CN109720583A - 飞行器动力装置支撑吊挂架的包括作为单一件或通过焊接获得的u形底部部分的主结构 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种飞行器动力装置支撑吊挂架的主结构。底部桁梁(1)和两个侧壁(2)是以单一件形式形成的或是焊接的,以形成U形底部部分(P1),并且顶部覆盖件(P2)封闭U形底部部分(P1)。用覆盖件封闭的U形部分使得能够构造一种箱形件或箱形结构、并且使得能够限制该结构中肋(C1…C10)的数量,该箱形件或箱形结构呈现出适合于承受来源于动力装置的力的刚性。底部部分的这种至少部分地无铆钉构造使得能够降低最终成本价格并且在生产周期时间方面提供潜在的节省。本发明还涉及一种制造此类结构的方法。
Description
本发明涉及飞行器动力装置支撑吊挂架的领域。
在飞行器(在图1中通过举例的方式表示出)中,吊挂架M是构成推进组件或动力装置GP(包括发动机和短舱)与飞行器的机翼V或机身或如尾翼单元的其他元件之间的链接的元件。
飞行器动力装置支撑吊挂架M包括主结构和副结构,该主结构使得能够承受和传递吊挂架所承受的力,该副结构基本上对应于没有结构性作用的空气动力学导流件。导流件或副结构使得能够容纳将动力装置链接到飞行器的其余部分的线路和管道。
如已知的,主结构包括总体上箱形的结构。特别地,主结构具有一定数量的基本上平行的肋。为了形成主结构,将(顶部和底部)桁梁和侧板固定到这些肋上,这使得能够获得箱形结构。主结构的这样的箱形结构赋予吊挂架在动力装置与飞行器结构之间传递力所必需的大的刚度和大的强度,同时保证了低的重量。
吊挂架M的主结构进一步包括附接件,这些附接件旨在将吊挂架在一侧链接至飞行器结构,并且在另一侧链接至动力装置GP。
例如,为了构造飞行器动力装置的吊挂架的主结构,如附图2中所展示的,通过将肋C1至C10添加到底部桁梁1上来形成框架结构。更具体地,图2呈现了飞行器动力装置吊挂架的主结构,其中已经省去了一侧的侧板以使内部结构可见。
底部桁梁1包括底部表面11、并且可以包括纵向侧面件12,这些纵向侧面件赋予底部桁梁一定的刚性并且允许其用作生产吊挂架的框架结构的基础零件。
肋C1至C10被组装在底部桁梁1上,遵守精确的几何形态。肋C1至C10纵向对齐,并且各自在与纵向方向正交的方向上横向地安装。因此,在底部桁梁1上,肋C1至C10的基部彼此平行。这些肋中的一些肋竖直地安装(在所表示的实例中为肋C5至C10)或相对于竖直方向稍微倾斜(肋C1至C4,水平方向是由底部桁梁1实现的)。
在适当构造的框架结构上,不同锚固装置或不同附接件(一方面用于链接至动力装置,并且另一方面用于链接到飞行器结构)被添加并固定到框架结构上、尤其是添加并固定到这些肋上。添加了顶部桁梁(一件式或两件式),侧板也是如此。
这些不同组成元件通过铆接来组装。
因此,吊挂架的主结构具有总体上箱形的结构,并且包括与飞行器结构链接的附接件13和与飞行器动力装置链接的附接件14。
文献EP 1928741披露了一种飞行器动力装置吊挂架的主结构,该主结构通过使用整体框架而具有简化的结构。然而,将这样的主结构产业化是复杂的。此外,可以进一步增强此结构,以便提供优化飞行器架构的可能性。
因此,本发明的目的是提出一种飞行器动力装置支撑吊挂架的主结构的简单的且提供架构优化可能性的替代性结构。
因此,本发明涉及一种飞行器动力装置支撑吊挂架的主结构,所述主结构包括底部桁梁和与所述底部桁梁大致正交的两个侧壁。所述底部桁梁和所述两个侧壁是以单一件形式形成的或是焊接的,以形成U形底部部分。所述结构包括封闭所述U形底部部分的顶部覆盖件。
用覆盖件封闭的U形部分允许构造具有适合于承受来源于动力装置的力的刚性的箱形件或箱形结构。通过调整这些肋的数量和位置,这些肋使得能够获得根据所考虑的实施例并且根据侧壁的机械特性而所希望的机械特性。
底部部分的这种至少部分地无铆钉构造使得能够降低主结构和吊挂架的最终成本价格,并且潜在地提供了在生产飞行器动力装置支撑吊挂架的周期时间方面的节省。
限制肋的数量还释放了所形成的箱形结构内的空间,这使得能够将此空间分配用于除紧固动力装置之外的功能,例如用于布放电气管线、液压管线或燃料管线。
侧壁可以具有蜂窝结构。
特别地,侧壁可以具有大致方形的小室、或大致等腰三角形形状的小室。
飞行器动力装置支撑吊挂架的主结构可以进一步包括至少一个肋,所述至少一个肋被横向地插入在所述底部部分的所述U形中。例如,所述主结构可以包括正好三个肋。
所述底部桁梁和所述肋可以呈通过铸造或通过三维打印而形成的单一件。
所述肋可以被添加和焊接或铆接至所述底部桁梁和所述侧壁。
本发明还涉及一种用于制造飞行器动力装置支撑吊挂架的主结构的方法,该方法包括以下步骤:
-形成U形底部部分,所述U形底部部分包括底部桁梁和两个侧壁,所述侧壁与所述底部桁梁大致正交,所述底部桁梁和所述侧壁是以单一件形式形成的或是焊接的,以形成所述U形,
-用覆盖件封闭所述底部部分。
在这样的方法中,形成所述底部部分的步骤可以包括将所述底部桁梁和所述肋铸造或三维打印成单一件。
本发明的其他特征和优点将从下面的描述中变得更加清楚。
在作为非限定性实例给出的附图中:
-图1通过三维示意图表示了包括动力装置支撑吊挂架的飞行器;
-图2通过三维示意图表示了根据现有技术的飞行器动力装置支撑吊挂架的主结构;
-图3通过三维示意图表示了说明本发明中所开发原理的飞行器动力装置支撑吊挂架的主结构;
-图4通过示意性截面视图表示了根据本发明的飞行器动力装置支撑吊挂架的主结构的第一构造方法;
-图5通过示意性截面视图表示了根据本发明的飞行器动力装置支撑吊挂架的主结构的第二构造方法;
-图6通过三维示意图表示了根据本发明的第一实施例的第一变体的飞行器动力装置支撑吊挂架的主结构;
-图7通过三维示意图表示了根据本发明的第一实施例的第二变体的飞行器动力装置支撑吊挂架的主结构;
-图8通过三维示意图表示了根据本发明的第一实施例的第三变体的飞行器动力装置支撑吊挂架的主结构;
-图9通过三维示意图表示了根据本发明的第二实施例的第一变体的飞行器动力装置支撑吊挂架的主结构;
-图10通过三维示意图表示了根据本发明的第二实施例的第二变体的飞行器动力装置支撑吊挂架的主结构;
-图11通过一个图表展示了根据本发明的实施例的用于制造飞行器动力装置支撑吊挂架的主结构的方法的多个变体。
上文已经描述了展示一般元件或与现有技术相对应的元件的图1和图2。
图3示意地表示了作为本发明所开发原理的说明的飞行器动力装置支撑吊挂架的主结构。
根据本发明,主结构包括U形底部部分P1。U形的基部由底部桁梁1形成。U形的每个分支由侧壁2形成。侧壁2和底部桁梁1是以单一件形式形成的(例如通过铸造厂铸造,或通过三维打印),或是通过焊接而组装在一起的。因此形成了U形部分而没有铆钉或类似的机械组装装置。
底部部分P1有利地包括一定数量的肋C1…C10,这些肋包含在U形部分中。肋横向地、即与底部桁梁1的纵向延伸方向正交地插入在U形中。
肋C1…C10可以与底部桁梁1以单一件形式形成,并且如果需要的话,当侧壁2也与底部桁梁1以单一件形式形成时,这些肋可以与侧壁以单一件形式形成。替代性地,肋可以被添加在U形部分中并且例如通过焊接或铆接而被刚性地固定至底部桁梁1和侧壁2。
然后,与底部桁梁1相反(即在U形的开口处),由覆盖件P2封闭U形底部部分P1,该覆盖件构成了支撑吊挂架的适当构造的主结构的顶部桁梁。因此,主结构具有箱形形式,其中插入了其刚性所必需的肋。
可以设想到以覆盖件P2和底部部分P1的形式为条件的两种封闭方法。图4和图5中分别示意性地展示了这些封闭方法。图4和图5是根据本发明的吊挂架主结构的横向截面视图形式的示意图。
在图4所呈现的构造方法中,覆盖件P2具有隆起凸缘31,这些隆起凸缘旨在被链接至侧壁2的顶部部分。例如,隆起凸缘31可以被铆接至侧壁2。
在图5所呈现的构造方法中,底部部分P1在其顶部部分中并朝向其形成的U形的内部包括顶部凸缘32,这些顶部凸缘旨在通过支承来接纳覆盖件P2。覆盖件P2被固定至顶部凸缘32。例如,覆盖件P2可以被铆接至顶部凸缘32。
顶部凸缘32可以被添加至侧壁2或与之成单一件。
肋的数量、位置以及在某些情况下的构造可以根据待构造的主结构所寻求的机械特性来加以适配。
特别地,如果侧壁2具有足够的机械性能,尤其是显著的抗挠强度,则只需要三个肋:
-后肋C10和中央肋C5,这些肋尤其可以支承与飞行器结构链接的附接件或者至少部分地承受来自与飞行器结构链接的附接件的力,以及
-前肋C1,该肋可以至少部分地承受来自与飞行器动力装置链接的附接件的力。
为了使形成侧壁2的面板与平坦面板相比具有大大增强的刚性,形成侧壁的面板可以具有蜂窝结构。特别地,当面板在其至少一个面上包括小室时,则称该面板具有蜂窝结构。小室是通过肋而彼此分隔开的空腔。这些小室通常在面板的(至少)一个面上形成规则图案。
侧壁2因此可以呈现出蜂窝状内部面,即朝向U形的内部指向。
在本发明中更具体地设想了两种类型的蜂窝面板。侧壁可以特别地具有所谓的ISOGRID(等网格)结构或所谓的ORTHOGRID(正交网格)结构。
所谓的ISOGRID结构具有大致等腰三角形形状的小室。其中三角形的角部优选地是圆化的,以增强面板的机械性能水平,并且限制应力集中。这样的结构赋予侧壁在所有方向上大的刚性,但是制造起来复杂。
所谓的ORTHOGRID结构具有大致方形形状的小室。这样的结构的机械特性、尤其是刚性不如所谓的ISOGRID结构那么大,但是这样的蜂窝结构更简单,并且生产成本可能更低。
当侧壁2具有ISOGRID或类似的蜂窝结构等时,底部部分P1、以及因此最终构造出的主结构可以仅具有三个肋。这三个肋典型地是后肋C10、中央肋C5以及前肋C1。会受到大应力的主结构可能需要实施更多的肋。当侧壁2具有ORTHOGRID或类似的蜂窝结构等时,一般需要多于三个的肋。
图6、图7和图8示意性地表示了本发明的实施例的其中侧壁具有ISOGRID类型的蜂窝结构的三个变体。图9和图10示意性地表示了本发明实施例的其中侧壁具有平面内部面或ORTHOGRID类型的蜂窝结构的两个变体。
图6至图10用粗虚线示出了通过焊接(即焊道)进行的组装,并且用十字示出了通过铆钉进行的组装。
更具体地,图6表示了根据第一变体实施例的U形底部部分P1。在该第一变体中,侧壁2焊接至底部桁梁1。底部部分P1仅包括三个肋,即前肋C1、中央肋C5、以及后肋C10。这些肋焊接至底部桁梁1和侧壁2。中央肋C5和后肋C10包括与飞行器结构链接的附接件13。
图7表示了根据第二变体实施例的U形底部部分P1。在该第二变体中,侧壁2焊接至底部桁梁1。底部部分P1仅包括三个肋,即前肋C1、中央肋C5、以及后肋C10。中央肋C5和后肋C10包括与飞行器结构链接的附接件13。后肋C10焊接至底部桁梁1和侧壁2。中央肋C5和前肋C1铆接至底部桁梁1和侧壁2。
图8表示了飞行器支撑吊挂架的主结构的两个组成部分,即根据第三变体实施例的第一部分P1和覆盖件P2。在该第三变体中,底部桁梁1、侧壁P2、以及肋以单一件形式形成。因此,第一部分P1可以通过在铸造厂铸造或通过三维打印获得。可能需要对所铸造部分或所打印部分进行机加工。
覆盖件P2铆接至底部部分P1的顶部凸缘32。
图9表示了吊挂架主结构的组成元件,即根据第二实施例的第一变体(其中侧壁具有平面内部面或ORTHOGRID类型的蜂窝结构)的U形底部部分P1和覆盖件P2。在该第一变体中,侧壁2焊接至底部桁梁1。底部部分P1包括许多肋,这对于赋予主结构提供所希望的刚度是必要的。这些肋焊接至底部桁梁1和侧壁2。没有表示出与飞行器结构链接的附接件。
图10表示了根据第二实施例的第二变体的U形底部部分P1。在该第二变体中,侧壁2焊接至底部桁梁1。底部部分P1包括许多肋,这对于赋予主结构提供所希望的刚度是必要的。这些肋铆接至底部桁梁1和侧壁2。没有表示出与飞行器结构链接的附接件。
在图9和图10所表示的变体中,覆盖件P2通过其包括的隆起凸缘31而铆接至底部部分P1。
显然,本发明不限于上述示例性实施例或变体。
例如,在图9和图10的第二实施例中,如同在图8的实例中,底部部分P1可以呈单一件。
在所有的实施例和变体中,底部部分P1可以是一体式的,或者包括与侧壁2以单一件形式形成的底部桁梁1,并包括添加、焊接或铆接至底部桁梁1和侧壁2的肋。
在所有实施例和变体中,当添加这些肋时,一些肋可以是铆接的而其他肋可以是焊接的。焊接的肋与铆接的肋之间的分布不限于图7中所表示的分布。例如,前肋C1可以是焊接或铆接的,中央肋C5可以是焊接或铆接的,并且后肋C10可以是焊接或铆接的。其他肋中的每个肋可以是焊接或铆接的。
在所有实施例和变体中,覆盖件P2可以固定至侧壁2的顶部凸缘32,或者该覆盖件通过其包括的隆起凸缘31固定至侧壁。当侧壁包括顶部凸缘32时,该顶部凸缘可以是添加至侧壁2的或者是与该侧壁以单一件形式形成的。
图11在一个图表中示出了根据本发明的用于制造飞行器动力装置支撑吊挂架的主结构的方法的不同变体。
侧壁2可以通过对板进行机加工(E1)来获得,以赋予该板所希望的形状以及(如果需要的话)所希望的蜂窝结构。类似地,底部桁梁1可以通过对板进行机加工(E2)获得。(在机加工之后或之前)将侧壁2和底部桁梁1焊接至彼此(E3)以获得U形部分。
在步骤E1至E3的替代方案中,U形部分可以通过在铸造厂中铸造或通过三维打印(E4)来获得。如果因此以单一件形式获得了U形部分,则可以执行可选的机加工。
肋C1…C10通过折叠(E5)金属板、如果需要的话继之以机加工(E6)来获得,或者直接通过对板或合适的块进行机加工(E6)来获得。
然后通过焊接或铆接将肋固定在U形部分中(E7)。
如果需要的话,添加顶部凸缘32。
由此获得了底部部分P1。
作为上述所有步骤E1至E7的替代方案,可以通过铸造厂铸造或三维打印(E8)以单一件形式获得底部部分P1。随后的机加工步骤可能是必要的。
如果需要的话,添加顶部凸缘32。
覆盖件P2通过折叠金属板(E9)、或三维打印(E10)来获得,这些步骤可以继之以机加工(E11)、或者由对合适的块进行机加工(E11)来代替。
覆盖件P2可以具有或可以不具有隆起凸缘31。
然后通过铆接(E12)将覆盖件P2固定至底部部分P1,以封闭该底部部分。
在此所表示的方法的变体是可能的,而不脱离本发明的范围的情况。例如,在通过焊接将侧壁2固定至底部桁梁1和与所述底部桁梁一起形成的肋(E3)之前,底部桁梁(1)和肋(C1…C10)可以通过在铸造厂中铸造或通过三维打印来以单一件形式形成(E13),然后,如果需要的话,进行机加工。在这种情况下,如果需要的话,固定肋的步骤(E7)仅适用于未与底部桁梁以单一件形式形成的肋。
因此,所开发的本发明使得能够获得呈简单箱形形式的飞行器动力装置支撑吊挂架的主结构,从而允许降低所述吊挂架的组装的成本和/或时间及复杂性。U形底部部分的这种通过焊接的至少部分地无铆钉构造使得能够降低主结构和吊挂架的最终成本价格,并且潜在地提供了在生产飞行器动力装置支撑吊挂架的周期时间方面的节省。
通过使用具有蜂窝结构的壁来限制肋的数量还释放了所形成的箱形结构中的空间,这允许将此空间分配用于除紧固动力装置之外的功能,例如用于布放电气管线、液压管线或燃料管线。
Claims (9)
1.一种飞行器动力装置(GP)支撑吊挂架的主结构,所述主结构包括底部桁梁(1)和与所述底部桁梁(1)大致正交的两个侧壁(2);
其特征在于,所述底部桁梁(1)和所述两个侧壁(2)是以单一件形式形成的或是焊接的,以形成U形底部部分(P1),其特征在于,所述主结构包括封闭所述U形底部部分(P1)的顶部覆盖件(P2),并且其特征在于,所述侧壁(2)具有蜂窝结构。
2.根据权利要求1所述的飞行器动力装置支撑吊挂架的主结构,其中,所述侧壁(2)具有大致方形的小室。
3.根据权利要求1所述的飞行器动力装置支撑吊挂架的主结构,其中,所述侧壁(2)具有大致等腰三角形形状的小室。
4.根据前述权利要求之一所述的飞行器动力装置支撑吊挂架的主结构,还包括:至少一个肋(C1……C10),所述至少一个肋被横向地插入在所述底部部分(P1)的所述U形中。
5.根据权利要求4所述的飞行器动力装置支撑吊挂架的主结构,包括:正好三个肋。
6.根据权利要求4或5所述的飞行器动力装置支撑吊挂架的主结构,其中,所述底部桁梁(1)和所述肋(C1……C10)呈通过铸造或通过三维打印而形成的单一件。
7.根据权利要求4或5所述的飞行器动力装置支撑吊挂架的主结构,其中,所述肋(C1…C10)被添加和焊接或铆接至所述底部桁梁(1)和所述侧壁(2)。
8.一种用于制造飞行器动力装置支撑吊挂架的主结构的方法,所述方法包括以下步骤:
-形成U形底部部分,所述U形底部部分包括底部桁梁(1)和两个侧壁(2),所述侧壁具有蜂窝结构并且与所述底部桁梁大致正交,所述底部桁梁(1)和所述侧壁(2)是以单一件形式形成的或是焊接的,以形成所述U形,
-用覆盖件(P2)封闭所述底部部分(P1)。
9.根据权利要求8所述的方法,其中,所述形成底部部分的步骤包括将所述底部桁梁和所述肋铸造或三维打印成单一件。
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