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Technisches
Gebiet
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Die
Erfindung betrifft eine Montagevorrichtung, mittels derer eine Antriebseinheit
eines Luftfahrzeugs, umfassend einen Motor und eine Gondel, mit
einem Mast verbunden ist, der an einem Strukturelement des Luftfahrzeugs
befestigt ist, beispielsweise einem Tragflächenelement oder einem Rumpfelement.
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Die
Erfindung betrifft ferner einen Aufhängungsmast, der dazu ausgelegt
ist, eine Antriebseinheit eines Luftfahrzeugs mittels einer solchen
Montagevorrichtung zu tragen.
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Die
Montagevorrichtung und der Mast gemäß der Erfindung können bei
jedem Flugzeugtyp verwendet werden. Eine bevorzugte Anwendung betrifft
Flugzeuge neuerer Bauweise, deren Motoren mit Gebläsen mit
sehr großem
Durchmesser ausgestattet sind.
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Stand der
Technik
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Bei
einem Luftfahrzeug bildet der Mast die Verbindungsstelle zwischen
der Antriebseinheit, die den Motor und die Gondel umfasst, und der
Tragfläche
oder dem Rumpf des Flugzeugs. Er erlaubt es, auf die Flugzeugstruktur
die Kräfte
zu übertragen,
die vom Triebwerk erzeugt werden (Strukturfunktion). Ferner erlaubt
er die Führung
des Treibstoffs, der Elektrizität
(Steuerung und Leistung), der Hydraulik und der Luft zwischen der
Antriebseinheit und dem Flugzeug (Systemfunktion). Zusätzlich zu
diesen zwei Funktionen muss der Mast verschiedene Bedingungen berücksichtigen,
beispielsweise die Erzielung einer maximalen Sicherheit bei möglichst
kleinem Luftwiderstand, Masse und Kosten.
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Um
die Kraftübertragung
zu gewährleisten, umfasst
der Mast eine Primärstruktur,
die mit einem Gerüst
ausgestattet ist, beispielsweise kastenförmig. In diesem Fall umfasst
dieses Gerüst
Rippen und Platten sowie Befestigungen, mittels derer der Mast einerseits
mit der Flugzeugstruktur und andererseits mit der Antriebseinheit
verbunden ist.
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Der
Mast umfasst ferner eine Sekundärstruktur,
die die Trennung und den Halt der Systeme gewährleistet und gleichzeitig
die Stromlinienverkleidungen trägt.
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Um
die Kraftübertragung
zwischen der Antriebseinheit und der Flugzeugstruktur gewährleisten zu
können,
sind die zwischen dem Mast und der Antriebseinheit eingesetzten
Befestigungen stets wenigstens teilweise am Zentralgehäuse verankert. Folglich
dringt der Mast in den Sekundärabzugskanal ein,
der zwischen diesem Zentralgehäuse
und der Gondel gebildet ist, die es umgibt. Um den Luftabzug in
diesem Sekundärkanal
möglichst
wenig zu stören, muss
der Vorderbereich des Masts daher möglichst eng sein.
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Wie
sehr schematisch in den 1A und 1B der
beigefügten
Zeichnungen dargestellt ist, existieren gegenwärtig zwei Haupttypen von Vorrichtungen
zur Montage einer Antriebseinheit 1 an einem (nicht dargestellten)
Mast, der an einem Strukturelement eines Flugzeugs befestigt ist.
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Ein
erster Typ von bekannten Montagevorrichtungen, in 1A gezeigt,
wird allgemein als "Core-Montage" bezeichnet. Diese
Montage zeichnet sich aus durch die Verwendung einer vorderen Befestigung 3 und
einer hinteren Befestigung 4, die den Mast direkt mit dem
Zentralgehäuse 5 verbinden.
Die vordere Befestigung 3 verbindet den Mast mit einem Vorderbereich
des Zentralgehäuses 5,
der unmittelbar hinter dem Gebläsegehäuse 6 liegt.
Dieser Vorderbereich des Zentralgehäuses 5 bildet üblicherweise
das Hochdruckkompressorgehäuse
des Motors. Die hintere Befestigung 4 ist zwischen dem
Mast und dem hinteren Bereich des Zentralgehäuses 5 eingesetzt.
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Um
das Verständnis
zu erleichtern, wird der Antriebseinheit 1 ein Orthonormal-Bezugssystem OXYZ
zugeordnet. In diesem Bezugssystem fällt die Längsachse OX mit der Längsachse
der Antriebseinheit 1 zusammen und ist nach vorne orientiert.
Die Seitenachse OY ist orthogonal zur Achse OX sowie zur Mittelebene
des Masts (diese letztgenannte Ebene ist vertikal oder orthogonal
zur gewölbten
Fläche der Tragfläche, wenn
der Motor an der Tragfläche aufgehängt ist,
wie dargestellt). Schließlich
ist die Achse OZ orthogonal zu den Achsen OX und OY, d. h. in der
dargestellten Ausführungsform
vertikal. Die Achse OZ ist vom Motor zum Mast hin orientiert, d.
h. nach oben. Im Fall eines Motors, der seitlich am Rumpf eines
Flugzeugs befestigt ist, wäre
die Achse OY nach unten orientiert, und die Achse OZ läge in einer
im Wesentlichen horizontalen Ebene. Jedenfalls werden die Achsen
OY und OZ im gesamten Text als "seitliche
Achse" bzw. "vertikale Achse" bezeichnet.
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Bei
einer Montage vom Typ "Core", wie sie in 1A gezeigt
ist, gewährleistet
die vordere Befestigung 3 die Übertragung von Kräften, die
zwischen dem Zentralgehäuse 5 des
Motors und den Mast in der Längsrichtung
X, der Seitenrichtung Y und der vertikalen Richtung Z bezüglich der
Antriebseinheit 1 übertragen
werden (im dargestellten Fall einer Antriebseinheit unter der Tragfläche).
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Die
hintere Befestigung 4 ihrerseits gewährleistet die Übertragung
von Kräften,
die zwischen dem Zentralgehäuse 5 des
Motors und dem Mast in der Seitenrichtung Y und der vertikalen Richtung
Z ausgeübt
werden, sowie die Übertragung
des Moments Mx entlang der Längsachse
OX.
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Bei
dem in 1B dargestellten klassischen Montagetyp,
der allgemein als "Fan-Hybrid-Montage" bezeichnet wird,
wird die Verbindung zwischen der Antriebseinheit 1 und
dem Mast ebenfalls durch eine vordere Befestigung 3' und eine hintere
Befestigung 4 sichergestellt (siehe auch die Dokumente
EP-A-O 741 074 und EP-A-O 805 108).
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Die
vordere Befestigung 3' ist
zwischen dem Mast und dem Gebläsegehäuse 6 der
Antriebseinheit 1 eingefügt. Sie gewährleistet die Übertragung
von Kräften
in der Seitenrichtung Y und in der vertikalen Richtung Z bezüglich der
Antriebseinheit 1.
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Wie
bei der Montage vom Typ "Core" ist die hintere
Befestigung 4 zwischen dem Mast und dem hinteren Bereich
des Zentralgehäuses 5 eingefügt. Diese
hintere Befestigung 4 gewährleistet die Übertragung
von Kräften,
die zwischen dem Zentralgehäuse 5 des
Motors und dem Mast entlang der Seitenrichtung Y und der vertikalen
Richtung Z bezüglich der
Antriebseinheit 1 ausgeübt
werden, sowie die Übertragung
der Momente Mx entlang der Längsachse
OX. Ferner ermöglichen
es zwei Stangen 7, die die hintere Befestigung 4 mit
dem Vorderbereich des Zentralgehäuses 5 verbinden,
der hinteren Befestigung 4, auch die Kräfte zu übertragen, die zwischen dem
Zentralgehäuse 5 des
Motors und dem Mast entlang der Längsrichtung X ausgeübt werden.
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Um
die Flugzeugmotoren wirtschaftlicher zu machen, versuchen die Motorenhersteller,
ihre Verdünnungsrate
zu erhöhen.
Dies veranlasst sie insbesondere dazu, den Durchmesser des Gebläses zu vergrößern, das
im Allgemeinen vor der Antriebseinheit angeordnet ist.
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Jedoch
führt diese
Vergrößerung der
Abmessungen des Motors zu zahlreichen Problemen in Verbindung mit
den existierenden Montagevorrichtungen.
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Wenn
man beispielsweise eine Montagevorrichtung vom Typ "Core" verwendet, wie sie
in 1A dargestellt ist, vergrößert die Durchmesserdifferenz
zwischen dem Gebläsegehäuse und
dem Zentralgehäuse
des Motors Biegungsphänomene des
Motors, die bei diesem Montagetyp besonders sensibel sind. Insbesondere
bewirkt in bestimmten Flugzuständen
und vor allem beim Start der aerodynamische Druck auf den Lufteinlass,
der auf den Vorderbereich des Motorgebläses übertragen wird, eine beträchtliche
Durchbiegung desselben zwischen seinen zwei Befestigungen 3 und 4.
Um ein Reiben der Drehschaufeln des Gebläses am Gebläsegehäuse 6 und ein Reiben
der Drehschaufeln des Kompressors und der Turbine am Zentralgehäuse des
Motors zu vermeiden, muss daher ein Spiel zwischen dem Ende der
verschiedenen Schaufeln und den entsprechenden Gehäusen vorgesehen
werden. Diese Spiele sind umso größer, je stärker die Verdünnungsrate der
Motoren wächst.
Bei anderen Flugbedingungen und insbesondere in der Geradeaus-Flugphase
kehrt der Motor zu seiner normalen Verformung zurück. Somit
existiert also ein Spiel am Ende der Schaufeln, das umso größer ist,
je höher
die Verdünnungsrate ist.
Die Gesamtleistung des Motors wird hierdurch geringer.
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Wenn
die Verbindung zwischen der Antriebseinheit und dem Mast durch eine
Montagevorrichtung vom Typ "Fan-Hybrid" gewährleistet
wird, wie sie in 1B dargestellt ist, steigert
die Vergrößerung des Gebläsedurchmessers Resonanzprobleme
des Flugzeugs, die bei diesem Montagetyp besonders sensibel sind.
Diese Montage zeichnet sich nämlich
dadurch aus, dass die durch den Mast und durch den Motor gebildete
Gesamtheit sich wie ein Pendel verhält, welches eine Masse (den
Motor) umfasst, die mittels einer Feder (dem Mast) an einer Tragfläche aufgehängt ist.
Bei bestimmten Flugbedingungen regt die Tragfläche das derart gebildete Pendel
an. Um dieses Problem zu lösen
ist es nicht akzeptabel, die aufgehängte Masse zu erhöhen. Man
muss daher die Steifheit des Masts vergrößern, indem man die Dicke bestimmter
Elemente vergrößert, die
ihn bilden. Dieses Phänomen
tritt auch auf, wenn man Montagevorrichtungen vom Typ "Core" einsetzt, doch die
Montage vom Typ "Fan-Hybrid" ist nachteiliger,
denn sie erfordert eine stärkere
Erhöhung
der Masse, um die gleiche Vergrößerung der
Steifheit des Masts zu erzielen. Dieses Problem verstärkt sich, wenn
man die Größe der Motoren
erhöht.
Um es zu vermeiden, müsste
man den Mast durch Vergrößerung seiner
Außenabmessungen
versteifen. Dies würde
jedoch eine beträchtliche
Vergrößerung der Länge des
Masts, seiner Masse, seiner Herstellungskosten und seines Luftwiderstands
bedeuten, was offensichtlicherweise nicht wünschenswert ist.
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Das
Dokument US-A-4 458 863 zeigt eine Montage vom Typ "Fan-Hybrid" vergleichbar jener
in 1B, bei der jede der Stangen 7 zwei Abschnitte umfasst,
die miteinander durch ein Gelenk verbunden sind, das mittels einer
Zusatzstange mit dem Mast verbunden ist.
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Erläuterung
der Erfindung
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Aufgabe
der Erfindung ist genauso genommen eine Vorrichtung zur Montage
einer Antriebseinheit an einem Mast, der an einem Strukturelement
eines Luftfahrzeugs befestigt ist, deren neuartige Gestaltung es
ihr ermöglicht,
die über
den Mast übertragenen
Kräfte
besser zu verteilen, um die Probleme zu beseitigen, die durch die
Vergrößerung der
Abmessungen und der Masse der Motoren erzeugt werden.
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Aufgabe
der Erfindung ist ferner eine Montagevorrichtung, deren neuartige
Gestaltung es ihr erlaubt, die Durchbiegung des Motors in den kritischen Flugphasen wie
z. B. dem Start zu verringern, derart, dass die Eigenschaften des
Motors im Geradeaus-Flug optimiert werden.
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Weiteres
Ziel der Erfindung ist eine Montagevorrichtung, die es ermöglicht,
eine gute vertikale und seitliche Festigkeit der Montage zu garantieren,
ohne die Abmessungen des Masts zu vergrößern, derart, dass die Vibration-
und Resonanzprobleme des Flugzeugs beseitigt werden, ohne die Masse,
die Herstellungskosten oder den Luftwiderstand zu erhöhen.
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Erfindungsgemäß werden
diese Ergebnisse mittels einer Montagevorrichtung gemäß Anspruch
1 erhalten.
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Die
Verwendung von wenigstens drei zueinander nicht ausgerichteten Befestigungen
zur Sicherstellung der Übertragung
der Kräfte,
die zwischen dem Motor und dem Mast ausgeübt werden, erlaubt eine beträchtliche
Verringerung des Pendeleffekts und des daraus resultierenden In-Resonanz-Bringens
des Flugzeugs. Diese Verbesserung ist umso deutlicher, je mehr der
Gebläsedurchmesser
zunimmt.
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Da
ferner die zwischen dem Motor und dem Mast ausgeübten Kräfte auf diesen an wenigstens drei
Punkten statt an zwei Punkten übertragen
werden, werden die Durchbiegungsphänomene des Motors und der Verbindungen
Motor-Flugzeug stark verringert.
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Ferner
erlaubt das Hinzufügen
wenigstens einer ergänzenden
Befestigung zwischen dem Motor und dem Mast eine bessere Verteilung
der Kräfte,
die auf diesen Letztgenannten übertragen
werden müssen.
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Hier
wie im gesamten Text bedeutet das Adverb "normalerweise" "unter
normalen Flugbedingungen",
im Gegensatz zu speziellen Bedingungen wie z. B. dem Bruch eines
Teils, einer Landung ohne Räder
etc.
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Ferner
bedeutet der Ausdruck "Kräfte, die hauptsächlich entlang
einer Lichtung ausgeübt
werden" hier wie
im gesamten Text, dass die derart vom Motor auf den Mast übertragenen
Kräfte
nicht notwendigerweise perfekt entlang der Richtung orientiert sind.
Im Fall der Richtung Z können
diese Kräfte somit
entlang einer Richtung Z' ausgeübt werden,
die um einige Grad geneigt ist, beispielsweise in der Ebene OXZ,
um den Beitrag der in dieser Richtung ausgeübten Kräfte auf die Durchbiegung des
Motors auf ein Minimum zu reduzieren.
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In
der bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung ist die vordere Befestigung normalerweise dazu ausgelegt,
Kräfte
zu übertragen,
die hauptsächlich
entlang einer bezüglich
des Motors seitlichen Richtung Y ausgeübt werden, und das hintere
Befestigungssystem ist normalerweise dazu ausgelegt, Kräfte zu übertragen,
die entlang der radial orientierten Richtung Z vom Motor zum Mast
hin und entlang der seitlichen Richtung Y ausgeübt werden, sowie ein Moment
entlang der Längsachse
OX des Motors.
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In
diesem Fall kann die Übertragung
der Druckkräfte
entlang einer bezüglich
des Motors longitudinalen Richtung X normalerweise entweder mittels der
ersten vorderen Befestigung oder mittels des hinteren Befestigungssystems
erfolgen, oder auch mittels einer vierten Befestigung, die zwischen
dem Zentralgehäuse
des Motors und dem Mast eingefügt
und für
diese Funktion bereitgestellt ist.
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Die
zweite vordere Befestigung ist mit dem Gebläsegehäuse in einer Strukturzone desselben verbunden,
die zur Kraftübertragung
geeignet ist. Ebenso sind die erste vordere Befestigung und das hintere
Befestigungssystem mit dem Zentralgehäuse des Motors in Strukturzonen
dieses Gehäuses
verbunden, die zur Kraftübertragung
geeignet sind. Im Fall der zweiten vorderen Befestigung kann die Strukturzone
des Gebläsegehäuses insbesondere mittels
fester Schaufeln strukturell mit dem Zentralgehäuse des Motors verbunden sein.
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Aufgabe
der Erfindung ist ferner ein Mast zur Aufhängung einer Antriebseinheit
an einem Strukturelement eines Luftfahrzeugs, der dazu ausgelegt
ist, die Antriebseinheit mittels einer Montagevorrichtung wie vorstehend
definiert zu tragen, bei dem das Gerüst des Masts einen Hauptbereich
mit einer Verbindungsstelle umfasst, die dazu ausgelegt ist, mittels der
ersten vorderen Befestigung und mittels des hinteren Befestigungssystems
mit dem Motorgehäuse verbunden
zu sein, wobei das Gerüst
des Masts ferner einen Vorderbereich umfasst, der bezüglich des Hauptbereichs
an einer Stelle vorsteht, die bezüglich der Verbindungsstelle
zur Außenseite
der Antriebseinheit hin entfernt ist, wobei der vorstehende Vorderbereich
dazu ausgelegt ist, mittels der zweiten vorderen Befestigung mit
dem Gebläsegehäuse verbunden
zu sein.
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Kurzbeschreibung
der Zeichnungen
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Nun
werden als nicht beschränkende
Beispiele verschiedene bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung
mit Bezug zu den beigefügten
Zeichnungen beschrieben werden, in denen:
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– die bereits
beschriebene 1A schematisch perspektivisch
eine Antriebseinheit zeigt, die mit einer Montagevorrichtung vom
Typ "Core" ausgestattet ist;
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– die bereits
beschriebene 1B schematisch und perspektivisch
eine Antriebseinheit zeigt, die mit einer Montagevorrichtung vom
Typ "Fan-Hybrid" ausgestattet ist;
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– 2 eine
Perspektivansicht ist, die eine Antriebseinheit zeigt, die mittels
einer Montageeinheit mit einem Mast verbunden ist, die eine erste
Ausführungsform
der Erfindung erläutert;
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– 3 eine
Ansicht vergleichbar der 2 ist, die eine weitere Ausführungsform
der Erfindung erläutert;
und
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– die 4 bis 6 Ansichten
vergleichbar den 2 und 3 sind,
und Ausführungsvarianten
des erfindungsgemäßen Masts
erläutern.
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Detaillierte
Beschreibung mehrerer bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung
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In
der 2 ist eine Antriebseinheit 10 dargestellt,
die mittels eines Aufhängungsmasts
an einer (nicht dargestellten) Tragfläche eines Flugzeugs aufgehängt ist.
Man beachte, dass der Mast in einer Variante auch dazu verwendet
werden kann, um die Antriebseinheit 10 mit einem anderen
Strukturelement des Luftfahrzeugs zu verbinden, beispielsweise einem
Rumpfelement. Die Orientierungen der Kräfte ändern sich dann in der Folge.
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Die
Antriebseinheit 10 umfasst einen Motor, der ein Zentralgehäuse 16 sowie
eine (nicht dargestellte) Gondel enthält, welche das Zentralgehäuse 16 koaxial
umgibt. Feste Schaufeln 18 verbinden einen Vorderbereich
des Zentralgehäuses
des Motors mit einem Gebläsegehäuse 20,
das die Innenhülle der
Gondel um ein (nicht dargestelltes) Gebläse vervollständigt, das
vor dem Motor liegt.
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Ferner
ist in 2 nur das Gerüst 12 des Aufhängungsmasts
dargestellt, der dazu bestimmt ist, die Antriebseinheit 10 mit
der Flugzeugtragfläche zu
verbinden. Die Stromlinienverkleidung und die Strukturen, die zum
Tragen der verschiedenen Systeme dienen, die in den Mast führen, sind
nicht dargestellt.
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Erfindungsgemäß ist die
Antriebseinheit 10 mit dem Gerüst 12 des Masts mittels
einer Montagevorrichtung verbunden, die wenigstens eine hintere Befestigung 22,
eine erste vordere Befestigung 24 sowie eine zweite vordere
Befestigung 26 umfasst.
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Genauer
gesagt bildet das Gerüst 12 des Masts
in diesem Fall eine Kastenstruktur, die einen Hauptbereich 12a sowie
einen Vorderbereich 12b umfasst. Der Vorderbereich 12b steht
bezüglich
des Hauptbereichs 12a des Gerüsts zum Vorderbereich des Motors
hin vor.
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Der
Hauptbereich 12a des Gerüsts 12 des Masts umfasst
eine Verbindungsstelle 28, die nach unten orientiert ist
bei der beschriebenen Ausführungsform,
die angewandt wird auf die Aufhängung eines
Motors unter der Tragfläche
eines Flugzeugs. Diese Verbindungsstelle 28 ist mit dem
Zentralgehäuse 16 des
Motors mittels der hinteren Befestigung 22 sowie mittels
der ersten vorderen Befestigung 24 in Strukturzonen des
Zentralgehäuses 16 verbunden, die
dazu ausgelegt sind, die Kräfte
zu übertragen, und
im hinteren Bereich bzw. im vorderen Bereich dieses Zentralgehäuses angeordnet
sind.
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Der
vorstehende Vorderbereich 12b des Gerüsts 12 des Masts befindet
sich an einer Stelle, die bezüglich
der Verbindungsstelle 28 zur Außenseite der Antriebseinheit 10 hin
entfernt ist. Sie ist mit dem Gebläsegehäuse 20 mittels der
zweiten vorderen Befestigung 26 verbunden. Genauer gesagt
liegt diese Verbindung vorzugsweise in einer Zone des Gebläsegehäuses 20,
die strukturell durch die festen Schaufeln 18 mit dem Zentralgehäuse 16 verbunden ist.
In einer Variante kann die zweite vordere Befestigung 26 mit
dem Gebläsegehäuse 20 auch
in einem anderen Bereich desselben verbunden sein, der ausreichend
steif ist, um die Übertragung
der Kräfte
sicherzustellen.
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In
dem vorstehend definierten Bezugssystem OXYZ ist die zweite vordere
Befestigung 26 dazu ausgelegt, normalerweise zwischen dem
Gebläsegehäuse 20 und
dem Gerüst 12 des
Masts nur die Übertragung
von Kräften
zu gewährleisten,
die hauptsächlich
entlang der Achse Z ausgeübt
werden. Zu diesem Zweck kann diese Befestigung 26 insbesondere
durch ein Stangensystem mit einem Ausgleichshebel oder durch jedes äquivalente
System gebildet sein, das die gleiche Funktion ausüben kann.
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Genauer
gesagt, und wie in 2 gezeigt ist, können die
vom Motor über
die Befestigung 26 auf das Gerüst 12 übertragenen
Kräfte
entweder entlang der Achse OZ orientiert sein, oder entlang einer Richtung
Z' orientiert sein,
die bezüglich
der Achse OZ um einige Grad verkippt ist. Anders ausgedrückt umfasst
die Richtung der Kräfte,
die mittels der zweiten vorderen Befestigung 26 auf das
Gerüst 12 des Masts übertragen
werden, eine entlang der Achse OZ orientierte Hauptkomponente.
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In
der in 2 gezeigten ersten Ausführungsform der Erfindung kann
die erste vordere Befestigung 24 somit im Vergleich zur
Befestigung vom Typ "Core" derart vereinfacht
werden, dass sie normalerweise zwischen dem Zentralgehäuse 16 des Motors
und dem Gerüst 12 des
Masts nur Kräfte überträgt, die
hauptsächlich
entlang den Richtungen X und Y ausgeübt werden. Anders ausgedrückt überträgt die erste
vordere Befestigung 24 dann auf das Gerüst 12 des Masts Kräfte, die
entlang einer Richtung X' orientiert
sind, welche in der Ebene XOZ enthalten ist und eine entlang der
Achse OX orientierte Hauptkomponente enthält, sowie Kräfte, die
entlang einer Richtung Y' orientiert
sind, die in der Ebene YOZ liegt und eine entlang der Achse OY orientierte Hauptkomponente
enthält.
Diese Funktion kann insbesondere erzielt werden, indem man die Befestigung 24 in
der Form eines im Zentralgehäuse 16 kippbaren
Zapfens realisiert, oder mittels jedes äquivalenten Mechanismus, der
die gleiche Funktion ausüben
kann.
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Wie
bei den Montagevorrichtungen vom Typ "Core" ist
die hintere Befestigung 22 dann derart gestaltet, dass
sie normalerweise zwischen dem Zentralgehäuse 16 des Motors
und dem Gerüst 12 des Masts
Kräfte überträgt, die
entlang den Richtungen Y und Z ausgeübt werden, sowie Momente Mx, die entlang der Achse OX ausgeübt werden.
Die Befestigung 22 kann somit in der gleichen Weise realisiert werden
wie bei den bestehenden Montagevorrichtungen vom Typ "Core".
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In
der in 3 dargestellten zweiten Ausführungsform der Erfindung ist
die Funktion der zweiten vorderen Befestigung 26 im Vergleich
zur soeben beschriebenen ersten Ausführungsform unverändert. Hingegen
werden die hauptsächlich
entlang der Richtung X ausgeübten
Druckkräfte
in diesem Fall mittels der hinteren Befestigung 22 übertragen,
statt mittels der ersten vorderen Befestigung 24 auf das Gerüst 12 des
Masts übertragen
zu werden.
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Somit
kann die erste vordere Befestigung 24 noch weiter vereinfacht
werden, derart, dass sie normalerweise zwischen dem Zentralgehäuse 16 des Motors
und dem Gerüst 12 des
Masts nur Kräfte überträgt, die
hauptsächlich
entlang der Richtung Y ausgeübt
werden, d. h. Kräfte,
die entlang einer Richtung Y' ausgeübt werden,
welche in der Ebene YOZ liegt, die eine entlang der Achse OY orientierte Hauptkomponente
enthält.
Diese Funktion kann insbesondere erzielt werden, indem man die Befestigung 24 in
Form einer Stange realisiert, die eine mit dem Zentralgehäuse 16 verbundene
Abdeckung mit einer Abdeckung verbindet, die dazu ausgelegt ist, am
Mastgerüst
befestigt zu sein, oder mittels jedes äquivalenten Mechanismus, der
die gleiche Funktion ausüben
kann.
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Wie
bei den Montagevorrichtungen vom Typ "Fan-Hybrid", ist die hintere Befestigung 22 dann
derart gestaltet, dass sie normalerweise zwischen dem Zentralgehäuse 16 des
Motors und dem Gerüst 12 des
Masts Kräfte überträgt, die
entlang der seitlichen Richtung Y und der vertikalen Richtung Z
bezüglich des
Zentralgehäuses 16 ausgeübt werden,
sowie Momente Mx entlang der Achse OX. Ferner
verbinden zwei (nicht dargestellte) Stangen die hintere Befestigung 22 mit
dem Vorderbereich des Zentralgehäuses 16 des
Motors, um es der hinteren Befestigung 22 zu ermöglichen,
die Kräfte
aufzunehmen, die hauptsächlich
entlang der Richtung X ausgeübt
werden, d. h. entlang einer Richtung X', die in der Ebene XOZ liegt und eine
entlang der Achse OX orientierte Hauptkomponente enthält.
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In
einer (nicht dargestellten) weiteren Ausführungsform werden die hauptsächlich entlang
der Richtung X ausgeübten
Kräfte
weder von der ersten vorderen Befestigung 24 noch von der
hinteren Befestigung 22 aufgenommen, sondern von einer
vierten Befestigung, die das Zentralgehäuse 16 des Motors
mit dem Gerüst 12 des
Masts verbindet. Diese vierte Befestigung kann zwischen den Befestigungen 22 und 24 platziert
sein, hinter der ersten vorderen Befestigung 24 oder vor
der hinteren Befestigung 22, auf gleicher oder anderer
Höhe wie
diese.
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Dank
der erfindungsgemäßen Gestaltung
ist der Punkt der Aufnahme von Kräften entlang der Richtung Z' im Vorderbereich
des Motors im Vergleich zu bekannten Vorrichtungen vom Typ "Core" zum Gebläsegehäuse 20 verlagert.
Diese Eigenschaft erlaubt die Erzielung einer besseren Kraftverteilung.
Da sich nämlich
der Punkt der Aufnahme von Kräften
entlang der Richtung Z' näher am Lufteinlass des
Motors befindet, ist es leichter, der Kraft entgegenzuwirken, die
von der Luft auf den Vorderbereich der Gondel entlang dieser Richtung
Z' ausgeübt wird. Der
Beitrag dieser Kraft auf die Durchbiegung des Motors ist somit verringert.
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Ferner
erlaubt die Aufnahme der Kraft entlang der Richtung Z' durch die Befestigung 26 eine Entlastung
der Befestigung 24. Diese muss nämlich nur noch die Kräfte entlang
der Richtung Y aufnehmen, und eventuell entlang der Richtung X jeweils
bei Normalbedingungen.
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Was
das Gerüst 12 des
Masts betrifft, so ist der Befestigungspunkt seines Vorderbereichs 12b verstärkt, um
die Kraft entlang der Richtung Z ohne Verformung oder Bruch des
Gebläsegehäuses aufzunehmen.
Dies ist der Grund dafür,
dass sich die Befestigung 26 in einer verstärkten Strukturzone
des Gebläsegehäuses 20 befindet,
beispielsweise der Zone, wo das Gebläsegehäuse 20 strukturell
durch die festen Schaufeln 18 mit dem Motorgehäuse 16 verbunden
ist.
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Im Übrigen ist
der Punkt zur Befestigung des Hauptbereichs 12a am Vorderbereich
des Motorgehäuses 16 mittels
der Befestigung 26 jenem vergleichbar, den man bei einer
Montagevorrichtung vom Typ "Core" findet. Zu diesem
Zweck ist die Kastenstruktur des Gerüsts 12 nach vorne
bis zur Befestigung 24 verlängert. Wie man bereits gesehen
hat, erlaubt die erfindungsgemäße Gestaltung
die Vereinfachung dieser Befestigung 24, die nur noch Kräfte entlang
zwei Richtungen aufnimmt, anstelle von drei bei den Vorrichtungen
vom Typ "Core". Man beachte, dass
die Befestigung 24 jedoch dazu ausgelegt sein kann, unter
besonderen Umständen
(gebrochene Teile, sekundäre
Piste, Landung ohne Fahrgestell etc.) weitere Kräfte aufzunehmen.
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In
den schematisch in den 2 und 3 dargestellten
Ausführungsformen
ist das Gerüst 12 des
Masts integral in Form einer Kastenstruktur realisiert. Jede andere
Gestaltung des Gerüsts 12,
die geeignet ist, Kräfte
auf die Flugzeugstruktur zu übertragen,
kann jedoch vorgesehen werden, wie es die 4 bis 6 beispielhaft
zeigen.
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So
zeigt 4 den Fall, wo der Hauptbereich 12a des
Gerüsts 12 in
Form einer Kastenstruktur realisiert ist, wohingegen der Vorderbereich 12'b eine Pyramidenstruktur
ist, die mit vier Armen gebildet ist, welche die Befestigung 26 mit
dem Hauptbereich 12a verbinden.
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Im
Fall der 5 ist ein kastenförmiger Hauptbereich 12'a des Gerüsts 12 des
Masts, der mit dem Gebläsegehäuse 20 und
dem Zentralgehäuse 16 des
Motors durch die Befestigung 26 bzw. 22 verbunden
ist, durch eine Pyramidenstruktur 12c vervollständigt, die
den Hauptbereich 12a mit der Befestigung 24 verbindet.
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Schließlich ist
in 6 der Fall gezeigt, wo der Mast einen kastenförmigen Hauptbereich 12"a umfasst, wobei
eine pyramidenförmige
Vorderstruktur 12'b die
Befestigung 26 mit dem Bereich 12"a verbindet, und eine weitere pyramidenförmige Struktur 12c die
Befestigung 24 mit dem Bereich 12"a verbindet.
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Jede
andere Struktur (Netzwerk etc.) kann für das Gerüst 12 des Masts gewählt werden,
ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen.
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Als
Schlussfolgerung erlaubt die erfindungsgemäße Gestaltung eine bessere
Verteilung der Kräfte
und vermeidet die Probleme, die von klassischen Gestaltungen bekannt
sind. Sie erlaubt ferner eine Vereinfachung der Befestigungen durch
Verringerung der Zahl zu berücksichtigender
Kräfte.
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Wie
bereits gesehen wurde, kann die hintere Befestigung in der gleichen
Weise wie bei den existierenden Montagen realisiert sein (beispielsweise vom
Typ "Core"). In einer Variante
kann sie auch in Form eines Befestigungssystems realisiert sein,
bei dem die Funktionen zur Aufnahme der Kräfte, die entlang den Richtungen
Y und Z ausgeübt
werden, sowie der Momente Mx, die entlang
der Achse OX ausgeübt
werden, getrennt sind, ohne den Umfang der Erfindung zu verlassen.
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Schließlich ist
zu beachten, dass die Erfindung ebenso auf einen Mast angewandt
werden kann, dessen Gerüst
in Form eines Kastens einen trapezförmigen oder rechteckigen Querschnitt
aufweist.