ПРОМЕЖУТОЧНЫЙ КОРПУС ДЛЯ РЕАКТИВНОГО ДВИГАТЕЛЯ ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА, УСОВЕРШЕНСТВОВАННОЙ КОНСТРУКЦИИ
INTERMEDIATE HOUSING FOR AIRCRAFT PERFECTED-DESIGN JET ENGINE

Настоящее изобретение относится, в основном, к движительному агрегату для летательного аппарата, модели, которая включает в себя реактивный двигатель, гондолу, окружающую реактивный двигатель, а также пилон, снабженный жесткой конструкцией и средствами крепления для крепления реактивного двигателя к жесткой конструкции.
Более конкретно, изобретение относится к промежуточному корпусу реактивного двигателя такого агрегата.
Пилон, известный также как «ККД» («Конструкция Крепления Двигателя») или «пилон двигателя», делает возможным подвешивать реактивный двигатель под крылом летательного аппарата или также монтировать этот реактивный двигатель над тем же крылом, или также прикреплять его к задней части фюзеляжа. Пилон предназначается для создания соединительного интерфейса между реактивным двигателем и данной конструктивной частью летательного аппарата. Он дает возможность передавать конструкции данного самолета силы, генерируемые связанным с ней реактивным двигателем, а также позволяет подводить топливо, электрическую и гидравлическую системы и воздух между двигателем и летательным аппаратом.
Со своей стороны, гондола обычно оборудована множеством капотов, окружающих реактивный двигатель и дающих доступ к нему в открытом положении, эти капоты известны как капоты вентилятора и капоты реверсора тяги.
Реактивный двигатель включает в себя корпус вентилятора, к которому наращен так называемый промежуточный корпус, включающий в себя наружный кожух и также передний поперечный фланец и задний поперечный фланец, которые расположены параллельно друг другу и радиально внутрь по отношению к данному наружному кожуху, этот промежуточный корпус также включает в себя конструктивные плечи, которые распределены под углом и проходят радиально между передним и задним фланцами до наружного кожуха.
Обычно пилон включает в себя жесткую конструкцию, также известную как первичная конструкция, которая может иметь форму продольного короба. Пилон также включает средства крепления для прикрепления реактивного двигателя к жесткой конструкции, эти средства обычно включают в себя множество узлов крепления двигателя, а также устройство для амортизации сил тяги, обычно состоящее из двух стержней амортизации силы.
Эти два стержня расположены симметрично относительно вертикали и продольной медианной плоскости движительного агрегата, каждый ориентирован таким образом, чтобы отклоняться от вышеупомянутой плоскости в направлении вперед. Их передний конец прикреплен к заднему фланцу промежуточного корпуса посредством фиксирующего кронштейна, прикрепленного к этому же фланцу.
Силы тяги, проходящие через стержни амортизации силы, или осевые силы, затем напрямую направляются в промежуточный корпус, более конкретно, в его задний фланец. С учетом очень высокой интенсивности данных сил тяги, решения известного уровня техники предлагают сложную конструкцию промежуточного корпуса вблизи средств для приема двух фиксирующих кронштейнов стержней, которая естественно невыгодно сказывается на общем весе и размере, тогда как зона, о которой идет речь, уже имеет значительный размер, в частности благодаря присутствию и/или прохождению оборудования в пространстве между фланцами.
Целью данного изобретения, следовательно, является предложить промежуточный корпус для реактивного двигателя летательного аппарата, который хотя бы частично решает вышеуказанные проблемы, связанные с вариантами осуществления известного уровня техники.
С этой целью изобретение относится к промежуточному корпусу для реактивного двигателя летательного аппарата, включающему в себя наружный кожух и также передний поперечный фланец и задний поперечный фланец, которые расположены параллельно друг другу и радиально внутрь по отношению к упомянутому наружному кожуху, упомянутый промежуточный корпус также включает в себя конструктивные плечи, которые распределены под углом и проходят радиально между упомянутыми передним и задним фланцами до упомянутого наружного кожуха, упомянутый задний фланец оснащен первыми приемными средствами для приема первого фиксирующего кронштейна для фиксации первого стержня для амортизации сил тяги реактивного двигателя, причем упомянутые первые приемные средства включают в себя выступы, идущие от упомянутого заднего фланца, в каждом из этих выступов образовано, по меньшей мере, одно сквозное отверстие, которое предназначено для прохождения через него фиксирующего винта упомянутого первого фиксирующего кронштейна, причем упомянутые сквозные отверстия расположены на расстоянии и под углом относительно конструктивных плеч. Согласно данному изобретению, по крайней мере, один из упомянутых выступов проходит до вхождения в контакт с одним из упомянутых конструктивных плеч.
Вследствие этого, при устройстве согласно данному изобретению, силы тяги, идущие от первого стержня амортизации силы, проходят последовательно в связанный с ним фиксирующий кронштейн, в фиксирующие винты и далее в выступы, которые обычно соответствуют увеличенной толщине заднего фланца, перед тем, как достичь одного или нескольких конструктивных плеч, соединенных с этими выступами, и обеспечить удовлетворительную жесткость в осевом направлении. Это предпочтительное направление для сил, формируемое с помощью выступа (выступов), соединенных с одним или более конструктивными плечами, таким образом, дает возможность обеспечить эффективное решение для передачи сил тяги без возникновения каких-либо проблем с весом или размером, благодаря простоте принятой конструкции.
Предпочтительно, для лучшей передачи сил тяги по направлению конструктивных плеч, чтобы каждый из выступов проходил до вхождения в контакт с одним их этих конструктивных плеч.
При этом может быть предусмотрено, чтобы некоторые выступы проходили до вхождения в контакт с заданным конструктивным плечом, а и остальные выступы проходили до вхождения в контакт с конструктивным плечом, непосредственно прилегающим к упомянутому заданному конструктивному плечу. Такая ситуация принята, в частности, когда фиксирующий кронштейн имеет угловой размах, который немного меньше углового размаха, определенного между двумя непосредственно смежными конструктивными плечами, между которыми он расположен. Тем не менее, фиксирующий кронштейн мог бы иметь угловой размах, больший, чем угловой размах, определенный между двумя непосредственно смежными конструктивными плечами, без отступления от объема изобретения.
Предпочтительно, каждый выступ проходит по, по существу, постоянной толщине, под толщиной здесь следует понимать расстояние в осевом направлении от поверхности фланца, от которой идет обсуждаемый выступ. Кроме всего прочего, предпочтительно, их ширина также является, по существу, постоянной, эти выступы проходят в направлении их длины, по существу, перпендикулярно связанному с ними конструктивному плечу.
Предпочтительно, каждый выступ проходит от передней стороны упомянутого заднего фланца, то есть в так называемое пространство между фланцами, а именно, противоположно переднему фланцу промежуточного корпуса.
При этом отмечается, что дополнительный выступ, который проходит от задней стороны упомянутого заднего фланца, также связан с каждым из упомянутых сквозных отверстий, этот дополнительный выступ, возможно, имеет, по существу, обычную круглую форму, образуемую вокруг фиксирующего отверстия, проходящего сквозь него, то есть без обязательного прохождения по направлению к смежному конструктивному плечу, как в случае с ранее упомянутыми выступами. Следовательно, фиксирующее отверстие проходит последовательно сквозь выступ, проходящий до связанного с ним конструктивного плеча, задний фланец и затем дополнительный выступ.
В данной конфигурации, предпочтительно, чтобы каждый дополнительный выступ имел поддерживающую поверхность для поддержания упомянутого первого фиксирующего кронштейна.
Также предпочтительно, упомянутые первые приемные средства включают в себя еще и отверстие, которое предназначено для вмещения срезного штифта упомянутого первого фиксирующего кронштейна, это отверстие предпочтительно располагается между вышеупомянутыми фиксирующими отверстиями. В качестве примера, данный срезной штифт предусматривается для проходов срезающих сил в промежуточный корпус, введение этих срезающих сил, ориентированных в поперечной плоскости реактивного двигателя, возникает в результате вышеупомянутого наклона стержней для амортизации силы. Как фиксирующие винты, данный срезной штифт предпочтительно ориентирован, по существу, аксиально.
В таком случае, предусматривается, например, что количество упомянутых выступов равно четырем, каждый снабжен одним сквозным отверстием, которое предназначено для прохождения сквозь него фиксирующего винта упомянутого первого фиксирующего кронштейна, и что упомянутые приемные средства также включают в себя усиливающее ребро, которое обычно является крестообразным и включает в себя четыре ветви, проходящие от упомянутого заднего фланца, центр этого креста проходит сквозь упомянутое отверстие, которое предназначено для вмещения упомянутого срезного штифта, и четыре конца этого креста входят в контакт с упомянутыми четырьмя выступами, соответственно. В результате срезающие силы от первого стержня амортизации силы проходят последовательно в связанный с ним фиксирующий кронштейн, в срезной штифт, в крестообразное ребро и затем в выступы, также прежде чем достигнуть одного или нескольких конструктивных плеч, соединенных с этими выступами, и обеспечить удовлетворительную жесткость в поперечном и вертикальном направлении. Это предпочтительное направление для сил, формируемое с помощью выступа (выступов), связанных с одной или более конструктивными плечами, и с помощью крестообразного ребра, также обозначаемого как Х-образное ребро, таким образом, дает возможность обеспечить эффективное решение для передачи срезающих сил без возникновения каких-либо проблем с весом или размером, благодаря простоте принятой конструкции.
Предпочтительно, упомянутое усиливающее ребро проходит от передней стороны и также от задней стороны упомянутого заднего фланца, таким образом, делаясь двусторонним ребром относительно последнего. Однако также может быть, таким способом, что ребро выступает только из одной из двух сторон фланца, предпочтительно, из задней стороны, без отступления от объема изобретения.
Помимо всего прочего, второй стержень для амортизации сил тяги связан с приемными средствами для приема кронштейна, которые идентичны или аналогичны первым приемным средствам, описанным выше. Следовательно, в общем, упомянутый задний фланец также оснащен вторыми приемными средствами для приема второго фиксирующего кронштейна для фиксации второго стержня для амортизации сил тяги реактивного двигателя, при этом упомянутые вторые приемные средства включают в себя выступы, идущие из упомянутого заднего фланца, сквозь каждый из этих выступов образовано, по крайней мере, одно сквозное отверстие, которое предназначено для прохождения через него фиксирующего винта упомянутого второго фиксирующего кронштейна, причем упомянутые сквозные отверстия расположены на расстоянии и под углом относительно конструктивных плеч, и по меньшей мере один из упомянутых выступов проходит до вхождения в контакт с одним из упомянутых конструктивных плеч.
Предпочтительно, чтобы промежуточный корпус был изготовлен как единая деталь, литьем.
Данное изобретение также относится к реактивному двигателю для летательного аппарата, включающему в себя промежуточный корпус, как описано выше, при этом упомянутый наружный кожух расположен в задней выступающей части корпуса вентилятора.
Изобретение также относится к движительному агрегату для летательного аппарата, включающему в себя такой реактивный двигатель, а также пилон упомянутого реактивного двигателя, включающий в себя жесткую конструкцию и также средства для крепления упомянутого реактивного двигателя к упомянутой жесткой конструкции, эти средства крепления включают упомянутые первый и второй стержни для амортизации сил тяги.
Другие преимущества и особенности данного изобретения станут ясны из следующего детального неограничительного описания.
Данное описание будет дано со ссылкой на прилагаемые чертежи, в которых:
- Фиг.1 показывает схематический вид сбоку движительного агрегата для летательного аппарата, согласно настоящему изобретению;
- Фиг.2 показывает частичный вид в перспективе агрегата, показанного на Фиг.1, иллюстрирующий более детальным способом промежуточный корпус реактивного двигателя;
- Фиг.3 показывает вид в поперечном сечении между двумя фланцами промежуточного корпуса, взятом вдоль линии III-III на Фиг.1;
- Фиг.4 показывает вид в поперечном сечении сзади заднего фланца промежуточного корпуса, взятом вдоль линии IV-IV на Фиг.1;
- Фиг.5 показывает вид в поперечном сечении, взятом вдоль линии V-V на Фиг.4; и
- Фиг.6 показывает вид в поперечном сечении, взятом вдоль линии VI-VI на Фиг.4.
Касательно Фиг.1, изображена схема движительного агрегата 1 для летательного аппарата, в соответствии с одним предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения, данный агрегат 1 предназначен для фиксации под крылом самолета (не показано).
Вообще, движительный агрегат 1, также известный как интегрированная система создания тяги, состоит из реактивного двигателя 2, гондолы (не показана) и пилона 4, снабженного средствами крепления 10 для прикрепления реактивного двигателя к данному пилону, эти средства предпочтительно состоят из переднего узла крепления двигателя 6а, заднего узла крепления двигателя 6b, а также устройства для амортизации сил тяги, которое образуют два стержня 8 (на Фиг.1 один скрыт за другим). Для примера, отмечается, что агрегат 1 включает еще одну серию узлов креплений (не показаны), которые делают возможным подвешивать данный агрегат 1 под крылом летательного аппарата.
В остальной части описания, Х обычно обозначает продольное направление агрегата 1, которое также является продольным направлением реактивного двигателя 2, это направление Х является параллельным продольной оси 5 данного реактивного двигателя 2. С другой стороны, Y обозначает направление, ориентированное поперечно движительному агрегату 1, и также является поперечным направлением для реактивного двигателя 2, а Z обозначает вертикальное направление или направление по высоте, эти три направления Х, Y и Z являются перпендикулярными друг другу.
Более того, термины «передний» и «задний» должны пониматься относительно направления движения вперед летательного аппарата по силе тяги, создаваемой реактивным двигателем 2, данное направление показано схематически стрелкой 7.
На Фиг.1 видно, что показаны только узлы крепления двигателя 6а, 6b, стержни 8 амортизации силы тяги и жесткая конструкция 11 пилона 4. Другие составляющие элементы данного пилона 4, которые не показаны, такие как средства крепления для крепления жесткой конструкции 11 под крылом летательного аппарата или также вторичная конструкция, которая отделяет и держит системы, при том, что поддерживает аэродинамические обтекатели, являются обычными элементами, которые идентичны или аналогичны встречающимся в известном уровне техники и известны специалистам в данной области техники. Следовательно, их детальное описание здесь даваться не будет.
Помимо всего прочего, реактивный двигатель 2 имеет, в основном, обычную конструкцию, а именно, включает в себя спереди корпус вентилятора 12, который удлинен по направлению назад посредством промежуточного корпуса 21.
Промежуточный корпус 21 включает в себя наружный кожух 23, расположенный в задней аэродинамической выступающей части корпуса вентилятора, и также поперечные фланцы 25, 27, расположенные радиально внутрь относительно данного наружного корпуса 23, промежуточный корпус 21 также включает в себя конструктивные плечи 17, которые распределены под углом и проходят радиально между фланцами 25, 27 до наружного кожуха 23, с которой они входят в контакт.
Реактивный двигатель, наконец, включает в себя центральный корпус 16, также известный как «основной» корпус, который продолжает промежуточный корпус 21 по направлению назад, начинаясь от заднего поперечного фланца 27, к которому он прикреплен.
Наконец, отмечается, что центральный корпус проходит до заднего конца 19 большего размера, также известного как выпускной корпус.
Передний узел крепления двигателя 6а располагается между передним концом жесткой конструкции 11, также известной как первичная конструкция, и корпусом вентилятора 12 или наружным кожухом 23 промежуточного корпуса 21.
Задний узел крепления двигателя 6b, со своей стороны, располагается между жесткой конструкцией 11 и задним концом 19 центрального корпуса 16. Через два узла крепления двигателя 6а, 6b проходит медиана, плоскость Р, ориентированная вертикально и продольно и проходящая по оси 5.
Эта же плоскость Р формирует плоскость симметрии для двух стержней 8 амортизации силы тяги, на любой из сторон, где они располагаются, соответственно. Как видно из Фиг.2, каждый стержень 8 имеет задний конец, сочлененный с телом заднего узла крепления двигателя 6b, а также передний конец, прикрепленный к поперечному фланцу 27, посредством фиксирующего кронштейна 30, установленного на этом фланце. На этой же фигуре видно, что задний поперечный фланец 27 и передний поперечный фланец 25, каждый имеющий форму диска или кольца, ориентированного поперечно, расположены на некотором расстоянии друг от друга в направлении Х, формируя между собой пространство 32, обозначенное как пространство между фланцами, внутрь которого проникает каждый из конструктивных плеч или выходной направляющий аппарат 17.
Одно из особенных свойств настоящего изобретения состоит в конструкции приемных средств для приема фиксирующих кронштейнов 30, которая будет описана для одного из двух стержней 8 со ссылкой на Фиг.3-6. В этом отношении приемные средства для приема другого кронштейна 30, связанного со вторым стержнем амортизации силы, имеют идентичную или аналогичную конструкцию и далее не будут описываться. Более того отмечается, что вторые приемные средства, связанные со вторым кронштейном и со вторым стержнем, предпочтительно симметричны к первым приемным средствам, связанным с первым кронштейном и первым стержнем, с учетом вышеупомянутой плоскости Р.
Во-первых, что касается Фиг.3, где, в частности, показан задний фланец 27 спереди, возможно видеть первые приемные средства 34 для приема первого фиксирующего кронштейна, который держит шарнирным сочленением передний конец первого стержня, эти средства 34 предпочтительно изготавливаются в виде единой детали, например, литьем, с фланцем 27, из которого они выступают.
Средства 34 включают в себя четыре выступа 36, выдающихся из передней стороны 40 фланца 27, данные выступы принимают форму увеличенной толщины последнего. Через каждый из четырех выступов 36 проходит сквозное, по существу, аксиальное отверстие 38, сконструированное для прохождения фиксирующего винта кронштейна. Как видно из Фиг.3, четыре отверстия 38 расположены на некотором расстоянии друг от друга, определяя таким образом углы четырехугольника, такого как квадрат, прямоугольник или даже параллелограмм. В предпочтительном варианте осуществления, два первых отверстия 38, которые расположены на расстоянии друг от друга в радиальном направлении, но которые не расположены на расстоянии в угловом направлении, образованы на фланце 27 вблизи первого плеча 17, тогда как два вторых отверстия 38, которые расположены на расстоянии друг от друга в радиальном направлении, но которые не расположены на расстоянии в угловом направлении, образованы на фланце 27 вблизи второго плеча 17, непосредственно смежного с первым. Более конкретно, два первых отверстия 38, или отверстия слева на Фиг.3, смещены под углом относительно первого плеча 17, а именно, смещены в первом угловом направлении 42, которое также обозначено как тангенциальное направление или окружное направление, тогда как два вторых отверстия 38, или отверстия справа на Фиг.3, смещены под углом относительно второго плеча 17, а именно, смещены во втором угловом направлении 44, противоположном первому.
Для того, чтобы передать силы тяги или аксиальные силы, идущие от стержней амортизации силы, выступы 36, проходящие вокруг первых отверстий 38, простираются во втором угловом направлении 44, пока не вступят в контакт с первым конструктивным плечом 17, а именно, пока они не соединятся с ней. Подобным образом, выступы 36, проходящие вокруг вторых отверстий 38, простираются в первом угловом направлении 42, пока не вступят в контакт со вторым конструктивным плечом 17, а именно, пока они не соединятся с этим вторым плечом.
Выступы 38 проходят, по существу, по постоянной толщине, которая предпочтительно одинакова для каждого из выступов, каждый из которых таким образом принимает форму узкой полосы, которая, по существу, перпендикулярна связанному с ней плечу 17, и большей или меньшей длины, зависящей от ее расстояния от этого самого плеча.
Теперь, что касается Фиг.4, где показана задняя сторона 46 фланца 27, возможно видеть, что каждое из сквозных отверстий 38 также проходит сквозь дополнительный выступ 48, который выступает из этой задней стороны. Данные дополнительные выступы 48, которые можно полагать устроенными в аксиальной выступающей части главных выступов 36, не обязательно проходят до связанных с ними плеч 17 полностью, а, наоборот, принимают в каждом случае, по существу, круглую обычную форму вокруг фиксирующих отверстий, проходящих сквозь них.
Более того, задний конец дополнительных выступов 48 предпочтительно плоский и ориентирован поперечно, с тем, чтобы сформировать поддерживающую поверхность, сконструированную для приема фиксирующего стержень кронштейна. В этом отношении, четыре рассматриваемые конца предпочтительно копланарны.
В качестве примера, на Фиг.4 схематически изображен фиксирующий кронштейн 30 пунктирной линией, которая показывает, что он имеет угловой размах вокруг оси двигателя, который немного меньше углового размаха между первым и вторым плечами 17.
С учетом Фиг.3 и 4 одновременно, отмечается, что первые приемные средства 34 также включают в себя отверстие 50, предпочтительно слепое отверстие, для размещения срезного штифта, фиксирующего стержень кронштейна. Данное отверстие 50, которое предпочтительно является, по существу, аксиальным, желательно, располагается в центре или вблизи центра четырехугольника, образованного четырьмя сквозными отверстиями 38. Кроме того, данное отверстие 50 образовано в выступе 52, который выступает из обеих сторон фланца 27, часть данного выступа расположена на передней стороне 40 и является закрытой, тогда как другая часть, расположенная на задней стороне 46, открыта для прохода срезного штифта. Таким же образом, касательно дополнительных выступов 48, конец выступа 52, расположенный на задней стороне 46, предпочтительно плоский и ориентирован поперечно с тем, чтобы образовать поддерживающую поверхность, которая сконструирована для приема фиксирующего стержень кронштейна.
Для того, чтобы передать срезающие силы, также рассматриваемые как поперечные силы, вводимые в промежуточный корпус благодаря наклону стержней амортизации силы, приемные средства 34 включают в себя усиливающее ребро 56, которое обычно является крестообразным и включает в себя четыре ветви, выступающие из обеих сторон заднего фланца 27. Данное ребро 56, также обозначаемое как Х-образное ребро, имеет центр, проходящий через отверстие 50, как видно, в аксиальном направлении, и следовательно, проходящий через выступ 52, а также имеет 4 конца, которые соответственно контактируют с четырьмя выступами 36 на передней стороне фланца 27, эти концы практически сливаются с выступами 36. Таким же образом, четыре конца также контактируют соответственно с четырьмя дополнительными выступами 48 на задней стороне фланца 27.
Теперь, что касается Фиг.5, можно видеть, что, в показанной конфигурации, фиксирующий кронштейн 30 плотно прилегает к задним концам дополнительных выступов 48. Он держится посредством присутствия аксиальных фиксирующих винтов 58, каждый из которых проходит последовательно через сквозное отверстие кронштейна, дополнительный выступ 48, фланец 27 и выступ 36, каждый винт 58, взаимодействуя с соответствующей гайкой 60, предпочтительно поджимается к соответствующему выступу 36.
Кроме того, кронштейн 30 неподвижно несет на себе аксиальный фиксирующий штифт 62, который частично проходит через выступ 52, с тем чтобы разместиться в слепом отверстии 50, как показано на Фиг.6. Более того, для того, чтобы обеспечить наилучшую амортизацию сил, передаваемых стержнями 8, через кронштейны 30, отверстие 50 штифта 62 предпочтительно сцентрировано на пересечении оси 8' стержня (не показан) и плоскости прилегания 63 между задним фланцем 27 и кронштейном 30.
Разумеется, специалист в данной области техники может произвести многочисленные модификации движительного агрегата 1 для летательного аппарата, который только что был описан исключительно в качестве неограниченного примера.