СПОСОБ УСТАНОВКИ ДВИГАТЕЛЯ ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА НА ПИЛОНЕ И КРЕПЛЕНИЕ ДВИГАТЕЛЯ ДЛЯ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ТАКОГО СПОСОБА
METHOD FOR AIRCRAFT ENGINE INSTALLATION ON PYLON AND ENGINE FASTENING TO IMPLEMENT THIS METHOD

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Настоящее изобретение относится к способу установки двигателя летательного аппарата на пилоне.
Областью техники согласно изобретению является, в целом, область двигателей летательных аппаратов, в частности область крепления двигателей под несущей поверхностью летательных аппаратов.
ОПИСАНИЕ ИЗВЕСТНОГО УРОВНЯ ТЕХНИКИ
На фиг. 1 схематически изображен двигатель 10 летательного аппарата, прикрепленный к пилону 13 первым средством крепления, выполняемом в существующем уровне техники. В нижеследующем описании X - это продольное направление пилона 13, которое также подобно продольному направлению двигателя 10, причем направление X параллельно продольной оси 18 двигателя 10. С другой стороны, Y - это направление, ориентированное поперечно относительно пилона 13, и также подобно поперечному направлению двигателя 10, а Z - это вертикальное направление, причем эти три направления X, Y и Z взаимно перпендикулярны друг другу. С другой стороны, понятия «передний» и «задний» рассматриваются относительно направления движения вперед рассматриваемого летательного аппарата в результате силы тяги, производимой двигателем 10; причем это направление схематично показано стрелкой 19. Двигатель 10 впереди содержит кожух вентилятора 11 больших размеров, а в задней части содержит кожух турбины 12 меньших размеров. Кожух вентилятора 11 и кожух турбины 12, безусловно, жестко соединены друг с другом. Кожух вентилятора 11 имеет цилиндрическую форму, причем упомянутый цилиндр проходит по оси X. Пилон 13, который также называется стойкой подвески, позволяет подвешивать двигатель 10 под несущей поверхностью 14 летательного аппарата. Пилон 13 образует в действительности контактную поверхность между двигателем 10 и крылом 14. Пилон 13 также позволяет передавать на конструкцию летательного аппарата усилия, производимые двигателем 10, и делает возможным прокладку топливной, электрических, гидравлических и пневматических систем между двигателем 10 и летательным аппаратом. Двигатель 10 содержит систему крепления двигателя 10 к пилону 13, расположенную между двигателем 10 и нижней поверхностью 15 пилона 13. Система крепления содержит переднее крепление двигателя 16 и заднее крепление двигателя 17. Переднее крепление двигателя 16 соединяет кожух вентилятора 11 с нижней поверхностью 15 пилона 13, а заднее крепление двигателя 17 соединяет кожух турбины 12 с нижней поверхностью 15 пилона 13.
Фиг. 2 представляет собой вид в перспективе переднего крепления 16 двигателя. Переднее крепление 16 двигателя содержит балку подвески 21, которая располагается на плечах 22 и соединена с ними посредством шарнирно сочлененных тяг 23. Балка подвески 21 содержит плоскую верхнюю поверхность 24, которая предназначена для того, чтобы быть в контакте и прикрепленной болтами к нижней поверхности 15 пилона 13. Плечи 22 имеют изогнутую форму для того, чтобы принимать цилиндрическую форму кожуха вентилятора 11, и крепятся к нему болтами.
На фиг. 3a, 3b и 3c изображены различные этапы установки двигателя 10 на пилоне 13, причем упомянутый пилон 13 подвешен к несущей поверхности 14. Элементы, представленные на упомянутых фигурах чертежа, изображены в плоскости YZ. Как это показано на фиг. 3a, двигатель 10 находится на земле. Переднее крепление 16 двигателя прикреплено к кожуху вентилятора двигателя 10. Подъемные ремни 30 прикреплены, с одной стороны, к несущей поверхности 14, с другой стороны, к кожуху вентилятора 11. Вертикальное поднимание двигателя летательного аппарата при помощи подъемных ремней представляет собой способ, хорошо известный специалистам. Как это показано на фиг. 3b, двигатель 10 находится в стадии вертикального поднимания, осуществляемого посредством подъемных ремней 30. Как это показано на фиг. 3c, верхняя поверхность 24 переднего крепления 16 двигателя прижата к нижней поверхности 15 пилона 13 и прикреплена к ней при помощи болтов 31.
Такое крепление двигателя 10 на пилоне 13 приводит к образованию пространства между двигателем 10 и пилоном 13. Высота упомянутого пространства является высотой переднего крепления 16 двигателя, поскольку высота кожуха вентилятора 11 больше высоты кожуха турбины 12. Однако, по причинам аэродинамики предпринимаются усилия максимально приблизить двигатель 10 к пилону 13. Это позволяет в действительности уменьшить аэродинамическое лобовое сопротивление пилона 13 и иметь двигатели с большим диаметром FAN.
Для устранения данного недостатка было предложено решение, согласно которому переднее крепление двигателя и способ установки двигателя на пилоне, такой как упомянутое переднее крепление двигателя, крепится на передней поверхности пилона, а не на нижней поверхности пилона. Таким образом, имеется возможность уменьшить пространство между двигателем и пилоном. Изложенный способ установки заключается в вертикальном поднимании двигателя при помощи подъемных ремней до момента совпадения четырех сквозных отверстий, выполненных в переднем креплении двигателя, с четырьмя проемами, выполненными в передней поверхности пилона, затем вставлении срезного штифта в каждое образованное, таким образом, отверстие. Переднее крепление двигателя становится, таким образом, закрепленным на передней поверхности пилона посредством четырех срезных штифтов и болтов.
Однако способ установки, описание которого, таким образом, приведено, является сложным, поскольку вставление срезного штифта через отверстие переднего крепления двигателя, а затем через проем пилона, требует еще более высокой точности расположения переднего крепления двигателя против пилона, к тому же необходимо повторно производить операцию четыре раза для каждого из четырех вставляемых срезных штифтов. В связи с этим требуется много времени для установки двигателя на пилоне.
ОБЩЕЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Предмет изобретения предоставляет решение проблемы, которая только что была изложена, путем предложения способа установки двигателя летательного аппарата на пилоне посредством переднего крепления двигателя; причем упомянутое переднее крепление двигателя крепится на передней поверхности упомянутого пилона двумя срезными штифтами; причем упомянутые два срезных штифта предварительно вставлены в сквозные отверстия переднего крепления двигателя или также в проемы, выполненные на передней поверхности пилона. Уменьшение количества срезных штифтов по сравнению с существующим решением и их предварительное вставление делает закрепление переднего крепления двигателя на передней поверхности пилона менее трудоемким.
Согласно первому аспекту, изобретение, таким образом, в основном относится к способу установки двигателя летательного аппарата на пилоне, отличающемуся тем, что он включает в себя следующие этапы:
размещают, по меньшей мере, один первый срезной штифт в:
или в первом отверстии, выполненном в переднем креплении двигателя, предварительно закрепленном на двигателе при помощи тяг,
или в первом проеме, выполненном в передней поверхности пилона;
предварительно располагают узел, включающий в себя двигатель и переднее крепление двигателя, относительно пилона, размещая первый срезной штифта против приемной полости; причем упомянутая приемная полость является:
или первым проемом в том случае, если первый срезной штифт размещен в первом отверстии,
или первым отверстием в том случае, если первый срезной штифт размещен в первом проеме;
вставляют первый срезной штифт в приемную полость.
Кроме основных признаков, которые были перечислены в предыдущем абзаце, способ согласно изобретению может иметь одиу или несколько из следующих дополнительных признаков, которые могут рассматриваться в отдельности или в технически возможных сочетаниях:
этап предварительного расположения двигателя относительно пилона содержит следующие подэтапы:
поднимают вертикально узел, включающий в себя двигатель и переднее крепление двигателя;
располагают по существу параллельно верхнюю часть переднего крепления двигателя и переднюю поверхность пилона;
этап предварительного расположения двигателя относительно пилона включает в себя дополнительный подэтап (между подэтапом поднимания и подэтапом размещения) смещения по оси X и вперед узла, включающего в себя переднее крепление двигателя и двигатель;
этап предварительного расположения двигателя относительно пилона содержит дополнительный подэтап (перед подэтапом поднимания) размещения, по меньшей мере, одной вставки на уровне, по меньшей мере, одной из тяг для удерживания в положении переднего крепления двигателя относительно двигателя под углом, пригодным для вертикального поднимания, осуществляемое во время подэтапа поднимания, непрерывно от земли до тех пор, пока первый срезной штифт не окажется по существу на такой же высоте, что и приемная полость;
этап предварительного расположения двигателя относительно пилона содержит дополнительный подэтап (после подэтапа по существу параллельного расположения) удаления, по меньшей мере, одной вставки;
подэтап по существу параллельного расположения осуществляют путем поворота переднего крепления двигателя относительно двигателя;
этап закрепления переднего крепления двигателя содержит этап завинчивания, по меньшей мере, одного винта, по меньшей мере, через одну дыру, выполненную на переднем креплении двигателя, в проход, выполненный в передней поверхности пилона;
способ применяет два срезных штифта;
каждый срезной штифт разделен надвое.
Изобретение и его различные применения будут лучше понятны после чтения нижеследующего описания и изучения прилагаемых фигур чертежа.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ФИГУР ЧЕРТЕЖА
Фигуры чертежа представлены для наглядности изобретения и ни в коей мере не носят ограничительного характера. На фигурах чертежа изображены:
фиг. 1 (ее описание уже приведено) представляет собой схематичное изображение двигателя 10 летательного аппарата, прикрепленного к пилону 13 при помощи, в частности, переднего крепления 16 двигателя, в соответствии с первым средством крепления, известным из достигнутого уровня техники;
фиг. 2 (ее описание уже приведено) представляет собой вид в перспективе переднего крепления 16 двигателя;
фиг. 3a, 3b и 3c (их описание уже приведено) представляют собой этапы установки двигателя на пилоне 13;
фиг. 4 представляет собой схематичное изображение двигателя 40 летательного аппарата, прикрепленного к пилону 43 согласно изобретению;
фиг. 5 и 6 изображают переднее крепление 46 двигателя, используемое в способе установки согласно изобретению;
фиг. 7-9 представляют собой вид в перспективе штифта сдвига, используемого в способе установки согласно изобретению;
фиг. 10a-10e изображают этапы способа установки двигателя 40 на пилоне 43 согласно варианту реализации изобретения;
фиг. 11 изображает этапы способа установки двигателя 40 на пилоне 43 согласно другому варианту реализации изобретения.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ, ПО МЕНЬШЕЙ МЕРЕ, ОДНОГО ВАРИАНТА РЕАЛИЗАЦИИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
При отсутствии других уточнений один и тот же элемент, представленный на различных фигурах чертежа, имеет одинаковую цифровую позицию.
Фиг. 4 представляет собой схематичное изображение двигателя 40 летательного аппарата, прикрепленного к пилону 43 согласно изобретению.
Во всем нижеследующем описании X - это продольное направление пилона 43, которое также подобно продольному направлению двигателя 40, причем направление X параллельно продольной оси 49 двигателя 40. С другой стороны, Y - это направление, имеющее поперечную направленность относительно пилона 43 и также подобно поперечному направлению двигателя 40, а Z - это вертикальное направление, причем эти три направления X, Y и Z взаимно перпендикулярны между собой. С другой стороны, понятия «передний» и «задний» рассматриваются относительно направления движения вперед летательного аппарата, обусловленного силой тяги, создаваемой двигателем 40, причем это направление схематично показано стрелкой 29.
Пилон 43 прикреплен к несущей поверхности 44 летательного аппарата. Двигатель 40 содержит кожух вентилятора 41 и кожух турбины 42. Кожух вентилятора 41 и кожух турбины 42 жестко соединены друг с другом. Двигатель 40 снабжен системой крепления двигателя 40 к пилону 43, которая содержит переднее крепление 46 двигателя и заднее крепление 47 двигателя. Переднее крепление 46 двигателя соединяет кожух вентилятора 11 с передней поверхностью 48 пилона 43, а заднее крепление 47 двигателя соединяет кожух турбины 42 с нижней поверхностью 45 пилона 43.
На фиг. 5 и 6 изображено переднее крепление 46 двигателя, использованное в способе установки согласно изобретению. На фиг. 5 показано переднее крепление двигателя в плоскости YZ, содержащей оси Y и Z, которое закреплено на передней поверхности 48 пилона 43. Фиг. 6 изображает переднее крепление 46 двигателя в плоскости XZ, содержащей оси X и Z, которое соединено с плечами 60 посредством системы шаровых шарниров и тяг, поясняемой далее). Плечи 60 жестко прикреплены к кожуху вентилятора 41 двигателя 40.
Переднее крепление 46 двигателя содержит верхнюю часть 64 и нижнюю часть 65. Верхняя часть 64 и нижняя часть 65 расположены в плоскостях, которые наклонены относительно друг друга. Верхняя часть 64 предназначена для прижатия к передней поверхности 48 пилона 43 и крепится посредством первого срезного штифта 53 и второго срезного штифта 54. Первый винт 84, второй винт 85, третий винт 58 и четвертый винт 59 также служат для обеспечения крепления. Первый срезной штифт 53 и второй срезной штифт 54 изображены вставленными, соответственно, в первое отверстие 51 и второе отверстие 52, и проходящими сквозь переднее крепление 46 двигателя в направлении X. Первый винт 84, второй винт 85, третий винт 58 и четвертый винт 59 изображены вставленными, соответственно, в первую дыру 86, вторую дыру 87, третью дыру 66 и четвертую дыру 67 и проходящими сквозь переднее крепление двигателя 46 в направлении X.
Нижняя часть 65 переднего крепления 46 двигателя содержит четыре тяги и четыре пары шаровых шарниров. Каждая пара шаровых шарниров связана с одной тягой. На фиг. 5 изображены только три пары шаровых шарниров и три соответствующих тяги. Каждая пара шарового шарнира содержит верхний шаровой шарнир и нижний шаровой шарнир. Верхний шаровой шарнир предназначен для соединения переднего крепления 46 двигателя с соответствующей тягой, а нижний шаровой шарнир предназначен для соединения соответствующей тяги с плечом 60.
Первая тяга 57 соединена с передним креплением 46 двигателя посредством первого верхнего шарового шарнира 55 и соединена с плечом 60 посредством первого нижнего шарового шарнира 56. Вторая тяга 61 соединена с передним креплением 46 двигателя посредством второго верхнего шарового шарнира 62 и соединена с плечом 60 посредством второго нижнего шарового шарнира 63. Аналогичная ситуация существует с двумя другими тягами и двумя другими парами шаровых шарниров. Данная система тяг и шаровых шарниров позволяет обеспечить шарнирное соединение верхней части 64 переднего крепления 46 двигателя относительно плеч 60. Объяснение сути пользы данного шарнирного соединения приводится далее.
Фиг. 7 изображает первый срезной штифт 53. Первый срезной штифт 53 содержит цилиндрическую часть 71, которая предназначена для вставления и регулировки перед установкой в первое отверстие 51 переднего крепления 46 двигателя. Первый срезной штифт 53 также содержит полуконическую часть 72, которая предназначена для вставления в первый проем, выполненный в передней поверхности 48 пилона 43. Первый проем имеет полуконическую форму, дополняющую форму полуконической части 72 первого срезного штифта 53. Упомянутая полуконическая часть 72 выполнена такой формы для облегчения направления первого срезного штифта 53 во время его вставления в первый проем.
Предпочтительно, как это показано на фиг. 8 и 9, первый срезной штифт 53 разделен надвое, т.е. он содержит внутренний срезной штифт 73 цилиндрической формы, вкладываемый в цилиндрическую часть 71. Внутренний срезной штифт 73 регулируется и зажимается в цилиндрической части 71 таким образом, чтобы препятствовать какому-либо движению внутреннего срезного штифта 73 относительно цилиндрической части 71. Польза разделения надвое первого срезного штифта 53 заключается в обеспечении функции «Fail safe» («Безопасность»). В случае образования трещины в цилиндрической части 71 эта функция заключается в остановке распространения трещины и обеспечивает прохождение путей передачи усилий посредством внутреннего срезного штифта 73.
Второй срезной штифт 54 имеет идентичную первому срезному штифту 53 форму; он содержит цилиндрическую часть, которая предназначена для вставления и регулировке перед установкой, во второе отверстие 52 переднего крепления 46 двигателя. Второй срезной штифт 54 также содержит полуконическую часть, которая предназначена для вставления во второй проем 82, изображенный на фиг. 10b. Второй проем 82 выполнен в передней поверхности 48 пилона 43 и имеет полуконическую форму, дополняющую форму полуконической части второго срезного штифта 54. Предпочтительно, второй срезной штифт 54 разделен надвое.
Первый срезной штифт 53 и второй срезной штифт 54 вставляются и регулируются перед установкой, соответственно, в первое отверстие 51 и второе отверстие 52 переднего крепления 46 двигателя, они выступают из переднего крепления 46 двигателя. Таким образом, установка двигателя 40 на пилоне 43 путем простого вертикального поднимания с земли, как это практикуется согласно известным решениям, не представляется возможной. В изобретении, таким образом, предлагается особенный способ установки, который описан ниже.
На фиг. 10a-10e показаны этапы установки согласно способу установки двигателя 40 на пилоне 43 в соответствии с первым вариантом реализации изобретения. Это следующие этапы:
на фиг. 10a изображено: размещение четырех вставок на уровне четырех нижних шаровых шарниров для обеспечения угла наклона β между верхней частью 64 переднего крепления 46 двигателя и плечом 60, причем упомянутый угол β определен таким образом, чтобы выступающие части первого срезного штифта 53 и второго срезного штифта 54 не мешали во время осуществления вертикального поднимания двигателя 40 посредством подъемных ремней. Вставка 81 изображена на фиг. 10a расположенной на уровне второй тяги 61 и второго нижнего шарового шарнира 63;
на фиг. 10b изображено: непрерывное вертикальное поднимание в направлении Z узла, включающего в себя двигатель 40 и переднее крепление 46 двигателя до тех пор, пока первый срезной штифт 53 не окажется по существу на такой же высоте, что и первый проем, а второй срезной штифт 54 не окажется по существу на такой же высоте, что и второй проем 82. Первая дыра 86, вторая дыра 87, третья дыра 66 и четвертая дыра 67 находятся, таким образом, по существу на такой же высоте, что и, соответственно, первый проход 88, второй проход 89, третий проход и четвертый проход, выполненные в передней поверхности 48 пилона 43;
на фиг. 10c изображено: поворот переднего крепления 46 двигателя относительно плеч 60 для, по существу, параллельного расположения верхней части 64 переднего крепления 46 двигателя и передней поверхности 48 пилона 43;
на фиг. 10d изображено: вставление первого винта 84, второго винта 85, третьего винта 58 и четвертого винта 59, соответственно, в первую дыру 86, вторую дыру 87, третью дыру 66 и четвертую дыру 67; удаление вставок;
на фиг. 10e изображено:
приближение верхней части 64 переднего крепления 46 двигателя к передней поверхности 48 пилона 43;
вставление и регулировка первого срезного штифта 53 и второго срезного штифта 54, соответственно, в первый проем и второй проем 82;
завинчивание первого винта 84, второго винта 85, третьего винта 58 и четвертого винта 59, соответственно, в первый проход 88, второй проход 89, третий проход и четвертый проход. Винты завинчивают в скрытые гайки, предварительно установленные в проходах, что позволяет осуществлять регулировку срезных штифтов.
Согласно второму варианту реализации изобретения, первый срезной штифт 53 и второй срезной штифт 54 вставлены и регулируются перед установкой, соответственно, в первый проем и второй проем 82 пилона 43, а не в первое отверстие 51 и второе отверстие 52, соответственно, переднего крепления 46 двигателя. В этом случае в проемы предварительно вставляются цилиндрические части срезных штифтов.
Этапы установки согласно способу установки двигателя 40 на пилоне 43, таким образом, следующие:
установка четырех вставок на уровне четырех нижних шаровых шарниров для сохранения угла наклона β между верхней частью 64 переднего крепления 46 двигателя и плечами 60; причем упомянутый угол β определен таким образом, чтобы выступающие части первого срезного штифта 53 и второго срезного штифта 54 не мешали, таким образом, вертикальному подниманию двигателя 40 посредством подъемных ремней;
непрерывное вертикальное поднимание в направлении Z узла, включающего в себя двигатель 40 и переднее крепление 46 двигателя, до тех пор, пока первое отверстие 51 не окажется по существу на такой же высоте, что и первый срезной штифт 53, а второе отверстие 52 не окажется по существу на такой же высоте, что и второй срезной штифт 54. Первая дыра 86, вторая дыра 87, третья дыра 66 и четвертая дыра 67 находятся, таким образом, по существу на такой же высоте, что и, соответственно, первый проход 88, второй проход 89, третий проход и четвертый проход;
поворот переднего крепления 46 двигателя относительно плеч 60 для, по существу, параллельного расположения верхней части 64 переднего крепления 46 двигателя и передней поверхности 48 пилона 43;
вставление первого винта 84, второго винта 85, третьего винта 58 и четвертого винта 59, соответственно, в первую дыру 86, вторую дыру 87, третью дыру 66 и четвертую дыру 67; удаление вставок;
приближение верхней части 64 переднего крепления 46 двигателя к передней поверхности 48 пилона 43;
вставление и регулирование первого срезного штифта 53 и второго срезного штифта 54, соответственно, в первое отверстие 51 и второе отверстие 52;
завинчивание первого винта 84, второго винта 85, третьего винта 58 и четвертого винта 59, соответственно, в первый проход 88, второй проход 89, третий проход и четвертый проход.
На фиг. 11 изображены различные этапы третьего варианта реализации способа установки двигателя 40 на пилоне 43, согласно изобретению. Третий вариант реализации не использует систему шаровых шарниров и тяг, позволяющих шарнирно соединять верхнюю часть 64 относительно нижней части 65 переднего крепления двигателя 46. Однако, он нуждается в наличии наземного оборудования, позволяющего обеспечить смещение двигателя 40 в направлении X.
Согласно третьему варианту реализации, первый срезной штифт 53 и второй срезной штифт 54 предварительно вставлены и отрегулированы, соответственно, в первое отверстие 51 и второе отверстие 52, проходящие через переднее крепление двигателя 46. Этапы следующие:
этап 91: двигатель 40 вертикально поднимают в направлении Z при помощи подъемных ремней;
этап 92: двигатель 40 смещают в направлении X и вперед. Такое смещение необходимо ввиду выступающих частей первого срезного штифта 53 и второго срезного штифта 54;
этап 93: двигатель 40 вновь вертикально поднимают в направлении Z до размещения первого срезного штифта 53 против первого проема и второго срезного штифта 54 против второго проема 82;
этап 94:
верхнюю часть 64 переднего крепления 46 двигателя приближают к передней поверхности 48 пилона 43;
первый срезной штифт 53 вставляют и регулируют в первом проеме, а второй срезной штифт 54 вставляют и регулируют во втором проеме 82;
винты вставляют и завинчивают в проходы, что позволяет осуществить регулировку срезных штифтов.
Согласно четвертому варианту реализации способа установки согласно изобретению, первый срезной штифт 53 и второй срезной штифт 54 предварительно вставляют и регулируют, соответственно, в первом проходе и втором проходе 82. В этом случае этапы способа следующие:
двигатель 40 вертикально поднимают в направлении Z при помощи подъемных ремней;
двигатель 40 смещают в направлении X и вперед;
двигатель 40 вновь вертикально поднимают в направлении Z до размещения первого срезного штифта 53 против первого отверстия 51 и второго срезного штифта 54 против второго отверстия 52;
верхнюю часть 64 переднего крепления 46 двигателя приближают к передней поверхности 48 пилона 43;
первый срезной штифт 53 вставляют и регулируют в первом отверстии 51, а второй срезной штифт 54 вставляют и регулируют во втором отверстии 52;
винты вставляют и завинчивают в проходах, что позволяет осуществить регулировку срезных штифтов.