UA80689C2 - Rear fastening device for aircraft engine - Google Patents

Description

Опис винаходу

Цей винахід стосується підвішування тягових двигунів до конструкції літака. Він, зокрема, відноситься до 2 підвіски або заднього кріпильного пристрою, який містить засоби для утримування підвіски у випадку випадкового ушкодження однієї з її деталей.

Тяговий двигун може встановлюватися у різних місцях літака, наприклад, підвішуватися до пілону, виконаного як одне ціле з конструкцією літака. Він може підвішуватися під крилами, кріпитися до фюзеляжу або встановлюватися у хвостовому оперенні за допомогою кріпильних засобів. Метою цих кріпильних засобів є 70 забезпечення передачі механічних навантажень між двигуном та конструкцією літака. Навантаження, які беруться до уваги, орієнтовані вздовж трьох головних напрямів. Головним чином це вага двигуна, його тяга та бічні аеродинамічні навантаження. Навантаження, що передаються, також включають обертальний момент відносно осі двигуна. Окрім цього, ці засоби повинні витримувати деформації, яких зазнає двигун під час різних фаз польоту, головним чином, по причині змін геометричних параметрів, що є наслідком теплових 19 розширень або скорочень.

Спосіб підвішування, наприклад у випадку турбовентиляторного двигуна, полягає у кріпленні його до пілону, виконаного як одне ціле з конструкцією крила літака, з використанням передньої підвіски або кріплення та задньої підвіски або кріплення. Передня підвіска кріпиться, зокрема, до зовнішнього кожуха вентилятора, а задня підвіска - до вихідного сопла двигуна.

Відповідно до відомої конструкції переднє кріплення встановлено для забезпечення передачі вертикальної та дотичних навантажень між двигуном та літаком. Задня підвіска встановлена для передачі механічних навантажень вздовж тих же напрямів, а також для надання можливості сприймання обертального моменту двигуна відносно його осі та тягового зусилля. Останнє передається по двом тягам для сприймання тягового зусилля, прикріплених спереду до основи кожуха вентилятора з обох сторін його поздовжньої осі, та ззаду - за с 29 допомогою задньої підвіски двигуна. Ге)

Представлений винахід відноситься до кріплення, встановленого для передачі вертикальних та бічних навантажень між двигуном та пілоном літака. Це є вищезгаданою конструкцією заднього кріплення. (Патент ЕР 5276721 заявника описує кріплення такого типу. Воно містить три зовнішні кріпильні вуха або скоби, які виконані як одна деталь на верхній частині вихідного сопла турбінного реактору. Ці вуха надають о 30 можливість Кріпити вихідне сопло до нижніх кінців трьох тяг підвіски по тій причині, що верхні кінці с закріплені у кріпильній конструкції, яка по суті має вигляд дуги кола у площині, поперечній відносно осі двигуна. Ця кріпильна конструкція містить з'єднувальний вузол, до якого за допомогою поздовжніх осей підвіски ее, прикріплені балансири. Сам по собі з'єднувальний вузол прикріплений під пілоном відповідними засобами. сз3

Дякуючи їх кріпленню балансири мають можливість передавати тягове зусилля та навантаження стискання 35 вздовж їх обі. Балансири прикріплені своїми другими кінцями до вух або скоб нижнього з'єднувального вузла, со який міцно прикріплений до вихідного сопла.

Пропоноване у цьому патенті рішення відноситься до засобів, які надають можливість запобігати розпаданню на частини двигуна у випадку механічного ушкодження згаданого з'єднувального вузла. «

Кріпильні пристрої також включають головним чином запобіжні засоби, передбачені для запобігання З 70 розпадання на частини двигуна при ушкодженні балансира, а не з'єднувального вузла. Наприклад, нам відомі с засоби, які головним чином складаються з елементів, що залишаються неактивними при нормальних умовах з» роботи двигуна, тобто, коли деталі кріпильного пристрою непошкоджені. Якщо ушкоджується якась деталь, то запобіжні засоби стають активними. Елементи у кріпильному пристрої переймають функції пошкоджених деталей. 45 Наприклад, нам відомий кріпильний пристрій, що описаний у патенті 05 6330995, який містить між верхнім та бо нижнім з'єднувальними вузлами першу та другу з'єднувальні тяги. Перша з'єднувальна тяга прикріплена до вуха ав! двигуна з використанням шарового шарнірного з'єднання та з використанням двох окремих з'єднань - до верхнього з'єднувального вузла по тій причині, що одне з них оснащене шаровим шарніром, а інше є осьовим. б При нормальній роботі друга з'єднувальна тяга з'єднана з вухом двигуна через шарове шарнірне з'єднання та з о 20 верхнім з'єднувальним вузлом - через єдине шарове шарнірне з'єднання. Передбачено друге з'єднання, проте для останнього з'єднувальна тяга закріплена із зазором на його протилежній стороні. Тому при нормальній с роботі це друге з'єднання залишається неактивним. Між обома з'єднувальними вузлами пристрій містить третю з'єднувальну тягу, яка також залишається в запасі завдяки наявності зазорів між нею та їх відповідними гніздами. При нормальній роботі передача навантажень здійснюється першою із з'єднувальних тяг по причині з'єднання у двох точках з верхнім з'єднувальним вузлом. Друга з'єднувальна тяга передає напруження та

ГФ) навантаження, що виникають в результаті скорочення, по причині того, що збірна конструкція має єдине з'єднання. о В разі ушкодження другої з'єднувальної тяги обидва з'єднувальні вузли повертаються один відносно іншого навколо першої з'єднувальної тяги для уникнення початкових зазорів на третій з'єднувальній тязі. Остання стає 60 активною і заміняє другу з'єднувальну тягу. В разі ушкодження першої з'єднувальної тяги зникають зазори другої з'єднувальної тяги, а також зазор третього з'єднання другої з'єднувальної тяги. Тут знову підвіска надалі виконує свою функцію без будь-яких змін у своєму функціонуванні.

Можна помітити, що перша та друга з'єднувальні тяги мають вигляд бумерангу і мають деяку симетрію. Тим не менше, вони не є взаємозамінними, оскільки одна з осей другої з'єднувальної тяги встановлена із зазором, бо тодіякв першій з'єднувальній тязі три осі є активними.

Цей тип конструкції включає механізацію окремих деталей. Кожна з'єднувальна тяга має єдине положення в підвісці. Тому позиційних позначень стільки скільки деталей, які утворюють кріпильний пристрій. Це не сприяє оптимальній економії у виробництві та керуванні.

Окрім того, обидві головні з'єднувальні тяги є майже ідентичними по формі. Під час збирання фахівець повинен дуже точно дотримуватися методики роботи та приділяти цьому найбільшу увагу. Ризиком помилкового встановлення однієї деталі замість іншої не можна нехтувати.

Заявник поставив собі за мету надати пристрій для кріплення двигуна до конструкції літака так, щоб ризик помилки під час збирання зводився до мінімуму. 70 Також метою є виконання пристрою, якій містить взаємозамінні деталі. Тому повинно бути можливим здійснювати збирання з кількістю різних деталей, меншою ніж у рішеннях попереднього рівня техніки. Повинен знижуватися не тільки ризик помилки, але й також витрати на виробництво, утримування та зберігання на складі.

Винахід досягає цих цілей за допомогою пристрою для кріплення двигуна з турбонаддуванням до пілону літака, який містить верхній з'єднувальний вузол, оснащений засобами кріплення до пілона, на якому шарнірно /5 Закріплені перші шарові шарнірні з'єднання, три балансира, встановлені у площині, поперечній відносно поздовжньої осі двигуна, при цьому перший та другий балансири встановлені з обох сторін від осі двигуна, а третій балансир - між ними обома, причому балансири самі по собі з'єднані з двигуном другими шаровими шарнірними з'єднаннями, який відрізняється тим, що кожен перший та другий балансир містить третє запасне з'єднання та тим, що верхній з'єднувальний вузол утворений лонжероном, міцно закріпленим до пілона.

Зокрема, принаймні одне із двох запасних з'єднань виконане як шарове шарнірне з'єднання з поворотним штифтом, встановленим із зазором у його гнізді. Головним чином кожне запасне з'єднання є шаровим шарнірним з'єднанням з поздовжнім поворотним штифтом, встановленим із зазором у його гнізді, причому обидва зазори є ідентичними.

Третє запасне з'єднання з'єднує з'єднувальну тягу з верхнім з'єднувальним вузлом. Переважно перша та сч ов друга з'єднувальні тяги є ідентичними. Таким чином, дякуючи винаходу, надається кріпильний пристрій із засобами безпеки, які містять невелику кількість різних деталей. (8)

Відповідно до іншої характеристики перші та другі шарнірні з'єднувальні засоби містять шарове шарнірне з'єднання, яке надає можливість сприймати складові навантаження, які не орієнтовані перпендикулярно до поздовжнього поворотного штифта. б зо Решта характеристик та переваг з'являться при читанні подальшого опису з доданими кресленнями, на яких:

Фігура 1 зображає загальний вигляд конструкції кріплення двигуна до пілону літака, со

Фігура 2 зображає вид перспективи відповідної до винаходу конструкції кріпильного пристрою двигуна, Ге

Фігура З зображає пристрій з Фігури 2 у розібраному вигляді,

Фігура 4 зображає вид спереду балансира з різними з'єднаннями. о

Фігура 1 зображає вид ззаду трьох-чвертей турбінного реактора 1, оснащеного своїми засобами кріплення до со пілону літака, який не зображений. Головним чином це може бути кріпленням до крила літака. Відповідно до цього способу підвішування двигун містить спереду кріпильний пристрій 40, прикріплений до його зовнішнього кожуха. Він також містить ззаду кріпильні засоби 10, прикріплені до вихідного сопла. Сприймання тягового зусилля забезпечується двома тягами 50, прикріпленими до основи вентилятора та до заднього кріплення. «

Цей винахід відноситься до заднього кріплення, описаного нижче, з посиланнями на Фігури 2-4. Кріплення 10 з с складається з верхнього з'єднувального вузла 12 та трьох балансирів 16, 17 та 18, які з'єднують з'єднувальний вузол 12 з вухами або скобами, міцно прикріпленими до вихідного сопла, яке не зображено. Переважно ці вуха є ;» компонентами єдиного нижнього з'єднувального вузла. Відповідно до представленого варіанту виконання з'єднувальні тяги є прямолінійними.

Верхній з'єднувальний вузол утворений тут лонжероном 120 з чотирма отворами для входження болтів або

Го! гвинтів, за допомогою яких він міцно кріпиться до пілону літака. Лонжерон є по суті прямокутним; він встановлений поперечно до поздовжньої осі двигуна. Лонжерон подовжений на обох сторонах двигуна двома о скобами 126 та відповідно 128 для з'єднання із балансирами 16 та відповідно 18. Третя скоба 127, закріплена

Ге» під лонжероном, забезпечує з'єднання із балансиром 17.

Подробиці з'єднання є наступними. Балансир 16 з'єднаний, наприклад, зі скобою двигуна за допомогою со першого з'єднання 161 з штифтом 162. Штифт 162 проходить крізь вуха, які утворюють скобу двигуна, а також

Ге) через балансир 16 і утримується у відповідних гніздах. Переважно гніздо 163, яке видно на Фігурі 4 між штифтом 161 та з'єднувальною тягою, має зовнішню сферичну поверхню для забезпечення шарового шарнірного з'єднання. Навантаження, прикладені між з'єднувальною тягою та скобою, а не в площині, перпендикулярній до штифта 162, таким чином не передаються. Цей тип з'єднання добре відомий з рівня техніки. Шарове шарнірне з'єднання проявляє особливість передачі через штифт 162 тільки тягового зусилля та

Ф) зусиль стискання. Шаровий шарнір 163 не зображений на Фігурі 2. ка Балансир 16 з'єднаний зі скобою 126 за допомогою другого з'єднання 164, яке тут переважно як і перше з'єднання також оснащене шаровим шарніром. Воно містить штифт 165 та гніздо із сфберичною поверхнею 166 на во балансирі 16. Штифт 165 встановлений з можливістю повороту за допомогою відповідних гнізд в отворах, виконаних у скобі 126.

Відповідно до винаходу балансир 16 з'єднаний зі скобою 126 за допомогою третього поворотного штифта 167, який є запасним. Під цим виразом мають на увазі з'єднання, яке при нормальній роботі залишається неактивним; воно не передає жодних навантажень. Воно стає активним і передає навантаження у випадку 65 Ушкодження певних деталей кріплення. Таке з'єднання передбачається, наприклад за допомогою штифта 168, встановленого з радіальним зазором Е1 у гніздах, з одного боку, співвісних на з'єднувальній тязі та на скобі

126 - з іншого. Зазор є достатнім, щоб штифт залишався неактивним протягом усіх фаз польоту.

Балансир 18 містить, як і балансир 16, перше шарове шарнірне з'єднання 181 із скобою двигуна та штифт 182. На Фігурі 2 шаровий шарнір не зображено. Він з'єднаний другим шаровим шарнірним з'єднанням 184 та штифтом 185 із скобою 128. Він також містить запасне з'єднання 187 із скобою 128. Це з'єднання переважно забезпечено як і у скобі 126 за допомогою штифта 188, встановленого із визначеним радіальним зазором Е2 в гніздах, співвісних на скобі та з'єднувальній тязі.

Переважно зазори Е!1 та Е2 є ідентичними. Більше того, по причині симетрії конструкції та засобів, які утворюють кріплення, обидві з'єднувальні тяги мають однакову форму і переважно є взаємозамінними. 7/0 Переважно вони прямолінійні.

Третій балансир 17, розміщений між першими двома, містить засоби 171 з'єднання із скобою, жорстко прикріпленою до двигуна. Штифт 172 проходить крізь з'єднувальну тягу та вуха скоби вздовж напряму, поздовжнього відносно двигуна. Другі з'єднувальні засоби 173 складаються з штифта 175, який проходить крізь балансир 17 та скобу 127 на верхньому з'єднувальному вузлі 12.

Спосіб роботи пристрою, який перед цим був описаний, пояснюється нижче.

При нормальній роботі навантаження, вектори яких лежать у площині, перпендикулярній до осі двигуна, тобто, навантаження, які мають вертикальну і/або бічну складову, передаються від двигуна до пілона через ніжний з'єднувальний вузол, перші та другі з'єднувальні засоби та верхній з'єднувальний вузол. Обидва балансира 16 та 18 встановлені симетрично з нахилом відносно вертикального напряму, який проходить вздовж 2о осі двигуна. Вони встановлені з утворенням трапеції. Обидві ці з'єднувальні тяги передають, наприклад, до конструкції літака вагу двигуна та бічні навантаження, яких він зазнає під час польоту. Обидва запасні з'єднання 167 та 187 є неактивними. По причині наявності зазорів Е1 та Е2 через ці з'єднання навантаження не передається не дивлячись на фазу польоту.

Третя з'єднувальна тяга встановлена з нахилом до горизонталі. Вона розміщена поблизу вертикальної сч ов площини, що проходить через вісь двигуна і передає до несучої конструкції обертальний момент, створюваний двигуном внаслідок обертання. і)

У випадку, коли балансир 16, наприклад, ушкоджується, то між обома з'єднувальними вузлами відбувається гойдання навколо нього до зникнення радіального зазору третього з'єднання. Це переміщення також має місце у випадку пошкодження іншої деталі, орієнтованої в напрямку векторів навантажень, який проходить Через Ге! зо балансир 16, наприклад через лонжерон верхнього з'єднувального вузла, вухо скоби 146 або шарове шарнірне з'єднання. со

Потім з'єднання між обома з'єднувальними вузлами стає жорстким. Це з'єднання забезпечує передачу обох Ге вертикального і/або бічних навантажень, а також обертального моменту внаслідок обертання, що має місце у двигуні. о

Тоді у випадку ушкодження балансира 18 передачу механічних навантажень забезпечує збірна конструкція, со виконана жорстким з'єднанням балансирів 16 та 17.

У випадку ушкодження балансира 17 та ідентичності зазорів ЕїЇ та Е?2 обидва зазори подібним чином усуваються, а з'єднання, забезпечене обома балансирами 16 та 18 стає жорстким. Беручи цю гіпотезу пошкодження до уваги, можна також очікувати, що обидва зазори є різними, таким чином сприяючи передачі « механічних навантажень через будь-яку з'єднувальну тягу. в с /" . » Ат, - ФІГ. 1

ТЕЖ шех й со 5 ПК 5 ЩІ о ; о - у як з» Іо)

Ф хх С бо о / Є дт- М ех: де віка / и чині чн) тОО-як ла СЬО)

А Фф

Ф) іме) 60 б5

- Сн, Й Ю

Яра вк т ра що ни І. шу» 120 т ПД ЩЕ ШЕ ша Є: - ро Дт а СР 128

ИЙ своя / (Се ЧО ще» 45 16 ів (: й ж ВХ 5 ауди т ВО ві

ІБ, 162 ФІГ. 2 те- в схтя, Ух 188 ситні ЕЕ ск. а НП» А 5

Фо ЗІ Інна ЗА ев-53/ и 66 МОХ

ОХ пл его 1567 (2, ч(5; чи ювОе «ЗК» В 5» їв бх ТУ 6 90 КУ і 3 175 с 16 Ів то (8)

ФІГ. З

Е, 168 67 Ф і 165 со іе6.. 165 Ге) 162 163 о 16) г)

ФІГ. 4

Формула винахо ю рму ду 2 ц 1. Пристрій для кріплення тягового двигуна (1) до пілона літака, який містить верхній з'єднувальний вузол "» (12), оснащений засобами кріплення до пілона, на якому впоперек до поздовжньої осі двигуна шарнірно прикріплені за допомогою кульових шарнірних з'єднань (164, 184) три балансири, причому перший (16) та другий (18) балансири прикріплені з обох сторін від осі двигуна, а третій балансир (17) - між обома ними, при цьому (оо) балансири самі по собі з'єднані з двигуном першими кульовими шарнірними з'єднаннями (161, 181), о який відрізняється тим, що кожен перший (16) та другий (18) балансири містять третє (167, 187) запасне з'єднання і тим, що верхній з'єднувальний вузол (12) утворений лонжероном (120), міцно прикріпленим до пілона.

Ге) 2. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що принаймні одне з двох запасних з'єднань (167, 187) оснащене со 50 Кульовим шарнірним з'єднанням з поворотним штифтом (168, 188), встановленим із зазором у його гнізді.

З. Пристрій за п. 2, який відрізняється тим, що кожне запасне з'єднання (167, 187) є кульовим шарнірним (Че) з'єднанням з поздовжнім поворотним штифтом, встановленим із зазором у його гнізді. 4. Пристрій за одним із пп. 1-3, який відрізняється тим, що третє запасне з'єднання (167, 187) з'єднує з'єднувальну тягу із верхнім з'єднувальним вузлом. 5. Пристрій за одним із пп. 1-4, який відрізняється тим, що перший та другий балансири (16, 18) є ідентичними по формі. о 6. Пристрій за одним із пп. 1-5, який відрізняється тим, що він утворює заднє кріплення (10) у збірній ко системі з переднім кріпленням (40), заднім кріпленням (10) та тяговою конструкцією (50) для сприймання тягового зусилля. 60

Офіційний бюлетень "Промислова власність". Книга 1 "Винаходи, корисні моделі, топографії інтегральних мікросхем", 2007, М 17, 25.10.2007. Державний департамент інтелектуальної власності Міністерства освіти і науки України. б5