CN101142120A - 安装在附件支柱与航空发动机之间的装配系统的发动机附件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于装配系统的发动机附件，该装配系统被设计成安装在航空发动机的附件支柱的刚性结构与发动机之间，其中该附件包括：主体(130)；借助于铰链销(144)而铰接安装于主体上的方向舵脚蹬；以及两个推力吸收杆，每个都具有连接于方向舵脚蹬的一个端部，其中主体由第一主撑杆(132a)和与第一主撑杆叠置的第二主撑杆(132b)构成。在本发明中，销(144)由第一部分(144a)和第二部分(144b)构成，其中第一部分与第一撑杆制成为一体的，而第二部分与第二撑杆制成为一体的。此外，撑杆(132a、132b)限定出能够限制方向舵脚蹬(146)的旋转的止动限制表面(166)。

Description

安装在附件支柱与航空发动机之间的装配系统的发动机附件

技术领域

本发明通常涉及装配系统的发动机附件，该装配系统被设计成安装在航空发动机的附件支柱的刚性结构与发动机之间，更具体地(但不排他地)涉及一种前附件，该前附件被设计成吸收沿发动机的纵向、横向和竖直方向施加的作用力。

本发明还涉及装配系统，该装配系统被设计成安装在航空发动机附件支柱的刚性结构与发动机之间，其中无论发动机的位置相对于附件支柱的位置如何，均可使用该系统。

背景技术

提供航空器的附件支柱以便于在发动机与航空器的机翼之间形成连接界面。该附件支柱使该航空器的发动机产生的作用力传输到该航空器的结构，并且还允许燃料、电力、水力和空气在发动机与航空器之间的通过。

为了确保作用力的传输，支柱(mt，机翼支柱)包括例如“沉箱”类型的刚性结构，即，通过上部梁、下部梁的组装并借助于横向肋相互连接而形成。

典型地，装配系统安装在发动机与支柱的刚性结构之间，并且通常包括至少两个附件，一般为一个前附件和一个后附件。

而且，该装配系统包括用于吸收发动机产生的推力的装置，其中，该装置例如可并入前附件中。在现有技术中，该装置通常是两个横向杆形式的，一方面，这两个横向杆连接于发动机中央壳体的前部，另一方面，连接于前附件的主体。

参照图1和图2，可以看到现有技术中已知的前发动机附件，其中，该前附件被设计成吸收沿发动机的纵向、横向和竖直方向施加的作用力。

更具体地，该前附件包括中央体30，该中央体被设计成固定安装在附件支柱的刚性结构的一个前部处，其中该中央体30包括附件横向方向上的两个叠置的主撑杆(ferrure)32a、32b。出于安全性的原因，使撑杆的数量加倍，以使得在这两个主撑杆中之一断裂的情况下，另一个主撑杆可以在给定时间内吸收作用力。

在主体30的前部处，具有壳体34，该壳体被设计成沿发动机的横向和竖直方向同时吸收作用力，其中，通常被称作“单球”的该壳体包括附于主体30的铰链销36，以及面向附件纵向方向铰接在该销36上的双重三角形撑杆38。

如从图2中可看到的，主体30的一个具有更薄截面的后部具有轴承40，该轴承被设计成用于容纳铰链销，该铰链销提供主体30与推力吸收装置的方向舵脚蹬之间的连接。因此，应注意的是，该轴承由主撑杆32a的半圆柱形表面42a以及由主撑杆32b的半圆柱形表面42b共同地限定。

在图1中，可以看到，铰链销44使得方向舵脚蹬46铰接在主体30上，其中该方向舵脚蹬46基本上包括双重撑杆，具有两个横向端部48a、48b，在这两个横向端部上分别安装有两个用于由发动机产生的推力的吸收杆50a、50b的后端。

该发动机附件是现有技术中已知的，首先具有的缺点在于，主撑杆的后部必须在由它们构成的轴承下方彼此固定连接，以确保该轴承的几何形状。这种固定，例如使用螺栓形成的固定，一方面被强制加入到为保证两个主撑杆之间机械固定所需的固定装置中，另一方面的缺点在于，该固定不整合到提供以上所述安全等级所需的双重安全系统。

换句话说，在图2中所示的螺栓52断裂的情况下，假定撑杆32a、32b的两个后部因而自由地彼此分离，在前附件上就不存在可确保轴承40的几何形状以及将铰链销44保持在该轴承内部的装置了。

而且，专门地提供该后部来容纳铰链销的需要当然意味着主体的总重量和尺寸未被优化。而且，容纳铰链销的轴承的位置很远就需要存在两个非常长的杆，这在所述前附件的总尺寸和重量上也是不利的。

最后，应该注意的是，附件本体的中央部与后部之间在厚度上的差异导致在附件中传输作用力的困难。

发明内容

因此本发明的目的是提出一种用于装配系统的发动机附件(une attache moteur)，该装配系统被设计成安装在航空发动机附件支柱的刚性结构与发动机之间，还提出一种这样的装配系统，该装配系统至少部分地克服了与现有技术产品相关的上述缺点。

为了实现这个目的，本发明的第一个目的是一种用于装配系统的发动机附件，该装配系统被设计成安装在航空发动机附件支柱的刚性结构与发动机之间，其中，该附件包括：主体；通过第一铰链销而铰接安装于主体上的方向舵脚蹬；以及两个推力吸收杆，每个都具有连接于方向舵脚蹬的后端，其中该主体由第一主撑杆和与第一主撑杆叠置的第二主撑杆构成。在本发明中，第一铰链销由销的第一部分和销的第二部分构成，其中销的第一部分与第一主撑杆制成为一体的，而销的第二部分与第二主撑杆制成为一体的。而且，第一和第二主撑杆共同限定出止动限制表面，该止动限制表面能够限制方向舵脚蹬围绕第一铰链销的旋转。

因此，所提出的本发明允许获得这样一种发动机附件，由于方向舵脚蹬的铰链销直接整合于其主体上，其主体不再需要像现有技术的实施例中那样在后部中存在轴承。因此，可消除主体的整个变薄的后部，这通常导致该主体整个重量和尺寸的有利减小。

而且，消除变薄的后部允许铰链销的位置相对于先前使用的位置向前。因此，还可减小推力吸收杆的长度，这有利地导致发动机附件的整体重量和尺寸方面具有优势。

此外，本发明所提出的主体的设计解决了在现有技术实施例中使用螺栓以确保铰链销的轴承的几何形状的情况下注意到的安全性问题。事实上，使用销的两部分联合地构成第一铰链销可实现这种安全性，这也称作“故障-安全(Fail Safe)”功能。

还指出的是，附件本体在厚度上没有太大差异使得可明显改善发动机附件中作用力的传输。

最后，由于第一和第二主撑杆联合地限定了能够限制方向舵脚蹬围绕第一铰链销的旋转的止动限制表面，在两个推力吸收杆中之一断裂或保证这些杆与方向舵脚蹬或发动机壳体之间连接的销断裂的情况下，为此目的而提供的止动限制表面将有利地限制该方向舵脚蹬转动的幅度。

优选地，构成第一铰链销的销的第一和第二部分均是半圆柱形形状的，并且具有半圆形截面。

优选地，第一和第二主撑杆沿发动机附件的横向方向叠合。

而且，发动机附件优选还包括沿该发动机附件的纵向方向定向的第二铰链销。

在这种情况下，第二铰链销还可包括销的第一部分和销的第二部分，其中销的第一部分与第一主撑杆制成为一体的，而销的第二部分与第二主撑杆制成为一体的。

因此，为了吸收沿发动机的横向和竖直方向施加的作用力，如此构成的第二铰链销可与作为发动机附件的一部分的三角形撑杆配合。

优选地，第一和第二主撑杆在处于发动机附件的纵向对称平面中的结合面上接触。

优选地，附件用于构成装配系统的前附件。

最后，如上面已经描述的，发动机附件优选被设计成使其吸收沿平行于发动机纵向轴的方向施加的作用力、沿相对于该发动机横向定向的方向施加的作用力、以及沿相对于该发动机竖直方向施加的作用力，其中这三个方向彼此正交。

此外，本发明的另一个目的是装配系统，其用于安装在航空发动机的附件支柱的刚性结构与发动机之间，其中该系统包括如上所述的发动机附件，优选地，包括如上所述的前发动机附件，以及后发动机附件。

在以下的非限制性详细描述中，本发明的其他优点和特征将变得更加清楚。

附图说明

下面将参照附图进行该描述，其中：

已描述的图1和图2示出了从现有技术中得知的前发动机附件；

图3示出了在本发明的一个优选实施例中安装在航空发动机与固定在该航空器机翼下方的附件支柱的刚性结构之间的装配系统的透视图；

图3a是示出了由图3中所示的装配系统的两个发动机附件中每个进行的作用力吸收的示意透视图；

图4示出了本发明一个优选实施例中发动机附件的透视图，其中该发动机附件相当于图3中所示的装配系统的前附件；

图5示出了图4中所示的附件的主体的透视图；以及

图6示出了图5中所示的主体的两个主撑杆中之一的透视图。

具体实施方式

首先参照图3，示出了本发明一个优选实施例中的装配系统1，其中该装配系统1安装在航空发动机2与固定在航空器机翼下方的附件支柱6的刚性结构4之间，出于清楚简单化原因，仅概略地示出了该航空器机翼，并且通常用附图标记8表示。应该注意的是，装配系统1适于与涡轮喷气发动机2结合使用，但是，在本发明的保护范围内，当然可以设计成用于悬挂任何其它类型发动机(诸如涡轮螺旋桨发动机)的系统。而且，装配系统1的应用不局限于图3中所示的实例，在图3中所示的实例中，发动机2被设计成悬挂在航空器机翼8的下方。

在下面的整个描述中，按照惯例，平行于发动机2的纵向轴5的纵向方向将被称作X、相对于该发动机2横向定向的方向将被称作Y、而竖直方向将被称作Z，其中这三个方向彼此正交。

此外，术语“前”和“后”是参照航空器顺着发动机2所施加的推力而移动所沿的方向而考虑的，其中这个方向由箭头7示意性示出。

如图3中可看到的，仅示出了附件支柱6的刚性结构4的一部分，显然还有作为该支柱6一部分的装配系统1。

该支柱6的其他组成部分(未示出)，诸如用于将刚性结构4附着在航空器机翼8下面的装置，或者甚至是提供系统的隔离和维持同时支撑空气动力学机身的二级结构，是与现有技术中的那些元件相同或相似的传统元件，并且对于本领域中普通技术人员来说是公知的。因此，将不提供详细描述。

以已知方式，规定刚性结构4总体通过下部梁12和上部梁10的组装而构成，其中下部梁和上部梁通过多个横向肋(未示出)彼此连接。此外，该刚性结构4的一个前部由角锥体14或类似物构成，其对于本领域中普通技术人员来说也是公知的，其为以下结构形式的，即，起始于基部并朝前方延伸至顶部并且接近发动机2的纵向轴5。

在图3中所示的本发明的优选实施例中，装配系统1首先包括与推力吸收杆(也称作短杆)150a、150b(图3中仅可见杆150a)整合为一体的前附件16，以及后附件18。关于这一点，规定后附件18是对于本领域中普通技术人员来说已知的传统类型。因此，仅作为实例并且是非限制性地对其进行简单描述。

后附件18一方面固定连接于中央壳体22的后部，另一方面固定连接于支柱(mte，机翼支柱)6的刚性结构4的下部梁12。而且，后附件整体上可由钩环和撑杆构成并吸收沿方向Y和Z上的作用力，如图3a示意性地示出的。

至于下面将更详细地描述的前附件16，一方面它整体连接在刚性结构4的角锥体14前端的一部分(即，其顶部)上，另一方面固定连接在发动机2的中央壳体22的一个前部上。更具体地说，前附件16与中央壳体22的支撑固定叶片24的一个部分23合作，该固定叶片将发动机2的通风壳体26连接于该同一中央壳体22。此外，该前附件被设计成用于吸收(尤其通过两个推力吸收杆150a、150b)方向X、Y和Z上的作用力，如图3a中示意性地示出的。

因此，由后附件单独执行沿方向X作用的转矩的吸收，而由这两个发动机附件16、18联合地完成沿方向Y、Z作用的转矩的吸收。

现在，将参照图4至图6，详细地描述根据本发明一个优选实施例的前发动机附件16。仍然按照惯例，附件16的纵向方向将被称作X′、附件的横向方向将被称作Y′、而竖直方向将被称作Z′，其中这三个方向彼此正交。而且，可认为这些X′、Y′、Z′方向分别与前面所述的X、Y、Z方向相同。

发动机附件16通常包括由第一主撑杆132a和沿Y′方向与第一主撑杆叠置的第二主撑杆132b构成的主体130，其中这两个撑杆132a、132b例如借助于横向螺栓(未示出)彼此刚性地装配，该横向螺栓横穿为此目的而设置的孔154。

两个撑杆132a、132b联合地限定定位于平面X′Y′中的上部平坦表面156，其中该表面156还使用竖直螺栓(未示出)装配于附件支柱4的角锥体14的下部，该竖直螺栓横穿为此目的而提供的孔158。

如从图5和图6中可看出的，两个撑杆132a、132b之间的平坦结合面160处于与前发动机附件16整体的纵向对称平面P相对应的平面X′Z′中，其中该平面P是这样的，即，其被发动机2的轴线5穿过。

该前附件16包括布置在发动机2的轴线5两侧上的两个推力吸收杆150a、150b，并且每个推力吸收杆均包括用于连接至中央壳体22的部分23的前端。

而且，每个杆150a、150b的后端以对于本领域中普通技术人员来说已知的方式连接至方向舵脚蹬146的一端148a、148b，该方向舵脚蹬为双撑杆形式的，并铰接在第一铰链销144周围。

本发明的一个特点尤其在于以下事实，即，该第一铰链销144是由销的两部分144a、144b制成的，如在图5和图6中可更清晰地看到的。更具体地说，该第一铰链销144由销的第一部分144a和销的第二部分144b构成，其中销的第一部分具有半圆柱形形状且与第一主撑杆132a制成为一体的，而销的第二部分也具有半圆柱形形状且与第二主撑杆132b制成为一体的。

半圆柱形形状的销的这两个部分144a、144b每个均具有与另一平坦表面(销的部分144a的平坦表面在图中不可见)相接触的平坦表面162b，其中这些平坦表面162b处于对称平面P中。

而且，销的这两个部分144a、144b构成了第一铰链销，因此后者沿定位在对称平面P中的轴线164定位。

包括杆150a、150b、方向舵脚蹬146和第一铰链销144的组件因而构成前发动机附件16的一部分，该部分能够吸收沿发动机2的方向X施加的作用力，其中这些作用力基本上是由后者产生的推力。

而且，应该指出，第一铰链销144定位在主体130的后部上。在该后部处，第一和第二主撑杆132a、132b联合地限定了止动限制表面166，该止动限制表面相对于铰链销144布置得更靠前，其中在两个杆150a、150b中之一断裂或为后者提供铰接的销断裂的情况下，该止动限制表面166能够限制方向舵脚蹬146围绕铰链销144的旋转。因此，应该理解的是，相对于铰链销144定位表面166，以便在方向舵脚蹬146经历达到预定值的角位移时能够形成用于该方向舵脚蹬146的止动部。

而且，主体130的前部具有本领域中普通技术人员公知的单球型布置，包括与主体130连成一体的第二铰链销136，以及在一个顶点处与该销136铰接的双层三角形撑杆138。也是以已知方式，位置低于与铰链销136配合的顶点的该三角形撑杆138的另外两个顶点被设计成与中央壳体22的部分23铰接连接。

该第二铰链销136是由销的两部分136a、136b制成的，如在图5和图6中可更清晰地看到的。更具体地说，该第二铰链销136由销的第一部分136a和销的第二部分136b构成，其中销的第一部分具有半圆柱形形状且与第一主撑杆132a制成为一体的，而销的第二部分也具有半圆柱形形状且与第二主撑杆132b制成为一体的。

具有半圆柱形形状的销的这两个部分136a、136b每个均具有与另一平坦表面(销的部分136a的平坦表面在图中不可见)相接触的平坦表面170b，其中这些平坦表面170b处于对称平面P中。而且，销的这两个部分136a、136b构成第二铰链销134以使其沿位于对称平面P中的轴线172定位。

包括第二铰链销136和三角形撑杆138的组件因而构成前发动机附件16的一部分，该部分能够吸收沿发动机2的方向Y和Z施加的作用力。

最后，应该指出的是，主撑杆132a、132b中的每个均可通过钢或钛型材料的机械加工或铸造而制成。

当然，本领域中普通技术人员可对借助于仅为非限制性实例而描述的发动机附件16和装配系统1作出各种修正。特别是，即使详细描述仅涉及本发明应用的前附件，但是应该理解的是，其也可应用于后附件的制造，该后附件被设计成与用于安装推力吸收杆的方向舵脚蹬整合在一起。

Claims (11)

1.一种用于装配系统(1)的发动机附件(16)，所述装配系统被设计成安装在航空发动机附件支柱(6)的刚性结构(4)与发动机(2)之间，其中，所述附件包括：

主体(130)；

方向舵脚蹬(146)，其借助于第一铰链销(144)而铰接安装于所述主体(130)上；以及

两个推力吸收杆(150a、150b)，每个推力吸收杆都具有连接于所述方向舵脚蹬(146)的后端，

其中所述主体(130)由第一主撑杆(132a)和叠置在所述第一主撑杆上的第二主撑杆(132b)构成，

其特征在于，所述第一铰链销(144)由销的第一部分(144a)和销的第二部分(144b)构成，其中所述销的第一部分(144a)与所述第一主撑杆(132a)制成为一体的，而所述销的第二部分(144b)与所述第二主撑杆(132b)制成为一体的，并且，所述第一和第二主撑杆(132a、132b)共同限定出止动限制表面(166)，所述止动限制表面能够限制所述方向舵脚蹬(146)围绕所述第一铰链销(144)的旋转。

2.根据权利要求1所述的发动机附件(16)，其特征在于，构成所述第一铰链销(144)的所述销的第一部分和第二部分(144a、144b)每个都具有半圆柱形形状。

3.根据前述权利要求中任一项所述的发动机附件(16)，其特征在于，所述第一和第二主撑杆(132a、132b)沿所述发动机附件的横向方向(Y′)叠置。

4.根据前述权利要求中任一项所述的发动机附件(16)，其特征在于，所述发动机附件还包括沿所述发动机附件的纵向方向(X′)定向的第二铰链销(136)。

5.根据权利要求4所述的发动机附件(16)，其特征在于，所述第二铰链销(136)包括销的第一部分(136a)和销的第二部分(136b)，其中所述销的第一部分(136a)与所述第一主撑杆(132a)制成为一体的，而所述销的第二部分(136b)与所述第二主撑杆(132b)制成为一体的。

6.根据权利要求4或5所述的发动机附件(16)，其特征在于，所述发动机附件包括与所述第二铰链销(136)配合的三角形撑杆(138)。

7.根据前述权利要求中任一项所述的发动机附件(16)，其特征在于，所述第一和第二主撑杆(132a、132b)沿作为所述发动机附件的纵向对称平面(P)的一部分的结合表面(160)接触。

8.根据前述权利要求中任一项所述的发动机附件(16)，其特征在于，所述发动机附件被设计成构成所述装配系统的前附件。

9.根据前述权利要求中任一项所述的发动机附件(16)，其特征在于，所述发动机附件被设计成使其能够吸收沿与所述发动机(2)的纵向轴(5)平行的方向(X)施加的作用力、沿相对于所述发动机(2)横向定向的方向(Y)施加的作用力、以及沿所述发动机的竖直方向(Z)施加的作用力，其中这三个方向彼此正交。

10.一种装配系统(1)，被设计成安装在航空发动机的附件支柱(6)的刚性结构(4)与发动机(2)之间，其特征在于，所述装配系统包括根据前述权利要求中任一项所述的发动机附件(16)。

11.根据权利要求10所述的装配系统(1)，其特征在于，所述装配系统包括根据前述权利要求中任一项所述的前发动机附件(16)，以及后发动机附件(18)。

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