МЕТАЛЛИЧЕСКИЙ ЛИСТ И ОБТЕКАТЕЛЬ СТОЙКИ ТУРБОРЕАКТИВНОГО ДВИГАТЕЛЯ
METAL SHEET AND TURBOJET ENGINE STRUT FAIRING

Настоящее изобретение относится к прикреплению металлического листа к опоре, в частности - к креплению формирующего обтекатель металлического листа детали, обтекаемой текучей средой, такой как стойка турбореактивного двигателя.
Турбореактивный двигатель содержит стойки для соединения компонентов друг с другом, например - стойки для соединения или поддержки кожухов, для пропускания и защиты находящихся в текучей среде кабельных каналов. Каждая стойка содержит обтекатель стойки, как правило, выполненной в виде узла из литых или обработанных деталей, образующих части металлических листов, привинченных к опоре стойки, например - башмак, на который опирается стойка.
Обтекатель стойки полностью или частично формирует внешнюю оболочку стойки. Если он находится внутри газового потока, то он не должен препятствовать ему. В частности, головки винтов для крепления обтекателя к стойке не должны выступать из внешней поверхности обтекателя. Также крепление обтекателя стойки к его опоре должно обеспечиваться герметично. Это крепление должно также обеспечивать возможность удобного демонтажа обтекателя.
Фиг.1 показывает частичное сечение обтекателя стойки или любого другого компонента 1 обтекателя согласно известному уровню техники, прикрепленного на опоре 2. Обтекатель 1 стойки обычно состоит из алюминиевых деталей, при этом опора 2 выполнена из стали. Обтекатель 1 содержит несколько просветов 3 для прохождения крепежных винтов к опоре 2 по ее периферии. Каждый просвет 3 выполнен фрезерованием в толщу алюминиевых деталей для вмещения винта 4, включая хвостовик 5 и плоскую головку 6 с поверхностью в виде усеченного конуса. Каждый просвет 3 выполнен таким образом, что при нахождении винта 4 в своем крепежном положении головка 6 не выступает из внешней поверхности обтекателя 1.
Между упирающимися друг в друга обоими поверхностями установлена прокладка 7 из эластомерного материала. Эта прокладка 7 выполнена в виде полосы, содержащей два внутренних боковых утолщения 8, 8', и имеет перфорированные просветы 9 для прохождения винтов 4, соответствующие просветам 3 обтекателя 1. Прокладка 7 обеспечивает уплотнение для крепления обтекателя 1 к опоре 2.
Подобные конструкции описаны, например, в документах GB №811718, US №4957403 и US №6536775.
Это осуществление прикрепления обтекателя 1 стойки к его опоре 2 имеет недостатки. Прежде всего обтекатель 1 должен иметь достаточную толщину, чтобы вмещать головку 6 винта 4 таким образом, чтобы она не выступала из него. Это ограничение в отношении выступа головки 6 винта из внешней поверхности обтекателя 1 обычно разрешает очень небольшую величину усеченно-конусной части головки 6 винта в просвете 3. Неверное позиционирование и установка винта 4, влекущие за собой неадекватное затягивание, могут обусловить прохождение винта 4 через обтекатель 1 с повреждением последнего. Помимо этого, при ввинчивании винта 4 сжатие прокладки 7 не регулируется, и поэтому единообразная сборка обтекателя 1 на его опоре 2 не может гарантироваться, что может стать причиной деформирования обтекателя 1 вокруг местоположения винтов 4. Наконец, узел алюминиевых деталей формирует очень жесткий обтекатель 1, сборка и демонтаж которого затруднены.
Настоящее изобретение направлено на устранение этих недостатков.
Для этого изобретение относится к металлическому листу, содержащему средства для крепления его к стойке, причем вдоль указанных средств установлено прокладочное уплотнение, в котором крепящие средства содержат по меньшей мере один просвет, выполненный в металлическом листе перфорированием; с полостью, вмещающей головку крепежного компонента, соответствующей выступающей части металлического листа на противоположной поверхности, и шайбу для передачи напряжений между металлическим листом и опорой на указанной выступающей части.
Выполненная перфорированием полость для вмещения головки крепежного компонента может содержать головку крепежного компонента более крупного размера, чем толщина металлического листа, в частности - головку винта, усеченно-конусная часть которой имеет величину, превышающую толщину металлического листа. Направляющая длина крепежного компонента во вмещающей полости также более длинная. Помимо этого, сжатие прокладки и уплотнение соединения металлического листа и его опоры можно регулировать с помощью шайбы для передачи напряжений.
Шайба предпочтительно выполнена заодно с прокладкой.
Шайба предпочтительно выполнена заодно с прокладкой в этом случае во время ее формования.
Шайба предпочтительно содержит по меньшей мере один прилив с перфорированным отверстием - для вмещения в нем материала прокладки.
Согласно предпочтительному осуществлению настоящего изобретения: прокладка выполнена из эластомерного материала, и шайба выполнена из металла.
Данное изобретение особо применимо для обтекателя стойки турбореактивного двигателя, но объем изобретения не ограничивается этим применением.
За счет обеспечения полости для вмещения головки крепежного компонента с размером, большим, чем толщина металлического листа, обеспечивается возможность формирования обтекателя с более тонким металлическим листом, чем в известном уровне техники. Поскольку этот металлический лист более гибкий, обеспечивается его возможность сборки и демонтажа, даже если обтекатель сформирован из этого металлического листа как цельная деталь. Таким образом, с помощью настоящего изобретения обеспечивается возможность формирования обтекателя из цельного металлического листа.
Приводимое ниже описание излагается в отношении края металлического листа. Поэтому под терминами «осевой» и «поперечный» подразумеваются осевое и поперечное направления относительно оси края металлического листа в соответствующей точке края. Металлический лист разложен так, чтобы обеспечивать возможность прикрепления к опоре. Термины «внутренний» и «внешний» подразумевают направления внутрь или наружу, при этом считается, что внутренняя сторона находится на стороне стойки по отношению к металлическому листу.
Изобретение поясняется приводимым ниже описанием предпочтительного осуществления металлического листа согласно настоящему изобретению со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:
Фиг.1 показывает поперечное частичное сечение прикрепленного на его опоре обтекателя стойки турбореактивного двигателя согласно предшествующему уровню техники;
Фиг.2 показывает вид в перспективе предпочтительного осуществления металлического листа согласно настоящему изобретению, формирующего обтекатель стойки турбореактивного двигателя;
Фиг.3 показывает поперечное сечение предпочтительного осуществления металлического листа согласно настоящему изобретению, привинченного на опоре;
Фиг.4 показывает поперечное сечение с пространственным разделением деталей металлического листа и опоры согласно Фиг.3; и
Фиг.5 показывает вид в перспективе прокладки и шайбы согласно предпочтительному осуществлению металлического листа согласно настоящему изобретению.
Изобретение излагается в отношении металлического листа, формирующего обтекатель стойки турбореактивного двигателя.
Обращаясь к Фиг.2: обтекатель 10 стойки турбореактивного двигателя содержит сфальцованный металлический лист, открытый на всех его боковых сторонах, за исключением одной стороны, соответствующей фальцовке. Металлический лист 10 разложен так, чтобы соответствовать его креплению к опоре винтами через просветы 11, расположенные вдоль нефальцованных краев обтекателя 10. Уплотняющая прокладка 12, в данном случае выполненная из эластомерного материала, прикреплена по краям металлического листа 10, имеющего просветы 11. Эта прокладка 12 выполнена в виде полосы, параллельной краям металлического листа 10, к которому она прикреплена. Она имеет по длине два боковых утолщения 13, 13', выступающих внутрь.
Далее описание излагается в отношении определенного края прямолинейного металлического листа 10, вдоль которого прикреплена прокладка 12, проходящая по оси А.
Обращаясь к Фиг.3 и 4: каждый просвет 11 выполнен перфорированием металлического листа 10. Следовательно, металлический лист 10 вокруг каждого просвета 11 имеет деформированный круглый участок 14 металлического листа, имеющий полость на поверхности, соответствующую выступающей части на другой поверхности. Эта форма связана, например, с воздействием пуансона на металлический лист 10 в штампе, который также перфорирует просвет 11, формирует этот рельефный участок в направлении удара.
Отогнутый участок 14 выступает на поверхности металлического листа, повернутой к опоре, и имеет на своей противоположной поверхности полость для вмещения головки 15 винта. Поверхность этой полости 15 является по существу усеченно-конической. Она проходит в направлении оси В просвета 11, перпендикулярной к общей поверхности металлического листа 10 в этой области, на большую глубину, чем толщина металлического листа, по причине деформации участка 14.
Обращенная к каждому просвету 11 металлического листа 10 прокладка 12 имеет соответствующий просвет 16. Металлическая шайба 17 на внутренней стороне прокладки 12 выполнена заодно с этим просветом 16.
Металлическая шайба 17 выполнена заодно с прокладкой 12. Для этого она предпочтительно непосредственно вводится в пресс-форму формования прокладки 12. Поэтому когда эластомерный материал, вводимый в пресс-форму в вязком состоянии, переходит из этого состояния в конечное гибкое состояние, тогда шайба устанавливается в толще и остается в ней как одно целое.
Обращаясь к Фиг.5: для обеспечения сцепления системы, сформированной прокладкой 12 и шайбой 17, указанная шайба содержит два противоположных прилива 19, 19', в каждом из которых выполнено перфорированное отверстие 20, 20' соответственно, на шайбе 17. Когда шайба 17 выполнена заодно с прокладкой, то приливы 19, 19' расположены по оси А прокладки 12. При введении эластомерного материала в вязком состоянии в его пресс-форму он проникает в отверстия 20, 20' приливов 19, 19', затем затвердевает, и при этом приливы 19, 19' выполняются заодно с прокладкой 12.
Третью перфорацию, здесь не пронумерованную, можно предусмотреть на приливе 19, 19' прокладки 17, и она будет позиционирующей перфорацией шайбы 17 в пресс-форме литья под давлением, содействующей позиционированию и ориентированию шайбы 17 непосредственно перед формованием прокладки 12.
Шайба 17 тем самым прикрепляется к прокладке 12 на части ее внешней поверхности, на ее боковых поверхностях, на части ее внутренней поверхности, на утолщениях 13, 13' и в отверстиях 20, 20' приливов 19, 19'. Шайба 17 поэтому выполнена заодно с прокладкой 12, и это значительно облегчает сборку прокладки 12 и шайб 17 на металлическом листе 10, и за счет этого технического решения исключается возможность потери шайбы 17. Автономность совокупности, сформированной металлическим листом 10, прокладкой 12 и шайбами 17, значительно облегчает сборку и демонтаж обтекателя стойки во время технического обслуживания двигателя, например.
Внутренняя и внешняя поверхности металлической шайбы 17 по меньшей мере частично проходят в пространстве просвета, обеспечиваемого в прокладке 12.
Прокладка 12 прикреплена вокруг своего просвета 16 на внутренней поверхности отогнутого участка 14 металлического листа 10. Выступающий край 18 отогнутого участка 14 металлического листа 10 выполнен, например, механической обработкой таким образом, чтобы обеспечивалась перпендикулярная поверхность к оси В просвета 11. Отогнутый участок 14 металлического листа 10, прокладка 12 и шайба 17 имеют размеры, обеспечивающие контакт выступающего края 18 участка 14 металлического листа 10 с металлической шайбой 17, когда прокладка 12 и шайба прилегают к металлическому листу 10.
Поэтому после обеспечения прилегания прокладки 12 и шайб 17 к металлическому листу 10 последний содержит множество сквозных просветов 11 под винт, при этом каждый просвет окружен на его внешней поверхности полостью для вмещения головки 15 винта и на своей внутренней поверхности - металлической шайбой 17 и прокладкой 12.
В частности, когда металлический лист 10 расположен на опоре 21 для закрепления на ней, какого-либо контакта между металлическим листом 10 и опорой 21 быть не может - по причине размещения между ними шайбы 17 и прокладки 12. Это техническое решение целесообразно, поскольку опора выполнена из металла, отличающегося от металлического листа, и поэтому необходимо исключить слишком большое напряжение при уплотнении соединения на металлическом листе 10 и опоре 21.
Металлический лист 10 на опоре 21 крепится обычным образом. Металлический лист 10 помещают на опору 21 таким образом, чтобы каждый просвет 11 металлического листа располагался под прямым углом по отношению к сквозному отверстию 22 опоры 21 для вмещения винта 23. Каждый винт 23 содержит головку 24 и хвостовик 25. Хвостовик 25 винта 23 вводится через просвет металлического листа 10 и шайбу 17 в сквозное отверстие 22 опоры 21. Он ввинчивается, и его головка 24 контактирует с имеющей сопряженную форму поверхностью, вмещающей головку 15 винта, металлического листа, в результате чего его головка не выступает из поверхности металлического листа 10 после того, как винт 23 будет ввинчен.
Во время ввинчивания: утолщения 13, 13′ прокладки 12 сжимаются между металлическим листом 10 и опорой 21 до тех пор, пока металлическая шайба 17 не будет контактировать с внешней поверхностью опоры 21. Шайба 17 тем самым выполняет двойную функцию: регулирует сжатие прокладки 12, которую останавливает шайба 17, прижимающаяся к внешней поверхности опоры 21 и передающая напряжения между металлическим листом 10 и опорой 21. Функция восстановления напряжения обеспечивается за счет того, что шайба 17 обеспечивает более крупную поверхность контакта с опорой 21, чем поверхность выступающего края 18 деформированного участка 14 металлического листа 10; при этом давление ввинчивания распределяется по этой поверхности. Сжатая прокладка 12 дополнительно обеспечивает функцию уплотнения между металлическим листом 10 и опорой 21.
Металлический лист согласно настоящему изобретению описывается в отношении винтового крепежа. Очевидно, что данное изобретение можно применить для любого металлического листа с формой, соответствующей его прикреплению к опоре, с помощью крепежного компонента, содержащего головку и хвостовик, и в частности - для любого металлического листа, формирующего аэродинамический компонент обтекателя.
Приливы шайбы металлического листа согласно настоящему изобретению могут иметь толщину, одинаковую с толщиной остальной части шайбы, или отличающуюся толщину. Каждый прилив может также подразделяться на внутренний и внешний прилив.