Устройство для подвески турбореактивного двигателя

Изобретение относится к области авиации, в частности, к подвеске турбореактивных двигателей. Устройство для подвески турбореактивного двигателя содержит крепления с шарнирно соединенными звеньями. Крепление содержит держатель, имеющий три ветви с проходами, через которые проходит штырь. Штырь ориентирован параллельно направлению, которое является тангенциальным корпусу, и шарнирно присоединен к центральной ветви держателя посредством шарового соединения. Достигается возможность вмещения вентилятора увеличенного диаметра. 5 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

Изобретение относится к устройству для подвески турбореактивного двигателя, в частности, под крылом, и оно относится более конкретно к улучшению крепления между турбореактивным двигателем и пилоном, присоединенным к конструкции самолета. Так называемое "среднее" крепление такого типа более конкретно предназначено для восприятия тяги. В качестве примера такое крепление расположено между передним креплением, присоединенным к корпусу вентилятора, и задним креплением, присоединенным к наружному кожуху выхлопного корпуса.

В двухконтурном турбореактивном двигателе, как описано, например, в FR 2925016, входящий воздух сжимается ротором вентилятора и затем разделяется на два потока, называемых центральным потоком и потоком второго контура, которые являются цилиндрическими и соосными. Поток второго контура течет вокруг двигателя и выбрасывается ниже по потоку для обеспечения большей доли тяги. Центральный поток подвергается сжатию перед тем, как достигает камеры сгорания, где он смешивается с топливом. Смесь сгорает для производства горячих газов, которые питают последовательные ступени турбины, которые приводят в действие компрессор и вентилятор. Центральный поток также впрыскивается в центр потока холодного воздуха для обеспечения некоторой тяги. Отношение расходов потока второго контура и центрального потока называется степенью двухконтурности. Отношение диаметров корпуса вентилятора и корпуса двигателя является важным параметром для достижения высокой степени двухконтурности.

Такой турбореактивный двигатель закреплен посредством конструкции держателя, известной как пилон, например, под крылом.

Когда требуется увеличить степень двухконтурности, необходимо образовать турбореактивный двигатель, в котором вентилятор занимает очень много места. Для того чтобы иметь возможность установки такого турбореактивного двигателя очень большого диаметра, необходимо приблизить ось турбореактивного двигателя к конструкции, которая несет его (обычно к крылу). Следовательно, пространство, доступное для пилона и для присоединения к нему крепления, является маленьким.

В упомянутом выше документе предшествующего уровня техники описано, в частности, изостатическое среднее крепление, которое, как заявлено, обеспечивает "полную защиту", которая подходит для предотвращения отделения турбореактивного двигателя от его пилона. Это среднее крепление содержит, в частности, два звена, которые расположены симметрично с обеих сторон вертикальной средней плоскости между ступицей переднего корпуса и задним креплением или прикреплены непосредственно к пилону, вблизи от заднего крепления.

Эти два звена установлены через шарнирные соединения к вилке, которая сама по себе шарнирно присоединена к основанию, которое прикреплено к заднему креплению или к пилону.

Вилка имеет такую поперечную ширину, что она также может иметь шарнирные соединения с зазором у концов с поперечными удлинениями основания. В случае разрушения звена зазор, существующий между одним из двух удлинений и вилкой, поглощается. Силы перераспределяются и затем проходят через оставшееся звено. Если разрушение происходит в центральном соединении между вилкой и основанием, силу воспринимают оба удлинения. Поэтому крепление заявлено как обеспечивающее "полную защиту", так как разрушение какого-либо элемента ведет к новому распределению путей передачи силы, предотвращая полное разрушение крепления.

Тем не менее, для вмещения увеличенного диаметра вентилятора желательно уменьшить размер такого крепления под пилоном. К тому же в известной системе, как описано в FR 2925016, также необходимо обеспечивать пустое пространство между пилоном и турбореактивным двигателем для обеспечения возможности разборки крепления, так как крепление ориентировано в целом радиально относительно оси двигателя. К тому же это известное крепление является относительно сложным и дорогим.

Изобретение направлено на устранение всех этих проблем.

Более конкретно изобретение, в первую очередь, предоставляет устройство для подвески турбореактивного двигателя самолета, в котором упомянутый турбореактивный двигатель присоединен к пилону, прикрепленному к конструкции самолета посредством шарнирных звеньевых креплений, каждое из которых присоединяет упомянутый пилон к корпусу упомянутого турбореактивного двигателя, причем устройство отличается тем, что упомянутое крепление содержит держатель для штыря, прикрепленный к упомянутому пилону и выполненный из трех, расположенных на расстоянии друг от друга ветвей, имеющих проходы, через которые проходит упомянутый штырь, причем упомянутый держатель штыря прикреплен к упомянутому пилону таким образом, что упомянутый штырь ориентирован в целом параллельно направлению, которое является тангенциальным упомянутому корпусу, тем, что упомянутый штырь шарнирно присоединен посредством шарового соединения к центральной ветви упомянутого держателя, тем, что он проходит через другие две ветви с зазором, и тем, что два упомянутых выше звена расположены симметрично вокруг средней плоскости упомянутого держателя и шарнирно присоединены к упомянутому корпусу и к упомянутому штырю.

Таким образом, факт того, что шарнирная ось крепления с полной защитой теперь ориентирована по существу тангенциально корпусу, позволяет переместить крепление ближе к пилону, при других неизменных вещах, без ухудшения простоты отделения, поскольку штырь может быть снят в поперечном направлении.

К тому же и как объяснено ниже, держатель штыря может быть упрощен, и его стоимость может быть уменьшена посредством применения простой модульной конструкции, причем упомянутый держатель составлен из собранных бок о бок трех частей, которые являются идентичными или по существу идентичными, посредством этого осуществляя упомянутые выше ветви.

Преимущественно каждое звено присоединено непосредственно к упомянутому штырю. Оно может быть присоединено непосредственно к упомянутому штырю с помощью шарового соединения.

В возможном варианте осуществления упомянутое шаровое соединение, обеспечивающее шарнирное присоединение упомянутого звена к упомянутому штырю, расположено вблизи от соответствующего конца штыря и со стороны одной из упомянутых двух других ветвей, которая расположена на удалении от упомянутой центральной ветви упомянутого держателя.

Таким образом, упомянутые другие две ветви, которые обычно не взаимодействуют с элементами крепления, учитывая, что заданный зазор определен между их отверстиями и штырем вилки, позволяют получить необходимое резервирование для восприятия сил в случае разрушения элемента крепления.

К тому же максимальное поперечное сечение меньше, чем в решении предшествующего уровня техники. Наконец, ширина крепления уменьшена, посредством чего для среднего крепления уменьшено сопротивление в потоке холодного воздуха от вентилятора. Обтекатели, окружающие крепление в потоке, также имеют уменьшенный размер. Это служит для увеличения сечения потока второго контура и, следовательно, для увеличения эффективности. Наконец, уменьшен вес системы крепления.

Принцип изобретения применяется, в частности, к среднему креплению, но он может быть применен к другим креплениям, спереди и/или сзади.

Изобретение и его преимущества могут быть лучше поняты из последующего описания варианта осуществления согласно принципу изобретения, данного чисто в качестве примера и выполненного со ссылкой на прилагаемые чертежи, в которых:

- фиг.1 представляет собой вид в вертикальной проекции турбореактивного двигателя, присоединенного к пилону, прикрепленному к самолету, например, установленному под крылом;

- фиг.2 представляет собой детальный вид в перспективе элемента, составляющего держатель крепления, который должен быть прикреплен к пилону; и

- фиг.3 представляет собой вид крепления, за пилоном.

На фиг.1 показан турбореактивный двигатель 11, прикрепленный к пилону 13, который сам прикреплен к самолету (не показан), под крылом, в этом примере. Турбореактивный двигатель прикреплен к пилону через три крепления. Переднее крепление 15 содержит два расположенных на расстоянии друг от друга звена 16, которые являются расходящимися и шарнирно соединены у их концов. Они присоединены между передней частью пилона 13 и наружным кожухом 17 корпуса вентилятора. Заднее крепление 19 также содержит два шарнирно соединенных звена 21 между пилоном 13 и выхлопным корпусом 23. Среднее крепление 25 простирается между передним и задним креплениями. Среднее крепление 15 содержит два звена 30A и 30B, которые присоединены между пилоном 13 и корпусом турбореактивного двигателя и более конкретно в этом примере ступицей 32 промежуточного корпуса, расположенной внутри корпуса вентилятора и держащей переднюю центральную часть турбореактивного двигателя. Изобретение более конкретно описано в этом документе со ссылкой на конструкцию среднего крепления.

Это среднее крепление 25 предназначено для восприятия тяговых усилий. Звенья 30A и 30B подвержены напряжениям при растяжении, когда турбореактивный двигатель работает нормально, и сжатию в случае, если упомянутый турбореактивный двигатель работает с реверсированием тяги.

Согласно изобретению, каждое так называемое "среднее" крепление 25 содержит держатель 37 штыря, прикрепленный к пилону 13 и имеющий вилочный штырь 39, шарнирно присоединенный к нему. Держатель имеет три находящиеся на расстоянии друг от друга ветви 40, 41, 42, имеющие совмещенные проходы 46, через которые проходит упомянутый штырь 39. Упомянутый держатель 37 штыря прикреплен к упомянутому пилону так, что штырь 39 ориентирован в целом параллельно направлению, которое является тангенциальным к упомянутому корпусу и перпендикулярным оси X двигателя. К тому же этот штырь 39 шарнирно присоединен посредством шарового соединения 47 к центральной ветви 40 держателя 37. Он проходит через другие две ветви 41 и 42 с зазором. Два упомянутых выше звена 30A и 30B расположены симметрично относительно средней плоскости P держателя (проходящей через центральную ветвь) и присоединены через шарниры у их соответствующих концов к упомянутому корпусу (ступице 32) и к упомянутому штырю 39.

В примере, показанном на фиг.3, каждое звено 30A, 30B присоединено непосредственно через шаровое соединение 45A, 45B к соответствующему концу штыря 39, то есть у точки снаружи проходов, образованных через две ветви 41 и 42. Также может быть возможным шарнирно присоединять два звена к промежуточной части, образующей вилку, зацепленную на каждой стороне центральной ветви держателя, для получения крепления, которое в целом является более узким в воздушном потоке второго контура.

Как показано, держатель 37 определен с использованием трех частей 50, которые в этом примере в точности идентичны, причем эти части (смотри фиг.2) расположены бок о бок, и каждая из них определяет одну из упомянутых выше ветвей через ее более узкую часть 51. Три расположенные бок о бок части прикреплены к пилону 13 таким образом, что штырь 39 простирается по существу горизонтально и поперечно относительно оси X двигателя и, таким образом, параллельно направлению, которое тангенциально турбореактивному двигателю. Для прикрепления к пилону каждая часть имеет два отверстия 54 для прохождения болтов и одно отверстие 55 для позиционирования посредством штифта, который прикреплен к пилону. Три части 50 присоединены болтами бок о бок к пилону так, что упомянутые три ветви ориентированы по существу радиально к турбореактивному двигателю.

Три части 50 также могут быть присоединены болтами друг к другу поперечно этим отверстиям.

Согласно замечательному признаку, два прохода 46 в двух ветвях 41, 42, расположенных с обеих сторон центральной ветви 40, представляют собой отверстия, которые принимают втулки 57. Эти втулки имеют выбранную толщину, и они установлены в отверстиях так, что они образуют зазор желаемой величины между штырем 39 и каждой из ветвей 41 и 42. Таким образом, зазор может быть отрегулирован посредством подгонки втулок. Чем толще втулки, тем меньше получаемый зазор.

Каждое шаровое соединение 45A, 45B удерживается неподвижно вблизи от соответствующего конца штыря 39 и сбоку от соответствующей одной из других двух ветвей 41 и 42, которое расположено на удалении от упомянутой центральной ветви 40 упомянутого держателя 37.

Более конкретно на фиг.3 можно увидеть, что штырь 39 преимущественно состоит из трубки 60, имеющей два сегмента разных диаметров, которые определяют плечо 61 в центральной части. Плечо 61 образует первый упор для позиционирования шарового соединения 47 центральной ветви, посредством чего штырь 39 шарнирно присоединен относительно держателя 37. Сегмент с меньшим диаметром накрыт в муфте 63, образующей второй упор для позиционирования упомянутого шарового соединения центральной ветви. Трубка 60, упомянутое шаровое соединение 47 и упомянутая муфта 63, в частности, удерживаются собранными друг с другом посредством осевого болтового соединения 65, проходящего вдоль упомянутой трубки 60.

Конец части большего диаметра трубки также имеет плечо 67 для позиционирования шарового соединения 45A, связанного с одним из звеньев. У другого конца шаровое соединение 45B другого звена расположено с упором в конец муфты с одной стороны и в кольцо 68 с другой стороны. Вся эта сборка стабилизирована посредством осевого болтового соединения 60.

Как упомянуто выше, изобретение может быть применено и к другим креплениям, а не только к упомянутому среднему креплению.

1. Устройство для подвески турбореактивного двигателя самолета, в котором упомянутый турбореактивный двигатель присоединен к пилону, прикрепленному к конструкции самолета посредством шарнирных звеньевых креплений, каждое из которых присоединяет упомянутый пилон к корпусу упомянутого турбореактивного двигателя, причем устройство отличается тем, что упомянутое крепление содержит держатель (37) для штыря, прикрепленный к упомянутому пилону и выполненный из трех расположенных на расстоянии друг от друга ветвей (40, 41, 42), имеющих проходы (46), через которые проходит упомянутый штырь (39), причем упомянутый держатель штыря прикреплен к упомянутому пилону таким образом, что упомянутый штырь (39) ориентирован в целом параллельно направлению, которое является тангенциальным упомянутому корпусу, тем, что упомянутый штырь шарнирно присоединен посредством шарового соединения (47) к центральной ветви (40) упомянутого держателя, тем, что он проходит через другие две ветви (41, 42) с зазором, и тем, что два упомянутых выше звена (30A, 30B) расположены симметрично вокруг средней плоскости упомянутого держателя и шарнирно присоединены к упомянутому корпусу и к упомянутому штырю.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что каждое звено (30A, 30B) присоединено непосредственно к упомянутому штырю с помощью шарового соединения.

3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что упомянутое шаровое соединение (45A, 45B), обеспечивающее шарнирное присоединение упомянутого звена к упомянутому штырю, расположено вблизи от соответствующего конца этого штыря и со стороны одной из упомянутых двух других ветвей (41, 42), которая расположена на удалении от упомянутой центральной ветви (40) упомянутого держателя.

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что упомянутый держатель (37) определен с использованием трех по существу одинаковых частей (50), расположенных бок о бок, причем каждая часть образует одну из упомянутых выше ветвей.

5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что упомянутые два прохода в двух ветвях, расположенных на каждой стороне центральной ветви, представляют собой отверстия, и тем, что втулки (57) выбранной толщины установлены в этих отверстиях для того, чтобы определять желаемый зазор между штырем и каждой из этих ветвей.

6. Устройство по п.1, отличающееся тем, что упомянутый штырь (39) содержит трубку (60), имеющую два сегмента разных диаметров, определяющих плечо (61) в центральной части, тем, что упомянутое плечо образует первый упор для позиционирования шарового соединения (47) центральной ветви, тем, что сегмент меньшего диаметра накрыт муфтой (63), образующей второй упор для позиционирования упомянутого шарового соединения (47) центральной ветви, причем упомянутая трубка, упомянутое шаровое соединение и упомянутая муфта, в частности, удерживаются собранными друг с другом посредством осевого болтового соединения (65), проходящего через упомянутую трубку.