DE602004004052T2

DE602004004052T2 - Aufhängung für Mantelstromtriebwerk

Info

Publication number: DE602004004052T2
Application number: DE602004004052T
Authority: DE
Inventors: Richard Geoffrey Stretton; Ewan Fergus Thompson
Original assignee: Rolls Royce PLC
Current assignee: Rolls Royce PLC
Priority date: 2003-12-11
Filing date: 2004-11-11
Publication date: 2007-04-12
Anticipated expiration: 2024-11-12
Also published as: EP1541468B1; US7313920B2; GB0328671D0; DE602004004052D1; US20050230532A1; EP1541468A1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Aufhängevorrichtung für ein Flugtriebwerk, und die Erfindung bezieht sich außerdem auf Flug-Gasturbinentriebwerke, die eine derartige Vorrichtung aufweisen.
Bei Hochgeschwindigkeits-Flugzeugen wird es als erwünscht angesehen, die Triebwerke in der sie aufnehmenden Gondel mit ihrem Triebwerksgehäuse dicht zu umschließen, um den durch die Gondel erzeugten Luftwiderstand zu vermindern. Dies kann bedeuten, dass der Raum zum Einbau einer herkömmlichen Triebwerksaufhängung zwischen dem äußeren Triebwerkskanal, d.h. dem strukturellen Mantelstromkanal und der Gondel, sehr begrenzt ist.
Bei Triebwerksaufhängungen ist es erwünscht, eine "ausfallsichere" Anordnung vorzusehen, um einen weiteren Betrieb auch dann zu ermöglichen, wenn ein Teil der Triebwerksaufhängung im Betrieb beschädigt wird. Eine solche Anordnung sollte durchgehend nur einen geringen oder überhaupt keinen störenden Einfluss auf den Betrieb des Triebwerks haben. Es wurde ein Vorschlag gemacht, einen zusätzlichen Lenker vorzusehen, der nur dann lasttragend wird, wenn ein anderer Lenker ausfällt. Ein derartiger zusätzlicher Lenker führt jedoch zu einer erhöhten Blockierung und zu einem erhöhten Luftwiderstand, und dies beeinträchtigt den Betrieb des Triebwerks.
Die US 5,746,391 beschreibt eine Aufhängung zur Verbindung eines Turbofan-Gasturbinentriebwerks mit einer Flugzeugzelle. Die Aufhängung weist eine Lenkeranordnung mit drei Lagerpunkten an der Flugzeugzelle und drei Lagerpunkten an einem Turbofangehäuse auf, wobei Tragstangen das Turbofangehäuse mit dem Turbinenkerntriebwerksgehäuse und der Flugzeugzelle verbinden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung betrifft diese eine Aufhängevorrichtung für ein Flugtriebwerk, wobei das Triebwerk ein Kerntriebwerksgehäuse und einen strukturellen Mantelstromkanal aufweist und die Vorrichtung ein Paar geneigter Lenker umfasst, das sich von beabstandeten Stellen des Kerntriebwerksgehäuses nach einer Trägeranordnung erstreckt, die am strukturellen Mantelstromkanal angeordnet ist, wobei die Trägeranordnung in einer Öffnung in dem strukturellen Mantelstromkanal liegt und einen ersten Teil und einen zweiten Teil aufweist, die jeweils außerhalb und innerhalb des strukturellen Mantelstromkanals angeordnet sind und jeweils den strukturellen Mantelstromkanal um die Öffnung herum überlappen; wobei im Normalbetrieb diese Vorrichtung nicht wesentlich an dem strukturellen Mantelstromkanal angreift und Triebwerksbelastungen direkt in die Flugzeugzelle überträgt, jedoch greift die Trägeranordnung bei Ausfall eines Teils der Triebwerksaufhängung an dem strukturellen Mantelstromkanal an, um Triebwerksbelastungen auf die Flugzeugzelle über den strukturellen Mantelstromkanal zu übertragen.
Die Aufhängevorrichtung ist vorzugsweise derart ausgebildet, dass der erste Teil und der zweite Teil im Wesentlichen nur dann Belastungen auf den strukturellen Mantelstromkanal übertragen, wenn ein Teil der Triebwerksaufhängung ausgefallen ist.
Es können Dichtungen zwischen dem ersten Teil und dem strukturellen Mantelstromkanal und/oder dem zweiten Teil und dem strukturellen Mantelstromkanal vorgesehen werden.
Der erste und/oder zweite Teil kann in Form einer Platte ausgebildet sein. Zwischen dem ersten und dem zweiten Teil kann sich ein Aufbau erstrecken, der die jeweiligen Enden der Lenker lagert. Um den Aufbau herum kann eine Dichtung angeordnet werden, die an dem Rand der Öffnung in dem strukturellen Mantelstromkanal angreift.
Der erste Teil kann lösbar an dem Aufbau befestigt werden, um die Demontage des Triebwerks zu erleichtern.
Die Vorrichtung ist vorzugsweise nach der Rückseite des Triebwerks hin angeordnet.
Die Erfindung betrifft auch eine Aufhängevorrichtung für ein Gasturbinentriebwerk, wobei die Vorrichtung wenigstens eine Aufhängung nach einem der vorhergehenden sechs Absätze aufweist.
Die Aufhängevorrichtung für das Gasturbinentriebwerk kann außerdem mehrere Lenkeranordnungen aufweisen, die sich zwischen dem Kerntriebwerksgehäuse und dem strukturellen Mantelstromkanal erstrecken. Die Lenkeranordnungen und die Aufhängevorrichtung können im Wesentlichen im gleichen Winkelabstand um das Triebwerk herum angeordnet werden, und es können drei Lenkeranordnungen und eine Aufhängevorrichtung vorgesehen werden.
Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung zeigen:
1 ist eine schematische Schnittansicht eines Teils eines Flugzeugs, welche die Aufhängung eines Gasturbinentriebwerks am Flugzeug veranschaulicht;
2 ist ein Schnitt nach der Linie A-A gemäß 1; und
3 ist eine schematische Ansicht eines Teils des Flugzeugs gemäß 1, betrachtet in der gleichen Richtung wie bei 2.
1 zeigt die Aufhängung eines Gasturbinentriebwerks 1 unter einem Tragflügel 2 eines Flugzeugs. Dabei ist eine vordere Lagerebene 3 und eine hintere Lagerebene 4 vorgesehen. 2 veranschaulicht die hintere Lagerebene 4, wobei das Kerntriebwerksgehäuse mit seinem Gehäuseheck 10 am Mantelstromkanal 12 aufgehängt und im Abstand zu diesem über drei Lenkeranordnungen 5 und eine Triebwerksaufhängevorrichtung 14 gemäß der Erfindung gelagert ist. Die Lager 5, 14 sind im gleichen Abstand um das Gehäuse 10 herum angeordnet, wobei die Vorrichtung 14 unmittelbar unter dem Tragflügel 2 liegt.
3 zeigt die Triebwerksaufhängevorrichtung 14 mit einer Trägeranordnung 16, die in einer Öffnung 18 im Kanal 12 angeordnet ist. Die Trägeranordnung 16 besteht aus einem ersten Teil in Form einer äußeren Platte 20, die auf der Außenseite des Kanals 12 derart angeordnet ist, dass sie die Ränder der Öffnung 18 überlappt. Ein zweiter Teil in Form einer inneren Platte 22 ist auf der Innenseite des Kanals 12 angeordnet und überlappt wiederum die Ränder der Öffnung 18. Die Anordnung 16 weist außerdem einen Aufbau 24 auf, der sich zwischen den Platten 20, 22 durch die Öffnung 18 und etwas unter die innere Platte 22 erstreckt. Zwischen dem Aufbau 24 und dem Rand der Öffnung 18 ist eine Abdichtung 26 vorgesehen. Weitere Dichtungen 28 sind zwischen den Platten 20, 22 benachbart zu ihrem Umfang und dem Kanal 12 vorgesehen. Bolzen 30 zwischen der äußeren Platte 20 und dem Aufbau 24 sind abnehmbar, um eine Demontage des Triebwerks zu erleichtern.
Ein Paar von Lenkern 30 erstreckt sich von dem Aufbau 24 in einer A-Rahmenanordnung nach beabstandeten Stellen des Gehäusehecks 10. Die Lenker 30 sind so montiert, dass eine Relativbewegung zwischen dem Gehäuse 10 und dem Aufbau 24 möglich ist. Die Öffnung 18 liefert einen genügend großen Raum für die Relativbewegung infolge eines thermischen Wachstums oder durch Last induzierte Auslenkungen im Normalbetrieb.
Im Normalbetrieb werden die Triebwerksbelastungen, und zwar sowohl seitliche als auch vertikale Belastungen, durch die Lenker 30 auf den Aufbau 24 übertragen, und der Aufbau 24 bildet einen Anschluss an die Triebwerkszelle (nicht dargestellt). Die Platten 20, 22 übertragen im Wesentlichen keine Kräfte auf den Kanal 12, und die Dichtungen 26, 28 halten das Druckdifferential über dem Kanal 12 aufrecht.
Bei einer Beschädigung der Triebwerksaufhängung, beispielsweise bei einem Bruch eines der Lenker 30, gleich, ob im mittleren Bereich oder an einem seiner Lagerpunkte, wird die Last dann wenigstens zum Teil durch Eingriff der Platten 20, 22 auf den Kanal 12 über die Öffnung 18 auf den Kanal 12 übertragen.
Die Vertikalbelastungen werden über die Platten 20 und 22 abgeführt und die seitlichen Belastungen durch Kontakt des Aufbaus 24 mit den Schultern in der Öffnung 18. Ein axialer Zwischenraum zwischen dem Aufbau 24 und der Öffnung 18 muss genügend groß sein, um eine Übertragung von Schubbelastungen in einem solchen Störungsfall zu vermeiden.
Der Mantelstromkanal 12 wird konzentrisch zum Kerntriebwerksgehäuse durch die Lenkeranordnungen 5 derart gehalten, dass im Falle einer Beschädigung der Triebwerksaufhängung, beispielsweise beim Bruch eines Lenkers, alle Triebwerksbelastungen über die Lenkeranordnungen 5 in den strukturellen Mantelstromkanal 12 und dann über den Aufbau 24 auf die Flugzeugzelle übertragen werden.
Bei einer Beschädigung der Triebwerksaufhängung, beispielsweise beim Bruch eines Schublenkers in der vorderen Lagerebene 3, könnte der Aufbau 24 zur Fehlersuche für Triebwerksschubbelastungen benutzt werden, um festzustellen, ob die übrigen Teile der hinteren Lagerebene 4 in dem üblichen betriebssicheren Zustand befindlich sind.
Es wird demgemäß eine Triebwerksaufhängung beschrieben, die im Normalbetrieb in herkömmlicher Weise arbeitet und keine speziellen Nachteile auf die Arbeitsweise des Triebwerks ausübt, beispielsweise dadurch, dass weitere Komponenten vorgesehen werden, die sich in den Raum zwischen dem Kanal 12 und dem Gehäuse 10 erstrecken. Im Falle eines Bruchs eines der Lenker wird die Last automatisch durch den strukturellen Mantelstromkanal 12 aufgenommen, bis eine geeignete Reparatur durchgeführt werden kann. Hierdurch wird eine wirksame und betriebssichere Arbeitsweise gewährleistet, und die Aufhängung hat eine relativ einfache Konstruktion und ermöglicht schnell eine Demontage des Triebwerks.

Claims

Aufhängevorrichtung für ein Flugtriebwerk, wobei die Vorrichtung (14) ein Triebwerk (1) mit einem Kerntriebwerksgehäuse (10) und einem strukturellen Mantelstromkanal (12) aufweist und die Vorrichtung weiter einen Lenker (30) umfasst, der sich vom Kerntriebwerksgehäuse (10) nach einer Trägeranordnung (16) erstreckt, die auf dem strukturellen Mantelstromkanal (12) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (14) ein Paar geneigter Lenker (30) aufweist, die sich von im Abstand liegenden Stellen des Kerntriebwerksgehäuses (10) nach der Trägeranordnung (16) erstrecken, wobei die Trägeranordnung (16) in einer Öffnung (18) in dem strukturellen Mantelstromkanal (12) angeordnet ist und einen ersten Teil (20) und einen zweiten Teil (22) aufweist, die außerhalb bzw. innerhalb des strukturellen Mantelstromkanals (12) angeordnet sind und beide den strukturellen Mantelstromkanal (12) um die Öffnung (18) herum überlappen, wobei im Normalbetrieb die Anordnung (16) nicht wesentlich an dem strukturellen Mantelstromkanal (12) angreift und dadurch Triebwerksbelastungen direkt auf die Flugzeugzelle überträgt, wobei jedoch im Falle eines Defektes eines Teils der Triebwerksaufhängung (30) die Trägeranordnung (16) an dem strukturellen Mantelstromkanal (12) angreift, um die Triebwerksbelastungen über den strukturellen Mantelstromkanal (12) auf die Flugzeugzelle zu übertragen.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufhängevorrichtung derart angeordnet ist, dass der erste Teil (20) und der zweite Teil (22) im Wesentlichen nur dann Belastungen auf den strukturellen Mantelstromkanal (12) übertragen, wenn ein Teil der Triebwerksaufhängung (30) beschädigt ist.
Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass Dichtungen (28) zwischen dem ersten Teil (20) und dem strukturellen Mantelstromkanal (12) und/oder dem zweiten Teil (22) und dem strukturellen Mantelstromkanal (12) vorgesehen sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und/oder der zweite Teil (20, 22) in Form von Platten ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass sich ein Aufbau (24) zwischen dem ersten und zweiten Teil (20, 22) erstreckt und dieser Aufbau (24) die jeweiligen Enden der Lenker (30 lagert.
Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Dichtung (26) um den Aufbau (24) herum angeordnet ist und an dem Rand der Öffnung (18) im strukturellen Mantelstromkanal (12) angreift.
Vorrichtung nach den Ansprüchen 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Teil (20) lösbar an dem Aufbau (24) befestigt ist, wodurch die Demontage des Triebwerks erleichtert wird.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufbau (14) nach dem rückwärtigen Teil des Triebwerks hin angeordnet ist.
Aufhängevorrichtung für ein Gasturbinenflugtriebwerk, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung wenigstens einen Aufbau (14) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche aufweist.
Triebwerk nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufhängevorrichtung außerdem mehrere Lenkeranordnungen (5) aufweist, die sich zwischen dem Kerntriebwerksgehäuse (10) und dem strukturellen Mantelstromkanal (12) erstrecken.
Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Lenkeranordnungen (5) und der Lageraufbau (14) im gleichen Abstand um das Triebwerk (1) herum angeordnet sind.
Vorrichtung nach den Ansprüchen 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass drei Lenkeranordnungen (5) und ein Lageraufbau (14) vorgesehen sind.