DE2230569C3 - Schubumkehrer für ein Flugzeug-Gasturbinenstrahltriebwerk - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf einen Schubumkehrer für ein Flugzeug-Gasturbinenstrahltriebwerk mit einem Druckmittelmotor und einer den Druckmitteldurchsatz und die Wellendrehzahl des Druckmittelmotors steuernden Einrichtung.

Ein bekannter Schubumkehrer weist Schubumkehrklappen auf, die zur Schubumkehr ausgefahren werden und während des normalen Betriebes des Strahltriebwerkes eingefahren sind. Der Schubumkehrer arbeitet mit einem in der Wellendrehrichtung umkehrbaren Druckmittelmotor, der die Bewegung der Schubumkehrklappen zwischen ausgefahrener und eingefahrener Stellung erzeugt.

Bei einer bekannten Steueranordnung für einen Schubumkehrer, wie sie in großen Verkehrsflugzeugen Anwendung findet, treibt ein Luftmotor ein- und ausfahrbare Schubumkehrklappen über flexible Kabel und Spindeln an. In der Endphase des Ein- bzw. Ausfahrvorgangs unterbricht ein Ventil den Luftstrom zum Motor und es wird eine Motorbremse eingelegt. Die Schubumkehrklappen kommen hierbei mit dem Triebwerksgehäuse rieht in Berührung, so daß ein exakt anzusteuernder Endpunkt für den Weg der Schubumkehrklappen nicht erforderlich ist. Der Anbchlagpunkt ändert sich mit dem Speisedruck des Luftantriebsmotors wie auch mit Flughöhe und Umgi bungstemperatur.

Wenn die Schubumkehrklappen das Ende ihrer Ausbzw. Einfahrbewegung erreicht haben. v?rhindert die erfindungsgemäße Steuerung eine Überdrehung des Antriebselements, beispielsweise eines flexiblen Kabels, bis die Motorbremse eingelegt werden kann und die Druckmittelzufuhr zum Motor abgeschaltet wird.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Schubumkehrer so zu betreiben, daß die Schubumkehrklappen schnell zwischen ausgefahrener und eingefahrener Stellung bewegbar sind, ohne daß am Ende dieser Bewegung an vorgegebenen Ansc'ilagpunkten plötzliche Erschütterungen oder Beschädigungen auftreten können.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe gelöst durch eine erste Meßschaitung, die mit Druckmittetein- und -auslaß des Druckmittelmotors verbunden ist und dem Motorwellendrehmoment entsprechende, dem Druckunterschied zwischen Druckmittelein- und -aus-IaB proportionale Drehmomentsignale erzeugt, durch eine zweite Meßschaltung mit einer der Motordrehzahl entsprechende Druckmittelimpulse aufnehmenden Ein richtung zur Bildung von Drehzahlsignalen, und durch eine Kompensationsschaltung, der die Drehmoment- und Drehzahlsignale zur Summierung, Verstärkung und Weiterleitung an ein Servogerät zugeführt werden, wobei das Servogerät ein in der Auslaßleitung des Druckmittelmotors angeordnetes Ventil und einen Motorwellenbremsmechanismus steuert.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen enthalten.

Die Erfindung ist an Hand eines Ausführungsbeispieles unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine schematische Ansicht unter Darstellung eines Strömungsmittelmotors und anderer pneumatischer Bauteile zur Verstellung von Schubumkehrklappen eingefahrener und ausgefahrener Lage,

Fig.2 ein Blockdiagramm einer Druckmittelanlage zur Steuerung des Druckmittelmotors und der Bauteile gemäß F i g. 1 und

F i g. 3 eine ins einzelne gehende schematische Darstellung der Druckmittel-Steuerungsanlage für den Schubumkehrmechanismus.

In F i g. 1 der Zeichnungen ist der Druckmittelmotor 10 zum Antrieb des Schubumkehrmechanismus dargestellt. Der Motor 10 weist ein Paar ineinandergreifender L?ufer 11 und 12 auf, welche in einem Gehäuse 13 gelagert sind. Kombinierte Einlaß- und Auslaßöffnungen 14 und 15 sind wie üblich an den gegenüberliegenden Seiten des Gehäuses angeordnet und dienen zum Einleiten unter Druck stehenden Arbeitsmittels einer geeigneten Druckmittelquelle, um den Motor vorwärts oder rückwärts gerichtet laufen zu lassen, so daß entsprechend die Ausfahr- und Einfahrbewegungen des Schubumkehrmechanismus (nicht dargestellt) ausgelöst werden können. Eine Leitung 16 führt von der (nicht dargestellten) Druckmittelquelle zu einer die Strömungsrichtung bestimmenden Klappe 17 und zu Nebenleitungen 18 und 19, welche sich von der Klappe in Richtung der Öffnungen 14 und 15 erstrecken. Eine Ablaßleitung führt von der Klappe 17 zu einem geeigneten Ablaßpunkt. Eine Welle 21 ist drehbar mit einem der Läufer des Motors 10 verbunden. Es ist erkennbar,

flaB die Klappe 17 in eine von zwei Positionen einstellbar ist, um eine der beiden Nebenleitungen 18 und 19 mit der Leitung 16 zu verbinden, wobei jeweils die andere Nebenleitüng mit der Ablaßleitung 20 verbunden wird. Entsprechend der Klappenstellung bewegt sich der Motor vorwärts oder rückwärts gerichtet.

Die Ablaßleitung 20 ist mit einem Ventil 22 versehen, welches dazu dient, die Strömung des Strömungsmittels durch den Motor und somit den Druckunterschied zwischen Einlaß und Auslaß in beiden Drehricntungen zu steuern Der Druckunterschied ist eine Funktion des durch den Motor entwickelten WeHendrehmoments.

In der nachfolgenden Beschreibung wird das Ventil 22 als Dämpfur-gsventil bezeichnet; das Dämpfungsventil unterstützt die Steuerung des durch den Motor ausgeübten Drehmoments. Die Druckmiuel-Steuerungsschaltung bedient sich des abgefühlten Moments, um ein Steuerungssignal zu erzeugen.

Die Druckmittelsteuerungsschaltung arbeitet außerdem mit einem Drehzahlfühler, welcher ein weiteres Steuerungssignal auslöst. Der Drchzahlfühler besteht aus einer gekerbten Scheibe 23, welche mit der Welle 21 drehfest und so angeordnet ist, daß der gekerbte Umfang periodisch einen Druckniittclstrom durch Leitungen 24 und 25 unterbricht. Die beiden Leitungen 24 und 25 führen zu einer Druckmittelquellc, so zu einer Druckluftquelle des Druckmitielsystems. Da die Scheibe di'ekt durch den Motor 10 angetrieben v-ird. lösen die Unterbrechungen der Druckmittelströmung Impulse aus, deren Frequenz eine Funktion der Motordrehzahl ist.

Gemäß F i g. 1 stehen die Druckdifferenz abfühlende Leitungen 26 und 27 mit den Einlaß- und Aushßleitungen 16 und 20 des Druckmittelmotors in Verbindung: die Leitungen 26 und 27 führen zu einer ersten MeIischaltung 28 der Druckmittelsteuerungsanlage. Die erste Meßschaltung 28 (F i g. 3) umfaßt eine Reihe von Einschnürungen bzw. Drosseln 30 in jeder der Leitungen 26 und 27. Die Leitungen führen zu einem Paar von Dioden 31, deren Ausgangssignale an den Steueröffnungen eines Oszillators 32 angelegt werden. Der Oszillator 32 dient zur Erzeugung von Signalen, welche durch weitere Oszillatoren 32 beliebig vergrößert werden, um ein Signal zu erzeugen, welches dem durch den Druckmittelmotor erzeugten Drehmoment entspricht.

Die Druckmitlel-Steuerungsankge ist ferner mit einer zweiten Meß-Schaltung 33 versehen, in welcher die der Motordrehzahl entsprechenden Druckmittelimpulse geformt und von FrequenzsignMen in Analogsignale übergeführt werden. Die Meßschaltung 33 weist eine Frequenz in Druck überführende bzw. wandelnde Vorrichtung auf, an welche die Leitungen 24 und 25 angeschlossen sind. Diese Leitungen stehen über Einschnürungen bzw. Drosseln 34 mit Steuerungsöffnungen 35 und 36 eines Oszillators 37 in Verbindung, von welchem sich Ausgangsleitungen 38 und 39 erstrecken. Rückführungs- oder Rückkopplungsleitungen 40 und 41 erstrecken sich von den Ausgangsleitungen 38 und 39 zu den Leitungen 25 und 24.

Die Rückführungsleitungen sind in gleicher Weise mit Einschnürungen bzw. Drosseln 42 ausgestattet. Die Leitungen 38 und 39 führen zu Steuerungsöffnungen 43 und 44 eines Ve. stärkers 45, welches seinerseits zu den Steuerungsöffnungen 48 und 49 eines Diodenverstärkers 50 führende Ausgangsleitungen 46 und 47 aufweist. Die Leitungen 46 und 47 sind mit Kondensatoren 51 bestückt, um zu sta'ke Veränderungen der Ausgangssignale des Verstärkers 45 abzuglätten.

Die Ausgangssignale der Meßschaltungen 28 und 33 werden bei 52 vereint und an eine dynamische Kompensationsschaltung 53 angelegt. In dieser werden die kombinierten, dem Drehmoment und der Drehzahl des Moiors entsprechenden Signale weiter geformt und verstärkt, um zur Betätigung eines Servogerätes 54 (F i g. 1) dienende Signale zu erhalten. Das Servogerät steuert das Anlegen des Druckes an Stellkörpern 55 und 56 des Dämpfungsventils 22 und eines Bremsmechanismus 57. Der Bremsmechanismus 57 ist, wie vorangehend erwähnt, der Welle 21 des Druckmittelmotors zugeordnet. Die Welle erstreckt sich fernerhin in Richtung eines die Bewegung übertragenden Mechanismus und ist mit diesem verbunden, um den Schubumkehrmechanismus anzutreiben.

Eine Leitung 58 der Kompensationsschaltung 53 erstreckt sich vom Punkt 52 der Signalsummierung der Abschnitte 28 und 33. während sich eine Leitung 59 zu eir.em Punkt 60 einer Bezugsdruckquelle erstreckt. Die Leitungen 58 und 59 stehen mit den Steuerungsöffnungen 61 und 62 eines ersten Verstärkers einer Reihe von Verstärkern 63. 64 und 65 in Verbindung. Ausgangsleitungen 66 und 67 führen vom Endverstärker zu Öffnungen 68 und 69 des Servogerätes 54. Rürkführungs- bzw. Rückkopplungsleitungen 70, 71, 72 und 73 verbinden die Ausgangsleitungen 66 und 67 mit den Steuerungsöffnungen 61 und 62; die Leitungen 70 und 71 sind mit Kondensatoren 74 versehen und verbinden die Öffnungen 61 und b2 mit den Leitungen 67 und 66. Die Leitungen 72 und 73 sind mit geeigneten fixierten und variablen Widerständen 75 und 76 ausgestattet und verbinden die Öffnungen 61 und 62 mit den Leitungen 66 und 67.

Wie vorangehend erwähnt, wird die Steuerungseinrichtung primär während der letzten Stufen des Ein- und Ausfahrens der Schubumkehrklappen verwendet. Wenn sich die Klappen der Fndphase der Verstellbewegur.g nähern, wird eine geeignete Schaltvorrichtung (nicht dargestellt) betätigt, um die Steuerungseinrichtung wirksam werden zu lassen. Zu diesem Zeitpunkt erzeugen Drehzahl- und Drehmomentfühler Impulse, welche durch die Meßschaltungen übertragen und am Servogerät angelegt werden. Letzteres beeinflußt die Stelltriebe des Dämpfungsventils und des Bremsenmechanismus, um die Drehzahl und das Drehmoment des Motors während der Endphase der Versteilbewegung zu reduzieren. Wenn die Endpositionen des Schubumkehrmechanismus erreicht sind, werden weitere (nicht dargestellte) Schaltmittel betätigt, um den Betrieb des Motors 10 und der Steuerungseinrichtung zu unterbrechen.

Die Buchstaben »D, £. G, F«. in F i g. 3 bezeichnen Signale an der entsprechenden Stelle, die Bezeichnung »Ps« in F i g. 1 den Speisedruck des Systems.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Schubumkehrer für ein Flugzeug-Gasturbinenstrahltriebwerk mit einem Druckmittelmotor und S einer den Druckmitteldurchsatz und die Wellendrehzahl des Druckmittelmotors steuernden Einrichtung, gekennzeichnet durch eine erste Meßschaltung (28), die mit Druckmittelein- und -auslaß des Druckmittelmotors (10) verbunden ist und dem Motorwellendrehmoment entsprechende, dem Druckunterschied zwischen Druckmittelein- und -auslaß proportionale Drehmomentsignale erzeugt, durch eine zweite Meßschaltung (33) mit einer der Motordrehzahl entsprechende Druckmittelimpulse aufnehmenden Einrichtung zur Bildung von Drehzahlsignalen, und durch eine Kompensationsschaltung (53). der die Drehmoment- und Drehzahlsignale 2ur Summierung, Verstärkung und Weiterleitung an ein Servogerät (54) zugeführt wer· den, wobei das Servogerät ein in der Auslaßleitung (20) des Druckmittelmotors angeordnetes Ventil (Dämpfungsventil 22) und einen Motorwellenbremsmechanismus (57) steuert.

2. Schubumkehrer nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Meßschaltung (28) die Druckdifferenz abfühlende Leitungen (26, 27) aufweist.

3. Schubumkehrer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Meßschaltung (28) eine Schaltanordnung aus Dioden (31) und Oszillator (32) aufweist, der ein dem durch den Druckmittelmotor erzeugten Drehmoment entsprechendes Signal erzeugt.

4. Schubumkehrer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Meßschaltung (33) eine auf der Welle (21) des Druckmittelmotors (10) drehfest angeordnete Steuerscheibe (23) aufweist, deren gekerbt ausgebildeter Umfang einen Strahlunterbrecher des Druckmittelstroms eines Hilfs-Strömungssystems (Leitungen 24, 25) zur Messung der Wellendrehzahl des Druckmittelmotors darstellt.