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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Aufhängeeinrichtung zur Montage
und zum Aufhängen
eines Gasturbinentriebwerks an der Flugzeug-Pylon-Struktur und am
Flugzeug.
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Fan-Mantelstrom-Gasturbinentriebwerke zum
Antrieb eines Flugzeugs werden am Flugzeug über eine Pylonstruktur montiert
und aufgehängt.
Der Pylon erstreckt sich vom Flugzeugtragflügel nach unten und eine Aufhängeeinrichtung
verbindet das Triebwerk mit dem Pylon und so mit dem Flugzeug. Eine
herkömmliche
Art und Weise der Aufhängeeinrichtung
ist die sogenannte Kernlagerung, bei der der Pylon sich durch die
Gondel des Triebwerks über
den Mantelstromkanal nach dem Kerntriebwerksgehäuse erstreckt. Die Aufhängeeinrichtung
verbindet dann das Kerntriebwerksgehäuse und demgemäß das Kerntriebwerk
mit dem Pylon. Im Allgemeinen wird sowohl eine vordere Aufhängung im
Bereich des Kompressorabschnitts des Kerntriebwerks als auch eine
hintere Aufhängung
im Bereich des Turbinenabschnitts des Triebwerks benutzt, um das
Kerntriebwerk am Pylon an zwei im axialen Abstand angeordneten Stellen
zu tragen. Das Fangehäuse
und die Gondel können
entweder unabhängig
am Pylon aufgehängt
werden oder sie werden, wie dies allgemein üblich ist, von der Aufhängung des
Kerntriebwerksgehäuses
und der Aufhängung
des Kerntriebwerks getragen.
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Die
Aufhängungen
müssen
alle Betriebsbelastungen des Triebwerks aushalten und übertragen, einschließlich der
seitlichen Belastungen, der vertikalen Belastungen, der axialen
Belastungen (Schub) und der Drehmomentbelastungen.
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Eine
gegenwärtig
benutzte Konstruktion der Kernaufhängeeinrichtung zur Befestigung
des Kerntriebwerks am Pylon umfasst einen axial verlaufenden Lagerträger oder
eine Trägeranordnung,
die am Pylon sicher verbolzt ist und sich axial vom Pylon erstreckt.
Die Benutzung einer axial verlaufenden Trägeranordnung bedeutet, dass
die Kerntriebwerksverbindung axial von der Position des Pylons im
Abstand liegen kann und dass die axialen Positionen von vorderer
und hinterer Triebwerksaufhängung
vom Pylon weiter auseinanderliegen können, wodurch das Biegemoment
auf das Triebwerk vermindert wird. Die Benutzung eines solchen sich
nach vorn erstreckenden Trägers
ist vorteilhaft, um die Pylonstruktur selbst weiter nach vorn zu
erstrecken. Der Grund dafür
liegt darin, dass die Erstreckung des Pylons den Zusammenbau und
die Integration des Pylons mit dem Triebwerk problematisch macht.
Diese Anordnung hat außerdem
einen ungünstigen
aerodynamischen Effekt auf die Luftströmung durch den Fankanal. Eine
Zapfenverbindung oder eine Kugelverbindung erstreckt sich vom Vorderende
des Lagerträgers
nach vorn und steht mit einem Loch im Träger oder einem Vorsprung in
Eingriff, der mit dem Kerntriebwerksgehäuse verbunden ist oder einteilig
mit diesem hergestellt wurde. Der Zapfen überträgt die vertikalen Belastungen
und die seitlichen Belastungen des Triebwerks und trägt diese
und bildet den Hauptträger
des Triebwerks vom Pylon und vom Flugzeug. An der Hinterseite des
Lagerträgers
befindet sich ein Ausgleichsträger,
der sich in Umfangsrichtung erstreckt und mit dem Lagerträger am Mittelpunkt
des Ausgleichsträgers
verbunden ist. Jedes Ende des Ausgleichsträgers ist mit Schublenkern verbunden,
die sich nach vorn erstrecken und mit Punkten auf beiden Seiten
des Kerntriebwerks verbunden sind. Die Schublenker und der Ausgleichsträger nehmen
die Axialbelastungen des Triebwerks auf, wobei die Belastungen von
jeder Seite durch Anlenkung des Ausgleichsträgers ausgeglichen werden.
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Eine
solche Anordnung stützt
die Triebwerksbelastungen unter normalen Betriebsbedingungen ausreichend
ab. In dem höchst
unwahrscheinlichen Fall jedoch, dass der Träger, der Ausgleichsträger oder
einer der Schublenker bricht, ist die Aufhängung nicht länger in
der Lage, die erforderlichen Triebwerksbelastungen aufzunehmen.
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Um
diese Schwierigkeiten zu überwinden und
eine Redundanz einzubauen, kann der Träger in zwei symmetrische Hälften, nämlich eine
linke und eine rechte Strebe, aufgeteilt werden, die als Doppelstreben
bezeichnet werden sollen. Jede Strebe ist dabei in der Lage, die
gesamte Seitenbelastung und Vertikalbelastung des Triebwerks zu
tragen, so dass die Belastung auch dann aufgenommen werden kann,
wenn der unwahrscheinliche Fall eintritt, dass eine Strebe bricht.
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Bei
anderen Aufhängeeinrichtungen
wurde vorgeschlagen, zusätzliche
Lenker und Verbindungen zwischen dem Pylon und dem Kerntriebwerk
vorzusehen, die dann aber unbedingt erforderlich waren, um das Triebwerk
im Normalbetrieb zu tragen. Die Idee besteht darin, eine Aufhängung mit
einer eingebauten Redundanz zu schaffen, derart, dass beim Bruch
einer Strebe oder einer Verbindung die Belastungen dann durch die
anderen Streben oder Lenker aufgenommen werden können.
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Ein
Problem besteht bei der obigen Anordnung und der Doppelstrebenanordnung
darin, dass sämtliche
Lenker und Verbindungen und beide Streben der Doppelstrebe den Triebwerks-Betriebsbelastungen
unter normalen Betriebsbedingungen unterworfen sind. Infolgedessen
werden sie alle gleichen Belastungen und Ermüdungserscheinungen ausgesetzt.
Es ist daher wahrscheinlich, dass dann, wenn eine Strebe oder eine
Verbindung ausfällt,
auch die andere Strebe der Doppelstrebe in gleicher Weise bricht.
Dies ist um so wahrscheinlicher, weil die anderen Lenker, die Doppelstreben
und die Verbindungen einer erhöhten
Belastung ausgesetzt sind, um den Ausfall der Strebe oder der Verbindung
zu kompensieren.
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Die
US-A-5 871 175 beschreibt eine redundante Vorderaufhängung, bestehend
aus einer Primäraufhängevorrichtung
und einer Hilfsaufhängevorrichtung.
Die Hilfsaufhängevorrichtung übeträgt die Triebwerksbelastungen
nach dem Pylon, falls eine Trägerwelle
der Primäraufhängung bricht.
Die Hilfsaufhängevorrichtung
ist jedoch nicht so ausgebildet, dass sie die Triebwerksbelastungen
tragen kann, wenn ein Basisträger
der Primärvorrichtung oder
die Verbindungen nach den Schublenkern brechen, und die Anordnung
ist daher in ihrer Wirkung sehr begrenzt. Die Hilfsvorrichtung beruht
darauf, dass der Basisträger
nicht bricht. Ein Brechen des Basisträgers würde zu einem Abfallen des Triebwerks
führen.
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Die
US-A-5 871 176 beschreibt eine redundante Vorderaufhängung, bestehend
aus einer Primäraufhängevorrichtung
und einer Hilfsaufhängevorrichtung.
Die Hilfsaufhängevorrichtung überträgt die Triebwerksbelastungen
auf den Pylon, falls eine Trägerwelle
der Primäraufhängevorrichtung
bricht. Die Hilfsvorrichtung ist jedoch nicht so ausgebildet, dass sie
die Triebwerksbelastungen trägt,
wenn ein Basisträger
der Primärvorrichtung
bricht oder wenn die Verbindungen nach den Schublenkern ausfallen,
und diese Anordnung ist daher sehr beschränkt in ihrer Anwendung. Die
Hilfsvorrichtung geht davon aus, dass der Basisträger nicht
bricht; ein Bruch des Basisträgers
oder der Schublenker kann zu einem Lösen des Triebwerks führen. Außerdem sind
Primär- und
Hilfsvorrichtung miteinander verbolzt, so dass die Hilfsvorrichtung
im Normalbetrieb des Aufhängesystems
einer ständigen
Belastung ausgesetzt ist und die Hilfsvorrichtung ermüden kann,
bevor sie einmal wirksam werden kann.
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Die
EP-A-0564126 beschreibt eine Plattform, die fest mit einem Pylon
verbunden und am Triebwerk über
zwei quer verlaufende und vertikale Lastträgerlenker und zwei Schublenker
verbunden ist. Die Schublenker befestigen die Plattform über einen
Hebel, der schwenkbar an der Plattform für Normalbetrieb befestigt ist.
Jeder Schublenker ist außerdem
an der Plattform über
Schäkel über einen
Zwischenraum derart befestigt, dass im Normalbetrieb die Schäkel die
Triebwerksbelastungen nicht auf die Pylonbelastungen übertragen.
Falls der Hebel oder das Gelenk bricht, übertragen die Schäkel die
Triebwerksbelastungen. Wenn jedoch ein Querbelastungslenker und
ein Vertikalbelastungslenker brechen oder wenn die Plattform selbst
bricht, ist es wahrscheinlich, dass das Triebwerk vom Pylon abfällt. Diese
Aufhängung
schützt
nur gegenüber
einem potentiellen Ausfall des Hebels oder seines Schwenklagers.
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Die
EP-A-0744338 beschreibt eine betriebssichere Triebwerksaufhängung, die
im typischen Falle als rückwärtige Aufhängung benutzt
wird und nur Querbelastungen und Vertikalbelastungen trägt. Die Aufhängung nimmt
jedoch keine Schubbelastungen auf. Die Aufhängung weist eine obere Befestigung auf,
die am Triebwerksgehäuse über eine
Reihe von Lenkern festgelegt ist, von denen einige redundant sind,
so dass ein Ausfall irgendeines Lenkers die Last auf einen redundanten
Lenker übertragen
wird. Jedoch würde
ein Ausfall der oberen Befestigung zu einem Abfallen des Triebwerks
führen.
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Keines
der Dokumente beschreibt eine unabhängige Hilfs- oder Notaufhängeeinrichtung
zusammen mit Hauptaufhängemitteln.
Die bekannten Anordnungen haben den Nachteil, dass bei Ausfall des
Hauptträgeraufbaus
wahrscheinlich das Triebwerk vom Pylon abfällt.
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Es
ist daher notwendig, eine verbesserte Gasturbinentriebwerks-Aufhängeeinrichtung
zu schaffen, die verbesserte Ausfalltoleranzen aufweist und/oder
die allgemein Verbesserungen ergibt.
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Aufhängeeinrichtung für ein Gasturbinentriebwerk,
um dieses über
einen Pylon am Flugzeug aufzuhängen, wobei
die Einrichtung die folgenden Teile umfasst: eine Hauptaufhängung, die
seitliche Belastungen, vertikale Belastungen und Schubbelastungen
unter normalen Betriebsbedingungen aufnimmt und das Triebwerk mit
dem Pylon verbindet und eine Hilfsaufhängungsstruktur, die das Triebwerk
mit dem Pylon verbindet, wobei die Hauptaufhängungsanordnung einen Hauptträger, der
seitliche Belastungen und vertikale Belastungen des Triebwerks aufnimmt
und eine Hauptverbindung aufweist, die am Hauptträger befestigt
ist, um die Schubbelastungen des Triebwerks aufzunehmen und wenigstens
einen Schublenker umfasst, wobei die Hilfsaufhängungsstruktur unter normalen
Betriebsbedingungen im Wesentlichen unbelastet ist und die Hilfsaufhängungsstruktur einen
Sicherheitsträger
aufweist, der unabhängig vom
Hauptträger
ist, wobei der Sicherheitsträger
am Pylon festgelegt ist, wobei die Hilfsaufhängungsstruktur außerdem Hilfsverbindungsmittel
aufweist und die Hilfsverbindungsmittel wenigstens einen Sicherheitslenker
und wenigstens einen Ösenansatz aufweisen,
die mit dem wenigstens einen Schublenker verbunden sind, um den
Sicherheitsträger
mit dem Triebwerk zu verbinden, wobei wenigstens ein Sicherheitslenker
schwenkbar am Sicherheitsträger angelenkt
ist und von diesem vorsteht, um den Sicherheitsträger mit
dem Triebwerk zu verbinden und die Hilfsverbindung und der Sicherheitsträger nur dann
mit dem Triebwerk in Eingriff gelangen und wenigstens eine der Belastungen
des Triebwerks aufnehmen, falls ein Defekt bei wenigstens einem
Teil der Hauptaufhängung
auftritt.
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Vorzugsweise
erstreckt sich der Hauptträger in
Axialrichtung des Triebwerks vom Pylon, und die Hauptverbindung
ist am Hauptträger
befestigt, um den Hauptträger
mit dem Triebwerk zu verbinden.
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Vorzugsweise
umfasst eine der Hauptverbindungen, die sich vom Hauptträger erstrecken,
um die Verbindung mit dem Triebwerk herzustellen, einen Zapfen und
eine entsprechende Fassung, in die der Zapfen eingreift.
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Vorzugsweise
ist ein Ende des Schublenkers am Hauptträger befestigt, wobei das gegenüberliegende
Ende des Schublenkers am Triebwerk festgelegt ist, wobei sich der
Schublenker zwischen dem Hauptträger
und dem Triebwerk erstreckt und diese verbindet.
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Vorzugsweise
sind zwei Schublenker vorgesehen, die seitlich am Hauptträger gegenüberliegend angeordnet
und an diesem befestigt sind.
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Vorzugsweise
sind zwei Ösenansätze vorgesehen,
die von seitlich getrennten Punkten des Sicherheitsträgers vorstehen.
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Vorzugsweise
liegt der Sicherheitsträger
zwischen dem Hauptträger
und dem Pylon in Sandwich-Bauweise.
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Vorzugsweise
legen die Aufhängebefestigungsglieder,
die den Hauptträger
mit dem Pylon verbinden, auch den Sicherheitsträger am Pylon fest.
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Vorzugsweise
ist der Sicherheitsträger
an dem Pylon unabhängig
vom Hauptträger
festgelegt und an diesem aufgehängt.
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Vorzugsweise
umfasst der Sicherheitsträger ein
allgemein ebenes Glied, das am Pylon mit der Hilfsverbindung festgelegt
ist, die sich vom Sicherheitsträger
erstreckt und mit den Aufhängepunkten verbunden
ist, die am Sicherheitsträger
gebildet sind.
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Vorzugsweise
verbindet jede der Hilfsverbindungsglieder, die den Sicherheitsträger mit
dem Triebwerk verbinden, den Sicherheitsträger und das Triebwerk über einen
Zapfen, der in einem entsprechenden Loch mit Spiel angeordnet ist.
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Vorzugsweise
ist ein Paar von Sicherheitslenkern vorgesehen.
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Vorzugsweise
sind die Sicherheitslenker des Paares seitlich gegenüberliegend
am Sicherheitsträger
angeordnet und an diesem festgelegt.
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Vorzugsweise
umfasst die Aufhängeeinrichtung
eine vordere Aufhängung,
die einen allgemein vorn liegenden Abschnitt des Triebwerks mit
dem Pylon verbindet.
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Vorzugsweise
ist die Aufhängeeinrichtung mit
dem Kerntriebwerk eines Fan-Mantelstrom-Gasturbinentriebwerks
verbunden und an diesem festgelegt.
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Nachstehend
werden Ausführungsbeispiele der
Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnung beschrieben. In der
Zeichnung zeigen:
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1 ist
eine schematische Schnittansicht eines Teils eines Fan-Mantelstrom-Gasturbinentriebwerks
und einer Aufhängeeinrichtung
gemäß der vorliegenden
Erfindung;
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2 ist
in größerem Maßstab gezeichnet eine
abgebrochene Schnittansicht der Aufhängeeinrichtung gemäß 1;
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3 ist
eine perspektivische Ansicht lediglich der Aufhängestruktur der Aufhängeeinrichtung gemäß 2,
wobei die anderen Bauteile der Übersichtlichkeit
wegen weggelassen sind;
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4 ist
eine perspektivische Ansicht ähnlich
der 3, jedoch zeigt diese eine abgewandelte Ausführungsform
der Aufhängeeinrichtung.
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1 zeigt
ein Fan-Mantelstrom-Gasturbinentriebwerk 10 mit einem in
einem Mantel umlaufenden Fan 12. Der Mantelstromkanal wird
durch eine Verkleidung 14 definiert, und der Fan 12 wird durch
ein Kerntriebwerk 16 angetrieben. Das Fan-Mantelstrom-Gasturbinentriebwerk 10 und
das Kerntriebwerk 16 sind allgemein kreisringförmig ausgebildet,
wobei das Triebwerk 10 eine zentrale Triebwerksachse 1 aufweist,
um die sich die verschiedenen Teile des Triebwerks drehen.
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Am
Tragflügel 20 des
Flugzeugs ist ein Pylon 18 aufgehängt. Das Vorderende des Pylons 18 weist eine
Aufhängestruktur 22 auf, über die
der Pylon mit einem Kompressorgehäuse 24 des Kerntriebwerks 16 verbunden
ist. Die in der Beschreibung benutzten auf vorn und hinten weisenden
Ausdrücke
werden in Bezug auf die allgemeine Strömungsrichtung der Gase durch
das Triebwerk 10 benutzt, und diese Richtung ist durch
den Pfeil A gekennzeichnet. Eine hintere Aufhängestruktur 26 trägt das Kerntriebwerk 16 an
einem Mittelabschnitt des Pylons 18, und hierdurch wird
der hintere Teil des Kerntriebwerks 16 abgestüzt. Die
Aufhängeeinrichtung 22, 26 und
das Fan-Mantelstrom-Gasturbinentriebwerk 10 sind von herkömmlicher
Bauart und aus dem Stand der Technik an sich bekannt. Die Fangehäuse-Triebwerksverkleidung 14 und
die Triebwerksgondel werden vom Kerntriebwerk 16 über eine
ringförmige
Reihe von Leitschaufeln getragen, die sich zwischen der Triebwerksverkleidung 14,
dem Fangehäuse
und dem Kemtriebwerk 16 erstrecken.
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Die
vordere Aufhängestruktur 22 ist
deutlicher aus den 2 und 3 ersichtlich. 3 zeigt die
vordere Aufhängestruktur 22 allein,
wobei die übrigen
Teile des Triebwerks 10 und des Pylons 18 der Übersichtlichkeit
wegen weggelassen sind. Der Pylon 18 erstreckt sich durch
die Triebwerksverkleidung 14 nach dem Kerntriebwerk 16.
Die vordere Aufhängestruktur 22 ist
mit dem vorderen distalen Ende des Pylons 18 verbunden.
Die vordere Aufhängestruktur 22 weist
einen Hauptträger 2 auf,
der sich vom Pylon 18 innerhalb der Verkleidungsstruktur 28 des
Kerntriebwerks nach vorn erstreckt. Befestigungsglieder 19 für die Aufhängung, die
in Form von Aufhängebolzen 21 ausgebildet
sind und sich durch einen Lagerflansch 30 des Hauptträgers 2 erstrecken
und an diesen angreifen, verbinden den Hauptträger 2 mit einem Vorderabschnitt
des distalen Endes des Pylons 18. Für den Fachmann ist es klar,
dass andere Befestigungsglieder 19 für die Aufhängung benutzt werden können, die
die gleiche Funktion wie die Aufhängebolzen 21 durchführen können. Am
vorderen distalen Ende des Hauptträgers 2 befindet sich
ein zylindrischer Triebwerks-Hauptlagerzapfen 32. Dieser Lagerzapfen 32 wird
von einer hiermit zusammenwirkenden Fassung 34 innerhalb
eines strukturellen Traggliedes 11 der Kerntriebwerksverkleidung 28 erfasst,
wodurch das Kerntriebwerk 16 mit dem Hauptträger 2 und
mit dem Pylon 18 sowie mit dem Flugzeug verbunden wird,
und im Betrieb nimmt das Triebwerk 10 seitliche und vertikale
Belastungen auf.
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Ein
Schubausgleichsträger 36,
der sich seitlich in Querrichtung allgemein senkrecht zur Achse des
Hauptträgers 2 erstreckt,
ist mit dem hinteren Ende des Hauptträgers 2 verbunden.
Ein Ausgleichsträgerzapfen 38 durch
den zentralen Mittelpunkt des Schubausgleichsträgers 36 lenkt den
Ausgleichsträger 36 schwenkbar
an einem Flansch 40 am hinteren Ende des Hauptträgers 2 an
dem dem Lagerzapfen 32 entgegengesetzten Ende des Hauptträgers 2 an. Der
Flansch 40 weist ein hiermit zusammenwirkendes nicht dargestelltes
Lagerloch auf, von dem der Lagerzapfen 38 des Ausgleichsträgers aufgenommen
wird und in das dieser eingreift. Zwei Schublenker 42a, 42b sind
mit ihren Enden an jeweils gegenüberliegenden
seitlichen Enden des Schubausgleichsträgers 36 schwenkbar
angelenkt. Die Schublenker 42a, 42b erstrecken
sich von dem Ausgleichsträger 36 in
Richtung nach vorn, wobei das vordere Ende der Schublenker 42a, 42b schwenkbar
mit dem Kompressorgehäuse 24 des
Triebwerks an gegenüberliegenden
Seiten des Kerntriebwerks 16 und des Hauptträgers 2 angelenkt
sind. Im Betrieb tragen die Schublenker 42a, 42b die
axialen vom Triebwerk 10 erzeugten Schubbelastungen und übertragen
diese auf den Hauptträger 2 über den
Ausgleichsträger 36 und
so auf den Pylon 18 und das Flugzeug. Der Schubausgleichsträger 36,
seine Schwenklagerung und die symmetrische Anordnung der Schublenker 42a, 42b korrigieren
jede Abweichung in der Schubbelastung zwischen den beiden Schublenkern 42a, 42b.
Die Schublenker 42a, 42b und der Zapfen 32 bilden
zusammen mit der entsprechenden Fassung 34 die Hauptverbindungsmittel 27.
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Der
Triebwerkslagerzapfen 32, der Hauptträger 2 und die Schublenker 42a, 42b,
die mit dem Hauptträger 2 verbunden
sind, bewirken eine geeignete Hauptaufhängeeinrichtung 23,
um die seitlichen, die vertikalen und die Schubbelastungen zu tragen
und auf den Pylon 18 unter normalen Triebwerksbedingungen
zu übertragen.
Die hintere Aufhängestruktur 26,
die eine übliche
Lenkeranordnung aufweist, bewirkt eine vertikale und seitliche Abstützung der
Hinterseite des Triebwerks 10, um zu verhindern, dass das
Triebwerk 10 um die vordere Aufhängestruktur 22 schwenkt
und sich biegt. Das Triebwerk 10 wird dabei sicher vom
Flugzeug getragen und mit diesem verbunden.
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Zwischen
dem Hauptträger 2 und
dem Pylon 18 befindet sich ein Sicherheitsträger 44,
der aus einer Platte auf der Oberseite des Lagerflansches 30 Hauptträgers 2 besteht.
Die Aufhängebolzen 21,
die den Hauptträger 2 am
Pylon 18 festlegen, sind durch Löcher 46 im Sicherheitsträger 44 geführt, und
sie lagern den Sicherheitsträger 44 ebenfalls
am Pylon 18 und legen ihn daran fest, wobei der Sicherheitsträger 44 in
Sandwichform zwischen dem Hauptträger 2/Hauptträgerflansch 30 und
einem nicht dargestellten Pylonblock und dem Pylon 18 angeordnet
ist. Stattdessen könnten
getrennte Sicherheitsträgerbolzen
benutzt werden, um den Sicherheitsträger 44 unabhängig mit
dem Pylon 18 zu verbinden und zu sichern.
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Nach
dem Vorderende des Sicherheitsträgers 44 verlaufen
zwei Paare von Sicherheitslenkern 48a, 48b. Ösenansätze 50a, 50b stehen
von gegenüberliegenden
Querseiten des Sicherheitsträgers 44 in
der Nähe
des vorderen Endes des Sicherheitsträgers 44 vor. Jeweils
ein Ende eines jeden Paares der Sicherheitslenker 50a, 50b ist
schwenkbar an dem jeweiligen Ösenansatz 50a, 50b über Zapfen 52a, 52b angelenkt
und damit verbunden. Die jeweils anderen Enden der Paare der Sicherheitslenker 48a, 48b sind
mit dem Triebwerkskompressorgehäuse 24 über Zapfen 54a, 54b verbunden,
die mit Spiel in einem Loch 56a, 56b innerhalb
eines Lageransatzes 58a, 58b des Triebwerkskompressorgehäuses 24 gelagert
sind. Ein Loch mit Spielraum ist ein Loch oder eine Öffnung,
deren Bohrungsdurchmesser größer ist
als der äußere Durchmesser
des Teils des entsprechenden Zapfens, der darin angeordnet wird,
so dass dann, wenn der Zapfen koaxial innerhalb des mit Spiel versehenen
Loches angeordnet wird, ein Zwischenraum oder ein Ringspalt zwischen
dem Zapfen und der Lochbohrung besteht. Der Zapfen innerhalb des
mit Spiel versehenen Loches greift an dem mit Spiel versehenen Loch
nur nach einer Relativbewegung zwischen Zapfen und Spielraumloch an,
so dass diese dann nicht mehr koaxial zueinander liegen.
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Am
hinteren Ende des Sicherheitsträgers 44 stehen
zwei Ösenansätze 60a, 60b von
den beiden Querseiten des Sicherheitsträgers 44 vor. Die Ösenansätze 60a, 60b weisen
obere 61a, 62a und untere 61b, 62b Abschnitte
auf, die in Querrichtung und in Umfangsrichtung vom Sicherheitsträger vorstehen und
die jeweiligen Schublenker 42a, 42b zwischen sich
aufnehmen, wobei die Schublenker 42a, 42b zwischen
den jeweils oberen 61a, 62a und den unteren 61b, 62b Abschnitten
zu liegen kommen. Ein Hilfsverbindungsglied 29 besteht
aus den Sicherheitslenkern 48a, 48b und den Ösenansätzen 60a, 60b.
Zapfen 64a, 64b stehen mit Spiel durch die Löcher 66a, 66b in
den oberen 61a, 62a und den unteren 61b, 62b Ösenansätzen 60a, 60b hindurch.
Die Zapfen stehen auch in ein Loch des dazwischenliegenden Schublenkers 41a, 42b ein.
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Im
Normalbetrieb schaffen der Triebwerkslagerzapfen 32, der
Hauptträger 2 und
die Schublenker 42a, 42b, die mit dem Hauptträger 2 verbunden sind,
eine geeignete Lageranordnung, um die Seitenkräfte, die Vertikalkräfte und
die Schubkräfte
unter normalen Triebwerksbedingungen aufzunehmen und auf den Pylon 18 zu übertragen.
Die Sicherheitslenker 48a, 48b der Sicherheitsträger 44 und
die Verbindungen an den Ösenansätzen 60a, 60b des
Sicherheitsträgers 44 sind
unbelastet, weil mit Spielraum versehene Löcher 56a, 56b 66a, 66b vorgesehen sind.
Die Zapfen innerhalb der mit Spielraum versehenen Löcher 56a, 56b, 66a, 66b greifen
unter normalen Betriebsbedingungen nicht an den Löchern 56a, 56b, 66a und 66b an,
während
das Triebwerk 10 durch die Hauptverbindungsmittel getragen
wird. Infolgedessen sind die Sicherheitslenker 48a, 48b,
der Sicherheitsträger 44 und
die Verbindungen an den Ösenansätzen 60a, 60b des
Sicherheitsträgers 44 im Normalbetrieb
unbelastet und damit keiner Ermüdungsbelastung
ausgesetzt.
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In
dem unwahrscheinlichen und sehr seltenen Fall eines Bruchs des Haupttriebwerkszapfens 32 und/oder
des Hauptträgers 2 oder
eines anderen Defektes innerhalb der seitlichen und vertikalen Belastungspfade
der Haupttriebwerksaufhängung
fällt das
Triebwerk 10 ein wenig herab. In diesem Fall werden die
Sicherheitslenkerzapfen 54a, 54b, die innerhalb
der mit Spiel versehenen Löcher 56a, 56b gelagert
sind, an den Rändern
der Löcher 56a, 56b angreifen
und die Sicherheitslenker 48a, 48b werden wirksam
und tragen die Seitenbelastungen und Vertikalbelastungen des Triebwerks
und übertragen
diese über
den Sicherheitsträger 44 auf
den Pylon 18 und das Flugzeug. Auf ähnliche Weise werden in dem höchst unwahrscheinlichen
Fall eines Defektes des axialen Belastungspfades, beispielsweise
bei einem Defekt des Schubausgleichsträgers 36 oder der Aufhängung des
Hauptträgers 2 oder
des Hauptträgers 2 und/oder
eines Defekts bei einem der Schublenker 42a, 42b die
Zapfen 64a, 64b an den Sicherheits-Ösenansätzen 60a, 60b angreifen
und durch die mit Spiel versehenen Löcher 66a, 66b erfasst
und die Schubbelastungen werden durch die Ösenansätze 60a, 60b des
Sicherheitsträgers 44 und
vom Sicherheitsträger 44 auf
den Pylon 18 des Flugzeugs übertragen. In einer Situation,
wo ein Schublenker 42a, 42b bricht, werden die
Schubbelastungen durch die verbleibenden Schublenker 42b/42a und
die Sicherheits-Ösenansätze 60a, 60b getragen,
wobei sich der Ausgleichsträger 36 etwas
verschwenkt.
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Der
Sicherheitsträger 44,
die Sicherheitslenker 48a, 48b und die Ösenansätze 60a, 60b,
die am Sicherheitsträger 44 vorstehen,
schaffen dadurch einen Hilfsbelastungspfad für die Triebwerksbelastungen,
um zu gewährleisten,
dass das Triebwerk 10 abgestützt und die Belastungen nach
dem Pylon 18 übertragen
werden, falls ein Defekt in der Hauptaufhängung 23 (Triebwerkszapfen 32,
Hauptträger 2, Schublenker 42a, 42b und
Ausgleichsträger 36)
auftritt. Demgemäß schafft
die beschriebene und dargestellte Aufhängeeinrichtung 22 eine
verbesserte Sicherheits- oder Hilfsaufhängung 25. Ein spezieller Vorteil
dieser vorderen Aufhängeeinrichtung 22 besteht
darin, dass, weil der Sicherheitsträger 44, die Sicherheitslenker 48a, 48b und
die Sicherheits-Ösenansätze 60a, 60b unter
normalen Bedingungen nicht belastet werden, diese auch keiner Belastungsbeschädigung,
keiner Beanspruchung und keinen Ermüdungserscheinungen unterworfen
werden, denen die Hauptaufhängung
ständig
unterworfen ist. Der Hilfsträger 44,
die Lenker 48a, 48b und die Sicherheits-Ösenansätze 60a, 60b befinden
sich daher in einer ungebrauchten neuen Bedingung und die Gefahr
eines Defektes wird dadurch vermindert und die Gesamtsicherheit
der Aufhängeeinrichtung 22 wird
verbessert. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass der alternative
Belastungspfad, der durch die Sicherheitslenker 48a, 48b,
den Sicherheitsträger 44 und
die Sicherheits-Ösenansätze 60a, 60b gebildet wird,
im Wesentlichen unabhängig
von dem Hauptbelastungspfad wird, der den Haupttriebwerksträger 2,
den Lagerzapfen 32 und den Ausgleichsträger 36 umfasst. Infolgedessen
ist in die Aufhängeeinrichtung 22 eine
Redundanz eingebaut, die eine verbesserte Sicherheit liefert.
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Da
außerdem
der Sicherheitsträger 44 zwischen
dem Pylon 18 und dem Hauptträger 2 Sandwich-artig
gelagert ist, so wird er einer geringen Kompressionsbelastung unterworfen.
Dies vermindert die Wahrscheinlichkeit einer Risseerzeugung innerhalb des
Sicherheitsträgers 44,
und so wird die Wahrscheinlichkeit eines Bruchs des Sicherheitsträgers 44 unter
Belastung vermindert.
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Ein
noch weiterer Vorteil, der durch diese Aufhängung bewirkt wird, besteht
darin, dass der Hilfsbelastungspfad, der durch die Hilfsaufhängung 25 hindurch
verläuft
(Sicherheitsträger 44, Ösenansätze 50a, 50b und
Lenker 48a, 48b) näher am Pylon 18 liegt
als der Hauptbelastungspfad, der sich axial nach vorn nach dem Zapfen 42 erstreckt.
Die Biegemomentbelastungen und die Scherbelastungen innerhalb des
Sicherheitsträgers 44 sind
bei Belastung daher kleiner als innerhalb des Hauptträgers 2.
Der Sicherheitsträger 44 ist
daher leichter als die redundante Doppelstrebe, die herkömmlicherweise
benutzt wird, und das Gesamtgewicht der Aufhängestruktur 22 ist
geringer als eine herkömmliche
Doppelstrebenanordnung für
die gleiche Belastung und Redundanz. Der Hauptträger 2 und die Aufhängeeinrichtung 22 nehmen
vorteilhafterweise auch einen kleineren Raum ein als die Doppelstrebenanordnung bekannter
Art. Stattdessen kann bei gegebenem Gewicht und gegebener Größe die vorgeschlagene
Aufhängestruktur 22 (im
Vergleich mit einer Doppelstrebenanordnung) mit einem längeren Hauptträger 2 ausgestattet
werden, und der Lagerzapfen 32 mit der Verbindung des Kerntriebwerks 16 kann
an einer zweckmäßiger gelegenen
strukturellen Stelle angeordnet werden und/oder es wird möglich, die
Stellen für
die vordere Aufhängung 22 und
die hintere Aufhängung 26 an
Stellen zu verlegen, die einen größeren axialen Abstand zueinander
haben und dadurch eine besser stabilisierte Lagerung gewährleisten
und die Biegemomente auf die Aufhängungen 22, 26,
den Pylon 18 und das Triebwerk 10 verringern.
Dadurch, dass der Hauptlagerzapfen 32 durch Benutzung eines
verlängerten
Hauptträgers 2 in
der beschriebenen Weise weiter nach vorn verlegt wird, kann der Zapfen 32 im
Wesentlichen axial auf die Fan-Leitschaufeln 13 ausgerichtet
werden, die die Triebwerksverkleidung 14, das Fangehäuse und
die Gondel tragen. Dies vermindert jede Biegung des Kerntriebwerks 16,
die durch das Fangehäuse,
die Triebwerksverkleidung 14 und die Gondelbelastungen verursacht
wird, wobei diese Belastungen auf den Zapfen 32 und den
Hauptträger 2 im
Wesentlichen in der gleichen Axialebene oder in der Nähe derselben übertragen
werden. Es ist klar, dass die Biegung des Kerntriebwerks 16 unerwünscht ist,
da dies das Spiel zwischen den Bauteilen innerhalb des Kerntriebwerks 16 beeinträchtigen
kann, was wiederum in ungünstiger
Weise den Betrieb des Triebwerks 10 beeinflusst und Beanspruchungen
in den Bauteilen des Kerntriebwerks 16 erzeugt.
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Gemäß einer
Abwandlung der vorgeschlagenen Aufhängung könnte der Sicherheitsträger 44 so angeordnet
werden, dass einige der Belastungen vom Hauptträger 2 unter extremen
Belastungsbedingungen der Aufhängung 22 verringert
werden. Dies kann dadurch geschehen, dass der Spielraum der Löcher 56a, 56b so
bemessen wird, dass bei einer gewissen Biegung des Hauptträgers 2 (die
infolge einer Belastung auftritt) die Zapfen 54a und 54b mit den
Lochrändern
in Eingriff kommen. Die Belastungen, die die größere Biegung des Hauptträgers 2 verursachen,
würden
dann zwischen dem Sicherheitsträger 44 und
dem Hauptträger 2 aufgeteilt.
Dadurch würde
es dann möglich,
den Hauptträger 2 leichter
zu gestalten, da die maximalen Belastungen auf ihn vermindert würden. Eine
derartige Belastungsverteilung beeinträchtigt jedoch nicht schwerwiegend
den Sicherheitsträger 44 oder
beansprucht diesen oder ermüdet
diesen, da eine derart hohe maximale Belastung der Hilfsaufhängung 25 nur
selten auftritt und nicht allgemein typisch für eine normale Belastung ist.
Die mit Spielraum versehenen Löcher 56a, 56b sind
so bemessen, dass unter normaler Belastung (die unter der maximalen
Belastung liegt) die Zapfen 54a, 54b nicht wirksam
sind und daher der Sicherheitsträger 44 nicht
belastet ist.
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Eine
weitere Ausführungsform
und Abwandlung der Aufhängeeinrichtung 22 ist
in 4 dargestellt. Wie ersichtlich, ist die Aufhängung im
Wesentlichen die gleiche wie gemäß 3,
und gleiche Bezugszeichen wurden zur Kennzeichnung entsprechender
Merkmale benutzt. Der Hauptunterschied bei dieser Abwandlung besteht
darin, dass die axialen Positionen des Ausgleichsträgers 36 und
der Ösenansätze 60a, 60b umgekehrt
wurden, wobei der Ausgleichsträger 36' an einer Stelle
angebracht und gelagert ist, die axial vor den Sicherheits-Ösenansätzen 60a', 60b' liegt. Die
Schublenker 42a, 42b erstrecken sich ebenfalls über die
Verbindung mit dem Ausgleichsträger 36', so dass sie
in die Ösenansätze 60a', 60b' des Sicherheitsträgers eingreifen
können. Der
Hauptträger 2' ist ebenfalls
abgewandelt und insbesondere mit Öffnungen versehen, um eine
Anpassung an die revidierte Position des Ausgleichsträgers 36' und seiner
Lagerung am Hauptträger 2' zu bewirken.
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Für den Fachmann
ist es klar, dass die Erfindung, die vorstehend in Verbindung mit
einer vorderen Aufhängung 22 beschrieben
wurde, in gleicher Weise auf eine hintere Triebwerksaufhängung 26 angewandt
werden könnte,
wobei eine konventionelle vordere Aufhängung oder eine weitere Aufhängung gemäß der Erfindung
im vorderen Teil vorgesehen werden kann.
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Es
ist auch ersichtlich, dass die mit Spielraum versehenen Löcher 56a, 56b, 66a, 66b,
die gewährleisten,
dass die Sicherheitslenker 48a, 48b und die Verbindungen
zwischen den Sicherheits-Ösenansätzen 60a, 60b und
die Schublenker 42a, 42b im Normalbetrieb nicht
belastet werden, nicht in den dargestellten Positionen angeordnet
werden müssen, und
sie können
an anderen Verbindungspunkten zwischen den Sicherheitslenkern 48a, 48b und
dem Sicherheitsträger 44 und
zwischen den Sicherheits-Ösenansätzen 60a, 60b und
den Schublenkern 42a, 42b angeordnet werden. Ferner
könnten
andere bekannte Mittel benutzt werden, um zu gewährleisten, dass die Sicherheitslenker 48a, 48b,
der Sicherheitsträger 44 und
die Sicherheits-Ösenansätze 60a, 60b im
Normalbetrieb nicht belastet werden, wenn die Triebwerksbelastungen
von der Hauptaufhängung
und den Verbindungen getragen werden. Ein besonders wichtiges Merkmal
der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass ein alternativer
getrennter Hilfsbelastungspfad geschaffen wird, falls die Hauptaufhängung oder
Verbindungen brechen (die von den Sicherheitslenkern 48a, 48b,
dem Sicherheitsträger 44 und
den Sicherheits-Ösenansätzen 60a, 60b gebildet
werden), welche unter normalen Betriebsbedingungen der Aufhängung 22 nicht
belastet werden.