CN107922052A - 具有内置的多功能框架的飞机发动机挂架 - Google Patents

Abstract

本发明旨在解决由多个组合的盒段所构成的多个挂架的质量及复杂性的多个问题。为此，本发明有效地提出了在一个基本上一致的框架的周围组织所述发动机与机翼的接口，配置用以结合多个功能(传动、安全)以及容置挂架设备(灭火器、换热器等)。所述框架形成一结构组件，能够传送负载并且能够形成适合于所述框架的一空气动力整流罩。根据本发明的一种挂架包括一单一结构且多功能的框架(10)，是由多个主通道(11；11a至11e)以及一格状构件(20)所构成，所述主通道(11；11a至11e)用以容置在所述发动机和所述机翼结构之间的多个设备及传动系统(41a至41c)，以及所述格状构件(20)用于多个臂件(12)以及连接所述多个臂件的多个节点(13)。所述多个臂件(12)和/或多个通道(11；11a至11e)能够以由所述多个臂件(12)和所述多个通道(11；11a至11e)的一预设定位所预定的一构造来固接多个导流板体(14)以形成一空气动力整流罩。

Description

具有内置的多功能框架的飞机发动机挂架

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于通过悬挂或以其它方式连接一发动机到一飞机的所述机翼或所述机身上的飞机挂架，所述挂架具有一整合的多功能框架结构。

本发明涉及在一发动机与其余的任何类型的工业产品的设备之间的接口，特别是在航空及航天领域中，以优化质量及多个生产周期为多个必要条件。

在航空电子领域中，所述连接是一种挂架，连接任何类型的发动机，特别是一涡轮喷气发动机或一涡轮螺旋桨发动机。图1以及在图1在所述挂架1及所述涡轮喷气发动机3的水平上的放大图(图1A)，示出了一飞机100的一传统的挂架1的位置，位于所述飞机100的一机翼2与所述涡轮喷气3之间，所述挂架1配备有一系统，用于通过分别位于一风扇整流罩3s及一涡轮整流罩3t的后方水平处的中心附接件及后部附接件，将所述挂架1连接到所述机翼2以及所述涡轮喷气发动机3。

如所述图2的前视图所示，一挂架1传统地由一组件构成，所述组件包括多个结构：一主要的中央刚性结构4C，被多个次要的空气动力结构包围，以及一下部空气动力整流罩4F。所述多个次要的空气动力结构包括一前部结构4A和一后部结构4B，位于一整流罩4K的其中一侧，用于将所述整流罩4K连接到所述机翼2(称为一Karman整流罩，所述Karman整流罩的位置以虚线示出)，所述下部空气动力整流罩4F设置在所述主要的结构4C及所述后部空气动力结构4B两者的下方。所述图示也示出了所述多个附接件，将所述挂架连接到所述机翼以及所述涡轮喷气发动机的所述多个整流罩，即所述多个附接件分别为2c、2r及2m、2n。

背景技术

一挂架的所述机械组装是由几百个部件组装而成的多个基本结构所构成，用于吸收多个机械负载或输送多种流体，同时解决重量及生产周期的多个目标。

由于需要满足所述发动机环境以及所述发动机环境的多个功能，所述多个飞机挂架结构形成一复杂构件，具有一非常高水平的多个限制，特别是：空气动力、结构性、推力吸收、电线系统的传动、燃料、在发动机和机翼之间通过多个适当的管道的液压线路及气动线路。

所述多个结构通常包括多个盒段，通过由多个连接的侧部整流板体所连接的上桁条和下桁条所形成，并通过多个横向翼肋加强。所述多个盒段被设计成将由所述多个发动机产生的静态力和动态力：质量、推力、动力及振动传递到所述机翼。

然而，所述多个结构的所述组件通常是通过多个螺栓与多个铆钉固定在一起，受到与大量部件相关的许多机械性缺点，亦因而涉及这样的一组件的复杂度：振动、膨胀、质量、空气动力学、更大量的系统的传动等，同时多个发动机变得更大及更重。

大量的改进已经被提出来解决这些问题。

例如，从专利文献US 2012/080554中得知，将多个剪切销增加到所述多个前翼，以吸收被施加在所述挂架上的纵向、横向及竖直方向上的力。

为了减少适合于所述机翼的所述侧前部附接件的弯曲，专利文献EP 2 426 051提出了一种配备有一球形关节的一中央前部附接件，所述球形关节与所述多个侧前部附接件的多个第一孔横向地对齐。

在专利文献US 8 366 039中，所述前部附接件是柔性的，以吸收特别是由多个风扇叶片撞击所造成的所述多个前部整流罩部件的多个变形。

此外，在文献US8 336 813中，所述挂架的所述后下部沿着所述对应的机翼的所述挂架的根部的方向弯曲，以偏转所述空气动力气流﹐并且补偿由所述挂架的存在所造成的多个局部上升变化。

为了限制空气动力阻力并因此减少燃料消耗，专利文献EP 2 030 892提出了一种在所述挂架的两部分之间的一关节运动，所述挂架连接所述发动机的一整流罩以及所述飞机机翼，使得能够在巡航阶段中将所述发动机移动远离所述机翼，以及使它们更加靠近彼此，并因此在起飞或着陆阶段中，将所述发动机移动远离地面。

在文献US 6 838 955所描述的方案中，所述挂架在其后方部分及所述后部附接件的多个安装接合部件的逐渐加宽，使得能够增加所述多个接合组件之间的距离，并因此传递多个大幅提高的力，因此能够安装多个更重及更强大的发动机代替最初用于给定的机翼的那些发动机。

其它解决方案提供了多种附加装置：轴承、致动器、液压活塞、链接等，以抵抗所述发动机的纵向挠曲或改善多个推力的所述吸收。(比照多个具体的文献：EP 1 571 080、EP1 571 081及EP 1 571 082中)。

此外，文献US 20120104/62描述了一种飞机挂架，包括用于刚性连接到所述发动机及所述机翼的装置，具有用于设备及多个传动系统的一管道，以及一分离的框架。以及文献FR2 931 133公开了一飞机挂架，具有用于设备和多个传动系统的多个管道，所述管道位于所述挂架的一盒段的每一侧。最后，文献US 20110121132示出了另一种挂架，包括一框架，所述框架不具有用于在所述发动机和所述机翼之间的设备及多个传动系统的壳体。

所述多种组件增加了多个部件的数量，亦因此增加了整体的质量，并且保持结构复杂性。因此，所述多个构成的盒段保持着难以进入及禁止进入，所述盒段不允许所述多个内部构件轻易地进入。此外，所述多个组件的所述结构不考虑关于安装、维护及生产的限制，以及与压力和温度相关的多个变化的限制，或是多个安全规则的多个要求(多种泄漏的恢复等)。

因此，所有的所述多个限制导致在多个结构内安装需要连接的电路(具有多个泄漏的风险)，以及专用的区域排水及密封系统。

此外，安装在所述多个挂架中的多个空气回路包括多个进气管，用于将汇集在所述挂架内的冷空气和热空气导向一热交换器。所述多个管道与所述结构分离并且固接到所述多个结构。所述多个不同的管道与所述接收结构之间的温差可以是几百摄氏度，所述温差导致不能轻易地及有效地解决的差别扩张的多个问题。

发明内容

本发明旨在克服现有技术中存在的多个问题，特别是那些与所述挂架的复杂性和质量相关的问题，以及通过一种包括在从多个专用的盒段组装一飞机挂架，并且通过多个专用的附接件的装置将所得到的组件连接到所述发动机及所述机翼的方法，来满足多个空气动力学要求。实际上，本发明提出将所述发动机与机翼的接口组织在一个基本上一致的框架的周围，所述框架配置成整合多个功能(通过电路及管道系统)，以及保护所述挂架设备(灭火器、换热器等)。所述框架用于形成一结构组件，能够传输多个力，并且能够形成用于所述框架的一空气动力整流罩。

为此，本发明包括一飞机挂架，通过刚性连接到一发动机和一飞机的机翼，适于作为一发动机以一飞机机翼或机身之间的一接口。所述挂架包括一单一多功能结构框架，是由多个主要的通道以及一格状构件所构成，所述主通道用以容置位在所述发动机和所述机翼或机身之间的多个设备及传动系统，以及所述格状构件用于多个臂件以及连接所述多个臂件的多个节点，所述多个臂件及/或多个通道适于固接多个整流板体。通过所述多个臂件及所述多个通道的一预设定位的方法来固接，形成具有一预定构造的一空气动力整流罩。

在这些条件下，消除了所述多个挂架的所述各种结构之间的多个隔板，并且所述多个板体不再是结构性的，然后可容易地拆卸，所述多个板体简化了设备的进入-灭火器、热交换器及多个系统与电子线路、液压回路、燃料及空气供应回路等，并因此通过形成所述框架的所述连接的格状构件的适应性，使得多个安装限制得以放松，而有利于在整体质量上的一显着的减小。

此外，所述多个回路形成所述框架的一整体部分，从而消除了多个安装问题，多个连接器的使用，因而减少了与泄漏相关的多个风险。此外，由于框架仅由一种材料构成，将热空气回路及冷空气回路汇集到所述框架中消除了差速膨胀的可能性。

根据多个优选实施方案：

-所述框架是由一金属合金所构成，所述金属合金是选自于包含至少10％的镍的一不锈钢以及主要以镍和铬为基础的一合金所组成的一群组，例如多个“铬镍铁”合金，也包括铁、钼，铌及钴；所述多个合金能够承受高于或超过多个目前最高值的温度和/或发动机功率；

-所述框架是通过一工艺来生产，所述工艺是选自于焊接、模制及/或3D打印(即在三个维度上打印，所述3D打印工艺也被称为“积层制造”)所组成的一群组；

-所述框架是通过使用一模制或3D打印工艺的应用而被一体成型制造，或是通过模制及/或3D打印并焊接及/或胶合在一起而被制造成多个部件；

-所述多个传动系统中的至少一个是根据一双层蒙皮结构被整合到所述多个通道中；

-所述多个板体通过多个可拆卸的机械装置连接到所述框架的所述多个臂件和/或所述多个管道。

本说明书中，所述多个修饰语“上部”和“下部”涉及一种在标准使用下将所述发动机悬挂在所述机翼的下面的构造。在具有所述发动机在所述机翼的上面的构造中，所述多个修饰语会是相反的。此外，所述位置术语“前部”、“后部”，诸如此类等，理解为根据所述飞机在所述飞机的飞行中的通常运动中的标准使用。所述多个修饰语“侧面”还涉及在一平面的一视图，所述平面平行于在一飞机的轴线上纵向延伸的对称结构的中心平面。

附图说明

本发明的其它数据，特征和优点在阅读下面的非限制性描述与参考多个附图，将变得显而易见，所述多个附图示出了：

-图1、1A及2：示出了一传统飞机挂架(已评论)的多个视图，分别位于一涡轮喷气发动机与一飞机机翼之间，放大了所述涡轮喷气发动机的上方以及一侧视图；

-图3及4是根据本发明的一整合的框架挂架的一示例的侧视图及俯视图；

-图5是用于液压流动和燃料供应的一双层蒙皮管道的一示意图；以及

-图6是多个回路整合到根据本发明的一挂架的所述示例的一示意图。

具体实施方式

请参照图3及4的所述侧视图及俯视图，示出了根据本发明通过应用所述3D工艺在所述实施例中生产的一整合框架的挂架10的一实施例，示出了多个主通道11，即多个通道11a至11c，多个臂件12连接所述多个主通道11以形成一连接格状构件20。所述多个臂件12将所述多个通道11连接在一起，并相交在多个节点13，用以加强所述框架10的整体。

多个非结构板体14通过多个可拆卸的装置：螺栓，夹子、凸缘，诸如此类等来固接到所述格状构件20的所述多个臂件12及所述多个通道11。为了能够看见所述挂架的框架10，所述多个板体14的一部分未在图3和图4中示出，当所述框架10被安装在一飞机机翼上时，当所述框架10完全被多个板体14覆盖。以及所述多个板体的组合形成一整流罩，所述整流罩的所述空气动力学是由所述构造控制，所述构造为所述多个管道11和所述格状构件20的所述多个臂件12的所述相对的定位所导致。

所述框架10的多个壁体31有利地形成一隔热壳体30用于一热交换器(未示出)。作为一常规的多个热和/或电绝缘壁体，形成所述框架的一组成部分，可在所述多个管道和格状构件的多个臂件之间提供，以构成多个壳体，例如用于一灭火器或其它设备。

更具体地参考所述多个通道，如图5所示，一通道11a具有两层蒙皮P1及P2接收多个回路，例如多个液压管或一燃料供应回路(比照图6)。所述多个通道11d及11e还接收多个空气管道用于机舱空气调节。

所述图6的侧视图示出了多个液压管41a有利地配置在多个一致的层体中，一燃料回路41b及一灭火器管道41c分别地整合在根据本发明的所述挂架框架10的所述多个通道11a、11b及11c中(比照图4和5)。所述多个管道的尺寸及配置可直接接收所述多个回路和多个管道。

具体地，所述燃料回路41b被整合到所述双层蒙皮通道11b中，所述气密外蒙皮的所述构造由所述框架10的所述结构强度及多个空气动力学限制所控管，同时符合所述机翼2的一侧的内径、几何形状及接口以及所述发动机3的一侧的内径、几何形状及接口(比照图1)。

本发明不限于所描述及示出的多个实施例。因此，所述框架的尺寸有利地整合与在所述机翼和所述发动机之间的温度梯度相关的多个附加限制。此外，用于制造根据本发明的所述框架的所述材料可以是一种包含镍的一不锈钢，或是主要以镍和铬为基础的一合金，例如所述“铬镍铁”625或718合金，也包括铁、钼、，铌及钴。

作为将挂架连接在一飞机的所述机翼下方的一替代物，在多个等同的实施例中，所述挂架可以直接固接到一飞机的一机身或所述机翼的顶部上。

此外，所述框架能够以一体成型制造，或是通过模制、胶合或任何其它用于将这种类型的组件紧固在一起的装置而被制造成固定在一起的多个部件，所使用的基础的工艺是3D打印和/或模制。

此外，根据本发明的所述机翼和所述发动机的具有一框架的一挂架与至所述多个连接，也是用于参考图1A及图2所描述的所述具有一多盒段结构的多个挂架的所述多个连接。

此外，所述格状构件的所述臂件密度在所述框架中基本上是恒定的，但在所述挂架的一些部分中可以具有一较高的数值，例如，以形成一下方的后部整流罩。

Claims (6)

1.一种飞机挂架，通过刚性连接到一发动机(2m,2r)和一飞机的机翼(2c,2r)，适于作为所述发动机(3)和所述飞机的机翼(2)或一机身之间的一接口，其特征在于，所述飞机挂架包括：一单一个且多功能的结构框架(10)，是由多个主通道(11；11a至11e)以及一格状构件(20)所构成，所述主通道用以容置位在所述发动机(3)和所述机翼(2)或所述机身之间的多个设备及传动系统(41a至41c)，以及所述格状构件(20)用于多个臂件(12)以及连接所述多个臂件(12)的多个节点(13)，所述多个臂件(12)及/或多个通道(11；11a至11e)适于根据由所述多个臂件(12)及所述多个通道(11；11a至11e)的一预设定位的一预定构造来固接多个导流板体(14)以形成一空气动力整流罩。

2.如权利要求1所述的飞机挂架，其特征在于，所述框架(10)是由一金属合金所构成，所述金属合金是选自于包含至少10％的镍的一不锈钢以及主要以镍和铬为基础的一合金所组成的一群组。

3.如权利要求1或2中任一项所述的飞机挂架，其特征在于，所述框架(10)是由一工艺来生产，所述工艺是选自于焊接、模制及/或3D打印所组成的一群组。

4.如前述权利要求所述的飞机挂架，其特征在于，所述框架(10)是通过使用一模制或3D打印工艺的应用而被一体成型制造，或是通过模制及/或3D打印并焊接及/或胶合在一起而被制造成多个部件。

5.如前述权利要求任一项所述的飞机挂架，其特征在于，所述多个传动系统(41a)中的至少一个是根据一双层蒙皮结构(P1,P2)被整合至所述多个通道(11a)中。

6.如前述权利要求任一项所述的飞机挂架，其特征在于，通过多个可拆卸的机械装置，所述多个板体(14)被固接至所述多个臂件(12)和/或所述框架(10)的所述多个通道(11；11a至11e)。