ПРОСТРАНСТВЕННАЯ КОНСТРУКЦИЯ ДЛЯ КРЕПЛЕНИЯ НЕШТАТНОГО ДВИГАТЕЛЯ ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА В МОТООТСЕКЕ (ВАРИАНТЫ)

Полезная модель относится к области авиационной техники, в частности, к устройствам для крепления авиадвигателя в мотоотсеке летательного аппарата.
Крепление двигателя в мотоотсеке летательного аппарата, как правило, производится с помощью узлов, расположенных на силовых элементах корпуса двигателя и присоединяемых к силовым элементам мотоотсека летательного аппарата, при этом конструкция данных узлов, а также точки подвески в мотоотсеке разрабатываются специально для конкретных двигателя и мотоотсека летательного аппарата на этапе предварительного проектирования. Таким образом, месторасположение точек подвески двигателя в мотоотсеке должно быть неизменным, иначе требуется реконструкция мотоотсека или корпуса двигателя.
В процессе эксплуатации летательного аппарата могут быть разработаны новые двигатели, способные улучшить тактико-технические характеристики летательного аппарата. В этом случае потребуется обеспечить совместимость узлов крепления нового двигателя с силовыми элементами старого мотоотсека.
Известны устройства для крепления двигателя, такие например, как переходник, приведенный в патенте США №5, 127, 606 опубл. 07.07.1992 г. МПК - 7 B 64 D 27/00. Переходник содержит элемент дугообразной формы с фланцами и две параллельные рельсовые направляющие, между которыми расположены упорная и стабилизирующая цапфы. Переходник крепится на корпусе двигателя и может перемещаться вдоль или вокруг оси двигателя в зависимости от расположения точек подвески двигателя.
Недостатком данной конструкции является то, что она может быть использована, в основном, для наружного размещения двигателя (в мотогондоле), его применение в мотоотсеке нецелесообразно. Кроме того, размещение данной конструкции на корпусе двигателя требует наличия усиленных фланцев, что усложняет размещение коммуникаций и агрегатов системы автоматического управления двигателя.
Известен также переходник (RU 38723 U1, 10.07.2004, B 64 D 27/26), предназначенный для крепления нештатного двигателя летательного аппарата, выполненный в виде балки и снабженный, по меньшей мере, одним средством для соединения с планером летательного аппарата и, по меньшей мере, одним средством для соединения с узлом крепления двигателя. Данное устройство может быть применено в том числе и для крепления двигателя в мотоотсеке. Недостатком данного устройства является то, что оно может быть присоединено только к силовым элементам двигателя, находящимся в одной из плоскостей подвески, для присоединения двигателя к другой плоскости подвески требуется реконструкция мотоотсека.
Техническим результатом полезной модели по первому варианту является создание универсальной конструкции для соединения различных типов двигателей и мотоотсеков летательных аппаратов.
Техническим результатом полезной модели по второму варианту является создание универсальной конструкции для соединения различных типов двигателей и мотоотсеков летательных аппаратов.
Указанный технический результат по первому варианту достигается тем, что пространственная конструкция для крепления нештатного двигателя летательного аппарата в мотоотсеке включает систему взаимосвязанных прямолинейных и/или криволинейных силовых элементов, выполненных из металла или композиционных материалов, снабженную ответными средствами для соединения с мотоотсеком летательного аппарата и ответными средствами для соединения с узлами крепления двигателя, при
этом форма, размеры пространственной конструкции, а также количество средств для соединения ее с узлами крепления двигателя и с мотоотсеком зависят от конструкции двигателя и мотоотсека летательного аппарата.
При этом в качестве силовых элементов пространственной конструкции могут быть использованы балки.
В качестве силовых элементов пространственной конструкции могут быть использованы стержни.
Пространственная конструкция, в качестве силовых элементов которой используются стержни, может быть выполнена в виде фермы.
Пространственная конструкция, в качестве силовых элементов которой используются стержни, может быть выполнена в виде рамы.
По меньшей мере, часть пространственной конструкции может дополнительно содержать обшивку из металла или композиционных материалов.
При выполнении силовых элементов пространственной конструкции по первому варианту в виде балок вся силовая нагрузка (тяга двигателя, масса - инерционная нагрузка) воспринимается изгибом балок.
Пространственная конструкция, в качестве силовых элементов которой используются балки, может быть образована, например, продольными силовыми элементами (лонжероны, стрингеры) и поперечными силовыми элементами (шпангоуты).
При выполнении силовых элементов пространственной конструкции по первому варианту в виде стержней вся силовая нагрузка воспринимается сжатием и растяжением стержней.
Пространственная конструкция, в качестве силовых элементов которой используются стержни, может быть выполнена, например, в виде взаимосвязанных прямолинейных стержней, образующих ферму.
Пространственная конструкция может быть выполнена смешанной, например, передняя часть выполнена в виде фермы, а задняя - балочная и наоборот.
При дополнении к силовым элементам пространственной конструкции обшивки, часть силовой нагрузки воспринимается обшивкой.
Силовые элементы пространственной конструкции, а также дополнительную обшивку (при ее наличии), выполняют из металла, например, стали, или композиционных материалов, например, стеклотекстолита, углепластика, стеклопластика и т.п.
Указанный технический результат по второму варианту достигается тем, что пространственная конструкция для крепления нештатного двигателя летательного аппарата в мотоотсеке, выполнена монолитной из металла или композиционных материалов, снабжена ответными средствами для соединения с мотоотсеком летательного аппарата и ответными средствами для соединения с узлами крепления двигателя, при этом форма, размеры пространственной конструкции, а также количество средств для соединения ее с узлами крепления двигателя и с мотоотсеком зависят от конструкции двигателя и мотоотсека летательного аппарата.
При этом часть пространственной конструкции может быть выполнена с вырезами.
Пространственная конструкция может дополнительно содержать прямолинейные и/или криволинейные силовые элементы, выполненные из металла или композиционных материалов.
В качестве силовых элементов пространственной конструкции могут быть использованы балки.
В качестве силовых элементов пространственной конструкции могут быть использованы стержни.
Монолитная пространственная конструкция, при выполнении по второму варианту, представляет собой цельную оболочку, которая является достаточно прочной для того, чтобы воспринимать нагрузки, возникающие при полете, посадке и движении самолета по земле (аналогична монококовой конструкции, применяемой к фюзеляжу).
Монолитная пространственная конструкция может быть подкреплена дополнительно прямолинейными и/или криволинейными силовые элементами (аналогична полумонококовой конструкции, применяемой к фюзеляжу). Например, монолитная пространственная конструкция может быть подкреплена поперечными силовыми элементами - шпангоутами, и продольными силовыми элементами - лонжеронами или стрингерами.
Монолитная конструкция (оболочка) может быть выполнена с вырезанными отверстиями в ее части, что позволяет снизить ее массу. При этом количество и места расположения вырезанных частей в монолитной конструкции зависит от эксплуатационной технологичности двигателя (например, доступ к регулировочным элементам двигателя, ремонт и замена агрегатов и т.п.)
Монолитная конструкция или монолитная конструкция с вырезанными отверстиями в ее части, а также дополнительные силовые элементы (при их наличии), выполняют из металла, например стали, или композиционных материалов, например, стеклотекстолита, углепластика, стеклопластика и т.п. Толщина оболочки выбирается в зависимости от ее прочностных характеристик.
При выполнении пространственной конструкции монолитной или монолитной с вырезанными отверстиями в ее части большая часть силовой нагрузки воспринимается оболочкой.
При установке нового (нештатного) двигателя в мотоотсек летательного аппарата месторасположение и конструкция предназначенных для крепления
двигателя узлов крепления в мотоотсеке может не совпадать с месторасположением и конструкцией узлов крепления, расположенных на корпусе нового двигателя. Поэтому крепление нового двигателя в мотоотсеке (и по первому, и по второму варианту) осуществляют при помощи переходной пространственной конструкции, которая снабжена ответными средствами для соединения с мотоотсеком летательного аппарата. Под ответными средствами в данном случае понимаются средства, позволяющие осуществить крепление нового двигателя не меняя пространственного положения и конструкции узлов крепления в мотоотсеке. Таким образом, выбор схемы расположения и конкретного выполнения ответных средств для соединения с мотоотсеком, которыми снабжена пространственная конструкция, зависит от взаимного расположения узлов крепления в мотоотсеке.
Пространственная конструкция также снабжена ответными средствами для соединения с узлами крепления двигателя. Средства для соединения с узлами крепления двигателя могут быть различными и выбор варианта их выполнения зависит от конструкции нештатного двигателя.
Средство для соединения с узлом крепления двигателя и/или с мотоотсеком, имеющееся в пространственной конструкции может быть выполнено, например, в виде отверстия с дополнительными конструктивными элементами (резьбой, проточкой, пазом и т.п). Втулка, размещенная в отверстии, позволяет улучшить прочностные характеристики соединения. Сферический шарнир, размещенный в отверстии, позволяет скомпенсировать размерные отклонения, возникшие при изготовлении двигателя или мотоотсека. Средство для соединения с узлом крепления двигателя и/или с мотоотсеком может быть выполнено, например, в виде полой оси с винтом, проходящим внутри нее оси, если это оправдано с конструктивной или технологической точки зрения. Такое исполнение
позволяет компенсировать воздействие боковых усилий на мотоотсек и тепловое расширение двигателя при работе.
Выбор формы, размеров пространственной конструкции, а также количество средств для соединения ее с узлами крепления двигателя и с мотоотсеком (и по первому, и по второму варианту) зависит от конструкции двигателя и мотоотсека летательного аппарата, в том числе от требований, предъявляемых к летательному аппарату в целом, от условий его эксплуатации и, соответственно, от испытываемых нагрузок.
Предложенное техническое решение иллюстрируется схематичными чертежами, представленными на фиг.1-3, на которых изображены:
На фиг.1 - пространственная конструкция, силовыми элементами которой являются балки.
На фиг.2 - пространственная конструкция, силовыми элементами которой являются стержни.
На фиг.3 - пространственная конструкция, выполненная монолитной с вырезанными отверстиями в ее части.
Пространственная конструкция для крепления нештатного двигателя летательного аппарата в мотоотсеке по первому варианту включает систему взаимосвязанных прямолинейных и/или криволинейных силовых элементов, например балок 1 (фиг.1) или стержней 2 (фиг.2) выполненных из металла или композиционных материалов. Пространственная конструкция снабжена ответными средствами 3 для соединения с мотоотсеком летательного аппарата и ответными средствами 4 для соединения с узлами крепления двигателя.
По меньшей мере, часть пространственной конструкции по первому варианту может дополнительно содержать обшивку из металла или композиционных материалов (на фиг.1 и фиг.2 не показана).
Пространственная конструкция для крепления нештатного двигателя летательного аппарата в мотоотсеке по второму варианту, выполнена монолитной из металла или композиционных материалов, например в виде оболочки 5, часть которой выполнена с вырезами (фиг.3), и снабжена ответными средствами 3 для соединения с мотоотсеком летательного аппарата и ответными средствами 4 для соединения с узлами крепления двигателя.
Пространственная конструкция по второму варианту дополнительно может содержать прямолинейные и/или криволинейные силовые элементы (на фиг.3 не показаны), например балки или стержни выполненные из металла или композиционных материалов.
Установка двигателя в мотоотсек летательного аппарата с помощью пространственной конструкции по первому и второму варианту осуществляется следующим образом.
Перед установкой двигателя в мотоотсек летательного аппарата определяют форму, размер пространственной конструкции, которая необходима для крепления нового (нештатного) двигателя в мотоотсеке летательного аппарата. Выбирают также количество средств 3 и 4, их конструктивное выполнение для соединения пространственной конструкции соответственно с узлами крепления двигателя и с мотоотсеком.
Установка двигателя в мотоотсек может быть осуществлена различными способами. В первом случае, на собранный двигатель при помощи ответных средств 4 в узлах крепления устанавливается и закрепляется выбранная пространственная конструкция. Пространственную конструкцию с закрепленным двигателем помещают в мотоотсек, при этом ответные средства 3 пространственной конструкции совмещают с узлами крепления, которыми снабжен мотоотсек. Установленная в мотоотсек пространственная конструкция фиксируется также как двигатель штатным образом. В другом
случае, выбранную пространственную конструкцию помещают в мотоотсек, совмещая при этом ответные средства 3 пространственной конструкции с узлами крепления, которыми снабжен мотоотсек. Закрепляют пространственную конструкцию в мотоотсеке летательного аппарата. Затем монтируют в летательный аппарат новый двигатель, который прикрепляют к установленной в мотоотсеке пространственной конструкции, при помощи ответных средств 4.