CN104684808B - 用于将发动机安装在飞行器的结构上的吊架 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于将发动机(10)安装在飞行器的结构上，具体地安装在机翼上的吊架附接系统(31)的系统，所述系统包括能够被固定到吊架上的第一附接构件(31)和能够被固定到飞行器的结构上的第二附接构件(32)。吊架的特征在于，吊架包括将所述第一附接构件和所述第二附接构件连接的连接构件(35)，所述连接构件被布置成允许所述第一附接构件相对于所述第二附接构件在第一位置和第二位置之间运动。
Description
技术领域
本发明涉及推进发动机在飞行器的结构上的安装。本发明具体涉及包括上游螺旋桨的发动机的安装。
背景技术
飞行器上的推进发动机可被安装在机身或机翼上的多个点处。当飞行器上的推进发动机被安装成悬挂在机翼下方时，支柱或吊杆通过机翼的结构的下表面将推进发动机连接至机翼的结构。由于空间限制和航空动力学限制的原因，发动机至少部分地超过悬挂有发动机的机翼的前缘在上游延伸。
本发明具体涉及在上游位置包括螺旋桨的发动机。所述螺旋桨可以为例如涡轮螺旋桨发动机中的单个螺旋桨或由两个对旋式转子形成的双螺旋桨。本发明更具体地涉及跨音速螺旋桨发动机(还被称为无涵道风扇发动机或“开放转子”发动机)。螺旋桨由通常为位于其轴向延伸部中的燃气涡轮发动机的发动机驱动。
所述发动机提供很大的优势，因为其比耗量非常有利并且其使用导致燃料节省。然而，悬挂在机翼下方的所述构造由于以下事实而在声级方面不利，当飞行器在起飞时通过相对于其水平运动部件倾斜而遵循上升路径时，螺旋桨遭遇方向与其旋转轴线形成非零角度的气流。
申请人已经采用在飞行器爬升并且遵循上升路径时改进发动机周围的气动流的目标。
发明内容
所述目标通过推进发动机以及其支柱和用于附接支柱的系统的组件来实现。用于附接支柱(支柱将推进发动机安装在飞行器的结构上，具体地安装在飞行器的机翼上)的系统包括第一附接构件和第二附接构件，所述第一附接构件能够被固定到所述支柱上，所述第二附接构件能够被固定到飞行器的结构上。
上述组件的特征在于，所述系统包括将所述第一附接构件连接至所述第二附接构件的可变形的连接构件，所述连接构件被布置成当所述发动机的推力超过给定的阈值时，使得所述第一附接构件能够相对于所述第二附接构件在第一位置和第二位置之间运动。
因此，对于通过这种用于附接所述支柱的系统而由飞行器的机翼悬挂的发动机而言，可以以最佳方式使其位置适合于飞行的方向，同时减小与机翼的相互作用的拖拉。此外，因为气动流被改进，由此减小了螺旋桨的声学影响。
此外，发动机的翻转导致机翼的提升的增大。这有助于限制对飞行器的起飞所需要的跑道的长度。
根据另一特征，所述第一附接构件的第一位置与当飞行器处于巡航飞行时的发动机的位置相对应，并且所述第二位置与当飞行器遵循上升路径(具体地，起飞)时的发动机的位置相对应。
根据本发明的一个实施例，所述连接构件形成可变形的不规则四边形结构，其中使所述不规则四边形的两个顶点相对于所述第一附接构件固定并且使所述不规则四边形的的另外两个顶点相对于所述第二附接构件固定。
有利地，所述连接构件包括运动阻尼件。所述阻尼件的功能是将不具有任何摇晃的弹性且连续的变形提供给所述连接构件。可选地，在缺乏推进阻尼件以朝所述第二位置移动阻尼件的任何力的情况下，所述阻尼件与用于回复到所述第一位置的元件相关联。按照这种方式，在故障的情况下保证了安全位置。
根据一个实施例，所述连接构件的变形由驱动器控制。因此，可手动地控制发动机关于机翼的位置。
所述连接构件因此相对于发动机被布置成以便当发动机受到与施加在所述第一附接构件上的推力相对应的足够的力时允许所述第一附接构件相对于所述第二附接构件运动，所述推力超过阈值。所述阈值优选地与当飞行器爬升时的发动机的推力相对应。
根据一个实施例，发动机受到的翻转力为由推力和发动机的重量导致的力。
本发明发现了用于具有上游螺旋桨的发动机(具体用于具有跨音速螺旋桨的发动机)的特定应用。
附图说明
通过利用仅为示例性和非限制性示例给出的本发明的实施例的以下详细的说明性描述并且参考附图，本发明将更好地被理解并且本发明的其它目标、细节、特征和优点将更清楚地出现。
在附图中：
图1示意性地示出了根据本发明的具有对旋式螺旋桨的发动机，该发动机被安装在机翼下方并且处于巡航位置；
图2示出了图1的相对于机翼翻转到倾斜位置的发动机。
具体实施方式
参考图1，能够看到“开放转子”式涡轮轴发动机10，该表述指代一对无涵道螺旋桨。该对螺旋桨11沿着发动机的旋转轴线的延伸部分被布置在发动机的上游。所述发动机沿发动机中的气流的方向从上游到下游包括与压缩机12连通的进气口、环形燃烧室14和两个涡轮16和18。涡轮各自被连接至其驱动的螺旋桨的转子22、24中的一个。
进入压缩机12的气流被压缩并且然后与燃料混合并且在燃烧室14中燃烧。燃烧气体然后被注入到涡轮中以便使螺旋桨的转子旋转，这供应由发动机产生的推力的主要部分。燃烧气体离开涡轮并且通过管道30被排出，以便增大推力。
螺旋桨22、24同轴并且被一前一后地布置。按照已知的方式，所述螺旋桨22、24的每一个都包括多个绕发动机的轴线AA规则分布的叶片。每个叶片大体上在垂直于旋转轴线的平面内径向地延伸并且包括形成叶片的前缘的上游边缘、形成后缘的下游边缘、形成叶片的根部的径向内端和形成叶片的末端的径向外端。
发动机利用支柱31从飞行器的机翼20悬挂。所述支柱首先包括附接到发动机的附接件(在此未详细示出)并且其次包括用于附接到机翼的结构的系统。附接系统包括第一附接构件(32)和第二附接构件(33)以及用于将第一附接构件(32)和第二附接构件(33)互连的构件(35)。第一附接构件(32)在这里由铰接到支柱31上的轭部表示，所述轭部本身在不同点处被固定到发动机的壳体上。第二附接构件(33)在这里由刚性连接至机翼20的结构上的铰接轭部表示。所述附接构件被示意性地描述并且能够通过本领域技术人员的能力范围内的任何手段被实施。
根据本发明，可变形的连接构件35将所述两个附接构件32和33连接。根据所述示例的实施例，所述连接构件包括分别铰接到附接构件32和33上的两个刚性连接杆36和37，以便形成可变形的不规则四边形。所述连接杆的长度将根据针对发动机所需的运动的类型来计算。在图1和图2中的示例中，下游连接杆37最长，使得发动机在向前运动时向下倾斜。四边形的四个顶点为附接到发动机的第一附接构件32a和32b以及附接到机翼的结构上的第二附接构件33a和33b。因此，如果认为机翼的结构是固定的，那么第一附接构件32能够相对于机翼的机构移动。
不规则四边形位于发动机10的重心10g的后部。按照这种方式，在静止时，发动机的重量趋于使其朝后复位。发动机抵靠例如铰接部上的止挡部(未示出)，从而将发动机保持在图1中示出的第一低位。在所述第一位置，发动机具有水平轴线AA。所述第一位置为飞行器处于地面并停止(假定水平)以及处于巡航飞行时的位置。
通过不规则四边形绕固定点(固定点构成了附接到机翼的结构上的第二附接构件33)的变形，发动机能够采用所谓的第二起飞位置(如图2所示)。因为两个连接杆在附接件之间具有不相等的长度，两个连接杆绕机翼的结构上的铰接部的枢转导致发动机向下翻转。
阻尼件40在两个相对顶点之间被布置在四边形内，以便提供不具有任何摇晃的弹性运动。可选地，阻尼件与复位元件(例如，弹簧)相关联，以便使力平衡并且以便在故障的情况下提供自动复位位置。
具有适当的弹性和变形的整流罩50有利地包围支柱的元件，以便确保发动机上方的空气动力学流动的良好质量。所述整流罩具有可变的几何结构，以便适用于可变形的不规则四边形的各种构型。
根据优选实施例，在停止和巡航飞行与飞行器的起飞阶段之间通过由发动机施加在机翼的结构上的推力的变化而做出从低位到第二位置的变化。在第一种情况下，推力为零或很低。在重力下，发动机被放置在低位并且连接构件35处于压缩。这是因为组件被布置成使得由推力施加在连接构件上的转矩与由发动机的重量施加在重心10g处的转矩相反。
当飞行器处于上升飞行阶段时(具体地在起飞时)，推力很高。发动机极力地牵拉支柱。由推力施加的转矩克服了由重量施加的转矩。四边形变形并且抵靠第二位置。发动机的轴线AA已经翻转，以便采用与机翼形成的给定角度的位置。
在所述位置，发动机倾斜并且其螺旋桨以导致机翼的升力增大的入射角直接吹气到机翼上。这有助于限制飞行器起飞所必需的跑道长度。此外，飞行器承受的气流的入射角与非倾斜的螺旋桨承受的气流的入射角相比，较小。这使得能够限制螺旋桨施加在机翼的结构上的转矩1P。所述转矩为当螺旋桨受到相对于其旋转轴线倾斜的气流时由螺旋桨沿与其旋转轴线正交的方向产生的转矩。
发动机的主要气流的排气圆锥管的形状适合于防止主要气流中的气体在发动机处于高的牵引位置时使机翼的壁燃烧。
在所述实施例中，发动机的位置仅由推力控制。驱动器在所述简单且可靠的方案中并不需要。
然而，提供具有适合驱动器(未示出)的方案确实落入本发明的范围内，所述方案使得可根据各种飞行阶段独立于推力的程度控制发动机的位置并且在必要时提供发动机的位置的锁定。
本发明的方案已经通过仅两个形成四边形的连接杆被示意性地示出，但是本发明包括连接构件设置为可变形的等价方案。
Claims (10)
1.一种组件，所述组件由飞行器的推进发动机和用于对支柱进行附接的附接系统组成，所述支柱用于将所述发动机安装在飞行器的结构上，具体地安装在飞行器的机翼上，所述附接系统包括：
固定到所述支柱上的第一附接构件；
第二附接构件，所述第二附接构件能够被固定到所述飞行器的所述结构上，
其特征在于，所述系统包括将所述第一附接构件连接至所述第二附接构件的连接构件，所述连接构件被布置成当所述发动机受到由所述发动机施加的推力以及所述发动机的重量这两者导致的力时使得所述第一附接构件能够相对于所述第二附接构件在第一位置和第二位置之间运动，
其中，所述连接构件形成可变形的不规则四边形结构，其中使所述不规则四边形的第一顶点和第二顶点相对于所述第一附接构件固定，并且使所述不规则四边形的第三顶点和第四顶点相对于所述第二附接构件固定，
其中，所述不规则四边形的第一顶点在所述不规则四边形的第二顶点的上游，所述不规则四边形的第三顶点在所述不规则四边形的第四顶点的上游，上游连接杆连接所述第一顶点和所述第三顶点，并且下游连接杆连接所述第二顶点和所述第四顶点，
其中，所述下游连接杆的长度不同于所述上游连接杆的长度，并且
其中，所述上游连接杆和所述下游连接杆是具有固定长度的刚性杆。
2.根据权利要求1所述的组件，其中，所述下游连接杆长于所述上游连接杆，并且
其中，在所述第二位置，所述发动机向下倾斜使得所述发动机的螺旋桨直接吹气到所述飞行器的机翼上。
3.根据权利要求2所述的组件，其中，所述发动机为包括第一和第二无涵道螺旋桨的开放转子发动机，并且其中，在所述第二位置，所述发动机向下倾斜使得所述第一和第二无涵道螺旋桨直接吹气到所述飞行器的机翼上。
4.根据权利要求1所述的组件，其中，所述第一附接构件的第一位置与飞行器的停止位置或巡航飞行位置相对应，并且所述第二位置与所述飞行器的爬升位置相对应。
5.根据前述权利要求中任一项所述的组件，其中，所述连接构件包括运动阻尼件。
6.根据权利要求1所述的组件，包括驱动器，所述驱动器控制从所述第一位置到所述第二位置的变化和从所述第二位置到所述第一位置的变化。
7.根据权利要求1所述的组件，其中，所述力与上升飞行阶段相对应。
8.根据权利要求1所述的组件，其中，所述发动机具有上游螺旋桨。
9.根据权利要求8所述的组件，所述上游螺旋桨为跨音速上游螺旋桨。
10.根据权利要求5所述的组件，其中，所述运动阻尼件与用于复位到所述第一位置的元件相关联。
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