DE60021470T2

DE60021470T2 - Triebwerksgondelaufhängung für Luftfahrzeuge

Info

Publication number: DE60021470T2
Application number: DE60021470T
Authority: DE
Inventors: Pascal Jule; Alain Porte; Stephane Levert
Original assignee: Airbus Operations SAS
Current assignee: Airbus Operations SAS
Priority date: 1999-05-19
Filing date: 2000-05-16
Publication date: 2006-05-24
Anticipated expiration: 2020-05-17
Also published as: DE60043164D1; EP1486418B1; EP1486418A3; ES2245927T3; CA2308886C; EP1053938B1; US6347765B1; EP1486418A2; EP1053938A1; DE60021470D1; FR2793769A1; FR2793769B1; CA2308886A1

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft eine Aufhängevorrichtung zum Montieren eines Luftfahrzeugtriebwerks an einer Strebe, die an einem Strukturelement des Luftfahrzeugs wie etwa einem Tragwerk- oder Rumpfelement befestigt ist.
Die erfindungsgemäße Aufhängevorrichtung kann bei Flugzeugen jeder Art verwendet werden. Bevorzugt eignet sie sich für Flugzeuge moderner Bauart, deren Triebwerke mit Gebläsen mit sehr großen Durchmessern ausgerüstet sind.
Stand der Technik
Die Triebwerke von Luftfahrzeugen sind entweder an einer Strebe aufgehängt, die unter dem Tragwerk des Luftfahrzeugs befestigt ist, oder seitlich an einer Strebe aufgehängt, die am Rumpf des Luftfahrzeugs befestigt ist. In beiden Fällen erfolgt die Verbindung zwischen dem Triebwerk und der Strebe im Allgemeinen durch eine vordere Aufhängevorrichtung und eine hintere Aufhängevorrichtung. Die Funktion dieser Aufhängevorrichtungen besteht darin, die von dem Triebwerk erzeugten Kräfte über die Strebe auf das Luftfahrzeug zu übertragen. Um die von den Aufhängevorrichtungen übertragenen Kräfte zu analysieren, ordnet man dem Triebwerk ein Orthonormalsystem OXYZ zu, bei dem die nach vorne gerichtete Achse OX in Richtung der Längsachse des Triebwerks, die Achse OY seitlich in einer waagerechten Ebene und die Achse OZ senkrecht nach oben ausgerichtet ist.
Im Fall eines am Tragwerk aufgehängten Triebwerks sind die von den Aufhängevorrichtungen auf die Struktur des Luftfahrzeugs bezüglich dieses Orthonormalsystems übertragenen Kräfte hauptsächlich Schubkräfte des Triebwerks, die im Wesentlichen in Richtung der Achse OX wirken, insbesondere auf einen Windstoß zurückzuführende Seitenkräfte, die im Wesentlichen in Richtung der Achse OY wirken, und auf die Masse des Triebwerks zurückzuführende oder im Fall einer Bauchlandung des Flugzeugs erzeugte Kräfte, die im Wesentlichen in Richtung der Achse OZ wirken. Ferner übertragen die Aufhängevorrichtungen auf die Struktur des Luftfahrzeugs ein Kräftemoment in Richtung der Achse OX, das auf die Drehbewegung des Triebwerks zurückzuführen ist. Im Fall eines seitlich am Rumpf angebrachten Triebwerks sind die in Richtung der Achsen OY und OZ wirkenden Kräfte umgekehrt.
Um die Befestigung eines Turbinenluftstrahltriebwerks an einer Aufhängestrebe eines Luftfahrzeugs zu gewährleisten, existieren gegenwärtig hauptsächlich zwei Montagearten:
die Montage vom Typ "Core" und die Montage vom Typ "Fan-Hybride".
Bei der Montage vom Typ "Core" ist das Hauptgehäuse des Turbinenluftstrahltriebwerks durch ein vorderes Verbindungsstück und ein hinteres Verbindungsstück direkt an der Aufhängestrebe befestigt. In diesem Fall nimmt das vordere Verbindungsstück gleichzeitig die Kräfte in Richtung der Achsen OX, OY und OZ auf, und das hintere Verbindungsstück nimmt die Kräfte in Richtung der Achsen OY und OZ sowie das Kräftemoment in Richtung der Achse OX auf.
Bei der Montage vom Typ "Fan-Hybride" ist ein vorderes Verbindungsstück zwischen der Strebe und dem Gebläsegehäuse des Turbinenluftstrahltriebwerks eingefügt, und ein hinteres Verbindungsstück ist zwischen der Strebe und dem Hauptgehäuse des Turbinenluftstrahltriebwerks eingefügt, wie bei der Montage vom Typ "Core". In diesem Fall nimmt das vordere Verbindungsstück die Kräfte in Richtung der Achsen OY und OZ auf, und das hintere Verbindungsstück nimmt die Kräfte in Richtung der Achsen OX, OY und OZ sowie das Kräftemoment in Richtung der Achse OX auf. Wie insbesondere in dem Dokument EP-A-0 564 126 erläutert, erfolgt außerdem die Aufnahme der Schubkraft in Richtung der Achse OX mit Hilfe von zwei Schubstangen, die das hintere Verbindungsstück mit dem vorderen Teil des Hauptgehäuses des Triebwerks verbinden.
Bei allen üblicherweise verwendeten Montagesystemen von Luftfahrzeugtriebwerken existiert demnach keine Aufhängevorrichtung, die gleichzeitig die in Richtung der Achse OX wirkenden Schubkräfte des Triebwerks und die in Richtung der Achse OY wirkenden Seitenkräfte auf die Strebe zu übertragen vermag.
Wie insbesondere in dem Dokument US-A-5 275 357 erläutert, weisen die bei den existierenden Montagesystemen verwendeten Aufhängevorrichtungen in den meisten Fällen eine Behelfsaufhängestruktur auf. Diese direkt mit der Strebe oder einem Zwischenbeschlag verbundene Behelfsaufhängestruktur wird nur im Fall eines Bruchs eines oder mehrerer Elemente der Hauptaufhängestruktur beansprucht. Gegenwärtig sind sämtliche Teile der Behelfsaufhängestrukturen während des Normalbetriebs nicht aktiv. Sie greifen nicht ein, wenn die Hauptaufhängestruktur funktionsfähig ist. Sie werden nur beim Bruch eines oder mehrerer Teile der Hauptaufhängestruktur aktiv. Wären sie nicht vorhanden, so würde also die Übertragung der Kräfte durch die Hauptaufhängestruktur der Aufhängevorrichtung nicht verändert.
Eine andere Aufhängevorrichtung ist aus dem Dokument EP-0 844 172 bekannt, die dem nächstliegenden Stand der Technik entspricht.
Die Verwendung von Triebwerken mit immer größeren Abmessungen und Massen in der jüngsten Vergangenheit verschärft Probleme wie etwa die Durchbiegung des Triebwerks, Vibrationen etc. Um diese Probleme durch eine bessere Massenverteilung zu beheben, wird in Betracht gezogen, die herkömmlichen Montagesysteme durch ein neues System mit drei anstelle von zwei Aufhängevorrichtungen zu ersetzen. In diesem Fall wäre die Strebe mit der Vorderseite des Hauptgehäuses des Triebwerks durch eine vordere Aufhängevorrichtung verbunden, die nur die Kräfte aufnehmen würde, die in zwei orthogonalen, im Wesentlichen der Längsachse OX und der Seitenachse OY entsprechenden Richtungen wirken.
Bei der Ausführung dieser Aufhängevorrichtung ist es nicht möglich, das vordere Verbindungsstück zu verwenden, das zur Aufnahme der Kräfte in Richtung der Achsen OY und OZ bei der Montage vom Typ "Fan-Hybride" dient. Die Ebene der zu übertragenden Kräfte ist nun nämlich waagerecht und nicht mehr senkrecht.
Überdies muss die Aufhängevorrichtung, die dazu bestimmt ist, diese Funktion zu erfüllen, vorzugsweise leicht demontierbar sein, um jeglichen Zeitverlust beim Aus- oder Einbau des Triebwerks zu vermeiden.
Und schließlich ist es auch nicht möglich, eine der anderen Aufhängevorrichtungen zu übernehmen, die bei den herkömmlichen Montagesystemen verwendet werden, wie etwa das vordere Verbindungsstück bei der Montage vom Typ "Core", das die in Richtung der Achsen OX, OY und OZ wirkenden Kräfte aufnimmt. Da diese vorhandenen Aufhängevorrichtungen auch die in der Richtung OZ wirkenden Kräfte aufnehmen, setzt ihre Verwendung nämlich eine stärkere Versteifung der Strebe voraus, um eine korrekte Aufnahme der von der Aufhängevorrichtung übertragenen Kräfte zu gewährleisten. Dies hat zur Folge, dass zusätzliches Material hinzugefügt und somit das Gewicht der Strebe erhöht wird, was sich nachteilig auswirkt. Ferner würde dies auch im Gegensatz zu einer Verbesserung der Leistungen des Triebwerks stehen, die mit der Verwendung eines neuen Montagesystems angestrebt wird, das eine vordere Aufhängevorrichtung umfasst, die nur die im Wesentlichen in Richtung der Längsachse OX und in Richtung der Achse OY wirkenden Kräfte aufnimmt.
Darstellung der Erfindung
Gegenstand der Erfindung ist im Wesentlichen eine vereinfachte Aufhängevorrichtung, die in einem neuen System zur Montage eines Luftfahrzeugtriebwerks an einer Strebe verwendet werden kann, um nur die Übertragung der Schubkräfte und der Seitenkräfte zu gewährleisten, wobei sie, auf engem Raum angeordnet, die aerodynamische Luftströmung so wenig wie möglich beeinträchtigt.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist auch eine Aufhängevorrichtung, die erforderlichenfalls leicht demontiert werden kann.
Erfindungsgemäß wird dieses Ergebnis mit Hilfe einer Vorrichtung zum Aufhängen eines Luftfahrzeugtriebwerks an einer Strebe erreicht, die an einem Strukturelement des Luftfahrzeugs befestigt ist, wobei diese Vorrichtung dem Patentanspruch 1 entspricht.
Auf diese Weise erfolgt die Übertragung der Kräfte im Fall eines Bruchs eines der beiden Teile weiterhin durch das andere Teil.
Das Gehäuse des Triebwerks und das der Hauptaufhängestruktur und der Behelfsaufhängestruktur gemeinsame Element bilden zwei aneinander angrenzende Organe. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist ein erstes dieser Organe einen Zapfen auf, der mit Spiel in eine mit dem zweiten Organ verbundene Aussparung parallel zu einer dritten Achse senkrecht zur Längsachse und zur Querachse des Triebwerks derart hineinragt, dass er mit den Wänden der Aussparung niemals in Kontakt kommt, wenn die Hauptaufhängestruktur funktionsfähig ist.
Vorteilhafterweise ist das Ende des Zapfens vom Boden der Aussparung daher normalerweise so beabstandet, dass das Ende am Boden anzuliegen vermag, um beim Landen des Luftfahrzeugs ohne Räder auf die Strebe Kräfte zu übertragen, die parallel zur dritten Achse wirken.
Vorzugsweise ist der Zapfen zur Hälfte in jedem der Teile ausgeführt, die das der Hauptaufhängestruktur und der Behelfsaufhängestruktur gemeinsame Element bilden.
Gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung umfasst die Hauptaufhängestruktur ferner einen im Wesentlichen in der Mitte an dem Element angelenkten Ausgleichhebel sowie zwei erste Schubstangen, die an jedes der Enden des Ausgleichhebels im Wesentlichen in der ersten Richtung derart angelenkt sind, dass dieser mit einem Gehäuse des Triebwerks verbunden ist, und eine dritte Schubstange, die unmittelbar zwischen dem Element und dem Gehäuse des Triebwerks im Wesentlichen in der zweiten Richtung angelenkt ist.
Bei dieser Anordnung ist der Ausgleichhebel vorzugsweise an dem der Hauptaufhängestruktur und der Behelfsaufhängestruktur gemeinsamen Element durch eine im Wesentlichen zur dritten Achse parallele, in der Mittelebene angeordnete Drehachse angelenkt.
Gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung umfasst die Hauptaufhängestruktur ferner zwei Schubstangen, die unmittelbar zwischen dem Element und dem Gehäuse des Triebwerks angelenkt und bezüglich der Mittelebene im Wesentlichen symmetrisch in zwei zwischen der ersten Richtung und der zweiten Richtung liegenden Richtungen ausgerichtet sind.
Bei allen Ausführungsformen sind die Schubstangen vorteilhafterweise durch Kugelachsen angelenkt. Durch diese Anordnung kann vermieden werden, dass Störkräfte, dass heißt Kräfte, die in einer von der genannten ersten und zweiten Kräfteübertragungsrichtung abweichenden Richtung ausgerichtet sind, über die Aufhängevorrichtung übertragen werden. Handelt es sich bei dem Triebwerk um ein Turbinenluftstrahltriebwerk, wird die erfindungsgemäße Aufhängevorrichtung vorteilhafterweise verwendet, um die Strebe mit dem Hauptgehäuse dieses Turbinenluftstrahltriebwerks zu verbinden.
Vorzugsweise umfasst das der Hauptaufhängestruktur und der Behelfsaufhängestruktur gemeinsame Element eine Abtrennebene, die vorgesehen ist, um mit Befestigungsmitteln an der Strebe befestigt zu werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Als nicht einschränkende Beispiele werden nun unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen zwei bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung beschrieben, wobei:
1 eine perspektivische Darstellung ist, die eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Aufhängevorrichtung zeigt;
2 eine Schnittansicht der Vorrichtung aus 1 in Richtung einer gemeinsamen Mittelebene dieser Vorrichtung und der Strebe ist; und
3 eine perspektivische Darstellung ist, die eine zweite Ausführungsform der Erfindung zeigt.
Detaillierte Beschreibung von zwei bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung
In 1 und 2 ist eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Aufhängevorrichtung bei Anwendung im Fall eines Triebwerks dargestellt, das unter dem Tragwerk eines Luftfahrzeugs angebracht ist. Bei einer nicht dargestellten Ausführungsvariante kann eine identische, jedoch anders ausgerichtete Aufhängevorrichtung verwendet werden, um ein Triebwerk seitlich am Rumpf eines Luftfahrzeugs anzubringen.
Die in 1 und 2 dargestellte Aufhängevorrichtung ermöglicht es, ein Gehäuse C des Triebwerks, das man aufhängen möchte, mit einer (nicht dargestellten) Strebe zu verbinden, die unter dem Tragwerk des Luftfahrzeugs befestigt ist. Genauer gesagt ist die erfindungsgemäße Aufhängevorrichtung in dem am häufigsten auftretenden Fall, in dem das Triebwerk des Luftfahrzeugs ein Turbinenluftstrahltriebwerk ist, vorteilhafterweise zwischen der Strebe und dem Hauptgehäuse C dieses Turbinenluftstrahltriebwerks eingefügt.
Gemäß einem wesentlichen Merkmal der Erfindung ist die in 1 und 2 dargestellte Aufhängevorrichtung eine besonders einfache und kompakte Vorrichtung, die derart dimensioniert und optimiert ist, dass sie auf die Strebe nur die Kräfte überträgt, die von dem Triebwerk in zwei orthogonalen Richtungen ausgeübt werden.
Genauer gesagt ist die Aufhängevorrichtung konzipiert, um Kräfte auf die Strebe zu übertragen, die in einer zur Längsachse des Triebwerks im Wesentlichen parallelen ersten Richtung und einer zu einer Querachse des Triebwerks im Wesentlichen parallelen, zur Längsachse und zu einer dem Triebwerk und der Strebe gemeinsamen Mittelebene senkrechten zweiten Richtung wirken.
In einem Orthonormalsystem OXYZ, bei dem die Achse OX nach vorne in Richtung der Längsachse des Triebwerks, die Achse OY seitlich, das heißt senkrecht zu einer Mittelebene des Triebwerks und der Strebe und die Achse OZ senkrecht nach oben ausgerichtet ist, erfolgt auf diese Weise durch die erfindungsgemäße Aufhängevorrichtung die Übertragung der Kräfte auf die Strebe, die in einer im Wesentlichen in Richtung der Achse OX gerichteten, ersten Richtung X' und in einer im Wesentlichen in Richtung der Achse OY gerichteten zweiten Richtung Y' wirken. Die wesentlichen Komponenten der Richtungen X' und Y' sind sozusagen in Richtung der Achse OX bzw. OY gerichtet.
In dem (nicht dargestellten) Fall, in dem die Aufhängevorrichtung zur Montage eines Triebwerks am Rumpf eines Luftfahrzeugs verwendet wird, sind die von dieser Vorrichtung übertragenen Kräfte im Wesentlichen in Richtung der Achsen OX und OZ ausgerichtet.
Wie die bei den herkömmlichen Montagesystemen vom Typ "Core" und "Fan-Hybride" verwendeten Aufhängevorrichtungen umfasst die erfindungsgemäße Aufhängevorrichtung eine Hauptaufhängestruktur, durch die normalerweise die gesamte Übertragung der Kräfte erfolgt, wenn sie funktionsfähig ist, und eine Behelfsaufhängestruktur, durch die nach dem Bruch eines der Teile der Hauptaufhängestruktur ein Teil der zu übertragenden Kräfte übertragen wird.
Bei der erfindungsgemäßen Aufhängevorrichtung weisen die Hauptaufhängestruktur und die Behelfsaufhängestruktur ein gemeinsames Element auf, das in den Figuren im Allgemeinen mit dem Bezugszeichen 10 gekennzeichnet ist.
In Anbetracht seiner lebenswichtigen Funktion in der Aufhängevorrichtung wird das Element 10 von zwei getrennten Teilen 10a und 10b gebildet, durch die alle zwischen dem Triebwerk und der Strebe übertragenen Kräfte geleitet werden, unter normalen Bedingungen wie unter Notfallbedingungen. Genauer gesagt ist jedes Teil 10a bzw. 10b, welches das Element 10 bildet, in der Lage, diese gesamten Kräfte allein zu übertragen.
Jedes der Teile 10a und 10b weist im Querschnitt in der senkrechten Ebene YOZ die Form eines L auf. Die beiden Teile 10a und 10b sind Rücken an Rücken derart aneinander gefügt, dass das auf diese Weise gebildete Element 10 im Querschnitt in der Ebene YOZ die Form eines T aufweist. Die Teile 10a und 10b sind zum Beispiel mit Hilfe von Bolzen 11 (2) oder Trommelmuttern miteinander verbunden, um die Achse des Ausgleichhebels 20 zu blockieren.
Das Element 10 umfasst so einen senkrechten Verankerungsbeschlag 12, der zur Hälfte in jedem der Teile 10a und 10b ausgebildet ist, sowie eine waagerechte Platte 14, die ebenfalls zur Hälfte in jedem der beiden Teile ausgebildet ist, die das Element 10 bilden.
Die ebene Oberseite 15 der Platte 14 des Elements 10 bildet eine Abtrennebene, die vorgesehen ist, um mit jeglichen geeigneten Befestigungsmitteln wie etwa Schrauben 13, Trommelmuttern oder sonstigen Mitteln unter der am Tragwerk aufgehängten Aufhängestrebe befestigt zu werden.
Um sicherzustellen, dass die von dem Element 10 der Aufhängevorrichtung übertragenen Kräfte auf die Strebe übertragen werden, steht ein zylindrischer Zapfen 16 über die ebene Oberseite 15 des Elements 10 über. Wird dieses unter der Strebe befestigt, dringt der Zapfen 16 ohne Spiel in ein zu diesem Zweck in der Strebe vorgesehenes (nicht dargestelltes) zylindrisches Loch ein. Auf diese Weise erfolgt die Aufnahme der Kräfte in den Richtungen X' und Y'. Wie 1 zeigt, ist der Zapfen 16 zur Hälfte in jedem der beiden Teile 10a, 10b ausgeführt, deren Übergangsfläche durch die senkrechte Achse des Zapfens verläuft.
Der Verankerungsbeschlag 12 ragt ausgehend von der Platte 14 nach unten in die gemeinsame senkrechte Mittelebene OXZ des Triebwerks und der Strebe hinein.
In seinem hinteren Bereich (links in 2) bezüglich der Luftströmungsrichtung wird der Verankerungsbeschlag 12 in der seitlichen Richtung OY von einem Spalt 18 durchquert. Genauer gesagt ist dieser Spalt 18 in einer zur Vorderseite des Triebwerks hin nach unten geneigten Ebene angeordnet. Die Schnittlinie dieser Ebene mit der Mittelebene OXZ entspricht der ersten Richtung X' der aufzunehmenden Kräfte.
Ein Ausgleichhebel 20 durchquert den Spalt 18 und ist an dem Verankerungsbeschlag 12 durch eine Drehachse 22 im Wesentlichen in seiner Mitte angelenkt. Diese Achse 22 ist senkrecht zu der schiefen Ebene OX'Y. Der Ausgleichhebel 20 ist quer in einer zur Achse OY im Wesentlichen parallelen mittleren Richtung ausgerichtet. Er ist ebenso Bestandteil der Hauptaufhängestruktur wie die Drehachse 22 und das Element 10.
Wie insbesondere in 1 dargestellt, umfasst die Hauptaufhängestruktur außerdem zwei Schubstangen 24, die jeweils Enden des Ausgleichhebels 20 mit dem Gehäuse C des Triebwerks verbinden.
Genauer gesagt bildet ein erstes Ende jeder der Schubstangen 24 eine Gabel, die durch eine Drehachse 26 an dem entsprechenden Ende des Ausgleichhebels 20 angelenkt ist. Diese Drehachse 26 ist ihrerseits durch ein (nicht dargestelltes) Kugelgelenk am Ende des Ausgleichhebels 20 angebracht.
Das andere Ende jeder der Schubstangen 24 bildet ebenfalls eine Gabel, die durch eine Drehachse 30 an einer zu diesem Zweck am Gehäuse C des Triebwerks vorgesehenen Gegengabel 28 angelenkt ist. Diese Drehachse 30 ist ihrerseits durch ein (nicht dargestelltes) Kugelgelenk in der Gegengabel 28 angebracht.
Die relative Anordnung des Ausgleichhebels 20 und der mit dem Gehäuse C verbundenen Gabeln 28 ist derart, dass die Schubstangen 24 ausgehend von den Gabeln 28 in zur Längsachse OX des Triebwerks im Wesentlichen parallelen Richtungen nach hinten gerichtet sind. Genauer gesagt sind die Schubstangen 24 in der schiefen Ebene X'OY angeordnet und nähern sich nach hinten aneinander an.
Durch die bisher beschriebenen Elemente der Hauptaufhängestruktur erfolgt die Aufnahme der Kräfte in der ersten Richtung X'.
Um die Aufnahme der Kräfte in der zweiten Richtung Y' zu gewährleisten, umfasst die Hauptaufhängestruktur außerdem eine dritte Stange 32, die den Verankerungsbeschlag 12 mit dem Gehäuse C des Triebwerks in Richtung der Seitenachse OY verbindet. Genauer gesagt ist die dritte Stange 32 in einer zu der Ebene YOZ parallelen Ebene angeordnet.
Ein erstes Ende der Stange 32 ist in einem Spalt 34 aufgenommen, der in dieser Ebene YOZ im vorderen Teil des Verankerungsbeschlags 12 ausgeführt ist. Dieses erste Ende der Stange 32 ist durch eine in Richtung der Längsachse OX des Triebwerks ausgerichtete Drehachse 36 in dem Beschlag 12 angelenkt. Die Achse 36 ist durch ein (nicht dargestelltes) Kugelgelenk in der dritten Stange 32 angebracht. Es ist anzumerken, dass die Trennebene der Teile 10a und 10b, die das Element 10 bilden, durch die geometrische Achse der Drehachse 36 verläuft.
Das zweite Ende der Stange 32 ist durch eine Drehachse 40 in einer fest mit dem Gehäuse C des Triebwerks verbundenen Gabel 38 angelenkt. Diese Drehachse 40 ist durch ein (nicht dargestelltes) Kugelgelenk in der Stange 32 angebracht.
Diese Anordnung ermöglicht es der Stange 32, die von dem Triebwerk in der Richtung Y' ausgeübten Seitenkräfte über das Element 10 auf die Strebe zu übertragen.
Es ist anzumerken, dass mit Ausnahme des Elements 10 sämtliche Teile, die die Hauptaufhängestruktur bilden, einstückige Teile sind. Dies verleiht dieser Struktur einen sehr einfachen Aufbau.
Die Behelfsaufhängestruktur wird im Wesentlichen von dem Element 10 gebildet. Um diese Funktion zu erfüllen, umfasst das Element 10 einen zylindrischen Zapfen 42, der parallel zur Achse OZ radial in Richtung des Gehäuses C des Triebwerks übersteht. Dieser Zapfen 42 ist zur Hälfte in jedem der Teile 10a und 10b ausgeführt, deren Übergangsfläche durch die senkrechte Achse des Zapfens verläuft.
Wie insbesondere in 2 dargestellt, dringt der Zapfen 42 mit Spiel in eine zylindrische Aussparung 44 ein, die am Gehäuse C des Triebwerks ausgebildet ist. Genauer gesagt besteht zwischen den Umfangswänden des Zapfens 42 und der Aussparung 44 ein Spiel, derart, dass diese Wände niemals miteinander in Kontakt kommen, wenn die Hauptaufhängestruktur funktionsfähig ist.
Wenn sämtliche Teile der soeben beschriebenen Aufhängevorrichtung betriebsfähig sind und sich das Flugzeug am Boden befindet, kommt folglich die von dem Ausgleichhebel 20 und den Schubstangen 24 gebildete Einheit auf natürliche Weise ins Gleichgewicht, da sich der Ausgleichhebel frei um die Achse 22 dreht. Die von dem Triebwerk in Richtung der Achse OX ausgeübten Schubkräfte durchqueren die Schubstangen 24, den Ausgleichhebel 20, die Achse 22 und anschließend das Element 10 bis zu der (nicht dargestellten) Strebe. Die von dem Triebwerk in Richtung der Achse OY ausgeübten, auf den Wind zurückzuführenden Seitenkräfte durchqueren die Stange 32, dann das Element 10 bis zu der (nicht dargestellten) Strebe. Das Element 10, das die Behelfsaufhängestruktur bildet, ist also ununterbrochen aktiv, das heißt, selbst wenn kein Bruch eines Teils der Hauptaufhängestruktur vorliegt. Wenn sich das Flugzeug in der Luft befindet, ist die Vorrichtung Schubkräften in Richtung der Achse OX, Seitenkräften in Richtung der Achse OY und auf das Gewicht des Triebwerks zurückzuführenden Kräften in Richtung der Achse OZ ausgesetzt.
Die Schubkräfte werden überwiegend von der Einheit Schubstangen 24 – Ausgleichhebel 20 – Element 10 aufgenommen, wie oben beschrieben.
Die zum Beispiel auf einen Windstoß zurückzuführenden Seitenkräfte werden überwiegend von der Einheit 32 – Element 10 aufgenommen, wie oben beschrieben.
Die auf das Gewicht des Triebwerks zurückzuführenden Kräfte werden schließlich überwiegend von einer oder mehreren (nicht dargestellten) anderen Aufhängevorrichtungen aufgenommen, durch die das Triebwerk ebenfalls mit der Strebe verbunden ist. Wie oben beschrieben, sind die Schubstangen 24 an dem Ausgleichhebel 20 und an dem Gehäuse C durch Kugelachsen angelenkt, und die Stange 32 ist an dem Element 10 und an dem Gehäuse C durch Kugelachsen angelenkt. Wird ein kleiner Teil der auf das Gewicht zurückzuführenden, in Richtung der Achse OZ wirkenden Kräfte nicht von einer anderen Aufhängevorrichtung des Montagesystems aufgenommen, kann er folglich keinesfalls von dem beschriebenen Aufhängesystem übertragen werden.
Vorzugsweise ist das Ende des Zapfens 42 normalerweise vom Boden der Aussparung 44 durch einen vordefinierten Abstand derart getrennt, dass kein Kontakt möglich ist, wenn sämtliche Teile der Vorrichtung betriebsfähig sind. Dagegen ist dieser Abstand so gewählt, dass der Boden der Aussparung bei einer Landung des Luftfahrzeugs ohne Räder an dem Ende des Zapfens anliegt. Ein Teil der in diesem Fall von dem Triebwerk in der senkrechten Richtung OZ ausgeübten Kräfte wird auf diese Weise durch die Aufhängevorrichtung auf die Strebe übertragen.
Das Element 10 wird zudem beim Bruch eines der Bauteile der Hauptaufhängestruktur als Behelfsaufhängestruktur aktiv.
Bricht eine der Schubstangen 24, eines der Enden des Ausgleichhebels 20 oder eine der Achsen 26 und 30, so gewährleistet das Element 10 auf diese Weise automatisch die Übertragung der in der Richtung X' wirkenden Kräfte in Verbindung mit dem noch intakten Teil der Einheit Ausgleichhebel 20 – Schubstangen 24 – Achsen 26, 30. Diese Funktion wird dadurch erreicht, dass der Zapfen 42 am hinteren Rand der Aussparung 44 zur Anlage kommt.
Beim Bruch der Stange 32 oder einer der Achsen 36 und 40 gewährleistet das Element 10 ferner automatisch die gesamte Übertragung der in der Richtung Y' wirkenden Seitenkräfte. Diese Funktion wird dadurch erreicht, dass der Zapfen 42 am entsprechenden Seitenrand der Aussparung 44 zur Anlage kommt.
Die in 3 dargestellte zweite Ausführungsform der Erfindung unterscheidet sich von der ersten zunächst durch die Tatsache, dass sie keinen Ausgleichhebel aufweist und dass die Schubstangen 24 durch die Achsen 26 unmittelbar an dem Element 10 angelenkt sind.
Die Tatsache, dass kein Ausgleichhebel vorhanden ist, ermöglicht es den Schubstangen 24, auch die vom Triebwerk ausgeübten Seitenkräfte über das Element 10 auf die Strebe zu übertragen. Die in 3 dargestellte zweite Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten folglich außerdem durch die Tatsache, dass sie keine dritte Stange 32 aufweist.
Das Element 10, dessen allgemeine Form unverändert bleibt, umfasst in diesem Fall zwei Zungen 46 (von denen nur eine in 3 sichtbar ist). Jeder Zunge 46 ist in einem Stück mit einem der Teile 10a, 10b ausgeführt, die das Element 10 bilden, und erstreckt sich in der Seitenrichtung Y auf beiden Seiten des Verankerungsbeschlags 12 in einer Ebene X'OY, die mit der des Ausgleichhebels 20 der ersten Ausführungsform identisch ist.
Anstatt an den Enden des Ausgleichhebels 20 angelenkt zu sein, sind die an den Enden der Schubstangen 24 gebildeten Gabeln durch Achsen 26 an den Zungen 46 angelenkt. Die Achsen 26 sind durch (nicht dargestellte) Kugelgelenke an den Zungen 46 angebracht. Die Verbindung zwischen den entgegengesetzten Enden der Schubstangen 24 und dem Gehäuse C mit Hilfe der Achsen 30 und der Gegengabeln 28 bleibt unverändert. Die Schubstangen 24 sind so im Wesentlichen symmetrisch in Bezug auf die Mittelebene XOZ in zwei zwischen den Richtungen X' und Y' liegenden Richtungen ausgerichtet.
Die von dem Element 10 gebildete Behelfsaufhängestruktur ist schließlich dieselbe wie bei der ersten Ausführungsform. Insbesondere wird die Aufnahme der Kräfte dadurch gewährleistet, dass die Umfangswand der in dem Gehäuse C gebildeten Aussparung 44 mit dem fest mit dem Element 10 verbundenen Zapfen 42 beim Bruch eines beliebigen Bauteils der Hauptaufhängestruktur zur Anlage kommt.
Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf die soeben beispielhaft beschriebene Ausführungsform beschränkt. So können wenigstens einige der Gabeln und Gegengabeln, die die verschiedenen Teile der Vorrichtung mit Hilfe von Drehachsen verbinden, umgekehrt werden, ohne dass hierbei von der Erfindung abgewichen wird. Auch wenn die Vorrichtung vorteilhafterweise zwischen einer Strebe und einem Hauptgehäuse eines Turbinenluftstrahltriebwerks angeordnet ist, so kann sie ferner auch verwendet werden, um eine Strebe mit jedem anderen Flugzeugtriebwerkgehäuse zu verbinden. Und schließlich kann eine derartige Vorrichtung, wie bereits erwähnt, auch im Fall eines Triebwerks verwendet werden, welches seitlich am Rumpf eines Luftfahrzeugs befestigt ist.

Claims

Triebwerksgondelaufhängung, die an einem Strukturelement des Luftfahrzeugs befestigt ist, wobei die Vorrichtung eine Hauptaufhängestruktur und eine Behelfsaufhängestruktur umfasst, bei der durch die Hauptaufhängestruktur (10, 24) die Übertragung der Kräfte erfolgt, die in einer zu einer Längsachse (OX) des Triebwerks im Wesentlichen parallelen ersten Richtung (X') und einer zu einer Querachse (OY) des Triebwerks im Wesentlichen parallelen, zur Längsachse (OX) und zu einer dem Triebwerk und der Strebe gemeinsamen Mittelebene (XOZ) senkrechten zweiten Richtung (Y') wirken, wobei die Behelfsaufhängestruktur ein Element aufweist, das an der Strebe befestigt ist und gleichfalls zu der Hauptaufhängestruktur gehört, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Aufhängestruktur (10, 24) nur die Übertragung der Kräfte erfolgt, die in der ersten Richtung (X') und in der zweiten Richtung (Y') wirken, und dass das Element (10) wenigstens zwei getrennte Teile (10a, 10b) aufweist, die unabhängig voneinander die Kräfte zu übertragen im Stande sind, die in die erste Richtung (X') und in die zweite Richtung (Y') gerichtet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der das an der Strebe befestigte Element (10) und das Gehäuse (C) des Triebwerks zwei aneinander angrenzende Einheiten bilden, von denen eine Einheit einen Zapfen (42) umfasst, der mit Spiel in eine mit der anderen Einheit verbundene Aussparung (44) parallel zu einer dritten Achse (OZ) senkrecht zur Längsachse (OX) und zur Querachse (OY) des Triebwerks derart hineinragt, dass er mit den Wänden der Aussparung (44) niemals in Kontakt kommt, wenn die Hauptaufhängestruktur funktionsfähig ist.
Vorrichtung nach Anspruch 2, bei der ein Ende des Zapfens (42) vom Boden der Aussparung (44) normalerweise so beabstandet ist, dass das Ende am Boden anzuliegen im Stande ist, um beim Landen des Luftfahrzeugs ohne Räder auf die Strebe Kräfte zu übertragen, die parallel zur dritten Achse (OZ) wirken.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 oder 3, bei der der Zapfen (42) zur Hälfte in jedem der Teile (10a, 10b) ausgeführt ist, die das Element (10) bilden.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, bei der die Hauptaufhängestruktur ferner einen im Wesentlichen in der Mitte an dem Element (10) angelenkt Ausgleichhebel (20) sowie zwei erste Schubstangen (24), die an jedes der Enden des Ausgleichhebels (2) im Wesentlichen in der ersten Richtung (X') derart angelenkt sind, dass dieser mit einem Gehäuse (C) des Triebwerks verbunden ist, und eine dritte Stange (32) umfasst, die unmittelbar zwischen dem Element (10) und dem Gehäuse (C) des Triebwerks im Wesentlichen in der zweiten Richtung (Y') angelenkt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 5, bei der der Ausgleichhebel (20) an dem Element (20) durch eine im Wesentlichen zur dritten Achse (OZ) parallele, in der Mittelebene (XOZ) angeordnete Drehachse (22) angelenkt ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, bei der die Hauptaufhängestruktur ferner zwei Schubstangen (24) umfasst, die unmittelbar zwischen dem Element (10) und dem Gehäuse (C) des Triebwerks angelenkt und bezüglich der Mittelebene (XOZ) im Wesentlichen symmetrisch in zwei zwischen der ersten Richtung (X') und der zweiten Richtung (Y') liegenden Richtungen ausgerichtet sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, bei der die Stangen (24, 32) durch Kugelachsen (26, 30, 36, 40) angelenkt sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 8, bei der das Gehäuse ein Hautgehäuse (C) des Triebwerks ist, wenn das Triebwerk ein Turbinenluftstrahltriebwerk ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der das Element (10) eine Abtrennebene umfasst, die vorgesehen ist, um mit Befestigungsmitteln (13) an der Strebe befestigt zu werden.