CN107074370B - 用于将发动机安装在航空器支柱上的方法、系统和组件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于将发动机(1)安装在航空器支柱(3)上的方法、系统和组件，该航空器支柱包括固定到航空器支柱的发动机悬挂构件，发动机固定到悬挂支架(6)，发动机从航空器支柱通过该悬挂支架悬挂，该方法包括沿竖直方向升吊发动机直至航空器支柱处的步骤，之后通过沿另一个方向移动发动机来使发动机接合到航空器支柱的步骤，其特征在于，事先通过将中间部件(7)附接到所述悬挂构件来将该中间部件固定到航空器支柱，所述中间部件(7)具有用于与设置在悬挂支架(6)上的互补的结合件协作的结合件，使得在与航空器支柱的接合结束时可将悬挂支架相对于中间部件进行定位。

Description

用于将发动机安装在航空器支柱上的方法、系统和组件

技术领域

本发明涉及诸如涡轮喷气发动机或涡轮螺旋桨发动机的涡轮轴发动机的领域，并且与在航空器上安装该涡轮轴发动机有关。更具体地，本发明应用于在与航空器是一体的支柱上安装发动机。

背景技术

作为与推进发动机的布置有关的发展的一部分，提出了通过支柱将发动机连接到机身，尤其是连接在后部。有利地，发动机的悬挂装置包括形成与支柱结合的结合件的支架以及将支架连接到发动机的结构件。应当注意的是，如在图1中所见的，将支架连接到支柱的连接件包括与支柱是一体的一对水平轴，这对轴被安装到与支架是一体的凸耳中。这种类型的布置使得能够更容易地安装设备并且还能够平衡地接收(take-up)力。此外，该布置使得能够将发动机安装在相对于水平面可能具有倾斜度(尤其是向上的倾斜度)的支柱上。

然而，在这种情况下，当发动机被安装在航空器上(还被认为是实施例的操作)时存在问题。将发动机安装在航空器上本身已经是一种精细的操作，这是因为悬挂装置和支柱必须以高的精度相互连接。从机械的观点以及从空气动力学和航空器性能的观点而言，使发动机相对于航空器进行精确的定位是必不可少的。要注意的是，发动机与支柱之间的结合件、发动机的定向和连接结构件需要在将发动机安装在航空器上的操作之前将悬挂部件预安装在发动机上。

在这种构造中，升吊发动机的操作也需要两种移动相结合：首先，竖直地移动发动机以使其准确地到达正确的高度，之后从后向前水平地移动以使得与支柱是一体的(即，属于支柱的)发动机悬挂构件正确地与悬挂部件结合。然而，由于提升系统由吊桥和吊索组成，所以这种操作带有损坏支柱上的悬挂构件的风险，这种损坏将导致航空器额外地停滞。与支柱是一体的悬挂构件可包括水平轴和用于阻抑振动的任何柔性垫。

通过带进行升吊并且以竖直移动和水平移动的方式进行移动来安装发动机的技术本身是已知的。在以本申请的名称递交的专利申请WO2012172208中描述了操作程序的示例。在该文件中提出的解决方案未解决对航空器的某些构件进行保护的问题。

发明内容

本申请自身设定了克服该问题和减小与发动机的实施例相关的损坏风险的目标。

该目标通过实施根据本发明的方法来实现。

因此，用于将发动机安装在航空器支柱上的方法，该支柱包括与支柱是一体的发动机悬挂构件，发动机与悬挂支架是一体的，通过该悬挂支架，发动机从支柱悬挂，该方法包括沿竖直方向升吊发动机直至支柱处的步骤，之后包括通过沿另一个方向移动发动机来靠近支柱的步骤，该方法的特征在于下述事实，事先通过将中间部件附接到所述悬挂构件来将该中间部件固定到支柱，所述中间部件具有如下结合件，该结合件用于与设置在支架上的互补的结合件以在靠近支柱的移动结束时将支架相对于中间部件锁定就位的方式配合。

优选地，以这种方式来布置两个结合件：可通过垂直于发动机的轴线的移动来执行靠近移动，并且优选地在水平面中执行靠近移动的移动。为了确保无冲击的靠近移动，通过设置在两个结合件中的一个上的定心销来引导支架并将支架相对于中间部件锁定就位，销与在另一个结合件中形成的定心开口相配合。固定方法包括一旦支架相对于中间部件被锁定就位则将支架固定到中间部件的步骤。

本发明还涉及用于实施该方法的系统。该系统包括支架和中间部件，支架被布置为通过连接结构件固定到发动机，中间部件被布置为以独立于支架的方式固定到支柱。优选地，该系统还包括用于将支架固定到中间部件的装置。后面的这种固定装置尤其包括将支架连接到中间部件的螺栓。

为了有助于靠近移动，系统包括用于将支架关于中间部件锁定就位的装置。根据另一个特征，系统的中间部件包括诸如被布置为与和支柱是一体的悬挂构件(诸如轴)配合的凸耳的装置。

本发明还涉及航空器和至少一个发动机的整体，发动机通过上述系统被固定到向上倾斜的支柱。

附图说明

通过参照所附的图解图阅读接下来的作为纯说明性的和非限制性的示例给出的本发明的实施例的详细解释性说明，本发明将被更好地理解，并且本发明的其它目的、细节、特征和优点将变得更为清楚可见。

在这些附图中：

图1是由发动机和用于连接到航空器的机身的支柱形成的整体的表示；

图2示出了用于将发动机固定到支柱的结构件，该结构件具有本发明目的要克服的一些缺陷；

图3以分解透视图示出了一种用于实施根据本发明的方法的布置；

图4仅示出了该布置的支架与发动机；

图5示出了根据本发明将发动机安装在支柱上的阶段。

具体实施方式

图1示出了一种发动机1，例如具有其旋转发动机舱的开式转子发动机，该发动机在这里被示出为不具有螺旋桨。发动机被安装在支柱3上，该支柱可被固定到航空器的机身(在这里未示出)，与水平面形成非零的角度。图2示出了由申请人开发的并且使得发动机1能够被固定到支柱3的第一支架5的示例。在这里为开式转子发动机的发动机以图解的方式示出，前部的圆柱形部分代表气体发生器，后部的具有更大直径的圆柱形部分代表动力涡轮。典型地为两个对转式螺旋桨的无涵道螺旋桨未示出。第一支架5在发动机侧被具有臂51、53的连接结构件延长，该臂51、53将第一支架的板54或等效物件连接到发动机上的位于壳体的结构性元件(诸如前部的气体发生器骨架(carcass)和支承螺旋桨的后部壳体)上的不同附接点。用于固定到支柱的装置位于板的相对侧。在这里，这同样涉及被设置为同轴地对齐的径向凸耳55和滑动到该凸耳中的同轴的轴31，该轴构成了与支柱是一体的悬挂构件，该支柱在图2中未另行示出。轴31形成支柱的一部分并且形成用于将发动机附接到支柱的装置。

在发动机与支柱之间接收轴向力的装置未示出。另外，板臂57垂直于该板并且在板臂57中形成了凸耳55中的一个，板臂57用作杠杆臂，该杠杆臂的枢转轴线为凸耳55的公共轴线。该杠杆臂接收由发动机传递到支柱的垂向力，尤其是发动机的重量。板臂57以防止该板围绕轴31进行任何旋转的方式安装在支柱上。支柱可包括轴31被固定到其上的结构箱和适于容纳板臂的结合件。在第一支架5连接到箱之后，在图1中可见的支柱3的整流罩被置于箱上合适的位置处。

根据最初设想的并且之后被申请人放弃的安装方法，第一支架首先通过连接结构件固定到发动机，之后组件被置于支柱上合适的位置处。为此，提出了发动机例如在发动机吊运车上，该发动机吊运车大致被设置在支柱的远端端部下方，之后发动机被附接到诸如吊桥的升吊机并且被竖直地升吊以使该发动机到达与轴31大致相同的高度，见箭头Fv。升吊机例如包括具有水平梁的形式的杆，该杆的一个端部通过吊索连接到动力涡轮壳体，相对的端部通过吊索连接到气体发生器壳体。以这种方式，发动机可被移动同时保持其水平轴。

然而，因为支柱3与水平面形成了非零的角度，所以仅升吊发动机，即，仅进行向上的移动是不够的。这是因为第一支架5的移动被支柱所阻碍，尤其被包括支柱的轴31的悬挂构件所阻碍。因此，升吊发动机必须使第一支架5到达与轴31相距一定距离的位置，并且之后必须朝向支柱移动，以使发动机更靠近支柱。尤其在这里，发动机与支柱的相对位置必须使得能够沿着发动机的轴线xx进行简单的水平移动，见箭头Fh。为此，轴31必须被放置为与凸耳55的轴线同轴。在构成了靠近支柱的步骤的该移动期间，必须防止第一支架5与轴31碰撞，考虑到需要作用在支柱上的所移动的组件的重量，该碰撞会有损坏的风险。对支柱进行修理会造成相当高的额外的成本。

显而易见的是，最初设想的该安装方法不是令人满意的；在移动期间损坏支柱的轴31的风险相当大。另外，在升吊之后沿不同的方向进行数次移动，这使得安装的实施复杂化并且需要系统沿至少两个方向水平地移动升吊机。

因此，申请人寻求补救这些缺陷的解决方案。在图3、图4和图5中示出了该解决方案。

本发明的系统包括悬挂支架6和中间部件7。悬挂支架6自身包括通过连接结构件61、63从发动机侧延伸的板64或等效物件。

该连接结构件例如由在开式转子发动机的情况下支承螺旋桨的后壳体上的后紧固件61和气体发生器的骨架上的前紧固件63形成。连接结构件的实现不构成本发明的一部分并且将不详细说明。至少执行悬挂支架与发动机的紧固的功能的任何结构都是适合的。

悬挂支架6在与连接结构件相对的一侧还包括用于通过中间部件7固定到支柱的装置。悬挂支架的板64以能够到中间部件7上并且通过任何合适的可移除装置(诸如通过螺钉或螺栓)固定到该中间部件的方式进行结合。图4示出了就位以螺旋进入在中间部件7的板中形成的对应开口中的螺钉66。

中间部件7包括板或等效物件74，该板或等效物件以能够到悬挂支架6上并且被固定到该悬挂支架的方式结合在支架侧。例如，板74可具有平面表面，该平面表面形成了用于支架板64的对应的平面表面的支承表面。中间部件7以能够被安装在与支柱是一体的发动机悬挂构件上，并且尤其被安装在构成这些悬挂构件的轴31上的方式结合在支柱侧。后面的这种结合件包括两个被布置为接纳轴31的凸耳75。这种连接可包括柔性垫，该柔性垫例如可以为弹性材料块或编织(braided)金属块，使得能够减小被传递到航空器的舱室的发动机振动。柔性垫可被包含在支柱的轴31与中间部件7的凸耳75之间。根据该实施例，中间部件设有臂77，该臂77的功能为接收由发动机传递到支柱的垂向力。该臂77以防止中间部件7围绕与支柱是一体的轴31进行任何旋转的方式固定到支柱。

在这里，定心销67被设置在支架板64上，并且能够与被设置在中间部件7的板74上的对应的定心开口(未示出)以有助于将发动机安装和定位在支柱上的方式配合。作为替代方案，定心销可被设置在中间部件的板上，并且对应的定心开口可被设置在支架板上。

安装操作如下。

悬挂支架6首先被固定到发动机，同时发动机仍在地面上。通过将支柱3的轴31引入到中间部件的凸耳75中以及将臂77引入到该支柱上的该臂的外壳中来将中间部件7固定到支柱3。因此，确定了中间部件7围绕轴31的位置：不可能进行旋转。

配备有悬挂支架6的发动机随后被设置为大致与支柱的自由远端端部成直线。发动机围绕其轴线被定向，使得该发动机的板64的自由结合件平行于中间部件的板74的自由结合件。如在图5中可见的，发动机被升吊进行竖直移动，见箭头Tv，直至已在支柱上的合适位置处的中间部件7的水平高度。之后与发动机的轴线成直角地移动该发动机，朝向中间部件7进行水平移动，见箭头Th。优选地，定心销67平行于移动的水平方向延伸，使得每个该定心销与设置在中间部件7的板74上的对应的定心开口的轴线大致对齐。因此，定心销和定心开口确保了在水平移动期间使悬挂支架相对于中间部件正确地定位。一旦两个板64和74彼此接触并且由于悬挂支架和中间部件的结合件的互补性质使得两个板64和74被定位为相对于彼此紧靠，则这两个板可通过螺钉66相互连接。

换言之，中间部件7具有如下结合件，该结合件能够与设置在悬挂支架6上的互补的结合件以在靠近支柱的步骤结束时将悬挂支架相对于中间部件锁定就位的方式配合。由于这种固定，悬挂支架和中间部件的板64和74可分别相互连接而没有在连接操作期间一个相对于另一个移动的任何风险，尤其没有当固定螺钉被置于合适的位置时一个板在另一个板上不合时宜地滑动的任何风险。在连接操作期间，该固定足以将提升设备保持在靠近结束时的位置处。由于两个结合件的配合，提升设备相对于支柱的任何小的意外的移动将不会导致悬挂支架6在中间部件7上移动。

在本申请所说明的实施例中，中间部件7的结合件包括板74和与定心销67对应的开口(未示出)。悬挂支架6的互补的结合件包括板64和定心销67。要理解的是，可通过不包括板和/或定心销的其它布置来产生两个结合件，条件是这些布置使得悬挂支架能够在靠近支柱的步骤结束时相对于中间部件进行定位。例如，可设置具有凸出部分的表面来替代中间部件7的板，以及可设置具有中空部分的表面来替代支架板，该凸出部分被安装到该中空部分中。

因此，本发明的解决方案使得能够进行实施起来简便的发动机安装操作，尤其凭借中间部件使得损坏与支柱是一体的发动机悬挂构件的风险最小化，该中间部件与支柱的固定不会造成任何特殊的问题并且可实现支柱的最优的安全性。

Claims (12)

1.用于将发动机(1)安装在航空器支柱(3)上的方法，所述航空器支柱包括与所述航空器支柱是一体的发动机悬挂构件，所述发动机与悬挂支架(6)是一体的，所述发动机从所述航空器支柱通过所述悬挂支架悬挂，所述方法包括沿竖直方向升吊所述发动机直至所述航空器支柱处的步骤，之后包括通过沿另一个方向移动所述发动机来靠近所述航空器支柱的步骤，事先通过将中间部件(7)附接到所述悬挂构件来将所述中间部件固定到所述航空器支柱，其特征在于，所述中间部件(7)具有如下结合件，该结合件用于与设置在所述悬挂支架(6)上的互补的结合件通过接合而以在靠近所述航空器支柱的移动结束时将所述悬挂支架相对于所述中间部件锁定就位的方式配合。

2.根据前一项权利要求所述的方法，其中，所述发动机沿着轴线延伸，并且所述两个结合件以能够通过垂直于所述发动机的轴线移动来执行所述靠近移动的方式布置。

3.根据前一项权利要求所述的方法，在水平面中执行所述方法的移动。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，在所述靠近移动期间，通过设置在所述两个结合件中的一个上的定心销(67)来引导所述悬挂支架并将所述悬挂支架相对于所述中间部件定位，所述定心销(67)与在另一个结合件中形成的定心开口相配合。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，所述方法包括一旦所述悬挂支架相对于所述中间部件被锁定就位则将所述悬挂支架(6)固定到所述中间部件(7)的步骤。

6.用于实施根据前述权利要求中任一项所述的方法的系统，所述系统包括悬挂支架(6)和中间部件(7)，所述悬挂支架被布置为通过连接结构件(61，63)连接到所述发动机，所述中间部件(7)被布置为以独立于所述悬挂支架(6)的方式安装到所述航空器支柱(3)。

7.根据前一项权利要求所述的系统，所述系统包括用于将所述悬挂支架固定到所述中间部件的装置。

8.根据前一项权利要求所述的系统，所述系统的固定装置包括将所述悬挂支架连接到所述中间部件的螺栓或螺钉(66)。

9.根据权利要求6至8中任一项所述的系统，所述系统包括用于将所述悬挂支架关于所述中间部件锁定就位的装置。

10.根据权利要求6至8中任一项所述的系统，所述系统的中间部件包括凸耳，所述凸耳被布置为与和所述航空器支柱是一体的悬挂构件配合。

11.根据前一项权利要求所述的系统，其中，所述悬挂构件包括被固定到所述航空器支柱的水平轴。

12.包括航空器和至少一个发动机的组件，所述发动机通过根据权利要求6至11中任一项所述的系统被固定到航空器支柱。

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