Авиационный двигатель, содержащий средства подвески к конструкции самолета
Изобретение относится к области авиации, более конкретно к авиационному двигателю, содержащему средства подвески к конструкции самолета. Средства подвески двигателя выполнены с возможностью передачи усилий между картером двигателя и конструкцией самолета и содержат предохранительное аварийное средство. Предохранительное аварийное средство включает узел из предохранительной вилки с двумя проушинами (31, 32) и язычка или другого аналогичного средства, установленного между двумя проушинами. Вилка или язычок жестко крепится к элементу картера двигателя, а другой элемент жестко крепится к упомянутой конструкции, при этом через оба элемента проходит предохранительный палец (35), перпендикулярный к оси двигателя, а обе проушины (31, 32) и язычок выполнены параллельно оси двигателя. Технический результат заключается в возможности передачи тяговых усилий передней подвески в случае поломки средств передачи тяговых усилий. 4 н. и 4 з.п. ф-лы, 3 ил.
Настоящее изобретение относится к подвескам авиационных двигателей, в частности турбореактивных двигателей.
По направлению проходящего воздушного потока, от входа к выходу, двигатель содержит воздухозаборник, картер крепления лопаток вентилятора, промежуточный картер, выхлопной картер и реактивное сопло или выхлопной конус.
В случае установки на фюзеляже двигатель, как правило, крепят к самолету при помощи передней подвески и задней подвески. Переднюю подвеску крепят на промежуточном картере двигателя, а заднюю подвеску - на подвесном кольце, соединенном с выхлопным картером при помощи ряда серег.
Двигатель содержит канал холодного потока или «наружный воздушный канал», который также выполняет функцию передачи реверсивной тяги (реверса) между реверсором тяги и промежуточным картером. Этот наружный картер в этом случае является частью конструкции. Настоящее изобретение относится, в частности, к двигателям с наружным воздушным каналом, с одной стороны, и передней и задней подвескам этих двигателей, с другой стороны. Оно связано также с формированием предохранительного аварийного средства (fail safe) этой передней подвески и, в частности, ее средств передачи тяговых усилий.
При помощи передней подвески двигатель соединяют с балкой, которую крепят к элементу каркаса самолета, как правило, к пилону. Промежуточный картер крепят, например, к балке передней подвески в трех местах, соответственно к двум концам, верхнему и нижнему, балки и к срединной части, при помощи трех элементов, воспринимающих усилия. Концевые элементы балки выполнены в виде серег, элемент срединной части - в виде центрального выступа или штифта, называемого «spigot».
Передняя подвеска двигателя, закрепленного боковой частью на задней части фюзеляжа, обеспечивает передачу усилий по четырем направлениям: по трем направлениям поступательного движения - вертикальной оси Z, боковой оси Y и по оси Х тяги, и по направлению вращения вокруг оси Х тяги.
Эти элементы передачи усилий содержат серьги, закрепленные своими концами на картере двигателя и на балке при помощи вилок и обеспечивающие передачу усилий только в их продольном направлении.
Как и в передней подвеске, серьги задней подвески крепятся своими концами к кольцу и к балке подвески при помощи проушин, обеспечивающих передачу усилий в их продольном направлении. Задняя подвеска двигателя, закрепленного своей боковой частью на фюзеляже, обеспечивает передачу усилий вдоль вертикальной оси Z и боковой оси Х.
В нормальном режиме работы усилия прямой тяги воспринимаются передней подвеской, а усилия реверсивной тяги сначала проходят от задней части к передней через наружный воздушный канал, затем через промежуточный картер и переднюю подвеску и в конечном итоге доходят до пилона самолета.
В случае поломки одного из элементов передней подвески необходимо, чтобы предохранительная аварийная система (fail safe) продолжала передавать тяговые усилия; необходимо также, чтобы в случае поломки какого-либо элемента на задней подвеске предохранительная аварийная система продолжала передавать усилия в направлении, соответствующем вышедшему из строя элементу.
Согласно отличительному признаку настоящего изобретения авиационный двигатель, содержащий средства подвески к самолету, содержащей средства передачи усилий между картером двигателя и конструкцией самолета и предохранительное аварийное средство, отличается тем, что упомянутое предохранительное аварийное средство содержит узел из предохранительной вилки с двумя проушинами и язычка или другого аналогичного средства, установленного между двумя проушинами, при этом один из элементов, вилка или язычок, жестко крепятся к элементу картера двигателя, а другой - к упомянутой конструкции, при этом через оба элемента проходит предохранительный палец, перпендикулярный к оси двигателя, при этом обе проушины вилки и язычок выполнены параллельно оси двигателя.
Предпочтительно, чтобы упомянутый палец был установлен в язычок с зазором.
В соответствии с настоящим изобретением в случае разрыва в прохождении усилий вдоль оси Х, то есть оси тяги, усилия передаются через предохранительный палец.
Согласно другому отличительному признаку язычок устанавливают с зазором между двумя проушинами вилки.
В соответствии с еще одним отличительным признаком настоящее изобретение относится, в частности, к авиационному двигателю с конструкционным наружным картером (наружный воздушный канал), предназначенным для крепления на фюзеляже при помощи промежуточного картера и передней подвески, с одной стороны, и подвесного кольца, соединенного с промежуточным картером через наружный картер передачи тяговых усилий, и задней подвески, с другой стороны, при этом подвески содержат средства передачи усилий и предохранительные аварийные средства, выполненные с возможностью обеспечения непрерывности передачи усилий в случае поломки средств передачи усилий. Двигатель отличается тем, что задняя подвеска выполнена с возможностью передачи тяговых усилий через наружный картер передачи тяговых усилий в случае поломки средств передачи тяговых усилий передней подвески.
Таким образом, изобретение предназначено для обеспечения передачи тяговых усилий передней подвеской в случае поломки средств передачи тяговых усилий этой передней подвески.
Изобретение предусматривает передачу усилий через наружный воздушный канал не только от выхода к входу для передачи усилий реверса от реверсора тяги, но также от передней подвески к задней подвеске, то есть от входа к выходу.
Предпочтительно, чтобы задняя подвеска двигателя в соответствии с настоящим изобретением содержала балку для крепления к фюзеляжу подвесного кольца, содержащую узел из предохранительной вилки с двумя проушинами, выполненной по существу в осевой плоскости двигателя, и предохранительного пальца, предназначенного для установки вертикально с зазором в центральном язычке, при этом один из этих предохранительных элементов жестко соединен с подвесной балкой, а другой - с подвесным кольцом.
Предпочтительно, чтобы вилка и палец были жестко соединены с подвесным кольцом, а вставной язычок, жестко соединенный с балкой, был установлен между двумя проушинами вилки подвесного кольца.
В режиме защиты в случае поломки средств передачи тяговых усилий передней подвески зазор выбирается и, поскольку передача усилий происходит через заднюю подвеску, тяговые усилия передаются через промежуточный картер, наружный воздушный канал, подвесное кольцо, проушины предохранительной вилки, палец и балку задней подвески, прежде чем достичь пилона.
Настоящее изобретение относится также к выполняющей роль промежуточного средства задней подвеске для двигателя в соответствии с настоящим изобретением как таковой, характеризующейся указанными выше отличительными признаками.
Настоящее изобретение имеет много преимуществ, таких как простота изготовления, небольшой вес, простота проверки первичного пути прохождения усилий и обеспечение функции защиты в случае поломки одного из классических элементов передачи усилий (серег) задней подвески, что также дает выигрыш в массе и габаритах.
Настоящее изобретение будет более очевидно из нижеследующего описания предпочтительных вариантов выполнения двигателя и его задней подвески со ссылками на фигуры прилагаемых чертежей, в числе которых:
фиг.1 изображает вид в перспективе подвесок и элементов двигателя, предназначенных для его подвески к фюзеляжу самолета;
фиг.2 - вид спереди балки задней подвески;
фиг.3 - вид в перспективе балки задней подвески и подвесного кольца двигателя, подвешенного к балке.
Передняя 1 и задняя 5 подвески, описание приводится ниже, предназначены для крепления к фюзеляжу самолета, и чаще всего речь будет идти о задней части фюзеляжа, для крепления турбореактивного двигателя 2, содержащего, в частности, промежуточный картер 3, к которому крепится передняя подвеска 1, подвесное кольцо 4, к которому крепится задняя подвеска 5 и которое соединено с выхлопным картером, не показанным на чертежах, при помощи ряда серег 6. Подвесное кольцо 4 также соединяется с промежуточным картером 3 через конструкционный наружный картер 7 передачи тяговых усилий (прямых и реверсивных), называемый наружным воздушным каналом.
На металлической окантовке 3' арочного типа, жестко соединенной с промежуточным картером, для переднего крепления двигателя устанавливают верхнюю охватывающую вилку 8 и нижнюю охватывающую вилку 9; между двумя вилками в зоне, которую можно рассматривать как срединную, промежуточный картер содержит радиальный выступ, являющийся площадкой для установки предохранительного аварийного элемента передачи усилий передней подвески 1.
Передняя подвеска 1 содержит балку 12, как правило, выполненную в виде трапеции и имеющую слегка изогнутую форму, содержащую два плеча 13, 14, выполненные по обе стороны от срединного или центрального участка и заканчивающиеся на уровне малого основания трапеции площадкой 16, выступающей в боковом направлении и предназначенной для крепления к пилону (не показан) конструкции фюзеляжа самолета.
Крепление подвесной балки 12 к пилону осуществляют через площадку при помощи разрывных штифтов и винтов 16, установленных на четырех углах площадки ортогонально по отношению к ней.
Два свободных конца плеч 13, 14 подвесной балки соединены с двумя вилками 8, 9 окантовки 3' промежуточного картера 3 при помощи двух серег передачи усилия, установленных с возможностью поворота в их вилках, а также с концами плеч балки, также выполненными в виде вилки.
На площадке срединного предохранительного аварийного элемента передачи усилий передней подвески при помощи шаровой опоры устанавливают не показанный на фигуре выступ, или палец, или штифт, или «spigot», предназначенный для передачи усилий подвесной балки 1.
Что же касается задней подвески 5, то она в основном аналогична передней подвеске 1.
На металлической окантовке 4' арочного типа, жестко соединенной с подвесным кольцом 4, выполнены две люльки, верхняя 21 и нижняя 22, для установки в них серег 23, 24 передачи усилий, установленных с возможностью поворота своим первым концом в эти люльки и вторым концом в концы двух плеч 25, 26 задней подвесной балки 27, выполненные в виде вилок.
Задняя подвесная балка 27 в основном имеет форму трапеции и содержит два плеча 25, 26, выполненные по обе стороны от центрального участка 28, заканчивающегося на уровне малого основания трапеции площадкой 29 для крепления к пилону конструкции фюзеляжа самолета.
Далее следует описание предохранительных органов задней подвески 5, предназначенных для передачи усилий от передней подвески 1.
Две радиальные пластины 31, 32 выполнены выступающими в боковую сторону за пределы окантовки 4' по существу в осевых плоскостях двигателя, то есть в плоскостях, содержащих ось тяги 33, и образуют две проушины предохранительной вилки 34. В своем свободном наружном участке предохранительные проушины содержат сквозное отверстие 36 для установки пальца 35 в вертикальном положении.
К центральному участку балки 27 со стороны, противоположной площадке 29, подвешен язычок 37. Палец 35 загоняют через проушины 31 и 32. Язычок устанавливают между двумя проушинами 31, 32 вилки 34, при этом палец 35 устанавливают в отверстии язычка 37 с предохранительным зазором.
Очевидно, что и одну, и другую конструкцию можно выполнить наоборот. Так, серьги передачи усилий могут иметь концы в виде вилки. Вместо того чтобы жестко соединять предохранительную вилку 34 с окантовкой подвесного кольца, ее можно жестко соединить с балкой, и в этом случае язычок 37 жестко соединяют с окантовкой подвесного кольца.
Во время работы в аварийном режиме в случае поломки органов восприятия усилий передней подвески 1 сначала выбирается зазор между пальцем 35 и отверстием язычка 37, затем передача усилий происходит через заднюю подвеску 5, при этом тяговые усилия проходят через промежуточный картер 3, наружный воздушный канал 7, подвесное кольцо 4 и его окантовку 4', палец 35 и балку 27 задней подвески и в конечном итоге доходят до пилона.
1. Авиационный двигатель, содержащий средства подвески к конструкции самолета, содержащей средства передачи усилий между картером двигателя и конструкцией самолета и предохранительное аварийное средство, отличающийся тем, что упомянутое предохранительное аварийное средство содержит узел из предохранительной вилки с двумя проушинами (31, 32) и язычка или другого аналогичного средства, установленного между двумя проушинами, при этом один из элементов, вилка или язычок, жестко крепится к элементу картера двигателя, а другой крепится к упомянутой конструкции, при этом через оба элемента проходит предохранительный палец (35), перпендикулярный к оси двигателя, а обе проушины (31, 32) и язычок выполнены параллельно оси двигателя.
2. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что палец (35) устанавливают с зазором в язычке.
3. Авиационный двигатель с конструкционным наружным воздушным каналом, содержащий наружный картер (7), предназначенный для крепления на фюзеляже при помощи промежуточного картера (3) и передней подвески (1), с одной стороны, и подвесного кольца (4), соединенного с промежуточным картером (3) через наружный картер (7), и задней подвески (5), с другой стороны, при этом подвески (1, 5) содержат средства передачи усилий и предохранительные аварийные средства, выполненные с возможностью обеспечения непрерывности передачи усилий в случае поломки средства передачи усилий, отличающийся тем, что задняя подвеска (5) выполнена с возможностью передачи тяговых усилий через наружный картер (7) в случае поломки средств передачи тяговых усилий передней подвески (1).
4. Двигатель по п.3, отличающийся тем, что задняя подвеска (5) содержит балку (27), предназначенную для крепления к конструкции самолета подвесного кольца (4) и содержащую узел из предохранительной вилки (34) по п.1, при этом две проушины (31, 32) вилки (34) и язычок жестко соединены, соответственно, с подвесной балкой (27) и с подвесным кольцом (4).
5. Двигатель по п.4, отличающийся тем, что вилка (34) и предохранительный палец (35) жестко соединены с подвесным кольцом (4), а вставной язычок (37) жестко соединен с балкой (27).
6. Двигатель по п.3, отличающийся тем, что в случае поломки средств передачи тяговых усилий передней подвески (1) зазор выбирается, и передачу тяговых усилий осуществляют через заднюю подвеску (5), при этом тяговые усилия проходят через промежуточный картер (3), наружный воздушный канал (7), подвесное кольцо (4), проушины (31, 32) предохранительной вилки (34), палец (35) и балку задней подвески (5).
7. Задняя подвеска (5) для авиационного двигателя (2) по п.4, отличающаяся тем, что выполнена с возможностью передачи тяговых усилий через наружный картер (7) передачи тяговых усилий в случае поломки средств передачи тяговых усилий передней подвески (1).
8. Задняя подвеска для двигателя по п.4, отличающаяся тем, что вилка (34) и палец (35) жестко соединены с подвесным кольцом (4), а вставной язычок (37) жестко соединен с балкой (27).
