Пилон подвески турбореактивного двигателя для летательного аппарата
Изобретение относится к области авиации, более конкретно к пилону подвески турбореактивного двигателя для летательного аппарата. Пилон (4) подвески турбореактивного двигателя (2) включает жесткую конструкцию (10), содержащую центральный продольный кессон (22) и два боковых кессона (24а, 24b), закрепленных на передней части центрального кессона (22). Каждый из боковых кессонов содержит верхнюю оболочку (44а, 44b) и нижнюю оболочку (26а, 26b). Пилон содержит также первый (6а) и второй (6b) передние узлы подвески двигателя, спроектированные таким образом, чтобы воспринимать усилия, воздействующие в продольном направлении (X) пилона, причем передние узлы (6а, 6b) подвески двигателя выполнены соответственно на двух боковых кессонах (24а, 24b). Технический результат заключается в уменьшении лобового сопротивления и расхода топлива. 2 н. и 19 з.п. ф-лы, 8 ил.
Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится в целом к пилону подвески турбореактивного двигателя для летательного аппарата. Этот тип пилона подвески, также называемый "EMS" ("Engine Mouting Structure"), позволяет обеспечить подвешивание турбореактивного двигателя под крылом летательного аппарата или же устанавливать этот турбореактивный двигатель над этим же самым крылом.
Уровень техники
Такой пилон подвески предусмотрен по существу для формирования согласующего устройства механической связи между турбореактивным двигателем и крылом летательного аппарата. Он позволяет обеспечить передачу к конструкции этого летательного аппарата усилий, создаваемых связанным с ней турбореактивным двигателем, и обеспечивает также возможность прокладки магистралей подачи топлива, электрических систем, гидравлических систем и систем отбора воздуха между двигателем и летательным аппаратом.
Для того чтобы обеспечить передачу усилий, пилон подвески двигателя содержит жесткую конструкцию, часто выполняемую в форме кессона, то есть сформированную путем соединения верхнего и нижнего лонжеронов и боковых панелей, соединенных между собой посредством поперечных элементов жесткости.
С другой стороны, этот пилон подвески снабжен системой монтажа, размещенной между турбореактивным двигателем и жесткой конструкцией пилона, причем эта система содержит обычно по меньшей мере два узла подвески двигателя, то есть обычно по меньшей мере один передний узел подвески и по меньшей мере один задний узел подвески.
Кроме того, система монтажа содержит устройство восприятия усилий тяги, создаваемых турбореактивным двигателем. В существующем уровне техники в данной области это устройство принимает, например, форму двух боковых подкосов, соединенных, с одной стороны, с задней частью кожуха вентилятора турбореактивного двигателя, а с другой стороны, с задним узлом подвески, закрепленным на центральном кожухе этого турбореактивного двигателя.
Аналогичным образом пилон подвески двигателя содержит также вторую систему монтажа, вставленную между жесткой конструкцией этого пилона и крылом летательного аппарата, причем эта вторая система монтажа обычно содержит два или три узла подвески.
И, наконец, пилон подвески снабжен вторичной структурой, обеспечивающей разделение и поддержание систем, удерживающих аэродинамические обтекатели.
Как об этом уже было сказано в предшествующем изложении, обычный пилон подвески двигателя в соответствии с существующим уровнем техники имеет в общих чертах форму кессона, выполненного в виде параллелепипеда и обладающего достаточно большими размерами для того, чтобы иметь возможность воспринимать всю совокупность усилий, создаваемых связанным с ним турбореактивным двигателем.
Таким образом, в этом конкретном случае, когда пилон подвески в форме кессона достаточно больших размеров размещен в непосредственной близости от центрального кожуха турбореактивного двигателя, этот пилон неизбежно вызывает существенные возмущения движения вторичного газового потока, выбрасываемого из кольцевого канала вентилятора, что непосредственно выражается в значительном увеличении лобового сопротивления, а также в потерях с точки зрения коэффициента полезного действия турбореактивного двигателя и расхода топлива.
Кроме того, эти возмущения вторичного потока усугубляются в результате присутствия устройства восприятия усилий тяги, например, с двумя подкосами, располагающимися на выходе из кольцевого канала вентилятора.
Раскрытие изобретения
Таким образом, техническая задача данного изобретения состоит в том, чтобы предложить пилон подвески турбореактивного двигателя для летательного аппарата, позволяющий устранить, по меньшей мере частично, отмеченные выше недостатки, относящиеся к реализациям из существующего уровня техники, а также представить летательный аппарат, оборудованный по меньшей мере одним таким пилоном.
Для решения этой технической задачи объектом изобретения является пилон подвески турбореактивного двигателя для летательного аппарата, причем этот пилон имеет в своем составе жесткую конструкцию, содержащую центральный продольный кессон, и эта жесткая конструкция дополнительно содержит два боковых кессона, закрепленных на передней части центрального кессона, и каждый из этих боковых кессонов содержит верхнюю оболочку и нижнюю оболочку, причем этот пилон содержит также первый и второй передние узлы подвески двигателя, спроектированные таким образом, чтобы воспринимать усилия, воздействующие в продольном направлении пилона, причем эти первый и второй передние узлы подвески двигателя выполнены соответственно на двух упомянутых боковых кессонах.
Таким образом, изобретение позволяет обеспечить восприятие усилий тяги, то есть усилий, ориентированных вдоль продольного направления пилона, посредством двух предусмотренных для этого боковых кессонов. Это восприятие усилий может быть осуществлено вполне удовлетворительным образом в том смысле, что усилия тяги, проходящие через первый и второй передние узлы подвески, могут при этом легко передаваться через оболочки этих кессонов, которые в данном случае можно квалифицировать в качестве так называемых работающих оболочек. После того как эти усилия восприняты на уровне верхнего конца боковых кессонов, они переходят затем на центральный продольный кессон, через который эти усилия могут быть переведены вдоль продольного направления к задней части пилона.
Аналогичным образом можно понять, что восприятие момента сил, воздействующего вдоль вертикального направления, также вполне совершенным образом обеспечивается при помощи двух боковых кессонов, в основном посредством передней рамы перекрытия и задней рамы перекрытия, предусмотренных на каждом из этих кессонов.
И, наконец, таким же образом обстоит дело и для восприятия момента сил, воздействующего вдоль продольного направления пилона, причем это восприятие должно быть эффективно обеспечено посредством боковых кессонов в том случае, когда первые и вторые передние узлы подвески также спроектированы таким образом, чтобы воспринимать усилия, воздействующие вдоль вертикального направления пилона.
В то же время, как об этом уже было сказано в предшествующем изложении, жесткая конструкция пилона подвески двигателя содержит центральный продольный кессон, также называемый центральным кессоном, воспринимающим кручение, который проходит параллельно продольной оси условной поверхности и который жестко связан с каждым из боковых кессонов. Разумеется, дополнительная механическая прочность, обеспечиваемая этими боковыми кессонами, позволяет в определенной степени уменьшить размерные параметры центрального кессона по сравнению с его размерными параметрами, обычно используемыми в существующем уровне техники, и, главным образом, в отношении толщины этого центрального кессона. При этом подразумевается, что этот центральный кессон также оказывается способным вызывать лишь весьма незначительные возмущения вторичного газового потока, выходящего из кольцевого канала вентилятора.
С этой точки зрения следует уточнить, что факт восприятия усилий тяги двигателя с использованием упомянутых первого и второго передних узлов подвески, размещенных на упомянутых боковых кессонах, а не с использованием специфического устройства подвески, в котором применяются боковые подкосы, предназначенные для восприятия этих усилий, позволяет также устранить возмущения вторичного газового потока, имевшие место в существующем уровне техники вследствие присутствия этих боковых подкосов на выходном участке кольцевого канала вентилятора.
Предпочтительным образом каждый из двух упомянутых боковых кессонов представляет нижнюю оболочку, ограничивающую совместно часть некоторой условной поверхности, являющейся по существу цилиндрической, имеющей круглое поперечное сечение и предпочтительным образом обладающей продольной осью, предназначенной для совпадения с продольной осью данного турбореактивного двигателя.
Таким образом, каждая из двух упомянутых нижних оболочек обладает кривизной, которая позволяет им проходить вокруг этой поверхности, являющейся по существу цилиндрической и имеющей круглое поперечное сечение. Следовательно, эти оболочки формируют совместно систему жесткой конструкции, которая предпочтительным образом не создает сколько-нибудь существенных возмущений вторичного потока, выходящего из кольцевого канала вентилятора используемого турбореактивного двигателя, по сравнению с классическими конструктивными решениями из существующего уровня техники, в соответствии с которыми пилон подвески двигателя принимает форму единого центрального кессона, имеющего форму параллелепипеда достаточно больших размеров, располагающегося весьма близко от центрального кожуха турбореактивного двигателя.
Действительно, имеется возможность предусмотреть, чтобы диаметр упомянутой условной поверхности был по существу идентичным диаметру наружной цилиндрической поверхности кожуха вентилятора данного турбореактивного двигателя, подразумевая при этом, что жесткая система, образованная при помощи нижних оболочек, располагается в данном случае по существу в продолжение этой наружной поверхности кожуха вентилятора и, в более общем смысле, располагается в продолжение кольцевой периферийной части этого кожуха. Естественным образом в этом конкретном случае, когда два упомянутых боковых кессона могут быть уподоблены по существу цилиндрическому участку оболочки круглого поперечного сечения, имеющему диаметр, близкий к диаметру кожуха вентилятора, возмущения вторичного потока, которые могут быть вызваны этими кессонами, оказываются предельно малыми и даже практически отсутствующими.
Это позволяет предпочтительным образом обеспечить выигрыш с точки зрения лобового сопротивления, коэффициента полезного действия данного турбореактивного двигателя, а также с точки зрения расхода топлива.
В качестве пояснения здесь следует отметить, что если два боковых кессона могут быть уподоблены в целом участку по существу цилиндрической оболочки, имеющей круглое поперечное сечение, то этот участок предпочтительным образом принимает форму участка по существу цилиндрической формы, имеющего полукруглое поперечное сечение. Естественно, эта предпочтительная форма является полностью адаптированной для обеспечения удобного монтажа турбореактивного двигателя на жесткой конструкции пилона подвески.
С другой стороны, как об этом уже было сказано в предшествующем изложении, центральный продольный кессон, располагающийся между двумя боковыми кессонами, выполнен таким образом, чтобы создаваемые им возмущения вторичного газового потока были весьма незначительными. Для этого можно предусмотреть, чтобы лишь самый незначительный участок его нижней части выступал внутрь упомянутой условной поверхности.
Предпочтительным образом каждый боковой кессон замкнут со своей передней стороны при помощи передней рамы перекрытия, ориентированной вдоль плоскости, определяемой поперечным направлением, а также вертикальным направлением пилона. В таком случае можно предусмотреть, чтобы первый и второй передние узлы подвески двигателя были закреплены соответственно на двух передних рамах перекрытия боковых кессонов, что позволяет обеспечить удобный монтаж двух этих передних узлов подвески на кожухе вентилятора турбореактивного двигателя.
Также предпочтительным образом через первый и второй передние узлы подвески двигателя проходит плоскость, определяемая продольной осью упомянутой условной поверхности и поперечным направлением этого пилона. Таким образом, должно быть понятно, что эта особенность предпочтительным образом позволяет осуществить восприятие усилий тяги на уровне оси турбореактивного двигателя, подразумевая вследствие этого существенное уменьшение продольного изгиба двигателя.
Предпочтительным образом, как об этом уже было сказано в предшествующем изложении, первый и второй передние узлы подвески двигателя спроектированы, каждый, таким образом, чтобы воспринимать усилия, воздействующие вдоль продольного направления пилона подвески, а также вдоль вертикального направления этого пилона. В этой конфигурации можно предусмотреть, чтобы пилон подвески содержал множество узлов подвески двигателя, образованных первым и вторым передними узлами подвески двигателя, располагающимися симметричным образом по отношению к плоскости, определяемой продольной осью упомянутой условной поверхности и вертикальным направлением этого пилона, третьим передним узлом подвески двигателя, располагающимся в этой же самой плоскости, и задним узлом подвески двигателя, жестко связанным с центральным продольным кессоном.
Таким образом, все передние узлы подвески двигателя предназначены для установки на кожухе вентилятора, что обеспечивает возможность существенно удалить их один от другого. Преимущество этого значительного разнесения узлов подвески двигателя состоит в возможности существенно упростить конструкцию этих узлов подвески вследствие того, что усилия, которые они должны воспринимать и которые связаны с моментом сил, воздействующим вдоль данной оси, естественным образом ослабляются по сравнению с усилиями, встречающимися в классических конструктивных решениях из существующего уровня техники, в которых узлы подвески двигателя, располагающиеся на центральном кожухе, не могут быть в такой же степени удалены один от другого.
Кроме того, эти передние узлы подвески предпочтительным образом могут быть расположены на некотором расстоянии от горячей части турбореактивного двигателя, что подразумевает значительное уменьшение тепловых эффектов, которые могут воздействовать на эти элементы.
С другой стороны, при использовании такого расположения, которое больше не требует наличия устройства восприятия усилий тяги с боковыми подкосами, восприятие совокупности усилий, создаваемых турбореактивным двигателем, осуществляется главным образом на кожухе вентилятора при помощи первого, второго и третьего передних узлов подвески двигателя, поскольку единственная сохраненная связь между пилоном подвески и центральным кожухом или кожухом выхлопа образована задним узлом подвески двигателя, основная роль которого состоит в том, чтобы ограничить вертикальные колебания задней части турбореактивного двигателя.
Таким образом, это специфическое расположение узлов подвески двигателя приводит к существенному уменьшению изгиба, встречающегося на уровне центрального кожуха, причем этот изгиб будет связан с усилиями тяги, создаваемыми турбореактивным двигателем, или же связан с порывами ветра, которые могут встречаться на различных фазах полета летательного аппарата.
Следовательно, уменьшение указанного выше изгиба приводит к существенному снижению усилий трения, возникающих между вращающимися лопатками компрессора и турбины и центральным кожухом двигателя и, таким образом, в значительной степени ограничивает потери коэффициента полезного действия, связанные с износом этих лопаток.
В этом случае, когда множество узлов подвески двигателя образует изостатическую монтажную систему, третий передний узел подвески двигателя спроектирован таким образом, чтобы воспринимать только усилия, воздействующие вдоль поперечного направления пилона, и задний узел подвески двигателя спроектирован таким образом, чтобы воспринимать только усилия, воздействующие вдоль вертикального направления этого пилона.
Таким образом, единственным узлом подвески двигателя, который установлен не на кожухе вентилятора, является задний узел подвески двигателя, спроектированный таким образом, чтобы воспринимать только усилия, воздействующие вдоль вертикального направления турбореактивного двигателя. Такая ситуация предполагает, что, если этот задний узел подвески двигателя располагается в кольцевом канале движения вторичного газового потока, его функция, ограниченная лишь восприятием вертикальных усилий, дает возможность использовать относительно небольшие габаритные размеры этого узла подвески таким образом, чтобы возмущения вторичного потока, вызываемые этим задним узлом подвески, становились минимальными. Таким образом, это позволяет обеспечить существенный выигрыш с точки зрения общих эксплуатационных характеристик двигателя.
Кроме того, в этой конфигурации, где задний узел подвески двигателя, воспринимающий только вертикальные усилия, представляет собой единственный узел подвески, располагающийся в кольцевом канале движения вторичного потока, можно предусмотреть, чтобы упомянутые первый, второй и третий передние узлы подвески двигателя были закреплены на периферийной кольцевой части кожуха вентилятора, что позволяет этим узлам подвески занимать положения, в которых они предпочтительным образом значительно удалены друг от друга.
Альтернативный вариант реализации состоит в том, чтобы предусмотреть пилон подвески двигателя, содержащий множество узлов подвески, образованное первым и вторым передними узлами подвески двигателя, располагающимися симметричным образом по отношению к плоскости, определяемой продольной осью упомянутой условной поверхности и вертикальным направлением этого пилона, и задним узлом подвески двигателя, жестко связанным с продольным центральным кессоном, причем в этом варианте реализации третий передний узел подвески двигателя оказывается, следовательно, исключенным.
Таким образом, с целью получить множество узлов подвески двигателя, образующих изостатическую монтажную систему, задний узел подвески двигателя в этом случае спроектирован таким образом, чтобы воспринимать усилия, воздействующие вдоль поперечного направления пилона, а также вдоль вертикального направления этого пилона.
Объектом предлагаемого изобретения также является летательный аппарат, содержащий по меньшей мере один пилон подвески двигателя того типа, который был описан в предшествующем изложении.
Другие характеристики и преимущества предлагаемого изобретения будут лучше поняты из приведенного ниже описания не являющихся ограничительными примеров его реализации.
Краткое описание чертежей
В описании примеров реализации предлагаемого изобретения будут даваться ссылки на приведенные в приложении фигуры, среди которых:
- фиг.1 представляет собой схематический вид сбоку силовой установки для летательного аппарата, содержащей пилон подвески двигателя в соответствии с предпочтительным способом реализации предлагаемого изобретения;
- фиг.2 представляет собой схематический перспективный вид силовой установки, показанной на фиг.1, причем жесткая конструкция пилона подвески двигателя здесь удалена для того, чтобы более наглядно показать узлы подвески двигателя этого же пилона;
- фиг.3 представляет собой частичный и увеличенный схематический перспективный вид пилона подвески двигателя в соответствии с предпочтительным способом реализации;
- фиг.4 представляет собой схематический вид в разрезе по поперечной плоскости Р1, показанной на фиг.3;
- фиг.5 представляет собой схематический перспективный вид, предназначенный для пояснения формы боковых кессонов, предусмотренных для частичного формирования пилона подвески двигателя, показанного на фиг.3;
- фиг.6 представляет собой схематический вид в разборе пилона подвески двигателя, показанного на фиг.3;
- фиг.7 представляет собой схематический вид, подобный виду, показанному на фиг.3, в котором добавлено схематическое представление узлов подвески двигателя к пилону подвески;
- фиг.8 представляет собой схематический вид, подобный виду, показанному на фиг.2, на котором узлы подвески двигателя на пилоне подвески представлены в альтернативной форме реализации.
Осуществление изобретения
На фиг.1 можно видеть силовую установку 1 для летательного аппарата, предназначенную для подвешивания под крылом этого летательного аппарата (на приведенных в приложении фигурах не показан), причем эта силовая установка 1 содержит пилон 4 подвески двигателя в соответствии с первым предпочтительным способом реализации предлагаемого изобретения.
В целом силовая установка 1 образована турбореактивным двигателем 2 и пилоном 4 подвески двигателя, причем этот пилон подвески снабжен, в частности, множеством узлов 6а, 6b, 8, 9 подвески двигателя и жесткой конструкцией 10, на которой закреплены эти узлы подвески (на фиг.1 узел 6b подвески скрыт узлом 6а подвески). В качестве пояснения здесь следует отметить, что силовая установка 1 предназначена для размещения в гондоле (на приведенных в приложении фигурах не показана) и что пилон 4 подвески двигателя содержит и другую систему узлов подвески (на приведенных в приложении фигурах не показана), позволяющую обеспечить закрепление этой силовой установки 1 под крылом летательного аппарата.
В тексте приведенного ниже описания обычным образом позицией Х будет обозначено продольное направление пилона 4, которое также может быть уподоблено продольному направлению турбореактивного двигателя 2, причем это направление Х является параллельным продольной оси 5 этого турбореактивного двигателя 2. С другой стороны, позицией Y обозначено направление, ориентированное поперечно по отношению к пилону 4, а также могущее быть уподобленным поперечному направлению турбореактивного двигателя 2, и позицией Z обозначено вертикальное направление или высота, причем все эти три направления X, Y и Z являются перпендикулярными друг по отношению к другу.
С другой стороны, в приведенном здесь описании термины "передний" и "задний" следует рассматривать по отношению к направлению поступательного перемещения летательного аппарата, происходящего вследствие наличия тяги, создаваемой турбореактивным двигателем 2, причем это направление схематически представлено на фиг.1 стрелкой 7.
На фиг.1 можно видеть, что здесь представлены только узлы 6а, 6b, 8 и 9 подвески двигателя и жесткая конструкция 10 пилона 4 подвески двигателя. Другие конструктивные элементы этого пилона 4 не представлены на данной фигуре, такие, например, как средства крепления жесткой конструкции 10 под крылом летательного аппарата или же вторичная конструкция, обеспечивающая разделение и удержание систем, поддерживающих аэродинамические обтекатели, которые представляют собой классические элементы, идентичные или подобные элементам, встречающимся в существующем уровне техники и хорошо известные специалисту в данной области техники. Вследствие этого здесь не будет приведено подробное описание этих элементов.
С другой стороны, турбореактивный двигатель 2 содержит в своей передней части кожух 12 вентилятора, имеющий достаточно большие размеры и ограничивающий кольцевой канал 14 вентилятора, а также содержит, дальше в направлении назад, центральный кожух 16 несколько меньших размеров, содержащий в себе сердцевину или основную часть этого турбореактивного двигателя. И, наконец, этот центральный кожух 16 продолжается в направлении назад выхлопным кожухом 17, имеющим несколько более значительные размеры по сравнению с размерами центрального кожуха 16. Разумеется, упомянутые выше кожухи 12, 16 и 17 жестко связаны между собой. Как это следует из сказанного в предшествующем изложении, в данном случае речь идет предпочтительным образом о турбореактивном двигателе, обладающем высокой степенью двухконтурности.
Как это можно заметить при рассмотрении фиг.1, одна из специфических особенностей предлагаемого изобретения заключается в том, что первый передний узел 6а подвески двигателя, а также второй передний узел 6b подвески двигателя, предназначены, оба, для закрепления на кожухе 12 вентилятора, симметричным образом по отношению к плоскости Р, определяемой осью 5 и направлением Z.
Действительно, теперь со ссылками на фиг.2, можно видеть, что представленные схематическим образом первый узел 6а подвески двигателя и второй узел 6b подвески двигателя располагаются симметрично по отношению к плоскости Р и предпочтительным образом располагаются, оба, на периферийной кольцевой части кожуха 12 вентилятора или, говоря более конкретно, на задней стороне этой кольцевой части.
При этом можно предусмотреть, чтобы эти первый и второй передние узлы 6а, 6b подвески двигателя располагались диаметрально противоположно на периферийной кольцевой части, представляющей наружную цилиндрическую поверхность 18 кожуха 12 вентилятора, таким образом, чтобы эти передние узлы 6а, 6b подвески пересекались, каждый, второй плоскостью Р', определяемой продольной осью 5 и направлением Y.
Как это схематически показано стрелками на фиг.2, каждый из первого и второго передних узлов 6а, 6b подвески двигателя спроектирован таким образом, чтобы иметь возможность воспринимать усилия, создаваемые турбореактивным двигателем 2 вдоль направления Х и вдоль направления Z, но не усилия, создаваемые в направлении Y.
Таким образом, два передних узла 6а, 6b подвески двигателя, сильно удаленные один от другого, обеспечивают совместно восприятие момента сил, воздействующего вдоль направления X, и восприятие момента сил, воздействующего вдоль направления Z.
Опять же со ссылками на фиг.2 можно отметить, что существует третий передний узел 8 подвески двигателя, представленный здесь схематически и также закрепленный на периферийной кольцевой части кожуха 12 вентилятора, предпочтительным образом также на задней стороне этой кольцевой части.
Узлы 6а, 6b, 8 подвески двигателя закреплены на кольцевой периферийной части кожуха 12 вентилятора посредством специальных конструктивных частей двигателя (на приведенных в приложении фигурах не показаны), которые предпочтительным образом размещены по существу на задней стороне периферийной кольцевой части этого кожуха. Тем не менее, можно также встретить двигатели, в которых упомянутые конструктивные элементы располагаются в смещенном в направлении вперед положении на этой кольцевой периферийной части кожуха, подразумевая при этом, что узлы 6а, 6b, 8 подвески двигателя также закреплены в смещенном в направлении вперед положении на двигателе, но также на периферийной кольцевой части кожуха 12 вентилятора.
В том, что касается третьего переднего узла 8 подвески двигателя, можно сказать, что он располагается на наиболее высокой части кожуха 12 вентилятора, то есть на наиболее высокой части его кольцевой периферийной части, и, следовательно, условно пересекается описанной выше первой плоскостью Р. Кроме того, все три эти узла 6а, 6b, 8 подвески двигателя предпочтительным образом пересекаются плоскостью YZ (на приведенных в приложении фигурах не показана).
Как это схематически показано стрелками на фиг.2, третий передний узел 8 подвески двигателя спроектирован таким образом, чтобы иметь возможность воспринимать только усилия, создаваемые турбореактивным двигателем 2 и воздействующие вдоль направления Y, но не воспринимать усилия, воздействующие вдоль направлений Х и Z.
Также на фиг.2 можно видеть задний узел 9 подвески двигателя, представленный схематическим образом и закрепленный между жесткой конструкцией 10 (на этой фигуре не показана) и выхлопным кожухом 17, предпочтительно на уровне участка этого кожуха 17, имеющего наибольший диаметр. В качестве пояснения здесь следует уточнить, что этот задний узел 9 подвески двигателя предпочтительным образом условно пересекается первой плоскостью Р.
Как это схематически показано стрелками на фиг.2, задний узел 9 подвески двигателя спроектирован таким образом, чтобы он имел возможность воспринимать только усилия, создаваемые турбореактивным двигателем 2 и воздействующие вдоль направления Z, но не воспринимать усилия, воздействующие вдоль направлений Х и Y.
Таким образом, этот задний узел 9 подвески двигателя обеспечивает, совместно с двумя передними узлами 6а, 6b подвески двигателя, восприятие момента сил, воздействующего вдоль направления Y.
Естественно, этот задний узел 9 подвески двигателя может быть размещен и другим образом, а именно, на центральном кожухе 16 турбореактивного двигателя 2, предпочтительно на задней части этого кожуха, или же на уровне соединения 20 между центральным кожухом 16 и выхлопным кожухом 17.
Таким образом, в любом случае этот задний узел 9 подвески двигателя располагается в кольцевом канале движения вторичного газового потока (не обозначен здесь специальной позицией) турбореактивного двигателя с высокой степенью двухконтурности. Тем не менее, то обстоятельство, что функция этого заднего узла подвески будет ограничена восприятием лишь вертикальных усилий, предполагает, что его габаритные размеры вследствие этого могут быть относительно небольшими таким образом, чтобы возмущения вторичного газового потока, вызываемые этим задним узлом 9 подвески, были минимальными. Таким образом, это позволяет обеспечить существенный выигрыш с точки зрения общих эксплуатационных характеристик турбореактивного двигателя.
Здесь следует отметить, что если узлы 6а, 6b, 8 и 9 подвески двигателя были представлены схематическим образом на фигурах 1 и 2, должно быть понятно, что эти узлы подвески могут быть реализованы в любой форме, известной специалисту в данной области техники, например в форме, относящейся к соединению крепежных колец и стыковочной арматуры.
Как об этом уже было сказано в предшествующем изложении, одно из главных преимуществ, связанных с только что описанной конфигурацией, состоит в том, что специфическое расположение передних узлов 6а, 6b, 8 подвески двигателя на кожухе 12 вентилятора влечет за собой существенное уменьшение изгиба центрального кожуха 16 в процессе возникновения различных ситуаций, возможных в ходе полета данного летательного аппарата, и обеспечивает, таким образом, значительное снижение износа в результате трения лопаток компрессора и турбины об этот центральный кожух 16.
Теперь со ссылками на фиг.3 подробным образом можно рассмотреть жесткую конструкцию 10 пилона 4 подвески двигателя, являющегося объектом предлагаемого изобретения, причем на этой фигуре сознательно не показаны узлы 6а, 6b, 8 и 9 подвески двигателя.
Прежде всего, здесь следует отметить, что эта жесткая конструкция 10 спроектирована таким образом, чтобы представлять симметрию по отношению к упомянутой выше первой плоскости Р, то есть по отношению к вертикальной плоскости, определяемой продольной осью 5 турбореактивного двигателя 2 и направлением Z.
Эта жесткая конструкция 10 содержит центральный продольный кессон 22, также называемый кессоном, воспринимающим кручение, который проходит от одного конца этой жесткой конструкции 10 до другого ее конца в направлении Х и параллельно этому направлению. В качестве пояснения здесь следует сказать, что этот кессон 22 может быть сформирован путем соединения двух боковых лонжеронов 30, проходящих вдоль направления Х в параллельных плоскостях XZ и соединенных между собой посредством поперечных ребер жесткости 23, которые ориентированы в параллельных плоскостях YZ. Кроме того, верхний лонжерон 35 и нижний лонжерон 36 также предусмотрены для того, чтобы замкнуть этот кессон 22.
Два боковых кессона 24а, 24b дополняют жесткую конструкцию 10, центральный кессон 22 которой располагается на уровне верхнего участка этой конструкции 10, причем каждый из двух боковых кессонов 24а, 24b жестко связан с центральным кессоном 22, воспринимающим кручение, и выступает по одну и по другую стороны от него вдоль направления Y и в направлении вниз.
Одна из особенностей этих боковых кессонов, жестко закрепленных на передней части центрального кессона 22, состоит в том, что каждый из них содержит нижнюю оболочку 26а, 26b, ориентированную в сторону расположения турбореактивного двигателя и ограничивающую совместно часть по существу цилиндрической условной поверхности 32, имеющей круглое поперечное сечение и продольную ось 34, параллельную центральному кессону 22 и направлению X, как это можно видеть на фиг.3.
Говоря другими словами, каждая из двух этих нижних оболочек 26а, 26b имеет кривизну, адаптированную таким образом, чтобы иметь возможность располагаться вокруг и в контакте с этой условной поверхностью 32 на всей ее длине. Таким образом, в общем случае два боковых кессона 24а, 24b совместно образуют по существу цилиндрический и имеющий круглое поперечное сечение участок оболочки или гондолы, который может быть размещен вокруг и на некотором расстоянии от центрального кожуха 16 турбореактивного двигателя 2.
В качестве пояснения здесь следует уточнить, что ось 34 предпочтительным образом совпадает с продольной осью 5 турбореактивного двигателя 2. Вследствие этого легко можно понять, что жесткая конструкция 10 также представляет симметрию по отношению к вертикальной плоскости, определяемой продольной осью 34 и направлением Z пилона 4 подвески двигателя.
На фиг.4 представлен схематический вид в разрезе вдоль поперечной плоскости Р1, произвольным образом пересекающей боковые кессоны 24а, 24b.
Действительно, на этой фигуре можно видеть, что две нижние оболочки 26а, 26b ограничивают, вместе с их наружными поверхностями, часть по существу цилиндрической и имеющей круглое поперечное сечение условной поверхности 32, и что два боковых кессона 24а, 24b образуют по существу цилиндрический и имеющий полукруглое поперечное сечение участок оболочки или гондолы, центрированный на продольной оси 34, как об этом более подробно также будет сказано в последующем изложении со ссылками на фиг.5.
Здесь следует отметить, что для создания возможно меньших возмущений движения вторичного газового потока, выбрасываемого из кольцевого канала вентилятора 14, диаметр цилиндрической условной поверхности 32 предпочтительным образом является по существу идентичным диаметру наружной цилиндрической поверхности 18 кольцевой части кожуха 12 этого вентилятора. С другой стороны, как это можно видеть на фиг.4, элементы центрального кессона 22 выступают только лишь на весьма небольшое расстояние внутрь пространства 38, ограниченного условной поверхностью 32, таким образом, чтобы они больше не возмущали существенным образом течение вторичного потока воздуха. Это объясняется, в частности, тем обстоятельством, что боковые лонжероны 30 имеют предельно малую высоту в направлении Z по отношению к диаметру условной поверхности 32 и наружной поверхности 18.
Для того чтобы проиллюстрировать схематическим образом предпочтительную форму боковых кессонов 24а, 24b, на фиг.5 показано, что эти кессоны совместно образуют только часть по существу цилиндрической и имеющей полукруглое поперечное сечение оболочки или гондолы 40, центрированной на продольной оси 34 и охватывающей верхнюю половину условной поверхности 32. Таким образом, на этой фиг.5 часть 42, представленная заштрихованной, соответствует отсутствующей части двух боковых кессонов 24а, 24b для того, чтобы, сформировать заполненный полуцилиндр 40. В качестве пояснения здесь следует отметить, что на пилоне подвески, представленном на фигурах 3 и 4, эта часть 42 фактически заменена на часть центрального кессона 22, слегка выступающую внутрь условной поверхности 32 и соединяющую два боковых кессона 24а, 24b. Кроме того, это представление позволяет также понять, что два боковых кессона по существу формируют продолжение в направлении назад кольцевой периферийной части кожуха 12 вентилятора.
Со ссылками совместно на фигуры 5 и 6 можно видеть, что боковой кессон 24а, идентичный и симметричный боковому кессону 24b, содержит внутреннюю оболочку 26а, параллельную направлению Х и образующую участок цилиндрического элемента с круглым поперечным сечением, а также верхнюю оболочку 44а, также параллельную направлению X и также образующую участок цилиндрического элемента с круглым поперечным сечением. Оболочки 26а и 44а предпочтительным образом являются концентрическими.
Эти оболочки 26а и 44а соединяются друг с другом посредством передней рамы перекрытия 28а и задней рамы перекрытия 46а, причем эти рамы 26а и 46а ориентированы поперечным образом и располагаются соответственно спереди и сзади от кессона 24а. Кроме того, пластина перекрытия 48а, параллельная плоскости Р' и предпочтительным образом пересекаемая этой плоскостью, перекрывает нижнюю часть кессона 24а и связывает, таким образом, нижние концы рам 28а, 46а перекрытия и оболочек 26а, 44а.
Аналогичным образом боковой кессон 24b содержит элементы 26b, 44b, 28b, 46b и 48b, соответственно идентичные описанным выше элементам 26а, 44а, 28а, 46а и 48а кессона 24а.
Как это можно видеть на фигурах 5 и 6, можно предусмотреть, чтобы две нижние оболочки 26а и 26b были изготовлены в виде единой детали и были связаны между собой на уровне их верхних частей посредством соединительной пластины 50, ориентированной вдоль плоскости ХY и располагающейся в контакте с нижним лонжероном 36 центрального кессона 22. Разумеется, эта пластина 31 имеет ширину, идентичную ширине нижнего лонжерона 36, и слегка выступает в направлении внутрь условной поверхности 32.
Аналогичным образом также можно предусмотреть, чтобы две передние рамы 28а, 28b перекрытия были изготовлены в виде единой детали и были связаны между собой на уровне их верхних частей посредством передней рамы 31 перекрытия кессона 22, причем эта рама 31 перекрытия ориентирована вдоль плоскости YZ. Вследствие этого в такой конфигурации рамы 28а, 28b, 31, реализованные в виде единой детали, располагаются в одной и той же плоскости YZ и образуют передний конец жесткой конструкции 10 пилона 4 подвески.
В то же время, здесь следует отметить, что верхние концы рам 46а, 46b и оболочек 44а, 44b устанавливаются жестко закрепленными на боковых лонжеронах 30 центрального кессона 22, например, при помощи механических средств соединения.
Со ссылками на фиг.7 можно видеть, что жесткая конструкция 10 пилона 4 подвески двигателя совершенным образом адаптирована для удержания передних узлов 6а, 6b, 8 подвески двигателя, поскольку они легко могут быть закреплены на поперечном элементе, реализованном в виде единой детали, объединяющей в себе рамы 28а, 28b и 31. Действительно, первый и второй узлы 6а, 6b подвески двигателя закрепляются соответственно на двух нижних концах двух передних рам 28а, 28b перекрытия таким образом, чтобы они пересекались плоскостью Р', тогда как третий узел 8 подвески двигателя жестко связан с передней рамой 31 перекрытия, располагающейся между упомянутыми выше рамами 28а, 28b. Таким образом, легко понять, что два передних узла 6а, 6b подвески двигателя располагаются симметрично по отношению к вертикальной плоскости, определяемой продольной осью 34 и направлением Z пилона 4 подвески, при том, что третий узел 8 подвески двигателя пересекается той же самой плоскостью, идентичной первой плоскости Р, упомянутой в предшествующем изложении.
Задний узел 9 подвески двигателя закреплен на нижней стороне центрального кессона 22 посредством кронштейна 54, жестко связанного с нижним лонжероном 36. Этот кронштейн 54 проходит от этого нижнего лонжерона 36 вдоль направления Z и в направлении вниз на достаточно большое расстояние для того, чтобы обеспечить возможность для узла 9 подвески двигателя быть установленным на выхлопном кожухе 17 турбореактивного двигателя 2.
В качестве пояснительного примера можно отметить, что вся совокупность конструктивных элементов жесткой конструкции 10, которые только что были описаны, изготавливается из металлических материалов, таких, например, как сталь, алюминий, титан, или же из композитных материалов, изготовленных предпочтительно на основе углерода.
Со ссылками на фиг.8 можно видеть силовую установку 1 для летательного аппарата в соответствии со способом реализации, представляющим собой альтернативу тому предпочтительному способу реализации, который был описан в предшествующем изложении (здесь жесткая конструкция пилона подвески двигателя не представлена).
Эта силовая установка подобна силовой установке, описанной в рамках описанного выше первого предпочтительного способа реализации. Таким образом, здесь элементы, обозначенные одними и теми же цифровыми позициями, соответствуют подобным или идентичным элементам.
Главное отличие, представляемое этим вторым предпочтительным способом реализации, состоит в устранении третьего переднего узла подвески двигателя, а также в том, что здесь предусмотрено, что задний узел 9 подвески двигателя обеспечивает не только восприятие момента сил, воздействующего вдоль направления Z, но также и восприятие момента сил, воздействующего вдоль направления Y. Таким образом, этот альтернативный вариант реализации также обеспечивает множество узлов подвески двигателя, образующих изостатическую систему.
Разумеется, различные модификации могут быть внесены специалистом в данной области техники в конструкцию пилона 4 подвески турбореактивного двигателя 2 для летательного аппарата, который был описан выше лишь в качестве не являющегося ограничительным примера. С этой точки зрения можно, в частности, указать, что если пилон 4 подвески был представлен в конфигурации, адаптированной для того, чтобы этот пилон был подвешен под крылом летательного аппарата, то этот пилон 4 также может быть представлен и в другой конфигурации, которая позволяет ему быть установленным над этим же крылом, и даже в задней части фюзеляжа летательного аппарата.
1. Пилон (4) подвески турбореактивного двигателя (2) для летательного аппарата, причем этот пилон имеет в своем составе жесткую конструкцию (10), содержащую центральный продольный кессон (22), отличающийся тем, что эта жесткая конструкция (10) дополнительно содержит два боковых кессона (24а, 24b), закрепленных на передней части упомянутого центрального кессона (22), и каждый из этих боковых кессонов содержит верхнюю оболочку (44а, 44b) и нижнюю оболочку (26а, 26b), причем этот пилон содержит также первый (6а) и второй (6b) передние узлы подвески двигателя, спроектированные таким образом, чтобы воспринимать усилия, воздействующие в продольном направлении (X) пилона, причем упомянутые первый и второй передние узлы (6а, 6b) подвески двигателя выполнены соответственно на двух упомянутых боковых кессонах (24а, 24b).
2. Пилон (4) по п.1, отличающийся тем, что две упомянутые нижние оболочки (26а, 26b) ограничивают совместно часть некоторой условной поверхности (32), являющейся, по существу, цилиндрической, имеющей круглое поперечное сечение и обладающей продольной осью (34).
3. Пилон (4) по п.2, отличающийся тем, что два упомянутых боковых кессона (24а, 24b) образуют совместно участок, по существу, цилиндрической оболочки (40), имеющей полукруглое поперечное сечение.
4. Пилон (4) по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что каждый боковой кессон (24а, 24b) перекрыт со своей передней стороны передней рамой перекрытия (28а, 28b), ориентированной вдоль плоскости, определяемой поперечным направлением (У), а также вертикальным направлением (Z) этого пилона.
5. Пилон (4) по п.4, отличающийся тем, что упомянутые первый и второй передние узлы (6а, 6b) подвески двигателя жестко связаны соответственно с двумя передними рамами перекрытия (28а, 28b) боковых кессонов.
6. Пилон (4) по любому из пп.1-3, 5, отличающийся тем, что упомянутые первый и второй передние узлы (6а, 6b) подвески двигателя пересекаются плоскостью, определяемой продольной осью (34) условной поверхности (32) и поперечным направлением (У) этого пилона.
7. Пилон (4) по п.4, отличающийся тем, что упомянутые первый и второй передние узлы (6а, 6b) подвески двигателя пересекаются плоскостью, определяемой продольной осью (34) условной поверхности (32) и поперечным направлением (У) этого пилона.
8. Пилон (4) по любому из пп.1-3, 5, 7, отличающийся тем, что упомянутые первый и второй передние узлы (6а, 6b) подвески двигателя спроектированы каждый, таким образом, чтобы воспринимать усилия, воздействующие вдоль продольного направления (X) пилона (4) подвески, а также вдоль вертикального направления (Z) этого пилона.
9. Пилон (4) по п.4, отличающийся тем, что упомянутые первый и второй передние узлы (6а, 6b) подвески двигателя спроектированы, каждый, таким образом, чтобы воспринимать усилия, воздействующие вдоль продольного направления (X) пилона (4) подвески, а также вдоль вертикального направления (Z) этого пилона.
10. Пилон (4) по п.6, отличающийся тем, что упомянутые первый и второй передние узлы (6а, 6b) подвески двигателя спроектированы каждый, таким образом, чтобы воспринимать усилия, воздействующие вдоль продольного направления (X) пилона (4) подвески, а также вдоль вертикального направления (Z) этого пилона.
11. Пилон (4) по п.8, отличающийся тем, что этот пилон содержит множество узлов (6а, 6b, 8, 9) подвески двигателя, образованных первым и вторым передними узлами (6а, 6b) подвески двигателя, располагающимися симметричным образом по отношению к плоскости, определяемой продольной осью (34) упомянутой условной поверхности (32) и вертикальным направлением (Z) этого пилона, третьим передним узлом (8) подвески двигателя, располагающимся в этой же самой плоскости, и задним узлом (9) подвески двигателя, жестко связанным с центральным продольным кессоном (22).
12. Пилон (4) по п.9 или 10, отличающийся тем, что этот пилон содержит множество узлов (6а, 6b, 8, 9) подвески двигателя, образованных первым и вторым передними узлами (6а, 6b) подвески двигателя, располагающимися симметричным образом по отношению к плоскости, определяемой продольной осью (34) упомянутой условной поверхности (32) и вертикальным направлением (Z) этого пилона, третьим передним узлом (8) подвески двигателя, располагающимся в этой же самой плоскости, и задним узлом (9) подвески двигателя, жестко связанным с центральным продольным кессоном (22).
13. Пилон (4) по п.11, отличающийся тем, что упомянутый третий передний узел (8) подвески двигателя спроектирован таким образом, чтобы воспринимать только усилия, воздействующие вдоль поперечного направления (У) пилона (4), а также тем, что упомянутый задний узел (9) подвески двигателя спроектирован таким образом, чтобы воспринимать только усилия, воздействующие вдоль вертикального направления (Z) этого пилона.
14. Пилон (4) по п.12, отличающийся тем, что упомянутый третий передний узел (8) подвески двигателя спроектирован таким образом, чтобы воспринимать только усилия, воздействующие вдоль поперечного направления (У) пилона (4), а также тем, что упомянутый задний узел (9) подвески двигателя спроектирован таким образом, чтобы воспринимать только усилия, воздействующие вдоль вертикального направления (Z) этого пилона.
15. Пилон (4) по п.8, отличающийся тем, что этот пилон содержит множество узлов (6а, 6b, 8, 9) подвески двигателя, образованных первым и вторым передними узлами (6а, 6b) подвески двигателя, располагающимися симметричным образом по отношению к плоскости, определяемой продольной осью (34) упомянутой условной поверхности (32) и вертикальным направлением (Z) этого пилона, и задним узлом (9) подвески двигателя, жестко связанным с центральным продольным кессоном (22).
16. Пилон (4) по п.9 или 10, отличающийся тем, что этот пилон содержит множество узлов (6а, 6b, 8, 9) подвески двигателя, образованных первым и вторым передними узлами (6а, 6b) подвески двигателя, располагающимися симметричным образом по отношению к плоскости, определяемой продольной осью (34) упомянутой условной поверхности (32) и вертикальным направлением (Z) этого пилона, и задним узлом (9) подвески двигателя, жестко связанным с центральным продольным кессоном (22).
17. Пилон (4) по п.15, отличающийся тем, что упомянутый задний узел (9) подвески двигателя спроектирован таким образом, чтобы воспринимать усилия, воздействующие вдоль поперечного направления (У) пилона (4) подвески, а также вдоль вертикального направления (Z) этого пилона.
18. Пилон (4) по п.16, отличающийся тем, что упомянутый задний узел (9) подвески двигателя спроектирован таким образом, чтобы воспринимать усилия, воздействующие вдоль поперечного направления (У) пилона (4) подвески, а также вдоль вертикального направления (Z) этого пилона.
19. Пилон (4) по любому из пп.11, 17, 18, отличающийся тем, что упомянутое множество узлов (6а, 6b, 8, 9) подвески двигателя образует изостатическую систему монтажа.
20. Пилон (4) по п.12, отличающийся тем, что упомянутое множество узлов (6а, 6b, 8, 9) подвески двигателя образует изостатическую систему монтажа.
21. Летательный аппарат, отличающийся тем, что он содержит по меньшей мере один пилон (4) подвески двигателя в соответствии с любым из пп.1-20.
