Деталь подвески турбореактивного двигателя
Изобретение относится к узлам крепления силовых установок самолета. Деталь подвески (1), содержащая концы для удержания шатунов (8) и (9), шарнирно соединенных с турбореактивным двигателем (3), выполнена таким образом, что концы образуют пары проушин (5), разделенных щелью (19), выполненной в части длины детали (1), чтобы остановить распространение усталостных трещин (20). Элементы крепления (11), содержащие колпачковые гайки (13), расположены в расширенных участках (15) проушин (5), выполненных над шатунами (8) и (9), что обеспечивает статическую прочность проушин (5), когда одна из них выходит из строя. Отмечается также уменьшение момента, создаваемого нависающим выступом между элементами крепления (11) и шатунами (8) и (9). Изобретение позволяет обеспечить безопасное рабочее состояние детали подвески (1) даже при появлении усталостных трещин, при этом не возникает необходимости в увеличении ее габаритов, веса и в усложнении ее конструкции. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.
Объектом настоящего изобретения является деталь подвески турбореактивного двигателя.
Известный пример такой подвески описан, в частности, во французском патенте №2 682 353. Она содержит удлиненную деталь, называемую арматурой, или, соответственно ее форме, вешалкой, которую настоящее изобретение призвано усовершенствовать и которая установлена между неподвижной стойкой или аналогичной конструкцией и поддерживаемым ею турбореактивным двигателем. По углам арматуры выполнены четыре элемента крепления, содержащие винты и колпачковые гайки и предназначенные для ее соединения с неподвижной конструкцией. Данная арматура расположена в поперечном направлении, а на ее концах установлены шатуны, которые в свою очередь шарнирно соединены с турбореактивным двигателем; между центром арматуры и участком турбореактивного двигателя установлен третий шатун, выполняющий страховочную функцию в случае разрушения одного из крайних шатунов.
Вместе с тем, сама арматура должна быть предохранена от разрушения, так как в этом случае падение турбореактивного двигателя даже более вероятно, чем при разрушении шатуна. В частности, она должна обладать достаточным сопротивлением вертикальным и поперечным усилиям и моментам, возникающим вокруг оси турбореактивного двигателя в различных режимах работы, а также при отделении лопатки рабочего колеса турбореактивного двигателя и при значительных нарушениях динамического равновесия. При этом возникают большие напряжения, которые, тем не менее, можно предугадать и компенсировать путем расчета соответствующих размеров арматуры. Однако самым опасным явлением скорее всего является усталость металла в нормальных условиях работы, в результате которой появляются трещины, распространение которых может привести к разрушению арматуры даже при слабых нагрузках; при этом для предотвращения появления таких трещин бесполезно стремиться к усилению арматуры, так как ее вес и габариты должны оставаться в определенных пределах.
В основе настоящего изобретения лежит разработка арматуры таких размеров, которые позволили бы ей противостоять критическим статическим нагрузкам без выполнения усилительных элементов с целью предотвращения появления усталостных трещин; для этого предусмотрено средство, ограничивающее их распространение и не позволяющее им разделить арматуру на два сопоставимых куска, при этом такие трещины могут вывести из строя только один из четырех элементов крепления к стойке. В данном случае возникает ситуация, при которой турбореактивный двигатель продолжает удерживаться тремя оставшимися в рабочем состоянии элементами, то есть нормальными элементами с одной стороны и единственным элементом крепления, воспринимающим действующие на шатун нагрузки, с другой стороны. Этот последний элемент будет подвергаться более высоким механическим напряжениям, которые, однако, будут все же меньше предусмотренных критических значений, и целостность арматуры по существу сохранится.
Такой подход к решению проблемы в корне отличается от предложения, описанного в вышеупомянутом патенте и состоящего в разделении арматуры на два параллельных элемента для сохранения функции удержания в случае разрушения одного из этих элементов. Результатом этого предложения было либо утяжеление арматуры, если каждый элемент предназначался для противостояния статическим нагрузкам, либо ее ослабление вследствие разделения.
Настоящее изобретение касается детали подвески турбореактивного двигателя, расположенной горизонтально между неподвижной конструкцией и, по меньшей мере, двумя шатунами, шарнирно соединенными с турбореактивным двигателем, и содержащей на двух концах по два элемента, расположенных рядом друг с другом по ширине детали и предназначенных для ее крепления к неподвижной конструкции, при этом концы выполнены в виде двух пар проушин, соответственно охватывающих шатуны и содержащих, каждая, один из элементов крепления и опорный подшипник цапфы шатуна, расположенный под указанным элементом крепления, отличающейся тем, что между проушинами в концах детали выполнены сквозные разрезы, не доходящие до центрального участка детали.
Предпочтительно проушины выполнены более толстыми в зоне элементов крепления, чем в зоне опорных подшипников цапф, и содержат утолщение над шатунами.
Далее следует описание настоящего изобретения со ссылкой на единственную фигуру, представляющую собой перспективное изображение детали подвески.
Деталь подвески или арматура, обозначенная позицией 1, установлена между стойкой 2, являющейся неподвижной конструкцией самолета, и задней секцией турбореактивного двигателя, картер 3 которого схематически показан на фигуре. Она расположена горизонтально и имеет удлиненную форму; она содержит верхнюю пластину 4 и пары проушин 5, выполненных на концах последней; продольные нервюры 6 соединяют между собой соответствующие проушины 5, и под пластиной 4 выполнен треугольный кронштейн 7. В парах проушин 5 установлены соответственно шатуны 8 и 9, удерживающие турбореактивный двигатель 3, с которым они шарнирно соединены своими концами. Вертикальная проушина или треугольный кронштейн 7 шарнирно соединен с парой центральных проушин 26 турбореактивного двигателя 3 при помощи установленного с зазором пальца 25. На каждом углу детали подвески 1 установлен элемент крепления 11, обеспечивающий ее устойчивость при помощи стойки 2 и содержащий винт 12, конец которого заходит в колпачковую гайку 13 (с сечением в виде полумесяца), установленную горизонтально в отверстии 14 верхнего участка 15 соответствующей проушины 5; проушины 5 содержат также нижний участок 16, в котором выполнено сквозное отверстие 17, предназначенное для установки цапфы 18 шатунов 8 или 9.
Главным элементом настоящего изобретения является щель 19, выполненная сквозной в каждом из концов верхней пластины 4 между проушинами 5 и расположенная на участке пластины 4, по меньшей мере, до конца проушин 5 в направлении основного удлинения детали 1. В данном случае находящиеся рядом друг с другом элементы крепления 11 оказываются разделенными. Вместе с тем, в соответствии с настоящим изобретением щели 19, будучи направленными друг к другу, все же не соединяются, чтобы деталь подвески 1 оставалась единой и чтобы ее не утяжелять соединительными болтами или аналогичными элементами. Техническая функция щелей 19 состоит в ограничении и остановке распространения трещин, таких как трещина 20, которые могут появиться в результате усталости металла по причине усилий, передаваемых деталью подвески 1 между шатунами 8 и 9 и элементами крепления 11, и могут стремиться к увеличению в поперечном направлении от одного края пластины 4 к другому. Когда трещина 20 достигает щели 19, она отделяет один участок детали подвески 1 от ее остальной части и, как правило, изолирует один из элементов крепления 11, ослабляя тем самым его функцию удержания турбореактивного двигателя 3, особенно если трещина 20 достигает отверстия 14, которое в этом случае может оказаться открытым; однако три остальных элемента крепления 11 продолжают оставаться частью единого куска детали подвески 1 и выполнять свою функцию, как и до этого. В связи с этим соответственно рассчитывают размеры детали подвески 1 в целом и, в частности, проушин 5; так, верхние участки 15 проушин 5 имеют толщину, достаточную для того, чтобы продолжать противостоять нагрузкам от турбореактивного двигателя 3, даже если усилия передаются только через одну из проушин 5 одной пары. Утолщение 21 верхнего участка 15 выполнено с внутренней стороны проушин 5 над шатунами 8 или 9, что позволяет не увеличивать общую ширину детали подвески 1. По этой причине нижний участок 16, поддерживающий шатуны 8 и 9, находится под верхним участком 15, и дополнительным преимуществом такого расположения является то, что момент, создаваемый нависающим выступом между шатуном 8 или 9 и элементом крепления 11 при вышедшем из строя другом выступе остается достаточно умеренным, что предупреждает появление чрезмерных напряжений изгиба в проушинах 5.
Щели 19 выполнены перед зонами детали подвески 1, в которых сконцентрированы напряжения и где могут появляться трещины, то есть над проушинами 5 и цапфами 18 и между элементами крепления 11. Центральная часть детали подвески 1 менее подвержена напряжениям и поэтому в ней нет необходимости выполнять щели 19, так как здесь отсутствует опасность появления трещин. Следует также отметить, что нервюры 6 выполнены в виде свода, при этом они являются более узкими под центральной частью пластины 4 и расширяются в направлении проушин 5.
Таким образом, настоящее изобретение обеспечивает безопасное рабочее состояние детали подвески 1 даже при появлении усталостных трещин, при этом при реализации изобретения не возникает необходимости в увеличении ее габаритов, веса и в усложнении ее конструкции.
1. Деталь (1) подвески турбореактивного двигателя (3), установленная горизонтально между неподвижной конструкцией (2) самолета и, по меньшей мере, двумя шатунами (8, 9), шарнирно соединенными с турбореактивным двигателем, и содержащая два конца с двумя элементами крепления (11), расположенными рядом друг с другом в направлении ширины детали и предназначенными для ее крепления к неподвижной конструкции (2) самолета, при этом концы выполнены в виде пар проушин (5), охватывающих соответственно шатуны (8, 9) и содержащие каждая один из элементов крепления (11) и опорный подшипник (17) цапфы (18) шатуна (8, 9), расположенный под указанным элементом крепления (11), отличающаяся тем, что в концах детали (1) между проушинами (5) выполнены сквозные щели (19), не доходящие до центральной части детали.
2. Деталь подвески по п.1, отличающаяся тем, что проушины (5) выполнены с большей толщиной (15) в зоне элементов крепления (11), чем в зоне опорных подшипников (17) цапф (18), и имеют утолщение (21) над шатунами (8, 9).
