CN108725806B - 用于飞行器的发动机组件及相关的飞行器 - Google Patents

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Abstract

用于飞行器的发动机组件及相应的飞行器。为了减小用于飞行器的发动机组件的前部发动机安装件(7c)的重量和体积，本发明提供了：发动机安装吊挂架，其包括形成由前部封闭肋(42a)封闭的盒的主结构(8)；前部发动机安装件(7c)，其包括至少两个连接连杆(56)，所述至少两个连接连杆侧向地布置在所述盒各侧，并且每个连接连杆包括安装在所述壳体的第一装配件(58)上的第一端部。根据本发明，肋(42a)形成前部安装件(7c)的一部分，包括至少一个制成单件的横向装配件(50)以封闭盒(8)的前端并且具有在盒的每一侧上侧向突出的凸耳(52)，每个凸耳设有用于安装连杆(56)之一的第二端部的第一孔口(54)。

Description

用于飞行器的发动机组件及相关的飞行器
技术领域
本发明涉及用于飞行器的发动机组件的领域，所述发动机组件包括发动机、以及一种用于将发动机附接在该飞行器的机翼下方的设备。例如，从文献FR 3 014 840中已知一种这样的附接设备。
其优选地应用于商用飞行器。
背景技术
在现有的飞行器上，发动机(如涡轮风扇发动机)通常通过称为EMS(发动机安装结构)的复杂附接设备或安装吊挂架而附接到机翼下方。习惯采用的安装吊挂架具有主结构，也被称为刚性结构。这种刚性结构通常形成盒，即通过组装通过位于盒内部的多个横向加强肋相互连接的上部纵梁和下部纵梁而构成。纵梁被安排为上部面和下部面，而侧面板封闭盒的侧面。角形托架可以提供吊挂架的主结构的这些构成元件之间的机械连接。
以已知的方式，这些附接设备的主结构被设计成使得能够将由发动机产生的静态力和动态力(如重量、推力、或者又是各种动态力)传递到机翼。
在已知的现有解决方案中，常规地通过由前部发动机安装件、后部发动机安装件、和推力吸收设备组成的附接装置在发动机和主结构之间传递力。这些元件通常形成等静压附接系统。
前部发动机安装件通常包括与连接连杆相铰接的主体，所述连接连杆的另一端部安装在风扇壳体的装配件上。主体压靠盒的前端的底部，并且通过穿过盒的前部封闭肋的底板的螺栓固定于其上。该安排包括多个部件，这些部件在质量和整体尺寸方面(特别是在竖直方向上)成本高昂。
因此需要优化前部发动机安装件的设计，以便减小其质量和整体尺寸。
发明内容
为了解决这个需要，本发明涉及一种用于飞行器的发动机组件，包括：
-发动机，所述发动机包括由中间壳体向后延伸的风扇壳体；
-吊挂架，所述吊挂架用于将所述发动机安装在飞行器机翼下方，所述吊挂架包括形成由前部封闭肋封闭的盒的主结构；
-用于将所述发动机附接到所述吊挂架的所述主结构的附接装置，所述附接装置包括将所述主结构连接到所述风扇壳体或连接到所述中间壳体的前部发动机安装件，所述前部发动机安装件包括至少两个连接连杆，所述至少两个连接连杆侧向地布置在所述盒的两侧，并且每个连接连杆包括安装在相关的风扇或中间壳体的第一装配件上的第一端部。
根据本发明，所述前部封闭肋形成所述前部发动机安装件的一部分，所述前部封闭肋包括至少一个单件式的第一横向装配件，第一横向装配件用以封闭所述盒的前端并具有在所述盒的每一侧上侧向突出的凸耳，每个侧向突出的凸耳设有用于安装所述连接连杆之一的第二端部的第一孔口。
因此，值得注意的是本发明简化了前部发动机安装件的设计，从而产生了就质量和整体尺寸而言的节省。具体地讲，归功于盒的前部封闭肋的至少一部分与现有技术中形成附接件主体的部件整合为单件，前部发动机安装件在竖直方向上具有较小的尺寸。
本发明单独地或组合地具有以下可选特征中的至少一个可选特征。
所述第一横向装配件还包括相对于所述盒向下突出的凸耳，所述向下突出的凸耳设有用于安装所述相关的风扇或中间壳体的第二装配件的第二孔口。
每个第一孔口和/或所述第二孔口在所述发动机组件的纵向方向X上定向。
根据本发明的第一优选实施例，所述前部封闭肋还包括与所述横向装配件一体形成的以下元件中的至少一者：
-第一固定构件，所述第一固定构件用于将所述前部封闭肋固定到所述盒的上部纵梁，所述第一固定构件从所述第一横向装配件的顶端部向后突出；
-第二固定构件，所述第二固定构件用于将所述前部封闭肋固定到所述盒的下部纵梁，所述第二固定构件从所述第一横向装配件的下部向后突出；
-至少一个第三固定构件，所述至少一个第三固定构件用于将所述前部封闭肋固定到所述盒的一个或多个侧面板，每个第三固定构件从所述第一横向装配件的一侧端部向后突出；以及
-一个或多个次级结构支撑构件，所述一个或多个次级结构支撑构件从所述第一横向装配件向前突出。
根据第二优选实施例，所述前部封闭肋还包括在所述发动机组件的纵向方向X上叠置在所述第一横向装配件上的附加的单件式的第二横向装配件，所述第一和第二横向装配件具有基本上相同的形状并且优选地通过螺栓彼此固定。
在此第二实施例中，所述前部封闭肋优选地包括单件式后部固定装配件，所述单件式后部固定装配件包括以下元件中的至少一者：
-横向平台，所述横向平台在所述纵向方向X上叠置在所述第一和第二横向装配件上；
-第一固定构件，所述第一固定构件用于将所述前部封闭肋固定到所述盒的上部纵梁，所述第一固定构件从所述横向平台的顶端部向后突出；
-第二固定构件，所述第二固定构件用于将所述前部封闭肋固定到所述盒的下部纵梁，所述第二固定构件从所述横向平台的底端部向后突出；
-至少一个第三固定构件，所述至少一个第三固定构件用于将所述前部封闭肋固定到所述盒的一个或多个侧面板，每个第三固定构件从所述横向平台的一侧端部向后突出。
所述前部封闭肋优选还包括单件式前部支撑装配件，所述单件式前部支撑装配件包括从该前部支撑装配件的平台向前突出的一个或多个次级结构支撑构件。
无论设想哪个实施例，所述前部发动机安装件均被构造成用于至少吸收在所述发动机组件的横向方向Y和竖直方向Z上施加的力。
附接装置优选地还包括用于吸收推力的后部发动机安装件和侧向连杆。
本发明还涉及一种包括至少一个这种发动机组件的飞行器。
本发明的其他优点和特征将在以下非限制性的详细说明中变得明显。
附图说明
将参照附图给出此说明，在附图中：
-图1表示包括根据本发明的发动机组件的飞行器的侧视图；
-图2是根据本发明的发动机组件的纵向截面的示意图；
-图2a是沿图2中的线IIa-IIa截取的配备图2所示组件的吊挂架的主结构的截面图；
-图3是前述附图中所示的组件的发动机的示意性透视图，示意性地表示附接装置对力的吸收；
-图4是沿图7中的线IV-IV截取的截面图，示出了根据本发明的第一优选实施例的前部发动机安装件；
-图5是沿图4中的线V-V截取的截面图；
-图6是沿图4中的线VI-VI截取的截面图；
-图7是沿图4中的线VII-VII截取的截面图；
-图8表示类似于图4的截面图，其中前部发动机安装件符合本发明的第二优选实施例，此图8对应于沿图9中的线VIII-VIII截取的截面图；以及
-图9是沿图8中的线IX-IX截取的截面图。
具体实施方式
参照图1，示出了包括机身3的飞行器200，两个机翼2(图1中仅可见一个)固定到所述机身，每个机翼承载根据本发明的一个或多个发动机组件5。发动机组件5(也被称为推进组件)包括涡轮风扇发动机10(如涡轮喷气发动机)、用于附接发动机10的设备4(也称为安装吊挂架)以及围绕发动机的短舱11。常规地，发动机组件5悬挂在其机翼2下方。
贯穿以下说明，按照惯例，方向X对应于设备4的纵向方向，其与涡轮喷气发动机10的纵向方向和发动机组件5的纵向方向等效地相似，这个方向X平行于此涡轮喷气发动机10的纵向轴线9。另一方面，方向Y对应于相对于设备4横向定向的方向、并且与涡轮喷气发动机的横向方向和发动机组件5的横向方向等效地相似，并且方向Z对应于竖直方向或高度，这三个方向X、Y和Z彼此正交。
另一方面，术语“前”和“后”是相对于作为由涡轮喷气发动机10施加推力的后果的飞行器向前移动的方向而考虑的，此方向由图2中的箭头13示意性地表示。参照该图，涡轮喷气发动机10包括由各种壳体形成的外部结构蒙皮。这些壳体从前到后是风扇壳体20、中间壳体22、中央壳体24、和气体喷射壳体26。中间壳体22包括外部整流罩28，该外部整流罩与风扇壳体的后部对准并且具有基本上相同的直径。该整流罩28承载内部径向结构臂(未示出，也被称为结构OGV)，这些结构臂以其内端连接到中间壳体22的毂32。
发动机组件5还包括表示主结构8的安装吊挂架，但不包括旨在安装在该主结构8上的次级结构。这些次级结构是常规的，并且在下文中不进行更详细的描述。这些次级结构在支撑空气动力学导流元件的同时提供隔离和系统固位。
主结构8形成盒，即由上部纵梁36和下部纵梁38以及两个侧面板40(在图2中仅可见一个)形成。这些盒元件通过内部横向加强肋42相互连接，所述内部横向加强肋通常定向在平行平面YZ中。这些肋在方向X上分布在盒中。位于前端的肋42a被称为盒的前部封闭肋。该前部封闭肋特定于本发明，并且在下文中详细描述。参照图2a，应当指出，角形托架43还可以安排在元件36、38、40之间，以使这些元件能够彼此固定。替代性地，同样有可能提供更“整合”的盒设计，其中可以由相同部件形成多个这些元件36、38、40中的全部或部分。
盒8通过常规装置18固定到机翼2，未进行描述。此外，发动机10通过附接装置7附接到机翼下方的盒8，该附接装置优选地由前部发动机安装件7c、后部发动机安装件7a和用于吸收推力的设备构成，所述用于吸收推力的设备由用于吸收推力的两个侧连杆7b形成。后部发动机安装件7a将喷射壳体26连接到盒的下部纵梁38。前部发动机安装件7c就其部件而言特定于本发明，并且将盒的前端连接到风扇壳体20或连接到中间壳体22的后部并与其对准。在后一种解决方案中，前部发动机安装件7c更优选地连接到此中间壳体22的外部整流罩28。
附接装置7优选地形成等均衡力吸收系统。实际上，如图3示意性地示出，前部发动机安装件7c仅处理对方向Y和方向Z上的力的吸收，而连杆7b仅吸收方向X上的力。对于后部发动机安装件7a，这限定了安排在竖直中央平面XZ的相应相对侧上的两个侧向半安装件7a'、7a”。第一半安装件7a'被设计成仅用于吸收在方向Z上定向的推力，并且第二半安装件7a”被设计成仅吸收在方向Y和方向Z上定向的推力。因此在该构型中，借助于连杆7b吸收在方向X上施加的力，借助于前部发动机安装件7c和第二后部半安装件7a”吸收在方向Y上施加的力，同时借助于前部发动机安装件7c和两个后部半安装件7a'、7a”共同吸收在方向Z上施加的力。
另一方面，借助于两个后部半安装件7a'、7a”在竖直方向上吸收在方向X上施加的力矩，借助于这两个半安装件与前部发动机安装件7c共同在竖直方向上吸收在方向Y上施加的力矩，并且借助于第二后部半安装件7a”与前部发动机安装件7c共同在横向方向上吸收在方向Z上施加的力矩。
接下来参照图4至图7描述前部发动机安装件7c的第一优选实施例。由于盒的前部封闭肋42a是安装件7c的组成部分，因此该安装件7c具有部分整合到吊挂架的主结构8中的具体特征。更确切地说，在该第一优选实施例中，前部封闭肋42a被制成单件，例如模压成型。该前部封闭肋包括多个制成单件的元件，包括基本上在平面YZ上定向的横向装配件50。该横向装配件50使得不仅封闭盒8的前端，而且还具有用于固定安装件7c的其他部件的一体式凸耳。
这些首先是在方向Y上在盒的每一侧上横向突出的两个凸耳52。这两个凸耳52优选地相对于发动机组件的竖直中央平面XZ(由图7中的截面线IV-IV表示)对称安排。这两个凸耳因此从两个侧向板40侧向突出，向外和向下延伸。
这些凸耳中的每一个凸耳均采用单个装配件或轭的形式，具有穿过其中的旨在用于铰接图7中所示的连接连杆56的第一安装孔口54。各连杆56相对于盒8横向地位于盒的任一侧。这些连杆倾斜以便向下和侧向向外延伸。其中每一个连杆具有安装到第一装配件58上的第一端部，所述第一装配件紧固于风扇壳体20上或紧固于中间壳体的外部整流罩28上。因此所述两个第一装配件58是从相关壳体向上突出的凸耳。其中每一个装配件具有穿过其中的在方向X上定向的第一剪切轴线60。
两个连接连杆56中的每一者的另一端部安装在相关联的凸耳52的第一安装孔口54中并且铰接到该第一安装孔口。与第一孔口54一样在方向X上定向的第二剪切轴线62穿过这同一孔口54以及连杆56的第二端部。
另一方面，横向装配件50还整合了相对于盒向下突出的凸耳64。呈单个装配件或轭形式的该凸耳64旨在被安装在并铰接到紧固到相关联的壳体20、28的第二装配件66上。为此，第三剪切轴线68穿过凸耳66和第二装配件66的第二孔口70。该第三剪切轴线68并且类似地第二孔口70在方向X上定向。
归功于将横向装配件50和凸耳52、64制成单件，因此前部安装件具有较小的质量，因为一方面消除了通常使用的螺栓，并且另一方面消除了为这些螺栓而通常采用的增加的厚度。整体尺寸也被减小，这使得发动机能够在方向Z上更靠近吊挂架，从而增加离地间隙。而且，由于前部安装件7c的组成部分的数量减少，制造变得更加简单。最后，由此安装件的机械强度也因此增加，这使得能够整合更强劲的发动机。
在该第一优选实施例中，前部封闭肋42a将制成单件的其他元件与横向装配件50整合在一起。
首先，这是指所有固定构件从横向装配件50向后延伸，并且这些固定构件一起形成大致方形或矩形截面的结构，如图5所示。这些元件位于主结构8的内部，压靠并固定到该主结构的构成元件上。固定是以常规方式用铆钉或螺栓来进行的，直径例如在10mm和15mm之间，包括端值。这些螺栓/铆钉(未示出)因此穿过在下文中详细描述的固定构件、纵梁36、38、侧面板40、和角形托架43。
这些螺栓/铆钉包括用于将肋42a固定到上纵梁36的第一构件74。该第一固定构件74从横向装配件50的顶部向后突出。还提供了第二构件76，用于将所述肋42a固定到下部纵梁38，该第二固定构件从所述横向装配件50的下部向后突出。最后，还提供了用于将肋42a固定到两个侧面板40的两个第三构件80，以便两两相配合。每个第三固定构件80从横向装配件50的一侧向后突出。
前部封闭肋42a最终与横向装配件50和固定构件以及一个或多个次级结构支撑构件一体地形成。在此提供了具有图6所示的U形截面的支撑构件84，该支撑构件从横向装配件50向前突出。该构件84支撑例如空气动力学导流罩86和/或系统(如线缆)。
出于所谓的“故障安全”安全原因，前部封闭肋42a可被分成两个不同的部分，分别位于由图4中的线VII-VII示意性地指示的截面平面的相反两侧上。因此，横向肋50将被分成两个叠置部分，使得在其中一个失效的情况下，另一个可以在特定时间内吸收力。
因此，图8和图9示出了第二优选实施例，其中前部封闭肋42a具有与第一实施例基本上相同或相似的形状，同时以固定在一起的多个不同部件的形式制造，每个部件制成单件。由于两个实施例之间的相似性，在附图中，具有相同附图标记的元件对应于相同或相似的元件。
前部封闭肋42a首先包括配备有其凸耳52、64的横向装配件50。所述横向装配件被附加横向装配件50'所复制，所述附加横向装配件在发动机组件的方向X上叠置在其上。两个装配件50、50'具有基本上相同的形状并且优选地通过螺栓或铆钉彼此固定，例如直径在10mm和15mm之间，包括端值。与横向装配件50关于横向平面XZ对称的附加装配件50'具有所谓的“故障安全”安全功能，即使在装配件50发生故障的情况下也能够递送和传递来自发动机的力。相反，在附加横向装配件50'发生故障的情况下，该“故障安全”功能也由横向装配件50提供。
肋42a还包括被压靠并固定到横向装配件50、50'的单件式后部固定装配件88。该装配件88首先包括内接于平面YZ并且压靠附加横向装配件50'的横向平台90。平台90具有局部对应于盒的内横截面的尺寸。从该平台90的顶部、底部和侧面，第一固定构件、第二固定构件和第三固定构件74、76、80成单件分别向后延伸，以与在第一实施例的上下文中描述的方式相同或相似的方式被固定到盒8的元件上。
最后，肋42a还包括被压靠并固定到横向装配件50、50'的单件式前部支撑装配件92。该装配件92首先包括内接在平面YZ上并且在前部压靠横向装配件50的横向平台94。平台94具有局部对应于盒的内部横截面的尺寸。从该平台94延伸具有与第一实施例中描述的截面相同或类似的U形截面的支撑构件84。如在所述第一实施例中所述，构件84支撑例如空气动力学导流罩86和/或系统(如线缆)。
应当指出，将肋42a分割成多个部分使得能够简化维护操作，因为这些部分中的一些可以被拆卸而肋的其他部分可以保持就位。
当然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种修改，仅仅以非限制性实例描述了本发明。

Claims (9)

1.一种用于飞行器的发动机组件(5)，所述发动机组件包括：
-发动机(10)，所述发动机包括由中间壳体(22)向后延伸的风扇壳体(20)；
-吊挂架(4)，所述吊挂架用于将所述发动机(10)安装在飞行器机翼(2)下方，所述吊挂架包括形成由前部封闭肋(42a)封闭的盒的主结构(8)；
-用于将所述发动机附接到所述吊挂架的所述主结构(8)的附接装置(7)，所述附接装置包括将所述主结构(8)连接到所述风扇壳体(20)或连接到所述中间壳体(22)的前部发动机安装件(7c)，所述前部发动机安装件(7c)包括至少两个连接连杆(56)，所述至少两个连接连杆侧向地布置在所述盒的两侧，并且每个连接连杆包括安装在相关的风扇壳体或中间壳体的第一装配件(58)上的第一端部，
所述前部封闭肋(42a)被制成单件，形成所述前部发动机安装件(7c)的一部分，并包括至少一个制成单件的第一横向装配件(50)，第一横向装配件用以封闭所述盒的前端并具有在所述盒的每一侧上侧向突出的凸耳(52)，每个侧向突出的凸耳(52)设有用于安装所述连接连杆(56)之一的第二端部的第一孔口(54)，
其特征在于，所述前部封闭肋(42a)还包括与所述前部封闭肋(42a)一体地形成的一个或多个次级结构支撑构件(84)，所述一个或多个次级结构支撑构件从所述第一横向装配件(50)向前突出。
2.根据权利要求1所述的发动机组件，其特征在于，所述前部封闭肋(42a)还包括与所述第一横向装配件(50)和所述一个或多个次级结构支撑构件(84)制成单件的以下元件中的至少一者：
-第一固定构件(74)，所述第一固定构件用于将所述前部封闭肋(42a)固定到所述盒的上部纵梁(36)，所述第一固定构件(74)从所述第一横向装配件(50)的顶端部向后突出；
-第二固定构件(76)，所述第二固定构件用于将所述前部封闭肋(42a)固定到所述盒的下部纵梁(38)，所述第二固定构件(76)从所述第一横向装配件(50)的下部向后突出；以及
-至少一个第三固定构件(80)，所述至少一个第三固定构件用于将所述前部封闭肋(42a)固定到所述盒的一个或多个侧面板(40)，每个第三固定构件(80)从所述第一横向装配件(50)的一侧端部向后突出。
3.根据权利要求1所述的发动机组件，其特征在于，所述前部封闭肋(42a)还包括在所述发动机组件的纵向方向(X)上叠置在所述第一横向装配件(50)上的附加的单件式的第二横向装配件(50')，第一和第二横向装配件(50，50')具有基本上相同的形状并且通过螺栓彼此固定。
4.根据权利要求3所述的发动机组件，其特征在于，所述前部封闭肋(42a)还包括单件式后部固定装配件(88)，所述单件式后部固定装配件包括以下元件中的至少一者：
-横向平台(90)，所述横向平台在所述纵向方向(X)上叠置在所述第一和第二横向装配件(50，50')上；
-第一固定构件(74)，所述第一固定构件用于将所述前部封闭肋(42a)固定到所述盒的上部纵梁(36)，所述第一固定构件(74)从所述横向平台(90)的顶端部向后突出；
-第二固定构件(76)，所述第二固定构件用于将所述前部封闭肋(42a)固定到所述盒的下部纵梁(38)，所述第二固定构件(76)从所述横向平台(90)的底端部向后突出；
-至少一个第三固定构件(80)，所述至少一个第三固定构件用于将所述前部封闭肋固定到所述盒的一个或多个侧面板(40)，每个第三固定构件(80)从所述横向平台(90)的一侧端部向后突出。
5.根据前述权利要求中任一项所述的发动机组件，其特征在于，所述第一横向装配件(50)还包括相对于所述盒向下突出的凸耳(64)，向下突出的所述凸耳(64)配备有第二孔口(70)以用于安装所述相关的风扇壳体或中间壳体的第二装配件(66)。
6.根据权利要求5所述的发动机组件，其特征在于，每个第一孔口(54)和/或所述第二孔口(70)在所述发动机组件的纵向方向(X)上定向。
7.根据权利要求1至4中任一项所述的发动机组件，其特征在于，所述前部发动机安装件(7c)被构造成用于至少吸收在所述发动机组件的横向方向(Y)和竖直方向(Z)上施加的力。
8.根据权利要求1至4中任一项所述的发动机组件，其特征在于，所述附接装置(7)还包括用于吸收推力的后部发动机安装件(7a)和侧向连杆(7b)。
9.一种飞行器(200)，其包括至少一个根据前述权利要求中任一项所述的发动机组件(5)。
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