飛行器發動機附接掛架的製作方法

2023-05-09 04:47:56

專利名稱：飛行器發動機附接掛架的製作方法
技術領域：
本發明總體上涉及ー種用於諸如渦輪噴氣發動機之類的飛行器發動機的附接掛架。該類型的附接掛架 也被稱作EMS (發動機安裝結構)，井能夠用於將渦輪噴氣發動機懸掛在飛行器機翼下方，或者用於通過多個發動機附接件將該渦輪噴氣發動機安裝在該機翼上方。
背景技術：
這種附接掛架設計成在諸如渦輪噴氣發動機之類的發動機與飛行器機翼之間形成附接接合部。附接掛架將由與飛行器相關聯的渦輪噴氣發動機所產生的力傳遞至該飛行器的結構，並且附接掛架還能夠實現發動機與飛行器之間的燃料系統、電氣系統、液壓系統和通風系統的布線。該掛架包括傳遞カ的剛性結構，該剛性結構也被稱作主結構，通常為「箱」型，換句話說，該剛性結構由通過橫向內部肋彼此連接的兩個側向板以及上翼梁和下翼梁的組件形成。該掛架還設置有插入在渦輪噴氣發動機與掛架的剛性結構之間的安裝系統，該系統總體上包括至少兩個發動機附接件，通常為ー個前部附接件和ー個後部附接件。此外，該安裝系統包括用於抵抗由渦輪噴氣發動機產生的推力的裝置。在現有技術中，該裝置可以例如為兩個側向連接杆的形式，這兩個側向連接杆首先連接於渦輪噴氣發動機風扇殼體的後部，並其次連接於固定至渦輪噴氣發動機殼體的後部發動機附接件。類似地，該附接掛架還包括插入在該掛架的剛性結構與飛行器機翼之間的第二安裝系統，該第二系統通常由兩個或三個附接件構成。最後，該掛架設置有用於在支撐空氣動力學整流裝置的同時隔離系統並使系統保持在位的副結構。如上所述，根據現有技術的常規的附接掛架裝配有後部附接件，該後部附接件通常固定於箱的下翼梁。該特別的特徵需要通向箱的內部的通道以便能夠安裝後部附接件。但是，掛架內部的通道通常非常有限，這不可避免地導致安裝困難，這將趨於增加成本和時間。在文獻EP I 896 327 BI中公開了ー種替代性方案。該方案包括提供被添加到箱上的兩個側向裝配件，每個側向裝配件固定在箱的下翼梁與側向板之間，每個側向裝配件從箱的側向板側向地伸出。側向裝配件通過布置在箱外部的豎直螺栓固定在後部發動機附接本體上。該方案改善了對螺栓的接近，因而提供了較容易的組裝，但是由於箱的側向板與螺栓非常接近，所以該方案仍可被改進。此外，儘管這些裝配件插在下翼梁與側向板之間，但側向尺寸仍然很大並因此產生二次流的不可忽略的空氣動力學幹擾。此外，該組裝需要側向板中的允許側向裝配件通過的凹部，以及需要在下翼梁處的阻塞部。位於這些側向裝配件附近的橫向內部肋也必須具有用於裝配件的「夾層式」組裝的特殊的複雜形狀。在上述元件上的這些形狀不連續性產生必須被補償的低機械強度，從而通常増加成本和質量。最後，在下翼梁下方設置有剪切銷系統以抵抗橫向力。這些裝置附加於側向裝配件，該側向裝配件通過穿過側向裝配件的螺栓抵抗豎直力，這顯著増加了附接掛架的該區域的複雜度。

發明內容
因此，本發明的目的在於提出如下一種飛行器發動機附接掛架與現有技術的實施方式相比，該飛行器發動機附接掛架至少部分地解決上述缺點。為此，本發明的目的是ー種用於飛行器發動機的附接掛架，所述掛架包括剛性箱型結構，該剛性箱型結構由第一翼梁、沿掛架的豎直方向(Z)與第一翼梁間隔開的第二翼 梁、兩個側向板以及連接所述翼梁和板的橫向內部肋的組件而形成，所述掛架還包括後部發動機附接件，該後部發動機附接件裝配有後部附接本體，該後部附接本體布置在所述箱外部井面向所述第二翼梁，所述後部發動機附接件還裝配有與兩個相應的側向板相關聯的兩個側向裝配件，這兩個側向裝配件固定於兩個相應的側向板並從兩個相應的側向板側向地伸出所述箱外部，每個側向裝配件與所述附接本體形成平面附接接合面，螺栓穿過該平面附接接合面。根據本發明，當在掛架的通過該附接接合面的橫向平面的截面上看吋，每個附接接合面呈直線區段的形狀，且該直線區段相對於豎直方向(Z)以45°傾斜，據此，所述附接接合面與所述箱之間的距離隨著從第一翼梁朝向第二翼梁的距離的增大而増大。該方案的主要優點在於由於附接接合面的45°的特定的傾斜而減小了箱和側向裝配件形成的組件的側向尺寸，這與根據現有技術的方案明顯不同，根據現有技術的方案，這些接合面是水平的。此外，由於螺栓優選地同樣相對於豎直方向45°傾斜，所以螺栓易於接近。這意味著螺栓的端部能夠移動離開側向板得更遠，使得在擰緊時能夠更容易地接近螺栓。此外，由於側向尺寸顯著減小，所以不再需要採用以前選擇的如下安裝系統在該安裝系統中，側向裝配件插入在下翼梁與側向板之間。側向裝配件能夠固定在側向板上的外側上，而不會對二次流產生明顯的空氣動力學幹擾。在該優選情況下，該組裝就不再需要在側向板中的用於側向裝配件通過的凹部，也不需要在下翼梁處的阻塞部，也不需要位於這些側向裝配件附近的內部橫向肋的、實現裝配件的「夾層式」安裝的任何特別的複雜形狀。結果，簡化了設計，該簡化的設計很大程度地限制了上述元件的形狀不連續性，導致顯著的成本節省和質量減輕。最後，由於兩個附接接合面相對於豎直方向以45°傾斜，所以每個半附接件能夠不僅抵抗沿豎直方向的力，而且抵抗沿橫向方向的力。因此不再需要在現有技術中使用的用於抵抗橫向力的剪切銷系統。這導致附接掛架的質量的減輕以及設計的簡化。優選地，後部發動機附接件中的每ー個側向裝配件包括位於箱上的第一附接板，以及位於附接本體上的第二附接板，所述第二附接板具有限定所述附接接合面的支承表面。優選地，所述第一附接板和所述第二附接板通過加強肋連接。在這種情況下，優選地，將加強肋布置成沿由掛架的橫向方向和豎直方向限定的平行平面而定向。優選地，所述第一附接板僅支承在與其相關聯的側向板的外表面上。因而，每個裝配件在箱上的支承優選地僅通過該第一附接板在與其相關聯的側向板上形成。優選地，側向板的支承所述第一附接板的部分具有如下內表面該內表面支承在由內部橫向肋中的一個的邊緣和由第二翼梁的側向凸緣共同限定的平面表面上。因此，形成箱的元件的形狀不連續性的數量極其有限。在這個方面，所述第二翼梁優選地具有大致不變的寬度，換句話說，沒有在現有技術使用的類型的阻塞部。

優選地，後部附接件的所述兩個側向裝配件中的每ー個製成單件。優選地，後部附接件的所述兩個側向裝配件中的每ー個由鈦製成。優選地，每ー個平面附接接合面平行於掛架的縱向方向或者可能相對於縱向方向傾斜。優選地，所述後部發動機附接件設計成限定兩個半附接件，每ー個半附接件能夠抵抗沿所述掛架的豎直方向(Z)以及沿所述掛架的橫向方向(Y)施加的力。如上所述，這將橫向力和豎直カ的抵抗集中在兩個豎直裝配件處。但是，能夠將布局設計成使得後部發動機附接件還包括剪切銷，該剪切銷能夠抵抗沿掛架的橫向方向施加的力，僅在上述裝置失效的情況設置成在失效保護情況下抵抗這些豎直力。在與文獻EP I 896 327 BI中公開的方案相同或者相似的該方案中，剪切銷穿過第二翼梁並且剪切銷的一端容納在後部附接本體中，該端裝配有鉸孔，銷也通過該鉸孔穿過後部附接本體。因此，應當理解，該剪切銷能夠執行失效保護功能以傳遞沿橫向方向施加的力，這意味著銷帶有間隙地安裝在後部附接本體的外殼中。此外，與鉸孔相配合的銷能夠執行用於沿豎直方向施加的力的傳遞的第二失效保護功能。能夠設置兩個這種布置並將其布置成與兩個側向裝配件中的每ー個接近，使得失效保護功能能夠應用於兩個側向裝配件中的每ー個。與兩個側向裝配件相關聯的這兩個所謂的失效保護功能能夠通過將後部發動機附接件布置成還包括與兩個布置中的每ー個相關聯的輔助銷來改進，該輔助銷穿過第二箱翼梁並且其一端容納在後部附接本體中，該端設置有鉸孔，銷也穿過該鉸孔。銷優選地沿掛架的縱向方向定向。最後，本發明的另一目的是包括至少ー個如上所述的附接掛架的飛行器。本發明的其他優點和特徵將在下面非限制性的詳細描述中體現。


將參照附圖進行該描述，在附圖中圖I示出了飛行器發動機組件的局部示意性側視圖，該飛行器發動機組件包括根據本發明的優選實施方式的附接掛架；圖Ia示出了這樣的視圖該視圖示意性地示出了圖I所示的組件的發動機附接件中的每ー個的抵抗力；圖2示出了圖I中示出的掛架的後部發動機附接件的一部分的立體圖；圖3示出了圖2中示出的掛架的仰視圖，其中，後部發動機附接本體已被移除；以及圖4示出了沿圖3中的線IV-IV截取的截面圖。
具體實施例方式圖I示出了用於飛行器的、將被固定在該飛行器(未示出)的機翼3下方的發動機組件1，該組件I包括根據本發明的優選實施方式的附接掛架4。總體上，發動機組件I由諸如渦輪噴氣發動機2之類的發動機和附接掛架4構成；特別地，該掛架設置有多個發動機附接件6、8、9和支撐這些附接件的、被稱作主結構的剛性結構10。供參考，應當指出的是，組件I設計成被吊艙(未示出)圍繞，並且附接掛架4 設置有用於將該組件I懸掛在飛行器機翼下方的另一系列的附接件(未示出)。在以下通篇的描述中，按照慣例，X表示掛架4的縱向方向，該方向也被認為與渦輪噴氣發動機2的縱向方向相同,該X方向平行於該潤輪噴氣發動機2的縱向軸線5。此夕卜，橫向於掛架4的方向被稱作Y方向，並且該方向也能夠被認為與潤輪噴氣發動機2的橫向方向相同，並且Z是豎直方向或高度方向，這三個方向X、Y和Z彼此正交。另外，用語「前部」和「後部」必須是相對於由於渦輪噴氣發動機2施加的推力而產生的飛行器的前進方向來考慮，該方向用箭頭7示意性地表示。圖I示出了僅有附接掛架4的發動機附接件6、8、9和剛性結構10被示出。其他未示出的形成該掛架4的元件——比如剛性結構10的位於飛行器機翼下方的附接裝置，或者用於系統的隔離並將系統保持在位且支撐空氣動力學整流裝置的副結構——是常規件或者與現有技術中已知的那些相似，並且為本領域的技術人員所熟知。因此，將不對其進行詳細的描述。剛性結構10是常規形式的箱，其由稱作第一翼梁的上翼梁18、稱作第二翼梁的下翼梁20以及兩個側向板22形成，上翼梁18和下翼梁20都沿X方向並大致在XY平面或者相對於XY平面略微傾斜的平面內延伸，兩個側向板22 (在圖I中僅示出了ー個)沿X方向並大致在XZ平面內延伸。該箱內部位於YZ平面內並以縱向間隔定位的橫向肋24加強了剛性結構10的剛度。供參考，應當指出，元件18、20、22中的每ー個都能夠製成單件，或者通過鄰接部分的組裝來製造。此外，渦輪噴氣發動機2在前端處設置有限定出環形風扇管道14的大尺寸風扇殼體12，並且渦輪噴氣發動機2包括朝向後部並容納該渦輪噴氣發動機的芯體的較小的中央殼體16。最後，中央殼體16朝向後部方向延長比殼體16大的排氣殼體17。顯然,殼體12、16和17彼此固定。如圖I中能夠看到的那樣，所述多個發動機附接件由前部發動機附接件6、後部發動機附接件8以及附接件9構成，後部發動機附接件8實際上形成兩個後部半附接件，附接件9形成用於抵抗由渦輪發動機2產生的推力的裝置。如圖I中示意性地示出的那樣，該裝置9例如為兩個側向連接杆(由於側視圖的原因，只有一個可見)的形式，其首先連接於風扇殼體12的後部，並其次連接於安裝在後部附接件8上的分布梁。還應當指出的是，這些連接杆的後端能夠替代性地連接於比後部附接件更向前的分布梁。前部發動機附接件6-其固定於剛性結構10的錐形部15並固定於風扇殼體
12——常規性地設計成其只能夠抵抗由渦輪噴氣發動機2產生的沿Y方向和Z方向的力，並因此不抵抗沿X方向施加的力。為了引導，該前部附接件6優選在中央殼體的前端附近穿入風扇殼體的支撐扇殼體的固定葉片的內部中。後部發動機附接件8形成本發明的一個特別的特徵，並且將參照圖2至圖4來更詳細地描述後部發動機附接件8。後部發動機附接件8被完全插入在排氣殼體17與掛架的剛性結構10之間。後部發動機附接件8設計成形成相對於由軸線5和Z方向限定的平面P對稱布置的兩個半附接件，這些半附接件中的每ー個都設計成抵抗由渦輪噴氣發動機2產生的沿Y方向和Z方向的力，而不抵抗沿X方向施加的力。這樣，如圖Ia中能夠示意性地看到的那樣，沿X方向的力通過附接件9來抵抗，而沿Y方向和Z方向施加的カ通過前部附接件6和後部附接件8來共同抵抗。此外，繞X方向施加的力矩通過附接件8的兩個半附接件被豎直地抵抗，繞Y方向施加的力矩通過附接件8的兩個半附接件與附接件6聯合地被豎直地抵抗，而繞Z方向施加的力矩通過附接件8與附接件6聯合地被橫向地抵抗。 圖2示出後部發動機附接件8的一部分，後部發動機附接件8形成兩個後部半附接件，這兩個後部半附接件中的每ー個抵抗沿Y方向和Z方向施加的力，並且這兩個後部半附接件相對於上述平面P對稱地布置。由於兩個後部半附接件是對稱的，所以下面將只描述圖2中可見的左半附接件。總體上，左半附接件包括側向裝配件26，側向裝配件26包括在箱上的第一附接板28，以及在後部附接本體54上的第二附接板30。優選地，側向裝配件26具有沿Y方向和Z方向定向的對稱平面。因此，第一板28沿X方向大致在XZ平面內延伸，並且第一板28包括與相關聯的側向板22的外表面平面接觸的內表面32。因此，該第一附接板28優選地僅與箱的該板22接觸，板22本身與下翼梁20的側向凸緣34和面向板22的肋24平面接觸，如下面將要描述的那樣。供參考，本領域技術人員將會知道該凸緣34大致位於XZ平面內，使得側向板22能夠例如通過鉚接或者夾緊而被組裝到該翼梁20上。板28優選利用依次穿過板28、側向板22、邊緣35的貫穿螺栓(未示出，並且最下面的螺栓可能穿過凸緣34)組裝到板22上。第二附接板30具有附接面或者支承表面37，該附接面或者支承表面37與設置在附接本體54的側向端部處的互補附接面或者支承表面39平面接觸，這兩個面37、39形成本發明特有的平面附接接合面36，這將參照圖4來更全面地描述。此外，側向裝配件26包括固定到附接板30的上表面以及附接板28的外表面的加強肋40，這些肋40沿著平行的YZ平面定向。優選地，能夠布置成使得接合面36定位成大致與翼梁20的下表面側向鄰接，如圖2中能夠看到的那樣。現在更具體地參照圖3和圖4，這兩個圖示出了板28的內表面32和與板28相關聯的側向板22的外表面44接觸。因此，整個側向裝配件26都位於箱的外部，側向裝配件26與箱僅有的接觸設置在表面32與表面44之間。另外，與板28接觸的側向板22的部分的內表面46本身與通過內部肋24的豎直邊緣35以及在下部通過翼梁20的側向凸緣34所共同限定的平面表面平面接觸。為此，在邊緣35的下部設置微小的偏移量48，以容納具有相應厚度的凸緣34。如圖3中能夠看到的那樣，板22不需要任何凹部以使側向裝配件26能夠通過，並且下翼梁20的寬度大致不變，即，下翼梁20不具有橫向阻塞部。
現在更具體地參照圖4，每ー個側向裝配件26——優選地由鈦製成單體件——因此固定到橫向地布置在下翼梁20下方的後部附接本體54。在本體54與面向本體54的下翼梁20之間可以設置小的間隙。 本體54然後包括用於每個半附接件的掛環58，在掛環58上通過銷62沿X方向鉸接有連接環60。如圖4中能夠看到的那樣，連接環或者連接杆60略微偏離豎直方向傾斜，使得與平面P的距離隨著高度増加而減小。供參考，在連接環60的下端還設置有沿X方向定向的第二銷64，使得連接環能夠被鉸接到固定於渦輪噴氣發動機2的殼體的裝配件/掛環(未示出)上。因此，將會理解，每個後部半附接件都包括鉸接連接環60、掛環58和裝配件26，兩個半附接件的兩個掛環58也連接在同一個後部附接本體54內，附接本體54優選地製成單件。
本發明的特別的特徵中的一個在於如下事實在掛架的穿過附接接合面36的任何YZ橫向平面內，穿過每個接合面36的截面——如圖4中示出的截面——是與Z方向傾斜45°的直線區段的形式。知道每個接合面優選地平行於X方向，因此不管截面的平面如何，直線區段都是相同的。這限制了沿Y方向的尺寸，並且通過每個後部半附接件抵抗沿Y方向和沿Z方向施加的力。該傾斜使得每個附接接合面36與箱之間的側向距離隨著沿Z方向從翼梁18朝向翼梁20的距離的增大而増大。因此，相對於平面P対稱的兩個直線區段屬於在箱10中相交的兩條假想直線。穿過這些接合面的螺栓56優選地全部定向成和與其相關聯的接合面36正交，並因此同樣相對於豎直方向以45°定向。螺栓56保持支承表面37與支承表面39之間的壓力，其中，螺栓頭側向地布置在箱外部，而螺母容納在發動機附接本體54中。因此，在附圖中示出的示例中，第一附接板28和第二附接板30都平行於X方向並相對於彼此以大約225°的角度傾斜。以上描述示出了後部發動機附接件8形成兩個半附接件，每個半附接件能夠抵抗沿Y方向和沿Z方向施加的力。但是，可以設置銷80(圖2中可見)和與文獻EP I 896 327BI中描述的那些銷(未示出)相似的銷來執行所謂的失效保護功能，以抵抗沿Y和Z這兩個方向的力。顯然，本領域的技術人員能夠對剛剛僅作為非限制性示例被描述的用於飛行器的渦輪噴氣發動機2的附接掛架4做出各種修改。在這個方面，值得ー提的是，儘管掛架4示出為處於用於被懸掛在飛行器機翼下方的適合的構型，但也能夠以不同的構型示出該掛架4，使得掛架4能夠安裝在該機翼上方。
權利要求
1.一種用於飛行器發動機(2)的附接掛架(4)，所述掛架包括箱型剛性結構(10)，所述箱型剛性結構(10)由第一翼梁(18)、沿所述掛架的豎直方向(Z)與所述第一翼梁間隔開的第二翼梁(20)、兩個側向板(22)以及連接所述翼梁和板(18、20、22)的橫向內部肋(24)的組件形成，所述掛架還包括後部發動機附接件(8)，所述後部發動機附接件(8)裝配有後部附接本體(54)，所述後部附接本體(54)布置在所述箱的外部並且面向所述第二翼梁(20)，所述後部發動機附接件(8)還裝配有與兩個相應的側向板(22)相關聯的兩個側向裝配件(26)，所述兩個側向裝配件(26)固定於所述兩個相應的側向板(22)並從所述兩個相應的偵_板(22)側向地伸出所述箱的外部，每個側向裝配件(26)與所述附接本體(54)形成平面附接接合面(36)，螺栓(56)穿過所述附接接合面(36)， 其特徵在於，當在所述掛架的通過所述附接接合面(36)的任何橫向平面的截面上看時，每個附接接合面(36)呈直線區段的形狀，且所述直線區段相對於豎直方向(Z)以45°傾斜，據此，所述附接接合面(36)與所述箱之間的距離隨著從所述第一翼梁(18)朝向所述第二翼梁(20)的距離的增大而增大。
2.根據權利要求I所述的附接掛架(4)，其特徵在於，所述後部發動機附接件(8)的每個側向裝配件(26)都包括位於所述箱上的第一附接板(28)以及位於所述附接本體上的第二附接板(30)，所述第二附接板具有限定所述附接接合面的支承表面(37)。
3.根據權利要求2所述的附接掛架(4)，其特徵在於，所述第一附接板(28)和所述第二附接板(30)通過加強肋(40)連接。
4.根據權利要求2或3所述的附接掛架(4)，其特徵在於，所述第一附接板(28)僅支承在與其相關聯的側向板(22)的外表面(44)上。
5.根據權利要求4所述的附接掛架(4)，其特徵在於，所述側向板(22)的所述第一附接板(28)支承於其上的部分具有內表面(46)，所述內表面(46)支承在由所述內部橫向肋(24)中的一個的邊緣(35)和由所述第二翼梁(20)的側向凸緣(34)共同限定的平面表面上。
6.根據前述權利要求中任一項所述的附接掛架(4)，其特徵在於，所述第二翼梁(20)具有大致不變的寬度。
7.根據前述權利要求中任一項所述的附接掛架(4)，其特徵在於，所述後部附接件的所述兩個側向裝配件(26)中的每一個製成單件。
8.根據前述權利要求中任一項所述的附接掛架(4)，其特徵在於，所述後部附接件的所述側向裝配件(26)中的每一個由鈦製成。
9.根據前述權利要求中任一項所述的附接掛架(4)，其特徵在於，所述後部附接件(8)設計成限定兩個半附接件，每個所述半附接件能夠抵抗沿所述掛架的豎直方向(Z)以及沿所述掛架的橫向方向(Y)施加的力。
10.一種飛行器，其特徵在於，所述飛行器包括至少一個根據前述權利要求中任一項所述的附接掛架⑷。
全文摘要
本發明涉及一種飛行器發動機附接掛架，該飛行器發動機附接掛架包括由第一翼梁(18)、第二翼梁(20)以及兩個側向板(22)的組件形成的箱，該掛架還包括後部發動機附接件(8)，該後部發動機附接件(8)裝配有後部附接本體(54)，並且還設置有與兩個側向板(22)相關聯的兩個側向裝配件(26)，該兩個側向裝配件(26)固定於兩個側向板(22)並從兩個側向板(22)側向地伸出箱盒的外部，每個裝配件(26)與附接本體(54)形成平面附接接合面(36)，螺栓(56)穿過所述平面附接接合面(36)。根據本發明，當在通過該附接接合面的掛架的任何橫向平面的截面上看時，每個接合面(36)呈直線區段的形狀，該直線區段相對於豎直方向(Z)以45°傾斜。
文檔編號B64D27/26GK102673791SQ20121007188
公開日2012年9月19日 申請日期2012年3月16日 優先權日2011年3月18日
發明者海爾韋·馬爾什 申請人:空中巴士營運有限公司