprimierte Luft in dem Raum 84 steht unter einem Druck, der gleich ist dem Förderdruck P^ des Hochdruckkompressors 12 des Triebwerks 10 oder gleich ist einem hiervon funktionell abhängigen Druck. Der Raum 85 wird über eine Leitung 90 mit Gas gespeist, das unter einem Druck steht, der gleich ist oder funktionell abhängig ist von dem Druck Pg, der im Strahlrohr 16 des Triebwerks lCKherrscht. So wird der Kolben 82 in funktioneller Abhängigkeit von dem Wert des Strahlrohrdruckes eingestellt. Das bedeutet, daß der Kolben gemäß dem Verhältnis P^/Pg eingestellt wird. - " -:..""

Der Raum 84 wird über eine öffnung 91 in der Wandung der Kammer 83 nach der Atmosphäre hin entlüftet.. Eine kegeis tumpffö'rmige Nadel 92, die von der Stange 8l vorsteht, steht durch die öffnung 91 so ein, daß sie letztere teilweise absperrt.

Eine Axialbewegung des Hauptkolbens 82 bewirkt eine gleiche Bewegung des Stempels 63, was zur Folge.hat, daß einer der Räume 66,67 in Verbindung mit dem Raum 75 gebracht wird und damit auch mit dem Nieder-

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druckbrennstoffkanal 79· Dies bewirkt wiederum, daß der Druck in dem entsprechenden Raum 66 bzw. 67 gegenüber jenem in dem anderen Raum abfällt, so daß sich der Nebenkolben 63 entsprechend bewegt. Der Nebenkolben 63 folgt daher der Bewegung des Hauptkolbens 82.

Der Hilfskolben 63 ist demzufolge ein Servokolben, dessen Stellung exakt durch den Hauptkolben 82 diktiert wird und die Stellung des Hauptkolbens 82 wird wiederum durch den Wert des Verhältnisses bestimmt. Immer dann, wenn der Hilfskolben 63 die Stange 6l und demgemäß den Ventilschieber 45 bewegt, dann wird die Düse 35 in funktioneiler Abhängigkeit vom Wert des Verhältnisses P^/P^ eingestellt.

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Tatsächlich wirkt der/Kolben 82 als Fühlkolben und er bewegt sich gemäß Änderungen des Verhältnisses zwischen Strahlrohrdruclc Pg und Bezugsdruck in diesem Falle Kompressorförderdruck P-,.

Die Anordnung ist derart getroffen, daß dann, wenn der Strahlrohrdruck P/r ansteigen sollte, weil der Nachbrenner eingeschaltet wird, der Hauptkolben 82 sich nach links bewegt (wenn er nicht daran durch die weiter unten beschriebene Vorrichtung gehindert wird) und das hat zur Folge, daß der Hilfskolben 63 sich ebenfalls nach links bewegt. Wenn der Hauptkolben 82 sich in seiner Kammer 83 nach links bewegt, dann wird die durch die Nadel 92 gebildete Einschnürung vergrößert, so daß der Druck in dem Raum 84 in Opposition zur Bewegung des Kolbens 82 erhöht wird, was eine negative Positionsrückführung darstellt.

Der Raum 84 steht an einem Ende eines Kanals 93 in Verbindung, das eine Einschnürung 94- enthält. Das andere Ende 95 des Kanals 93 ist normalerweise durch eine Halbkugel 96 abgeschlossen, die an einem Ende eines Hebels 97 befestigt ist, der Teil eines Druckveifeltnis-Vorspannsteuerventils 98 ist. Der Hebel 97 ist in einer festen Gabel 100 schwenkbar gelagert und durch eine Feder 101 in jene Stellung vorgespannt, in der die Halbkugel 96 auf dem Ende 95 des Kanals 93 aufruht und diesen absperrt.

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Das der Halbkugel 96 entgegengesetzte Ende des Hebels 97 wird von einem Ende eines Hebels 102 erfaßt. Dieser Hebel 102 ist an einem Schwenkgelenk 103 an einem Lenker 104 angelenkt und das andere Ende des Hebels 102 ist bei 105 schwenkbar mit einer Stange 106 verbunden, die ihrerseits schwenkbar mit einem Gashebel 107 des Flugzeugführers verbunden ist. Wenn der Flugzeugführer-Gashebel 107 um seine Gabel 108 im Gegenuhrzeigersihn bewegt wird, dann, bewegt der Hebel 102 den Hebel 97 im Uhrzeigersinn so, daß das ^nde 95 des Kanals 93 geöffnet und somit entlüftet wird. Diese Bewegung tritt auf, wenn Nach verbrennung gewählt wird oder wenn die Nachverbrennung schnell vergrößert wird und demgemäß bevor der Strahlrohrdruck Pg infolge vergrößerter Brennstoffzufuhr bzw. Zündung angestiegen ist und dies hat zur Folge, daß der Druck im Raum 64 vermindert wird, so daß der Hauptkolben 82 nach links laufen kann, bevor der Strahlrohrdruck Pg soweit angestiegen ist, daß für eine normale Wahl der Nachverbrennung gesorgt ist oder für ein heftiges Ansteigen der Nachverbrennung. Demgemäß wird die Druckverhältnis-Steuervorrichtung 64 in der Weise vorgespannt, daß sie anfänglich eine Einstellung der Querschnittsfläche der Düse 35 mit einer Geschwindigkeit bewirkt, die ausreicht, um ein beträchtliches Ansteigen des Strahlrohrdruckes Pg zu verhindern. , .

Das Druckausgleichsventil 98 bewirkt, daß die Bezugsgröße der Druckverhältnissteuerung 64 geändert wird, bevor die Brennstoffströmung infolge der Einstellung des Nachbrenners oder infolge einer rapiden Erhöhung der Nachverbrennung ansteigt. Aus der nachfolgenden Beschreibung ergibt sich, daß diese Vorspannung rapide aber progressiv bei einem kleinen Fehler zwischen dem gewählten oder erhaltenen Grad der Nachverbrennung stattfindet, wobei dann ein Grenzwert erreicht wird.

Die Stange 81 der Druckverhältnissteuerung 64 weist zwei diametral im Abstand zueinander liegende Stifte 110 auf, die von einem Joch 111 aufgenommen werden, das einen Teil der DruckverhältnissteuerHngsverriegelung 112 bildet. Diese Druckverhältnissteuerungsverriegelung 112 gewährleistet, daß die Stange 8l in einer vorbestimmten

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Stellung verriegelt wird, wenn eine Nachverbrennung nicht stattfindet. Das Joch 111 wird von einer Stange 113 getragen, deren gegenüberliegende Enden mit Kolben 114,115 versehen sind. Die Kolben 114,115 sind axial in Zylindern 116,117 gleitbar, die ihrerseits mit Druckmittel über Rohre 120,121 gespeist werden. Wie aus Fig.2 ersichtlich, ist die Oberfläche des Kolbens 114, die nach dem Druck des Rohres 120 hin offen ist, beträchtlich größer, als die Druckfläche des Kolbens 115, die nach dem Druck im Rohr 121 hin offen ist.

Das Rohr 121 ist ständig nach der Leitung 69 hin offen. Das Rohr ist Jedoch nur nach einer Strömungsmitteldruckquelle hin offen, wenn ein Ventilkörper 122 des Nachbrennerwählventils 123 in einer vorbestimmten Stellung befindlich ist und der Ventilkörper 122 ist mit dem Flugzeugführer-Gashebel 107 verbunden und wird von letzterem bewegt.

Der Ventilkörper 122 ist axial in einem Ventilkörper 124 beweglich, der eine Bohrung 125 besitzt, welche ständig mit der Brennstoffleitung 69 in Verbindung steht. ,

Das Rohr 120 steht über ein Rückschlagventil 126 mit einem Rohr 127 in Verbindung, das seinerseits mit einem Kanal I30 verbunden ist. Der Kanal 130, der eine Einschnürung 13Γ enthält, steht mit einem Kanal 132 in Verbindung, der nach der Bohrung 125 führt. Wie ersichtlich, kann in der Stellung nach Fig.2 der Hochdruckbrennstoff aus der Leitung 69 nicht in den Kanal 132 gelangen und wird daher in dieser Stellung nicht benutzt, um den Kolben 114 unter Druck zu setzen.. In dieser Stellung der Teile verhindert daher die Druckverhältnissteuerblockierung 112 den Hauptkolben 82 daran, sich gemäß Änderungen des Druckverhältnisses P^/Pr zu bewegen.

Der Ventilkörper 122 des Nachbrennerwählventils 123 besitzt Kanäle, die eine Verbindung zwischen der Leitung 69 und entweder einem Kanal 134 oder einem Kanal 135 ermöglichen, wobei der Kanal 135 nach dem Kanal 130 führt.

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Der Kanal 132 steht über ein Ventil 136 und eine Einschnürung 157 mit dem linken Ende des Inneren eines Ventilgehäuses I38 in Verbindung, das einen Teil einer hydraulischen Zündungseinrichtung 140 bildet, die dazu dient, die Brenner 21,22 mit Zündbrennstoff zu versorgen, bevor die Brenner 21,22 mit dem Hauptbrennstoff durch die Naehbrennerbrennstoffpumpe 23 versorgt werden. Das gegenüberliegende Ende des Ventilgehäuses 138 steht mit einem Rohr l4l in Verbindung, das seinerseits mit dem Kanal 134 in Verbindung steht.

Innerhalb des Ventilgehäuses 138 ist ein Ventilkörper 142 gleitbar, der, wie in der Zeichnung dargestellt, in dem Ventilgehäuse 138 zwischen zwei Endstellungen allein durch Hydraulikkräfte beweglich ist, die auf gegenüberliegenden Seiten des Ventilkörpers einwirken. Ψ Es ist jedoch auch möglich, den Ventilkörper 142 nach links durch eine Feder (nicht dargestellt) vorzuspannen. Aus der nachfolgenden Beschreibung ergibt sich, daß die hydraulischen Drücke derart sind, daß der Ventilkörper 142 mit gesteuerter Geschwindigkeit in eine : der beiden Endstellungen bewirkt wird, je nachdem, ob ein Nachbrennerbetrieb gewählt ist oder nicht.

Das Ventil I36 besitzt.ein Ventilgehäuse 143 mit einem Ventilkörper 144, der darin gleitbar gelagert ist. Der Ventilkörper Ϊ44 wird durch eine Feder l45 nach links gedrückt. Der Ventilkörper 144, der einen diametral.verlaufenden Kanal 146 aufweist, ist jedoch nach dem Druck innerhalb des Rohres 147 hin offen. Die Anordnung ist derart, daß dann, wenn das Triebwerk IQ mit etwa 80# der Nenndrehzahl oder mit einer etwas höheren Drehzahl läuft, der Druck in dem Rohr 147 durch nichtdargestellte Fühler veranlaßt wird, einen Wert anzunehmen, der groß genug ist, um den Ventilkörper 144 nach rechts zu verschieben, so daß jeglicher Hochdruckbrennstoff, der dem Kanal 132 zugeführt wird, nach dem linken Ende des Zylinders 138 überführt wird und dann nach einem Brennstoffeinlaßrohr 149, das mit dem Kanal 132 in Verbindung steht. ;.■:"--. ".'"'"-■ ~" . *

. Der Kanal 132 steht stromunterseitig der Einschnürung I37 mit einem Rohr 150 in Verbindung, das sich nach dem Ventilgehäuse 124 des Nach-

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brennerwählventils 123 hin erstreckt. Der Ventilkörper 122 des Ventils 124 besitzt einen Kanal 151> der eine Verbindung zwischen dem Rohr 150 und den Rohren 152 und 153 schafft, wobei das Rohr 152 mit dem Rohr 78 in Verbindung steht, das nach dem Niederdruckbrennst off kanal 79 führt.

Der Ventilkörper 142 definiert> wenn er sich in der Stellung nach Fig.2 befindet, mit dem rechten Ende des Zylinders .138^einen Raum 155, der mit dem Rohr 141 in Verbindung steht. Der Ventilkörper 142 weist außerdem einen axial verlaufenden Kanal 156 auf, der mit radial verlaufenden Kanälen 158,159*I6O/I6I in Verbindung steht, die nach Nuten 162,163,164,165 laufen, die in dem Ventilkör.per 142 ausgebildet sind.

Der Kanal 132 stromunterseitig des Ventils 136 steht mit dem Brennstoffeinlaßrohr 149 in Verbindung, das in bestimmten Stellungen des Ventilkörpers 142 mit der Nut 162 in Verbindung steht. Das Rohr steht mit einem Rohr 167 in Verbindung und die Nut 162 bewirkt in gewissen Stellungen eine Verbindung zwischen den Rohren 149*167·

Die Nuten 163,165 haben den Zweck, in einer bestimmten Stellung des Ventilkörpers 142 mit deta Brennstoffauslaßrohren 170,171 eine Verbindung herzustellen. Das Rohr I70, das eine Einschnürung 172 aufweist, steht über nicht-dargestellte Mittel mit der Leitung 24 in Verbindung, die nach den Injektoren führt oder sie steht stattdessen mit einem Katalyt-Zünder (nicht dargestellt) in Verbindung, der einen Teil des Nachbrenners 20 bildet. Das mit einer Einschnürung 173 ausgestattete Rohr 171 führt über ein Rückschlagventil 174 nach einem Kanal 175* der seinerseits nach den Hauptbrennern 21 führt. Die Nut 164 steht mit einem Brennstoffauslaßrohr I76 in Verbindung, das eine Einschnürung 177 besitzt und sich über ein Rückschlagventil I80 nach einem Kanal 181 erstreckt, der nach den Hilfsbrennern 22 führt. Wenn der Ventilkörper 142 sich von der in Fig.2 dargestellten Endstellung in die nicht-dargestellte gegenüberliegende Endstellung innerhalb des Ventilgehäuses 138 bewegt, läuft er über Zwischenstellungen, in denen eine Verbindung zwischen

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dem Rohr 149 und den Rohren 170,171,176 hergestellt wird. .

Das Rohr l4l steht über eine Einschnürung l82 mit dem Nlederdrückbrennstoffkanal 79 in Verbindung. Eine Drosseiservoeinrichtung besitzt Kammern 184,185, von denen die Kammer I85 durch einen Kolben 190 in Räume 186,167 aufgeteilt ist. Der Kolben 190 ist einstückig mit einem zylindrischen Körper 19I hergestellt, der an einem Ende einer Stange 192 befindlich ist. Innerhalb des Zylinders 191 ist ein Stempel 193 gleitbar, der einen axial verlaufenden Kanal 194 aufweist. Der Stempel 193 ist mit der Stange I06 mit dem Gashebel 107 des Plugzeugführers verbunden. Der axial verlaufende Kanal 194 steht über eine Radialbohrung 280 mit dem Raum innerhalb der Kammer 184 in Verbindung. Der Zylinder 191 besitzt Bohrungen 280,196, die mit den Räumen I86 bzw. I87 in Verbindung stehen und die außerdem, wenn der Stempel 193 in geeigneter Weise 'bewegt ist, mit einem diametral verlaufenden Kanal 197 in Verbindung stehen, der den axial verlaufenden Kanal 194 schneidet und demgemäß mit diesem in Verbindung steht.

Die Räume 186,187 stehen mit Rohren 200 bzw. 201 in Verbindung, die Einschnürungen 202 bzw.20^ aufweisen und beide mit einem gemeinsamen Rohr 204 iri Verbindung stehen, das sich nach der Leitung 69 hin erstreckt, wodurch eine Hochdruckbrennstoffzufuhr von letzterem erlangt wird. "

Der Raum innerhalb der Kammer 184 ist mit dem Niederdruckbrennstoff-' kanal 79 über einen Kanal 205 verbunden, der mit dem Rohr 78 und demgemäß mit dem Kanal 79 in Verbindung steht. Hieraus ergibt sich,daß bei jeglicher Bewegung des Gashebels des Plugzeugführers 107 der Stempel 193 bewegt wird, woraus sich eine gleiche Bewegung des Kolbens 190 ergibt, und zwar infolge der Tatsache, daß der eine oder der andere der Räume 186,187 mit Niederdruck verbunden wird.

Wenn der Plugzeugführer den Drosselhebel 107 im Gegenuhrzeigersinn bewegt, wird demgemäß der Kolben 190 nach rechts bewegt und eine"

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gleiche Bewegung führt die Stange 192 durch. Die Stange 192 ist schwenkbar bei 206 an einem Hebel 207 angelenkt, der in einem Gleitgelenk 210 gelagert ist. Der Hebel 207 ist schwenkbar bei 211 an dem Lenker 104 angelenkt. Wenn der Plugzeugführer-Drosselhebel 107 im Gegenuhrzeigersinn bewegt wird, bewirkt dies anfänglich eine Gegenuhrzeigersinnbewegung des Hebels 102 und demgemäß eine Entlüftung des Kanals 93· Gleichzeitig führt jedoch der Stempel 193 eine Bewegung nach rechts durch und demgemäß infolge der Wirkung des Drosselservoabzapfventils 213, das weiter unten beschrieben wird, eine gesteuerte Bewegungsgeschwindigkeit des Kolbens 119 und des Schwenkzapfens 206. Dies erzeugt eine gleiche Rechtsbewegung des Gelenkes 211 und demgemäß des Gelenkes 103, wodurch der Hebel 102 außer Eingriff mit dem Hebel 97 gelangt, so daß das Ende 95 des Kanals 93 wiederum durch die Halbkugel 96 abgedichtet werden kann.

Das Rohr 200 steht mit einem Rohr 212 in Verbindung, das seinerseits über ein Drosselservoabzapfventil 213 mit einem Rohr 2.14 in Verbindung steht, das nach dem Rohr 7ö hin verläuft und demgemäß nach dem Niederdruckbrennstoffkanal 79· Immer wenn das Drosseiservoanzapfventil 213 offen ist, dann wird der Druck im Raum 186 reduziert.

Das Drosselservoabzapfventil 213 ist mit einem Ventilkörper 215 versehen, der durch eine Feder 216 auf seinen Sitz gedrückt wird. Der Ventilkörper 215 wird jedoch durch einen Hebel 217 ergriffen, der schwenkbar bei 2l8 mit dem Stab 192 verbunden ist. Der Hebel 217 ist außerdem schwenkbar bei 219 mit einer Stange 220 verbunden, die über weiter unten beschriebene Mittel mit der Düse 35 verbunden ist. Die Anordnung is-t derart, daß das Drosselservoabzapfventil 213 offen ist, wenn die Brennstoffzufuhr einen gegebenen Wert überschreitet, der für die augenblickliche Querschnittsfläche der Düse 35 geeignet ist, so daß die Brennstoffzufuhr nicht weiter zunehmen kann,- bis die Düse in ihrer Querschnittsflache vergrößert ist.

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■.■■■'■ ■■■;■. - ιό -- -

Die Stange 192 stellt die Lage eines Zumeßventils (nicht dargestellt) ein> die einen Teil des Nachbrennerbrennstoffzuführungssteuergerätes bzw. der Pumpe 23 bildet, wodurch die Einstellung des Gashebels 107 des Piloten bewirkt, daß auch die Brennstoffzufuhr eingestellt wird, die durch die Naatchbrennersteuerstufe und die Pumpe 23 geliefert wird.

Die Naehbrennerbrennstoffzuführungseinrichtung und die Pumpe 23 stehen mit einem Kanal 221 in Verbindung, der seinerseits mit dem Niederdruckbrennstoffkanal 79 über ein Nachbrennerabschaltventil 222 in Verbindung steht. Das Abschaltventil 222 bleibt geschlossen, wenn auf .Nachbrennerbetrieb geschaltet wird, bis die Zündung der Brenner 21,22 vollendet ist und die Querschnittsfläche der Düse sich etwas vergrößert hat. Das Abschaltventil 222 besitzt einen Ventilkörper 223, der mit einenj Ventilkopf 224 versehen ist, welcher durch eine Feder 225 auf seinen Sitz gedrückt wird. In dieser Stellung wird eine Strömung von dem Niederdruckbrennstoffkanal 79 nach dem Kanal 221 verhindert. Der Ventilkörper 223 1st außerdem mit einem Kolben 226 ausgestattet, der gleitbar in einem Zylinder 227 gelagert ist. Der Kolben 226 teilt den Zylinder 227 in die Räume 230,231· Der Raum 231 steht über einem Kanal 232 mit dem' Brennstoffkanal 79 in Verbindung, Der Raum 230 steht mit einem Kanal 234 in Verbindung, der seinerseits mit dem Inneren des Abschaltbetätigungsventils 135 verbunden ist. In dem Gehäuse 226 des Abechaltbetätigungsventils 235 ist ein Ventilkörper 237 gelagert* dieser ist über eine Stange 238 mit der Stange 220 und demgemäß mit dem Hebel 217 verbunden. Der Ventilkörper 237 besitzt einen Kanal 240, der sich diametral durch den Ventilkörper hindurch erstreckt und in der in Fig.3 ersichtlichen Stellung eine Verbindung zwischen dem Kanal 2^4 und dem Kanal 233 gestattet. Bas Absehaltbetätigungsventil 235 dient dazu, um zu gewährleisten, daß außer bei Naphbrennerbetrieb sämtliche andere Teile in einer Stellung befindlich sind, die ein Schließen des Abschalthahnes 222 zulassen, so daß verhindert wird, daß Brennstoff über die Nachbrennerbrennstoffzuführeinrichtung in die Pumpe 23 nach den Brennern 21,22 gelangt. / .

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nachdem · 19U09.1 Das Rohr 153 erstreckt sich auss^em/Gehäuse des Abschaltbetätigungsventils 235, so daß in einer Stellung (nicht dargestellt) des Ventilkörpers 237 eine Verbindung zwischen dem Kanal 234 und dem Rohr möglich ist.

Die Nachbrennerbrennstoffzuführungseinrichtung und die Pumpe 23 liefern Haupt brennstoff nach einem Hauptbrennstoffkanal 241., der •über ein Rückschlagventil 242 mit einem Kanal 175 in Verbindung steht, der nach den Hauptbrennern 21 führt. Die Nachbrennerbrennstoff zuführ einrichtung und Pumpe 23 stehen außerdem über einen Hilfskanal 243 und demgemäß über ein Rückschlagventil 244 mit dem Kanal l8l in Verbindung, der nach den Hilfsbrennern 22 führt.

Die Kanäle 175 bzw. l8l stehen über Kanäle 245/246 mit dem Inneren einer Kammer 247 in Verbindung, die irgendeine geeignete Gestalt aufweisen kann. Ein Ventilkörper 250 ist mit Ventilen 251,252 ausgestattet, die die Enden der Kanäle 245 bzw. 246 abdichten. Das Innere der Kammer 247 steht über einen Kanal 253 mit einem Ablauf in Verbindung.

Der Ventilkörper 250 wird von einem Balg 254 getragen, der nach dem Druck innerhalb des Rohres 127 hin offen ist. Dieses Rohr weist eine Sicherheitseinschnürung 255 auf. Die Anordnung ist derart getroffen, daß die Ventile 251,252 offen sind, außer wenn der Balg 254 mit Druckmittel gespeist wird.

Das Rohr 127 steht unmittelbar stromoberseitig der Sicherheitseinschnürung 255 mit einem Kanal 256 in Verbindung, der seinerseits mit der inneren Oberfläche eines Zylinders 257 in Verbindung steht. Ein Ventilkörper 258, der mit dem Ventilkörper 223 verbunden ist, gleitet in dem Zylinder 257 und besitzt einen diametral verlaufenden Kanal 259, der bei geeigneter Stellung des Ventilkörpers 258 eine Verbindung zwischen dem Kanal 256 und einem Kanal 260 herstellt, der nach der Leitung 69 hin verläuft. Die rechte Seite des Ventilkörpers 258 ist über einen Kanal 261 und einen Kanal 233 nach der Niederdruckseite hin offen.

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Die Stange 238 ist schwenkbar.an einem Arm 263 eines Winkelhebels 262,264 angelenkt, der schwenkbar bei 265 innerhalb eines Gehäuses 266 eines Düsenflächenfühlers 2β7 schwenkbar gelagert ist. Der Arm 264 des Winkelhebels 262,264 trägt am äußeren Ende eine Rolle 268, die längs einer Nockenführung 270 beweglich ist, welche auf einem Nocken 271 befindlich ist. Der Nocken 27I ist an einem Ende eines Armes 272 angeordnet und der Nocken 27I ist mit dem Arm 272 um eine Schwenkachse 273 winkelbeweglich gelagert. Die Winkelbewegung des Armes 272, die beim öffnen oder Schließen der Düse 35 erfolgt, bewirkt eine gleiche Bewegung des Nockens 271. Der Arm 272 ist schwenkbar an einer Stange 274 befestigt, die ihrerseits an der Stange 31 befestigt ist und demgemäß an der Hülse 32 und der Düse 35· So stellt der Düsenquerschnittsfühler 267 das Abschaltbetätigungsventil 235 ein. ■ -.' "

Das Drosselservoabzapfventil 213 verhindert, daß das Drosselservo 183 übermäßige Belastungen auf den Düsenquerschnittsfühler 267 ausübt. ■ ' ' , Y-- .;

Wenn in dem Zeitraum, der unmittelbar auf die Wahl der Nachverbrennung oder einer erhöhten Nachverbrennung folgt, die Brennstoffmenge, die durch die Nachbrennerbrennstoffsteuereinrichtung und die Tumpe 23 geliefert wird, augenblicklich einen gegebenen Wert überschreitet, -· der für die augenblickliche Querschnittsfläche der Düse 35 geeignet ist, dann sind die_; Relativstellüngen von Arm 263 und Stab I92 derart, daß der Ventilkörper 215 des DrosseiservoabzapfVentils 213 von seinem Sitz abgehoben wird.

Dies bewirkt, daß der Druck in dem Raum I86 auf den gleichen Wert fällt, wie in dem Raum 187, so daß der Kolben 190 (und demgemäß die NachbrennerbrennstoffZuführungseinrichtung 23) nicht mehr auf die Stellung eingestellt wird, die durch die Lage des Gashebels 107 des Flugzeugführers bestimmt wird, bis die Düse 35 sich genügend weit geöffnet hat, um ein Schließen des Ventilkörpers 215 zuzulassen.- .■■■ -:.'- ..-■-'■ ■■.-"' -

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1 9/-40 91--

Der Hebel 102 (und demgemäß das Druckausgleichsverhältnissteuervorspannventil 98) ist mit dem Arm 263 über den Lenker 104, den Hebel 207} die Stange 192, den Hebel 217 und die Stange 23& verbunden. Die Anordnung ist derart, daß dann, wenn sich das Druckausgleichsverhältnissteuervorspannventil 9& einmal soweit bewegt hat, daß die Arbeitsweise der Druckverhältnissteuervorrichtung 64 vorgespannt wird, diese Bewegung sich fortsetzt, bis die Brennstoffmenge, die durch die Nachbrennerbrennstoffzuführungseinrichtung 25 zugeführt wird, bereits den gewählten Wert erreicht hat.

In den Fig. 2 und 3 sind die Einzelteile in jener Lage dargestellt, die sie einnehmen, wenn der Nachbrenner nicht in Betrieb befindlich ist, und in dieser Bedirging befindet sich der Gashebel 107 des Plugzeugführers in der aus Fig.2 ersichtlichen Stellung und das Druckausgleichsvorspannventil 9& und das Drosseiservoabzapfventil sind geschlossen, während die Düse 35 in ihrer Stellung mit minimaler Querschnittsfläche befindlich ist. Infolgedessn verhindert der Ventilkörper 237 des Abschaltbetätigungsventils 235 eine Verbindung zwischen dem Rohr 153 und dem Kanal 234, während die Ventilkörper 122 und 142 des Nachbrennerwählventils 123 und der Hydraulikzundbrennstoffvorrichtung l40 verhindern, daß Hochdruckbrennstoff dem Rohr 167 und somit auch dem Rohr 153 zugeführt wird. Derart!gerHoch druckbrennstoff kann daher nicht durch den Kanal 234 dem Raum 230. zugeführt werden und er kann demgemäß auch nicht auf den Kolben 226 des Nachbrennerabschalthahnes 222 wirken. Der Ventilkörper 223 des letzteren wird daher durch die Feder 225 geschlossen und es wird der Nachbrennerbrennstoffsteuerstufe mit Pumpe 23 kein Brennstoff geliefert..

In der Stellung nach Fig.2 befindet sich außerdem der Ventilkörper l42 der hydraulischen Zündbrennstoffvorrichtung l40 am linken Ende des Bewegungsbereichfes, so daß keine Zündströmung nach den Rohren 170,171 und 176 erfolgt. Außerdem verhindert der Ventilkörper 122 in der aus Fig.2 ersichtlichen Stellung, daß Hochdruckbrennstoff nach dem Kanal 132 oder dem Kanal 135 gefördert wird und es wird

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dadurch verhindert, daß dieser Brennstoff auf den Kolben 114.ein- ■ wirkt. Der Kolben 115 ist jedoch über das Rohr 121 und die Leitung 69 nach solchem Hochdruckbrennstoff hin offen. Infolgedessen blockiert die Druckverhältnissteuerverriegelung 112 die Stange 8l und den Hauptkolben 82 in der dargestellten Stellung, so daß auch die Düse 35. in ihrer Stellung mit^mÄäÄil£ Querschnittsfläche blockiert wird. Dies hat wiederum zur Folge, daß das Auslöseventil 55 öffnet und so der Druck von dem Kolbenantrieb 26 weggenommen wird. Das Auslöseventil 55 ist somit vorgesehen, um den vollen Schließdruck aufzuheben, der sonst auf den Kolbenantrieb 26 ausgeübt wird, wenn die Düse 55 sich in ihrer Stellung mit minimaler Querschnittsfläche befindet.. Da zu dieser Zeit kein Hochdruckbrennstoff weder im Kanal 132 noch im Kanal 135 befindlich ist, erfolgt keine Druckmittelzuführung nach dem Rohr 127 und demgemäß nach dem Balg^eÜ54. Die Ventile 251,252 sind daher offen, ö.h. die Ventilkörper sind von ihren Sitzen abgehoben und jeglicher in den Hauptbrennern 21 und den Hilfsbrennern 22 befindliehe Brennstoff kann daher nach dem Ablaß abfließen. ^: __.- ■'■'.'■ :

In der Stellung nach Fig.2 wird das linke Ende des Zylinders 138 der hydraulischen ZündbrennstoffZuführungsvorrichtung 140 nach dem Niederdruck über das Rohr I50, den Kanal I5I, die Rohre 152 und 78 und den Niederdruckbrennstoffkanal 79 geöffnet. Außerdem strömt in der in Fig.2 dargestellten Stellung der Hochdruckbrennstoff, der der Leitung 79 zugeführt wird, nach dem Kanal 134 und demgemäß Über das Rohr l4l nach der rechten Endseite des Zylinders 138 der hydraulischen ZündbrennstoffZuführungsvorrichtung l4O und außerdem über die Einschnürung 182 nach dem Niederdruckbrennstoffkanal 79. So wird der Ventilkörper 142 nach links gedrückt.

Wenn nunmehr der Flugzeugführer: beabsichtigt, den Nachbrenn-epmit einer minimalen Verbrennung einzustellen, bewegt er den Gashebel 107 im Gegenuhrzeigersinn Über einen kleinen Winkel, wodurch der Ventilkörper 122 des Nachbrennerwählventils 123 nach rechts und in eine Stellung versetzt wird, in der die Leitung 69 mit dem Kanal

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und dem Kanal 135 in Verbindung steht. Das Rohr 127 und demgemäß der Balgen 254 empfangen demgemäß Hochdruckbrennstoff und die Ventile 251,252 schließen.

Da der Brennstoff zu dieser Zeit dem Kanal 135 und demgemäß dem Kanal 13O und den Rohren 127 und 320 zugeführt wird, wird der Kolben 114 bewegt und gibt die Druckverhältnissteuerblockierung 112 frei. Die Bewegung des Gashebels 107 des Plugzeugführers bewirkt, daß der Hebel 102 den Hebel 97 bewegt und demgemäß das Ende 95 des Kanals 93 geöffnet wird. Der Druck im Raum 84 wird daher rasch fallen, der Hauptkolben 82 wird sich nach links verschieben, die Düse 35 beginnt sich zu öffnen und das Auslöseventil 55 schließt sich. Die öffnung der Düse 35 bewirkt über den Düsenquerschnittsflächenfühler 267, daß der Ventilkörper 237 in eine Stellung überführt wird, in der, wenn einmal Brennstoff nach dem Rohr 167 und demgemäß nach dem Rohr 153 gelangt ist, ein Durchtritt nach dem Raum 230 erfolgt, was eine öffnung des Abschalthahnes 222 zur Folge hat.

Gleichzeitig wird der Brennstoff in dem Kanal 132 (unter der Annahme, daß das Ventil I36 offen ist) der linken Endseite des Ventilkörpers 142 der hydraulischen Zündbrennstoffvorrichtung l40 zugeführt und der Ventilkörper 142 wird deshalb nach rechts bewegt. Während eines Teils der Bewegung des Ventilkörpers 142 nach rechts wird Brennstoff über das Rohr 149, die Nut l62, den radial verlaufenden Kanal 158, den axial verlaufenden Kanal 156 nach den Rohren 171,176 überführt, so daß Haupt- und Hilfsbrenner gezündet werden können. Außerdem wird während des darauffolgenden Teiles der Rechtsbewegung des Ventilkörpers 142 Brennstoff zunächst dem Rohr 167 zugeführt, um den Absperrhahn 222 zu öffnen und dann über den axial verlaufenden Kanal 156,den radial verlaufenden Kanal 159, die Nut 163 und das Rohr I70 nach den Injektoren oder katalytischen Zündern, so daß etie Zündung dieses Zündbrennstoffes bewirkt wird. All dies geschieht unmittelbar,, bevor Brennstoff den Brennern 21,22 über die Nachbrennersteuerstufe und Pumpe 23 zugeführt wird.

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Die Bewegung des Gashebels 107 des Plugzeugführers bewirkt außerdemj daß der Stempel 193 und demgemäß der Kolben 190 nach rechts bewegt werden und deshalb beginnt nach einer kleinen Anfangsbewegung die Einstellung des Zumeßventils in der Nachbrennerzuführungssteuerstufe 23. Von der Nachbrenners teuerstuf e 22 wird Brennstoff den Brennern 21,22 zugeführt und bei Zündung bewirkt die Verbrennung dieses Nachbrennerbrennstoffs wiederum ein Ansteigen des Druckes Pg und so wird der Hauptkolben 82 und die Düse 35 weiterverstellt.

Nachdem der Kolben 19O und die Stange I92 sich über einen kleinen Weg nach rechts verschoben haben, damit sie der Rechtsbewegung" des Stempels 193 folgen, wird das Drosselservoabzapfventil 212 durch den Hebel 217 geöffnet und hierdurch werden die Drücke in den Räumen. 186,187 ausgeglichen und so wird zeitweilig eine weitere Rechtsbewegung des Kolbens 19O verhindert. Die geänderte Lage des Ventils 95 wird jedoch durch die Düsenfühl-Rüekführnockeneinrichtung 267 abgefühlt, die bewirkt, daß das Drosselservoabzapfventil 213 halb schließt, so daß eine weitere Rechtsbewegung des Kolbens 190 und demgemäß eine vergrößerte Brennstoffzufuhr bewirkt wird.

Dies erzeugt eine gesteuerte Bewegung des Kolbens I90 und demgemäß erhöht sich die Brennstoffzufuhr, bis die Düse 35 -eiefe- fast bis auf das erforderliche Ausmaß vergrößert wird. Wenn dies geschieht, schließt das Drosselservoabzapfventil und der Kolben 190 bewegt sich, bis der Kanal 197 abgesperrt ist. Der Hebel 102 bewirkt dann nicht mehr eine Fernhaltung der Halbkugel 96 von dem Ende 95 und der Hauptkplben 82 kann danach eine Bewegung gemäß Änderungen des Druckverhältnisses Ρ,/Ρ^ durchführen.

Wenn nunmehr der Flugzeugführer den Nachbrenner abschalten will, bewegt er den Gashebel 107 im Uhrzeigersinn so, daß der Ventilkörper 122 und der Stempel 193 wieder die Stellungen nach Pig.2 einnehmen. Infolgedessen wird das linke Ende. des Zylinders 138 über das Rohr 150,den Kanal 151, die Rohre 152 und 78 und den Niederdruckbrennstoff kanal 79 am Niederdruck angeschlossen, während das rechte Ende " des Zylinders 138 Hochdruckbrennstoff über den Kanal 134 und das

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Rohr lAl erhält. Der Ventilkörper l42 wird daher hydraulisch in die linke Endstellung überführt, wodurch Brennstoff durch das Rohr 150 nach der Niederdruckseite gedrängt wird.

Die Bewegung des Gashebels 107 im Uhrzeigersinn bewirkt außerdem eine sofortige Linksbewegung des Kolbens 190, so daß die Nachbrennerbrennstoffströmung auf einen Minimalwert vermindert wird.

Es wird jedoch kein weiterer Brennstoff dem Rohr I67 und von hier dem Rohr 155 zugeführt, was zur Folge hat, daß der Druck in dem Raum 250 abfällt und der Absperrhahn 222 geschlossen wird, so daß die Brennstoffströmung nach den Brennern abgestellt ist. Der durch den Kanal 2Jk durch die Linksbewegung des Kolbens 226 ausgedrückte Brennstoff beginnt augenblicklich über die Rohre 153*152 und Jb nach der Niederdruckseite zu strömen.

Der Strahlrohrdruck Pg fällt dann ab und der Hauptkolben 82 bewegt sich nach rechts, wobei die Düse 35 in ihre Stellung mit minimaler Querschnittsfläche übergeht. ,

Wenn der Plugzeugführer die Nachbrennerbrennstoffzufuhr von Null auf einen Maximalwert vergrößert, ist die Arbeitsweise im wesentlichen die gleiche wie oben unter Bezugnahme auf eine Wahl einer minimalen Nachbrennerleistung beschrieben. In diesem Fall jedoch bleibt das Drosseiservoabzapfventil 213 offen, wenn sich die Düse 35 soweit vergrößert hat, wie es die Wahl der minimalen Nachbrennerleistung erfordert und dann schließt sich das Anzapfventil graduell, was zur Folge hat, daß das Drosseiservoventil I83 und die Nachbrennerbrennstoffzufuhrvorrichtung und Pumpe 23 die Brennstoffströmung erhöhen. Die Druckverhältnissteuervorrichtung 64 fühlt das weitere Ansteigen des Druckes Pg ab und die Düse 35 öffnet sich noch weiter, was wiederum zur Folge hat, daß das Drosseiservoventil 183 die Brennstoffströmung noch weiter ansteigen läßt und dies setzt sich fort, bis die maximale Nachbrennerleistung erreicht ist.

Patentansprüche:

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Claims (1)

1. PATEN- ANWMTF '

   DIPL.-ING> CURT WALLACH 19 A4

   DIPL.-ING. GÜNTHER KOCH DR. TINO HAIBACH

   β München 2, l.Dezember 1969

   UNSER ZEICHEN:

   Patentansprüche:

   1. Gasturbinenstrahltriebwerk mit einem mit Nachbrenner ausgerüstetem Strahlrohr und einer Schubdüse veränderlicher Querschnittsfläche, mit einer druckabhängigen Vorrichtung, die die Querschnfttsflache der Düse während·der Nachverbrennung einstellt und. die in funktioneller Abhängigkeit von dem Wert des Strahlrohrdruckes eingestellt wird, mit einer Brennstoffsteuereinrichtung zur Steuerung der Brennstoffzufuhr nach dem Nachbrenner, und mit einem manuell bedienbaren Glied zur Einstellung der Brennstoffmenge, die durch die Brennstoffzufuhrvorrichtung geliefert wird, ■■ dadurch g e k e η η ζ e i c h η e t , daß Vorspannmittel (98) durch die Einstellung des manuell bedienbaren Gliedes (107) betätigt werden, um die Nachverbrennung zu wählen oder zu erhöhen, um die druckabhängige Vorrichtung (64) so vorzuspannen, daß letztere beginnt, die Fläche der Düse (35) mit einer Geschwindigkeit einzustellen, die wenigstens groß genug ist, um ein merkliches Ansteigen des Strahlröhrdruckes (P^) zu verhindern*

   2. Triebwerk nach Anspruch 1,

   dadurch g e k e η η ζ ei chne t , \

   daß eine Zündbrennstoffliefervorrichtung (l40) vorgesehen ist, um den Nachbrenner (21,22) mit Zündbrennstoff zu versorgen, bevor der Nachbrenner (21,22) mit Hauptbrennstoff durch die Hauptbrennstoffzuführungseinrlchtung (2>) beliefert wird.

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   Triebwerk nach Anspruch 2,
   dadurch gekennzeichnet, daß die Zündbrennstoffeinstellvorrichtung (l40) Brennstoff nach einer Zündvorrichtung (25) liefert, nachdem der Zündbrennstoff dem Nachbrenner (21,22) zugeführt wurde, jedoch bevor der Nachbrenner mit Hauptbrennstoff gespeist wird.

   Triebwerk nach Anspruch J>,
   dadurch gekennzeichnet, daß die Zündbrennstoffvorrichtung einen Ventilkörper (142) aufweist, der mit einer gesteuerten Geschwindigkeit in einem Ventilgehäuse (138) zwischen zwei Endstellungen beweglich ist und im Laufe dieser Bewegung Zwischenstellüngen überstreicht, in denen eine Verbindung zwischen.einem Brennstoffeinlaßrohr (166) und Brennstoffauslaßrohren (170,171,176) hergestellt ist, die wenigstens nach der Nachbrennerverbrennungseinrichtung (21,22) und der Zündvorrichtung (25) führen, und daß Mittel dem manuell einstellbaren Glied zugeordnet sind, um den Ventilkörper (142) in die eine oder andere Endstellung zu überführen, je nachdem ob die Nachverbrennung gewählt ist oder nicht.

   Triebwerk nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch g e k e η η ze i c h η e t , daß die auf Druck ansprechende Einrichtung (64) einen Druckfühler (82) aufweist, der eine Kammer (8j5) in zwei Räume (84,85) aufteilt, und daß Mittel vorgesehen sind, um den Räumen (84,85) Druckmittel zuzuführen, wobei die Drücke jeweils funktionell abhängig sind vom Strahlrohrdruck (Pg) und einem Druck (P^), der in einem Kompressor des Triebwerks herrscht.

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   : 19Λ4091

   6. Triebwerk nach Anspruch 5*

   dadurch g e k en η ζ e i c h ή e t , daß die Vorspannmittel (9B), den Druck vermindern, der funktionell vom Druck (P^) abhängt, welcher im Kompressor des Triebwerks herrscht.

   7· Triebwerk nach Anspruch 6,

   dadurch gekennzeichnet, daß der Raum (84), der mit einem Druckmittel gespeist wird, dessen Druck funktionell von dem Druck (P^) abhängig ist, der im Kompressor des Triebwerks herrscht, mit einem Kanal (9j5) ' in Verbindung steht, der über ein normalerweise geschlossenes Ventil (96) geöffnet werden kann, wobei die Vorspannmittel (98) das Ventil (96) öffnen, wenn das manuell betätigbare . Glied (107) so eingestellt ist, daß eine Nächverbrennung gewählt oder vergrößert wird.

   8. Triebwerk nach den Ansprüchen 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß Verriegelungsmittel (112) vorgesehen sind, um den Druckfühler (82) in einer vorbestimmten Stellung, immer dann zu verriegeln, wenn der Nachbrenner nicht benutzt wird.

   9. Triebwerk nach Anspruch 8,

   dadurch g e k en η ζ ei c h η e t , daß die Verriegelungseinrichtung (112) eine auf Druck ansprechende Einrichtung (114,115) aufweist, die zwischen einer verriegelten und einer unverriegelten Stellung gemäß dem Strömungsmitteldruck oder einem Strömungsmitteldruckverhältnis beweglich ist, und daß Mittel (123) dem manuell betätigbaren Glied (107) zugeordnet sind, um den Strömungsmitteldruck oder das Strömungsmitteldruckverhältnis bei Bewegung des manuell einstellbaren Gliedes einzustellen.

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   10. Triebwerk nach den Ansprüchen 1 bis 9» dadurch gekennzeichnet, daß Düsenquerschnittsfühler (267) vorgesehen sind, um die Querschnittsfläche der Düse festzustellen und die Brennstoffzufuhreinrichtung (23) einzustellen, wenn die Brennstoffmenge, die durch die Brennstoffzuführungseinrichtung (23) geliefert wird, augenblicklich einen gegebenen Wert überschreitet, der der augenblicklichen Querschnittsfläche der Düse (35) entspricht.

   11. Triebwerk nach Anspruch 10,

   dadurch gekennzeichnet, daß eine Verbindung (117, 192, 207, 104,102) zwischen der BrennstoffzufUhrungseinrichtung und der Vorspannvorrichtung (98) besteht, derart, daß, wenn die Vorspannmittel (98) die auf Druck ansprechende Einrichtung (64) vorgespannt haben, dies fortgesetzt wird, bis die Brennstoffmenge, die durch die Brennstoffzuführeinrichtung zugeführt wird, schon den gewählten Wert erreicht hat.

   12. Triebwerk nach den Ansprüchen 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß ein Absperrhahn {222) vorgesehen ist, der im geschlossenen Zustand verhindert, daß Brennstoff über die Brennstoffzufuhrvorrichtung (25) nach dem Nachbrenner (21,22) gelangt, und daß Steuermittel (225*223) vorgesehen sind, um den Absperrhahn (222) geschlossen zu halten, wenn der Nachbrenner nicht im Betrieb befindlich ist.

   13. Triebwerk nach den Ansprüchen 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuervorrichtung ein Betätigungsventil (235) aufweist, das eine Strömungsmitteldruckzuführung nach dem Ab-

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   ; 19U091

   schalthahn (222) steuert, wobei das Betatig^ngsventil (235) durch den Düsenflächenfühler (267) eingestellt wird.

   l4. Triebwerk nach den Ansprüchen 4 und 13$ dadurch gekennzeichnet, daß eines der Brennstoffauslaßrohre nach dem Betätigungsventil (235) führt, um letzteres mit der Strömungsmitteldruckzufuhr zu beliefern. *

   15· Triebwerk nach den Ansprüchen 10,11,1J und 14, dadurch gekennzeichnet, daß das manuell betätigbare Glied (IO7) mit der BrennstoffzufUhrungseinrichturig (23) über eine Servovorrichtung (123) verbunden ist, und daß der, Düsenflächenfühler (26?) die Servoeinrichtung (I83) an einer Betätigung hindert, wenn die Brennstoffmenge, die durch die BrennstoffZuführungsvorrichtung (23) zugeführt wird, den gegebenen Wert überschreitet.

   16. Triebwerk nach Anspruch 15*

   dadurch gekennzeichnet, daß die Servovorrichtung (I83) einen Druckfühler (190) aufweist, der eine Kammer in zwei Räume (1&6, 1δ7) auftej.lt, daß Mittel vorgesehen sind, um Druckflüssigkeit nach jedem der letzterwähnten Räume (l86,l&7) zu fördern, daß Mittel vorhanden sind, um die Relativdrücke in den zuletzt erwähnten Räumen (186,187) einzustellen, wenn das manuell bedienbare Glied (107) so bewegtwird, daß eine entsprechende Bewegung des letzterwähnten Druckfühlers (I90) bewirkt wird, und daß Mittel (213) vorgesehen sind, die durch den Düsenflächenfühler (267) einstellbar sind, um den Druck in nur einem der letzterwähnten Räume (IS6) so zu ändern, daß die Bewegung des letzterwähnten Druckfühlers (190) stillgesetzt wird,

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   wenn die von der .Brennstoffzuführsteuervorrichtung (23) gelieferte Brennstoffmenge den gegebenen Wert überschreitet, der der „jeweiligen Düsenstellung entspricht.

   1?» Triebwerk nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Leitungen (245,246) vorgesehen sind, durch welche Brennstoff vor der Nachbrenneranordnung (21,22) abgezogen und einem Ablauf (253) zugeführt werden kann, wobei die Strömung durch die Leitung (245*246) durch Ventile (251,252) gesteuert wird, die jeweils geschlossen bzw. geöffnet sind, wenn der Nachbrenner in Betrieb bzw, nicht in Betrieb ist.

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   Leers ei te