Переднее крепежное устройство для авиационного двигателя
Изобретение относится к крепежному устройству, в частности к переднему крепежному устройству для крепления турбодвигателя к пилону воздушного судна. Крепежное устройство содержит верхнюю растяжку, имеющую жесткое средство крепления к пилону, первую и вторую соединительные тяги. Каждая тяга соединена с двигателем с помощью первого шарового шарнира, с одной стороны, и с растяжкой - с помощью второго шарового шарнира, с другой стороны. Каждая соединительная тяга содержит третье резервное соединение, и являются взаимозаменяемыми. Изобретение направлено на сведение к минимуму риска ошибки при сборке устройства для присоединения двигателя к конструкции летательного аппарата. 4 з.п. ф-лы, 5 ил.
Настоящее изобретение относится к подвеске тяговых двигателей к конструкции воздушного судна. Это, в частности, относится к подвеске или к крепежному устройству, имеющему средство для фиксирования подвески в случае случайной поломки одной из ее деталей.
Тяговый двигатель может быть установлен в различных местах воздушного судна, например на пилоне, выполненном заодно с его конструкцией. Он может быть подвешен под крыльями, прикреплен к фюзеляжу или установлен в хвостовой части с помощью крепежных средств. Эти крепежные средства предназначены для обеспечения передачи механических нагрузок между двигателем и конструкцией воздушного судна. Учитываемые нагрузки ориентированы в трех основных направлениях, а именно: вес двигателя, его тяга и поперечные аэродинамические нагрузки. Передаваемые нагрузки также включают в себя вращающий момент вокруг оси двигателя. Помимо этого эти средства должны амортизировать деформации, которым подвергается двигатель на разных этапах полета, особенно по причине габаритных изменений в связи с тепловыми расширениями или сокращениями.
Способ подвески, например в случае турбовинтового двигателя, заключается в прикреплении двигателя к пилону, выполненному заодно с конструкцией крыла воздушного судна, с помощью передней подвески или крепления и задней подвески или крепления. В частности, передняя подвеска прикрепляется к наружному кожуху воздушного винта, и задняя подвеска - к заднему кожуху основного потока.
В соответствии с известной конфигурацией переднее крепление обеспечивает передачу вертикальных и тангенциальных нагрузок между двигателем и воздушным судном. Заднее крепление выполняется с возможностью передачи механических нагрузок в тех же направлениях и также для передачи вращающего момента двигателя вокруг оси турбодвигателя и оси тяги. Тяга передается через посредство двух штанг восприятия тяги, прикрепленных спереди, к основанию воздушного винта на обеих сторонах продольной оси, и сзади - посредством задней подвески двигателя.
Настоящее изобретение относится к креплению, выполненному с возможностью передачи вертикальных и поперечных нагрузок между двигателем и пилоном воздушного судна. Это - упоминаемая выше конфигурация переднего крепления.
Крепление этого типа содержит так называемую верхнюю растяжку, выполненную заодно с пилоном, так называемую нижнюю растяжку, выполненную заодно с кожухом двигателя, и комплект соединительных тяг, взаимодействующих с указанными деталями. За счет своего расположения соединительные тяги должны обеспечивать передачу нагрузки тягового усилия и сжимающих нагрузок вдоль своей оси.
Крепежные устройства также - на случай выхода из строя какой-либо детали - включают в себя предохранительные средства, исключающие отделение двигателя от воздушного судна. Например, известны средства, состоящие из элементов, которые бездействуют в условиях нормальной работы двигателя, когда детали крепежного устройства не нарушены. При поломке какой-либо детали предохранительные устройства вступают в действие. Эти предохранительные устройства подменяют неисправные детали в крепежном устройстве.
Например, известно крепежное устройство, описываемое в патенте США №6330955 и содержащее первую соединительную тягу и вторую соединительную тягу между верхней и нижней растяжками. Первая соединительная тяга установлена с помощью соединения в виде шарового шарнира с проушиной двигателя, и с помощью двух отдельных кулис - с верхней растяжкой, из которых одна имеет шаровой шарнир, а другая является осевой. Вторая соединительная тяга связана с проушиной двигателя посредством шарового шарнира, и с верхней растяжкой посредством единого шарового шарнира в условиях обычной работы. Предусмотрено второе соединение, но соединительный штифт прикреплен к соответствующей детали с зазором. Поэтому в условиях нормальной работы это второе соединение остается бездействующим. Это устройство содержит третью соединительную тягу между двумя растяжками и находится в готовности также за счет наличия зазоров между соединительным штифтом и их соответствующим посадочным гнездом. В условиях нормальной работы нагрузки передаются первой соединительной тягой по обеим ее точкам соединения с верхней растяжкой. Второй соединительный штифт передает нагрузки растяжения и сокращения за счет своей связи с единым шарниром.
В случае поломки второй соединительной тяги обе растяжки поворачиваются относительно друг друга вокруг первой соединительной тяги, чтобы устранить первоначальные зазоры на третьей соединительной тяге. Последняя приводится в действие и подменяет вторую соединительную тягу. В случае поломки первой соединительной тяги зазоры второй соединительной тяги устраняются, и также - зазоры третьей кулисы второй соединительной тяги. Затем снова подвеска продолжает выполнять свою функцию без каких-либо изменений в показателях своей работы.
Можно отметить, что первая и вторая соединительные тяги имеют форму бумеранга и имеют определенную симметрию. Но они не являются взаимозаменяемыми, поскольку одна из осей второй соединительной тяги установлена с зазором, в то время как три оси действуют в первой.
Это техническое решение предполагает станочную обработку определенных деталей. Каждая соединительная тяга имеет особое положение в подвеске. Поэтому имеется столько же точек отсчета, сколько имеется деталей, составляющих крепежное устройство. Это не предполагает максимальную экономию при изготовлении и эксплуатации.
Причем обе главные соединительные тяги по форме псевдоодинаковые. Во время сборки техник должен соблюдать очень точную рабочую методику и работать очень тщательно. Нельзя не учитывать опасность установки какой-либо детали вместо другой.
Задача настоящего изобретения заключается в обеспечении устройства для крепления двигателя к конструкции воздушного судна, в котором риск допущения ошибки во время сборки будет снижен до минимального.
Еще одна задача настоящего изобретения заключается в обеспечении устройства, содержащего взаимозаменяемые детали. Тем самым будет обеспечена возможность выполнения сборки с небольшим числом разных деталей. Будет не только снижен риск ошибки, но также и снизятся затраты на изготовление, обслуживание и складирование деталей.
Настоящее изобретение решает эти задачи путем обеспечения устройства для крепления турбодвигателя на пилоне воздушного судна, имеющего верхнюю растяжку, установленную на нем жесткими крепежными средствами, первую и вторую соединительные тяги, каждая из которых соединена с растяжкой с помощью первого шарового шарнира, с одной стороны, и с двигателем с помощью второго шарового шарнира, с другой стороны, отличающегося тем, что каждая соединительная тяга имеет третью резервную кулису.
В частности, по меньшей мере одна из двух резервных кулис выполнена в виде шарового шарнира, в котором поворотный штифт установлен в своем посадочном гнезде с зазором, при этом оба зазора одинаковые.
Согласно первому осуществлению третье резервное соединение связывает соединительную тягу с верхней растяжкой.
Согласно еще одному осуществлению третье резервное соединение связывает соединительную тягу с двигателем.
Первая и вторая соединительные тяги предпочтительно являются одинаковыми. В частности, соединительные тяги имеют искривленную форму, при этом три кулисы установлены под углом друг к другу.
Фиг.1 показывает общий вид крепления двигателя к пилону воздушного судна.
Фиг.2 показывает, в перспективе, устройство крепления двигателя согласно изобретению.
Фиг.3 показывает устройство согласно Фиг.2 с пространственным разделением деталей.
Фиг.4 показывает в перспективе второе осуществление изобретения.
Фиг.5 показывает вид спереди соединительной тяги с разными шаровыми шарнирами.
Фиг.1 показывает задний вид в три четверти турбодвигателя 1, крепежные средства которого установлены на пилоне воздушного судна (не показан). В соответствии с распространенным в данное время методом крепления двигатель содержит крепежное средство 10 спереди двигателя, прикрепленное к внешнему кожуху воздушного винта. Он также содержит крепежное средство 40 сзади, прикрепленное к выходному кожуху первичного потока. Развиваемая двигателем тяга передается двумя соединительными штоками 50, прикрепленными одним концом к основанию воздушного винта, и другим концом - к заднему креплению 40.
Изобретение относится к переднему креплению 10, описываемому со ссылкой на Фиг.2, 3 и 5. Крепление 10 состоит из верхней растяжки 12, нижней растяжки 14 и двух соединительных тяг 16 и 18 и шарового шарнира, связывающих нижнюю растяжку с верхней растяжкой.
Верхняя растяжка выполнена в виде балки 120, здесь с четырьмя посадочными отверстиями под болты, которыми растяжка крепится как его часть к пилону воздушного судна. Балка проходит по обе стороны в поперечном направлении относительно оси двигателя и имеет две вилки 121 и 123 соответственно.
Нижняя растяжка 14, форма которой выполнена с возможностью ее прикрепления к кожуху воздушного винта с помощью сварки или заклепок, в периферическом направлении имеет две вилки 141 и 143, которые обращены к вилкам верхней растяжки.
Обе растяжки соединяются друг с другом соединительными тягами 16 и 18 с помощью кулис, образующих шаровые шарниры, согласно Фиг.3.
Например, соединительная тяга 16 соединена с вилкой 141 посредством первой кулисы 161, предпочтительно посредством шарового шарнира со штифтом 162. Соединения в виде шаровых шарниров хорошо известны в этой области техники. Например, это соединение имеет штифт 162, установленный в гнезде 163 со сферической внешней поверхностью, и крепится в посадочном отверстии соединительной тяги. Штифт 162 с возможностью поворота установлен в соответствующих посадочных отверстиях, выполненных в проушинах вилки 141.
Шаровой шарнир обеспечивает возможность поворота одновременно вокруг штифта 162 и вокруг обоих направлений, перпендикулярных к нему. Он выполнен с возможностью передачи только тяговых и сжимающих нагрузок через штифт 162.
Соединительная тяга 16 соединена с вилкой 121 через вторую кулису, которая тоже является предпочтительно соединением в виде шарового шарнира 164, который подобно ему имеет штифт 165 и сферическое гнездо 166. Штифт 165 с возможностью поворота установлен в посадочных отверстиях в вилке 121.
Согласно изобретению соединительная тяга 16 соединена с вилкой 121 через третье соединение 167, которое является резервным. Это выражение означает соединение, которое при нормальной работе бездействует; оно не передает какие-либо нагрузки. Оно становится действующим и передает нагрузки в случае поломки деталей крепления. Согласно более наглядному изображению на Фиг.5 эта кулиса выполнена, например, с помощью штифта 168, проходящего через соединительную тягу 16 и вилку 121. Штифт 168 установлен с радиальным зазором Е1 в отверстии соединительной тяги 16.
Согласно Фиг.3 или 5 соединительная тяга 16 не прямолинейная, а имеет форму, напоминающую бумеранг. Три кулисы не центрированы.
Соединительная тяга 18 содержит, подобно соединительной тяге 16, первый шаровой шарнир 181 и штифт 182 с вилкой 143. Она связана вторым шаровым шарниром 184 и штифтом 185 с вилкой 123. Она также содержит резервное соединение 187 с вилкой 123. Эта кулиса, как и в вилке 121, обеспечивается с помощью штифта 188, установленного с заданным радиальным зазором Е2 в посадочных отверстиях, центрированных на вилке и соединительной тяге.
Зазоры Е1 и Е2 предпочтительно являются одинаковыми. Помимо этого в силу симметрии конструкции и средств, формирующих крепление, обе соединительные тяги являются предпочтительно взаимозаменяемыми.
Устройство действует в соответствии с приводимым ниже описанием.
При нормальной работе нагрузки на плоскости, перпендикулярной оси двигателя, т.е. нагрузки с вертикальной и/или поперечной составляющей, передаются от двигателя к пилону через посредство нижней растяжки, первой и второй кулис и верхней растяжки. Обе резервные кулисы не действуют.
В случае поломки соединительной тяги 16, например, происходит переключение между обеими растяжками вокруг соединительной тяги 18 - до исчезновения радиального зазора третьего соединения 187. Это смещение также происходит в случае отказа другой детали на пути нагрузок, проходящих через соединительную тягу 16, например балки верхней растяжки, проушины вилки 141 или шарового шарнира.
Соединение между двумя растяжками при этом становится жестким. Это соединение обеспечивает передачу и вертикальных и/или поперечных нагрузок.
Фиг.4 показывает второй пример осуществления. Он отличается от первого примера осуществления тем, что третьи соединения выполнены наоборот. Те же ссылочные обозначения для соответствующих средств дополнительно имеют обозначение со знаком - '. Обе растяжки 12' и 14' изменены таким образом, что третьи соединения 167' и 187' со своими соответствующими штифтами 168' и 188' предусмотрены на нижней растяжке 14'. Вилки 141' и 143' поэтому имеют отверстия для первых соединений 161' и 181', и также для третьих соединений. Вилки 121' и 123' вмещают вторые соединения. Соединительные тяги, соединяющие вилки верхней растяжки с нижней растяжкой, имеют ту же форму, что и в первом осуществлении. Они просто выполнены наоборот. За счет размещения третьих соединений на двигателе можно уменьшить размер вилок 121' и 123', чтобы сделать конструкцию крепежного устройства более компактной и уменьшить нужное для нее пространство.
1. Устройство для крепления турбодвигателя (1) к пилону воздушного судна, формирующее переднее крепление в системе сборки, содержащей переднее крепление, заднее крепление и соединительные тяговые штоки, причем устройство состоит из верхней растяжки (12, 12'), имеющей жесткое средство крепления к пилону; первую (16) и вторую (18) соединительные тяги, каждая из которых соединена с двигателем с помощью первого шарового шарнира (161, 181; 161', 181'), с одной стороны, и с растяжкой (12, 12') - с помощью второго шарового шарнира (165, 185; 165', 185'), с другой стороны, отличающееся тем, что каждая соединительная тяга (16, 18) содержит третье резервное соединение (167, 187; 167', 187') связывающее соединительную тягу с двигателем, при этом первая и вторая соединительные тяги (16, 18) являются взаимозаменяемыми.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что по меньшей мере одно из резервных соединений (167, 187; 167', 187') выполнено в виде шарового шарнира с поворотным штифтом, установленным с зазором в его посадочном отверстии.
3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что каждая резервная кулиса является шаровым шарниром с поворотным штифтом (168, 188; 168', 188'), установленным с зазором в его посадочном отверстии, при этом оба зазора являются одинаковыми.
4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что первая и вторая соединительные тяги (16, 18) являются одинаковыми.
5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что соединительная тяга имеет искривленную форму и три кулисы образуют угол по отношению друг к другу.
