УСОВЕРШЕНСТВОВАННЫЕ ПИЛОНЫ КРЕПЛЕНИЯ РЕАКТИВНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ
IMPROVED PYLONS OF JET ENGINES ATTACHMENT

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
[001] Настоящее изобретение относится к конструкции пилонов, или подкосов, крепления реактивных двигателей, которые обеспечивают улучшенные аэродинамическую характеристику и расход топлива.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
[002] Большинство современных коммерческих реактивных авиалайнеров приводятся в действие турбовентиляторными реактивными двигателями с высоким расходом воздуха во внешнем контуре. Выхлоп этих двигателей разделен на две концентрические "зоны", а именно: внешнюю зону "выхлопа вентилятора" с относительно высоким расходом, но относительно низкими скоростью и температурой и внутреннюю зону "выхлопа внутреннего контура" с относительно низким расходом, но относительно высокими скоростью и температурой.
[003] Пилон крепления каждого двигателя соединяет двигатель с крылом летательного аппарата и обычно содержит конструктивный компонент, или "пилон", заключенный в обтекаемую обшивку, или "обтекатель". Обычно он расположен по меньшей мере частично в "горячей зоне", т.е. зоне выхлопа внутреннего контура, соответствующего двигателя, что делает необходимым наличие в этой области тепловых экранов поверх пилона, чтобы не допустить теплового повреждения пилона. Кроме того, поскольку скорость воздуха в области выхлопа внутреннего контура достигает сверхзвуковых значений, создаваемое паразитное сопротивление, воздействующее на пилон в этой зоне, является относительно большим. Наряду с увеличением сопротивления существует проблема утяжеления, связанная с обоими тепловыми экранами, необходимыми для изоляции крыла от горячих выхлопных газов внутреннего контура, а также с удлинением задних обтекателей пилона.
[004] Соответственно, в данной области техники существует давно испытываемая, но неудовлетворенная потребность в конструкциях пилона крепления реактивного двигателя, которые устраняют необходимость использования экранов, защищающих пилон от выпускаемых газов, в зоне сопла для выхлопа внутреннего контура, и которые уменьшают сопротивление и сопутствующий расход топлива, связанные с задними обтекателями пилонов.
РАСКРЫТИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[005] В соответствии с вариантами реализации изобретения настоящего изобретения обеспечено создание новых пилонов крепления реактивных двигателей, которые устраняют необходимость использования экранов, защищающих пилон от выпускаемых газов, в зоне сопла для выхлопа внутреннего контура двигателя и которые уменьшают сопротивление и сопутствующий расход топлива, связанный с обтекателями на заднем конце пилона.
[006] В одном приведенном в качестве примера варианте реализации изобретения пилон для крепления реактивного двигателя к крылу летательного аппарата содержит множество узлов крепления двигателя и ферму в виде пространственной рамы, подвешенную на крыле и содержащую переднюю и заднюю части. Передняя часть соединена с двигателем и поддерживает его посредством узлов крепления двигателя, а задняя часть проходит вверх и назад от заднего конца передней части.
[007] В другом приведенном в качестве примера варианте реализации изобретения способ крепления двигателя к крылу летательного аппарата включает подвешивание на крыле фермы, выполненной в виде пространственной рамы, и соединение двигателя с множеством узлов крепления двигателя, причем ферма содержит переднюю и заднюю части, при этом передняя часть имеет указанное множество узлов крепления двигателя, зависимых от нее, а задняя часть проходит вверх и назад от заднего конца передней части.
[008] Еще в одном приведенном в качестве примера варианте реализации изобретения летательный аппарат содержит фюзеляж, крыло, соединенное с фюзеляжем, пилон крепления двигателя, подвешенный на крыле, и реактивный двигатель, подвешенный на пилоне, причем ни одна из частей задней части пилона не находится в зоне выхлопа внутреннего контура двигателя.
[009] Объем изобретения определяется формулой изобретения, которая включена в данный раздел посредством ссылки. Лучшее понимание усовершенствованных пилонов крепления реактивного двигателя и способов их конструирования и использования настоящего изобретения, а также оценка приведенных выше и других его преимуществ, будут обеспечены для специалистов в данной области техники путем рассмотрения последующего подробного описания одного или более приведенных в качестве примера вариантов его реализации. В данном описании приводятся ссылки на различные виды на прилагаемых листах чертежей, которые кратко описаны ниже и в которых одинаковые ссылочные позиции используются для обозначения одинаковых элементов, показанных на них.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[0010] На ФИГ. 1 представлен частичный вид сбоку с левой стороны турбовентиляторного реактивного двигателя, установленного на крыле летательного аппарата с помощью известного пилона крепления реактивного двигателя;
[0011] На ФИГ. 2 представлен частичный вид сбоку с левой стороны турбовентиляторного реактивного двигателя по ФИГ. 1, установленного на крыле посредством приведенного в качестве примера варианта реализации пилона крепления реактивного двигателя в соответствии с настоящим изобретением;
[0012] На ФИГ. 3А представлен вид сбоку с левой стороны фермы, выполненной в виде пространственной рамы, известного пилона крепления реактивного двигателя такого типа, который используется для крепления турбовентиляторного двигателя по ФИГ. 1 к крылу; при этом на чертеже двигатель заменен множеством жестких звеньев, действующих через центр тяжести (CG) двигателя, а аэродинамические обтекатели и тепловые экраны пилона удалены, чтобы открыть основную конструкцию фермы в виде пространственной рамы;
[0013] На ФИГ. 3В подробно представлен в перспективе частичный вид сверху и сбоку с левой стороны части заднего конца фермы известного пилона крепления двигателя по ФИГ. 3А;
[0014] На ФИГ. 4 представлен еще один вид сбоку с левой стороны фермы известного пилона крепления двигателя перед модернизацией в соответствии с настоящим изобретением;
[0015] На ФИГ. 5 представлен вид сбоку с левой стороны приведенного в качестве примера варианта реализации фермы пилона крепления двигателя после его модернизации в соответствии с настоящим изобретением;
[0016] На ФИГ. 6 представлен в перспективе частичный вид сверху и с левой стороны приведенной в качестве примера модернизированной фермы пилона, с показом множества ее измененных звеньев для крепления со стороны заднего конца;
[0017] На ФИГ. 7 представлен в перспективе вид сверху и с левой стороны приведенного в качестве примера варианта реализации части заднего конца модифицированной фермы в соответствии с настоящим изобретением;
[0018] На ФИГ. 8-10 представлены вид в перспективе сверху и с левой стороны, вид сбоку и вид в перспективе сверху и с левой стороны приведенной в качестве примера модифицированной фермы и части ее заднего конца, соответственно;
[0019] На ФИГ. 11А - 11Е представлены виды в перспективе приведенных в качестве примеров вариантов реализации конструктивных компонентов модернизированной части заднего конца фермы в соответствии с настоящим изобретением;
[0020] На ФИГ. 12 представлен вид сбоку и в разрезе приведенного в качестве примера пилона крепления двигателя, показанного соединенным с передней кромкой и нижней поверхностью крыла летательного аппарата;
[0021] На ФИГ. 13 представлен частичный вид в перспективе снизу и с левой стороны в разрезе приведенного в качестве примера пилона крепления двигателя, показанного соединенным с крылом, прикрепленным к фюзеляжу летательного аппарата;
[0022] На ФИГ. 14 представлен частичный вид в перспективе с правой стороны и в разрезе приведенного в качестве примера пилона крепления двигателя;
[0023] На ФИГ. 15 представлен частичный вид в перспективе сверху и с правой стороны приведенного в качестве примера пилона крепления двигателя;
[0024] На ФИГ. 16 представлен еще один частичный вид в перспективе с правой стороны приведенного в качестве примера пилона крепления двигателя;
[0025] На ФИГ. 17 представлен еще один частичный вид в перспективе с левой стороны приведенного в качестве примера пилона крепления двигателя и
[0026] На ФИГ. 18 представлен еще один частичный вид в перспективе с левой стороны приведенного в качестве примера пилона крепления двигателя.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0027] В некоторых коммерческих и реактивных самолетах задний конец пилона каждого двигателя, который соединяет двигатель с крылом летательного аппарата, расположен в горячей зоне", т.е. зоне выхлопа внутреннего контура, соответствующего двигателя, что делает необходимой установку в этой области тепловых экранов поверх пилона, чтобы не допустить неприемлемого ухудшения конструкции пилона в результате воздействия тепла выхлопных газов. Кроме того, поскольку скорость воздуха в области выхлопа внутреннего контура достигает сверхзвуковых значений, создаваемое паразитное сопротивление, воздействующее на пилон в этой зоне, является относительно большим. Наряду с сопротивлением существует проблема утяжеления, связанная с тепловыми экранами, в частности тепловыми экранами задних обтекателей пилона, для изоляции пилона и крыла от горячих выхлопных газов внутреннего контура. Пространство обновленной конструкции, обеспечиваемое настоящим раскрытием, устраняет необходимость использования экранов, защищающих от выпускаемых газов, в зоне сопла для выхлопа внутреннего контура. Кроме того, в конструкции нового пилона уменьшены сопротивление и расход топлива, связанные с задним обтекателем пилона.
[0028] Поэтому важной задачей настоящего изобретения является устранение аэродинамических конструкций пилона двигателя, т.е. задних обтекателей и тепловых экранов, из горячей зоны или выхлопа внутреннего контура соответствующего реактивного двигателя. Для решения этой задачи модернизируют конструкцию пилона для выполнения изменений в пределах имеющегося пространства.
[0029] Оптимизированный задний конец пилона размещен в пространстве, задаваемом аэродинамическими и конструктивными требованиями к пилону. В одном приведенном в качестве примера варианте реализации новая конструкция может включать сохранение основной конструкции от переднего пилона до места позади заднего узла крепления двигателя и модернизацию заднего звена крепления пилона таким образом, чтобы оно содержало проходящую вверх и назад "кессонную" конструкцию, с соответствующими модификациями других звеньев, которые соединяют пилон с соответствующей конструкцией крыла.
[0030] На ФИГ. 1 представлен частичный вид сбоку с левой стороны турбовентиляторного реактивного двигателя 10, установленного на соответствующем крыле 12 летательного аппарата посредством пилона или подкоса 14 крепления реактивного двигателя в соответствии с предшествующим уровнем техники. Реактивный двигатель может содержать турбовентиляторный двигатель, например турбовентиляторный двигатель с высоким расходом воздуха во внешнем контуре, и может быть заключен в гондолу 16 для обеспечения обтекания. Как раскрыто выше, выхлоп этих двигателей разделен на две концентрические "зоны", а именно: внешнюю зону 18 "выхлопа вентилятора" с относительно высоким расходом, но относительно низкими скоростью и температурой и внутреннюю зону 20 "выхлопа внутреннего контура" с относительно низким расходом, но относительно высокими скоростью и температурой, которая проходит назад и перпендикулярно от "плоскости выпуска основного контура" 21.
[0031] Поскольку часть заднего конца пилона 14 расположена в горячей зоне", т.е. зоне выхлопа 20 внутреннего контура соответствующего двигателя 10, необходимо обеспечить наличие тепловых экранов поверх пилона 14 в открытой зоне, чтобы не допустить теплового повреждения пилона 14. Кроме того, поскольку скорость выпуска газов в этой области достигает сверхзвуковых значений, создаваемое паразитное сопротивление, воздействующее на пилон 14 в этой зоне, по существу выше, чем где-либо на пилоне 14. Кроме того, наряду с увеличением сопротивления существует проблема утяжеления, связанная с обоими тепловыми экранами, необходимыми для изоляции пилона 14 и крыла 12 от горячих выхлопных газов внутреннего контура, а также с удлинением задних обтекателей пилона 14. Таким образом, если уменьшить общую длину пилона 14, в частности, если удалить задний конец пилона 14 из зоны 20 выхлопа внутреннего контура, можно обойтись без тепловых экранов, и общая длина обтекателя пилона может быть уменьшена. Это приводит к значительному уменьшению веса и сопротивления пилона 14, а также к соответствующему увеличению удельного расхода топлива (SFC) соответствующего летательного аппарата.
[0032] На ФИГ. 2 представлен частичный вид сбоку с левой стороны турбовентиляторного реактивного двигателя 10 по ФИГ. 1, установленного на крыле 12 летательного аппарата посредством приведенного в качестве примера варианта реализации пилона 22 крепления реактивного двигателя в соответствии с настоящим изобретением. В частности, как показано на ФИГ. 2, часть 24 пилона 22, обозначенная заштрихованной областью, содержащая часть, ранее показанную на ФИГ. 1 как расположенную в горячей зоне 20 двигателя 10, устранена, с тем чтобы достичь описанных выше эффективности и преимуществ в отношении веса, стоимости, сопротивления и удельного расхода топлива. Как раскрыто более подробно ниже, чтобы достичь этих целей, можно начать с анализа конструктивных и аэродинамических требований к пилону 22 крепления двигателя и модернизации его основной структуры, с тем чтобы разместить ее в пределах пространства, задаваемого этими требованиями.
[0033] На ФИГ. 3А представлен вид сбоку с левой стороны глубинной структуры известного пилона 14, а именно, "пространственной рамы" или трехмерного (3D) "кессона", или фермы 300, известного пилона 14 крепления реактивного двигателя, используемого для крепления турбовентиляторного двигателя 10 по ФИГ. 1 к крылу 12 летательного аппарата, при этом на чертеже в целях иллюстрации двигатель 10 заменен множеством жестких "звеньев", через которые нагрузки на двигатель, действующие через центр тяжести (CG) 302 двигателя 10, воспринимаются фермой 300 и передаются в конструкцию крыла летательного аппарата, а обтекаемые аэродинамические обтекатели и тепловые экраны пилона 14 удалены, чтобы открыть глубинную структуру фермы 300. На ФИГ. 3В подробно представлен в перспективе частичный вид сверху и сбоку с левой стороны части заднего конца фермы 300 по ФИГ. 3А. Как можно видеть из этих чертежей, ферма 300 содержит удлиненную коробчатую конструкцию, содержащую четыре L-образных уголковых элемента 304, верхняя и нижняя пары которых соединены друг с другом горизонтально и с соответствующими парами стенок 306 (см. ФИГ. 3В). На ФИГ. 3А и 3В пара противоположных боковых стенок 308 (см. ФИГ. 7), которые соединяют верхние и нижние пары уголковых элементов 304 друг с другом по вертикали, удалены, чтобы открыть основные компоненты фермы 300.
[0034] Как показано на ФИГ. 3А, передний шпангоут 310 для крепления двигателя расположен на переднем конце трехмерной фермы 300 и имеет передний узел 312 крепления двигателя, зависимый от него. Верхний передний конец двигателя 10 соединен с передним узлом 312 крепления двигателя и опирается на него. Подобным же образом, задний шпангоут 314 для крепления двигателя расположен позади переднего шпангоута 310 для крепления двигателя и имеет задний узел 316 крепления двигателя, зависимый от него. Верхний задний конец двигателя 10 соединен с задней рамой 316 крепления двигателя и опирается на нее. Передний узел 312 крепления представляет собой одно средство из двух основных средств крепления к двигателю 10. Он передает вертикальные и боковые (поперечные) нагрузки в кессонную ферму 300 посредством четырех стяжных болтов и одной срезной шпильки. Задний узел 316 крепления двигателя представляет собой другое средство из указанных двух основных средств крепления к двигателю 10. Он выполнен для приема продольных нагрузок и нагрузок бокового смещения в одной срезной шпильке. Момент крена, действующий на двигатель 10 и направленный вниз, воспринимается множеством стяжных болтов.
[0035] В конкретном приведенном в качестве примера варианте реализации, показанном на ФИГ. 3А и 3В, первое множество, а именно три, разнесенных в продольном направлении прямоугольных поперечных рам 318, называемые соответственно здесь рамами 1, 2 и 3, расположены между передним и задним шпангоутами 310 и 314 для крепления двигателя, а второе множество, а именно две, разнесенных в продольном направлении поперечных рам 320, называемые соответственно здесь рамами 4 и 5, расположены между задним шпангоутом 316 для крепления двигателя и задним концом фермы 300. Количество используемых рам 318 и 320 может варьироваться в зависимости от данного конкретного применения, и они используются для сохранения контура пилона 14 и задания формы вырезов в горизонтальной и вертикальной стенках 306 и 308 лонжерона. Они обеспечивают путь нагружения при сгибании обшивки и панелей стенки. Некоторые из рам 318 и 320 также обеспечивают возможность отключения "основного пакета услуг" или отсоединение шарниров механизма реверса тяги для двигателя 10. Некоторые из них могут также образовывать барьер для так называемого "влажного отсека", расположенного внутри пилона 14, для линий гидравлических и топливных систем, а также дополнительно или в качестве альтернативы могут служить в качестве переборки, разделяющей находящиеся под повышенным давлением и герметичные отсеки фермы 300.
[0036] Как видно из ФИГ. 3А и 3В, известная ферма 300 снабжена множеством фитингов для соединения фермы 300 и, следовательно, зависимого от нее двигателя 10, с конструкцией крыла 12 летательного аппарата. Эти фитинги содержат фитинг R1, расположенный в середине фермы 300 выше и немного дальше к корме относительно шпангоута 316 для двигателя, фитинг R2, расположенный в середине нижнего заднего конца фермы 300, пару разнесенных фитингов R3 и R4, соответственно расположенных в верхних левом и правом углах заднего конца фермы 300, и пару разнесенных фитингов R7 и R8, соответственно расположенные в нижних углах заднего конца фермы 300 и повернутых друг от друга на выбранный прилежащий угол около 45 градусов. Как указано выше, количество и расположение крепежных фитингов R1-R8 могут варьироваться в зависимости от конкретного применения. Кроме того, хотя показанные фитинги представляют собой простые проушины, вместо них или в дополнение к ним также могут быть использованы узлы крепления других типов, например шаровой.
[0037] Соответствующие "звенья", т.е. жесткие удлиненные стержни или конструкции типа балок, способные выдерживать растяжение, сжатие, кручение и боковой изгиб и имеющие соответствующий соединительный фитинг, расположенный на их противоположных концах, используются для соединения каждого фитинга с соответствующим дополнительным фитингом, расположенным на конструкции крыла 12 или внутри ее. В конкретном приведенном в качестве примера варианте реализации по ФИГ. 3А и 3В, звенья, которые соединяют фермы 300 с конструкцией крыла, содержат звено R1 322, соединенное с фитингом R1, звено R2 324, соединенное с фитингом R2, звенья R3 и R4 326 и 328, соответственно соединенные с фитингами R3 и R4 и звенья R7 и R8 330 и 332, соответственно соединенные с фитингами R7 и R8.
[0038] Фитинг R1 представляет собой один из четырех основных путей передачи нагрузок, воспринимающих нагрузки на двигатель, от двух узлов 312 и 316 крепления двигателя в крыло 12. Фитинг R1 соединен с крылом 12 звеном R1 322 и содержит на своем переднем конце раздвоенный фитинг (не показано), который обеспечивает двойное соединение внахлест с проушиной фитинга R1 посредством плавкого штифта 334, обычно проходящего через эти два фитинга. Фитинг R2 представляет собой еще один из четырех основных путей передачи нагрузок на крыло 12. Он соединен с крылом 12 диагональным R2 подкосом или звеном 324 и представляет собой основной путь передачи нагрузок для передачи тяги двигателя на крыло 12. Фитинги R3 и R4 представляют собой другие две из четырех основных точек крепления фермы 300 к крылу 12. Они соединяют ферму 300 с конструкцией среднего лонжерона крыла 12 через звенья R3 и R4 326 и 328. Фитинги R3 и R4 воспринимают нагрузки в поперечном направлении, а также в результате рыскания, крена и тангажа. Все боковые нагрузки воспринимаются вторичными проушинами R7 и R8 и их соответствующими тягами R7 и R8 330 и 332.
[0039] Чтобы обеспечить "наилучшую" или оптимизированную модернизацию фермы 300 для решения поставленных задач, используют такой подход к конструированию, согласно которому сохраняют существующую конструкцию фермы 300 от переднего пилона 14 до первой из двух крайних задних поперечных рам 320, т.е. до рамы 4, расположенной непосредственно позади заднего узла 316 крепления двигателя, и проводят модернизацию фитинга R2 и звена 324 таким образом, чтобы он содержал или оно содержало проходящую вверх и назад "кессонную" конструкцию, с соответствующими изменениями других фитингов R1, R3, R4, R7 и R8 и соответствующих звеньев 322, 326, 328, 330 и 332, которые соединяют модифицированный пилон с существующими установочными конструкциями крыла.
[0040] На ФИГ. 4 представлен вид сбоку с левой стороны фермы 300 известного пилона 14 крепления двигателя, схожего с показанным на ФИГ. 3А, перед модернизацией заднего конца в соответствии с вышеописанной процедурой, а на ФИГ. 5 представлен вид сбоку с левой стороны приведенного в качестве примера варианта реализации фермы 600 пилона 22 крепления двигателя по ФИГ. 2, после модернизации в соответствии с настоящим изобретением. Как видно при сравнении ФИГ. 4 и 5, модернизированная ферма 600, выполненная в виде пространственной рамы, модифицированного пилона 22 содержит переднюю часть 602 и заднюю часть 604, которая соединена с передней частью 602 и проходит от нее вверх и назад.
[0041] Как раскрыто выше, передняя часть 602 по существу идентична известной ферме 300 от ее переднего конца до четвертой поперечной рамы 321, а задняя часть 604 проходит вверх и назад от заднего конца передней части 602 таким образом, что когда обтекатель модифицированного пилона прикреплен к пилону 600, ни одна из частей задней части пилона 22 на находится в зоне 20 выхлопа внутреннего контура двигателя 10, как показано на ФИГ. 1. В частности, задняя часть 604 проходит вверх и назад от поперечной плоскости фермы 600, которая находится по существу в одной плоскости с плоскостью 21 выпуска основного контура двигателя 10.
[0042] Таким образом, в приведенной в качестве примера модифицированной ферме 600 передний шпангоут 310 для крепления двигателя, передний узел 312 крепления двигателя, задний шпангоут 314 для крепления двигателя, задний узел 316 крепления двигателя, первое множество последовательных прямоугольных поперечных рам 318 и первая 321 из двух последовательных поперечных рам 320, т.е. четвертая поперечная рама 321, остаются по существу такими же, как в известной ферме 300, благодаря чему прикрепление двигателя 10 к модифицированной ферме 600 по меньшей мере остается по существу тем же самым.
[0043] Как раскрыто выше, прикрепление модифицированной фермы 600 к существующей конструкции крыла 12 влечет за собой модификацию фитингов и звеньев, проходящих между фермой 600 и конструкцией крыла. На ФИГ. 6 представлен в перспективе частичный вид сверху и с левой стороны приведенной в качестве примера модифицированной фермы 600, с показом ее измененных звеньев для крепления со стороны заднего конца. Как видно из ФИГ. 5 и 6, модернизация не затрагивает фитинг R1 и связанное звено 332. Фитинг R2 и связанное звено 324 заменены укороченным R2 или диагональным звеном 624. Звенья 326 и 328, связанные соответственно с фитингами R3 и R4, заменены парой удлиненных звеньев 626 и 628, которые соединены с задним концом передней части 602 фермы 600 непосредственно над поперечной рамой 321 и которые служат для снятия боковых нагрузок, ранее воспринимаемых фитингами R7 и R8 и тягами 330 и 332, не используемыми в новой конструкции.
[0044] На ФИГ. 7 представлен в перспективе вид сверху и с левой стороны части 604 заднего конца модифицированной фермы 600. Как видно из ФИГ. 7, задняя часть 604 новой фермы 600 содержит нижнюю в целом прямоугольную раму 650, имеющую диагонально ориентированную решетчатую конструкцию и задний конец, в целом прямоугольную верхнюю раму 652, также имеющую диагонально ориентированную решетчатую конструкцию и задний конец, и в целом U-образную заднюю раму 654, расположенную на заднем конце задней части 604 фермы 600, и которая соединяет задний конец нижней рамы 650 с задним концом верхней рамы 652. В конкретном приведенном в качестве примера варианте реализации, показанном на ФИГ. 7, поперечная ширина нижней рамы 650 меньше, чем ширина верхней рамы 652, и две стороны нижней рамы 650 сужаются внутрь по направлению к ее заднему концу, а две стороны верхней рамы 652 остаются в целом параллельными друг другу.
[0045] На ФИГ. 8-10 представлены вид в перспективе сверху и с левой стороны, вид сбоку и вид в перспективе сверху и с левой стороны приведенной в качестве примера модифицированной фермы 600 и ее части 604 заднего конца, соответственно, а на ФИГ. 11А-11Е представлены различные виды в перспективе приведенных в качестве примера вариантов реализации конструктивных компонентов модернизированной части 604 заднего конца модифицированной фермы 600, в соответствии с настоящим изобретением.
[0046] Как видно из ФИГ. 11С-11D, в одном из многих единственно возможных вариантов реализации, верхняя рама 652 может содержать нижнюю, в целом прямоугольную раму 656, содержащую четыре стержня 658, соединенные конец к концу в углах указанной рамы 656, верхнюю обшивку 660, образующую Х-образный узор, проходящий между диагональными углами рамы 656 и расположенный на ее верхней поверхности, и пару элементов 662 жесткости, каждых из которых может иметь Т-образное поперечное сечение, расположенных и образующих крест на верхней поверхности обшивки 660 и образующих крест, проходящий между диагональными углами рамы 656.
[0047] На ФИГ. 12 представлен вид сбоку и в разрезе приведенного в качестве примера пилона 22 крепления двигателя по ФИГ. 2, в котором аэродинамический обтекатель удален, чтобы открыть модифицированную ферму 600, и показан соединенным с существующим стыковочным фитингом 664 крыла 12 летательного аппарата.
[0048] На ФИГ. 13 представлен частичный вид в перспективе снизу и с левой стороны в разрезе фермы 300 приведенного в качестве примера пилона 22 крепления двигателя, показанного прикрепленным к крылу 12, которое соединено с фюзеляжем 666 связанного летательного аппарата 668. На ФИГ. 14 представлен частичный вид в перспективе с правой стороны и в разрезе приведенной в качестве примера фермы 600 нового пилона 22 крепления двигателя.
[0049] На ФИГ. 15 представлен частичный вид в перспективе сверху и с правой стороны фермы 600 приведенного в качестве примера пилона 22 крепления двигателя. На ФИГ. 16 представлен еще один частичный вид в перспективе с правой стороны фермы 600 приведенного в качестве примера пилона 22 крепления двигателя. На ФИГ. 17 представлен еще один частичный вид в перспективе с левой стороны фермы 600 приведенного в качестве примера пилона 22 крепления двигателя, а на ФИГ. 18 представлен еще один частичный вид в перспективе с левой стороны фермы приведенного в качестве примера пилона 22 крепления двигателя.
[0050] Приведенная в качестве примера модифицированная ферма 600 имеет общий вес, который лишь немного больше, например приблизительно на 9 фунтов (4,08 кг), чем вес известной фермы 300, при условии, что она содержит компоненты из легированной стали и зависит от способа, которым изготовлена часть 604 заднего конца фермы 600. Например, если верхняя рама 652 изготовлена в виде одной детали, например путем механической обработки, а не является, например, сварной конструкцией из отдельных деталей, описанной выше со ссылками на ФИГ. 11С-11D, это может привести к тому, что общий вес модифицированной фермы 600 будет приблизительно на 25 фунтов (11,34 кг) меньше, чем вес известной фермы 300.
Кроме того, изобретение включает в себя варианты осуществления в соответствии со следующими пунктами:
Пункт 1. Пилон для крепления реактивного двигателя к крылу летательного аппарата, содержащий:
множество узлов крепления двигателя и
ферму в виде пространственной рамы, подвешенную на крыле и содержащую переднюю часть и заднюю часть, при этом передняя часть соединена с узлами крепления двигателя и поддерживает их, а задняя часть проходит вверх и назад от заднего конца передней части.
Пункт 2. Пилон по пункту 1, в котором задняя часть проходит вверх и назад от заднего конца передней части таким образом, что ни одна из частей задней части не находится в зоне выхлопа внутреннего контура двигателя.
Пункт 3. Пилон по пункту 1, в котором задняя часть проходит вверх и назад от поперечной плоскости фермы, которая находится по существу в одной плоскости с плоскостью выпуска основного контура двигателя.
Пункт 4. Летательный аппарат, содержащий пилон по пункту 1, в котором двигатель содержит турбовентиляторный двигатель.
Пункт 5. Пилон по пункту 1, в котором задняя часть фермы содержит:
нижнюю раму, имеющую задний конец;
верхнюю раму, имеющую задний конец; и
U-образную заднюю раму, расположенную на заднем конце задней части и соединяющую задний конец нижней рамы с задним концом верхней рамы.
Пункт 6. Пилон по пункту 5, в котором верхняя рама содержит:
прямоугольную раму, содержащую четыре стержня, соединенные конец к концу в углах указанной рамы;
верхнюю обшивку, расположенную на верхней поверхности прямоугольной рамы и образующую Х-образный узор, проходящий между диагональными углами указанной рамы; и
пару элементов жесткости, расположенных на верхней поверхности обшивки и образующих крест, проходящий между диагональными углами указанной рамы.
Пункт 7. Пилон по пункту 5, в котором передний конец верхней рамы соединен с задним концом верхней рамы передней части, а
передний конец нижней рамы соединен с задним концом нижней рамы передней части.
Пункт 8. Пилон по пункту 7, также содержащий множество поперечных рам, распределенных между передним и задним концами передней части.
Пункт 9. Пилон по пункту 1, в котором указанное множество узлов крепления двигателя содержат:
передний узел крепления двигателя, зависимый от первого шпангоута, расположенного на переднем конце передней части; и
задний узел крепления двигателя, зависимый от второго шпангоута, расположенного между первым шпангоутом и задним концом передней части.
Пункт 10. Пилон по пункту 1, в котором двигатель окружен обтекаемой гондолой, а также содержит аэродинамический обтекатель, расположенный поверх пилона между гондолой и нижней поверхностью крыла.
Пункт 11. Способ крепления двигателя к крылу летательного аппарата, включающий: подвешивание на крыле фермы, выполненной в виде пространственной рамы и содержащей переднюю и заднюю части, при этом передняя часть имеет множество узлов крепления двигателя, зависимых от нее, а задняя часть проходит вверх и назад от заднего конца передней части; и
соединение двигателя с узлами крепления двигателя.
Пункт 12. Способ по пункту 11, согласно которому двигатель содержит реактивный двигатель, а
подвешивание включает выполнение фермы таким образом, что ни одна из частей задней части не находится в зоне выхлопа внутреннего контура двигателя.
Пункт 13. Способ по пункту 12, согласно которому двигатель содержит турбовентиляторный двигатель, а
подвешивание включает выполнение фермы таким образом, что по меньшей мере часть задней части расположена в зоне выхлопа вентилятора двигателя.
Пункт 14. Способ по пункту 11, согласно которому подвешивание включает соединение передней части с крылом первым звеном и соединение задней части с крылом вторым, третьим и четвертым звеньями.
Пункт 15. Способ по пункту 14, согласно которому второе звено содержит основной путь передачи нагрузок для передачи тяги двигателя в крыло.
Пункт 16. Летательный аппарат, содержащий:
фюзеляж;
крыло, соединенное с фюзеляжем;
пилон крепления двигателя, подвешенный на крыле и имеющий заднюю часть, которая проходит вверх и назад от поперечной плоскости пилона; и
реактивный двигатель, подвешенный на пилоне; причем
ни одна из частей задней части пилона не находится в зоне выхлопа внутреннего контура двигателя.
Пункт 17. Летательный аппарат по пункту 16, в котором задняя часть пилона находится по существу в одной плоскости с плоскостью выпуска основного контура двигателя.
Пункт 18. Летательный аппарат по пункту 16, в котором реактивный двигатель содержит турбореактивный двигатель, турбовентиляторный двигатель с низкой степенью двухконтурности или турбовентиляторный двигатель с высоким расходом воздуха во внешнем контуре.
Пункт 19. Летательный аппарат по пункту 16, также содержащий первое звено, соединяющее переднюю часть пилона с крылом, и второе, третье и четвертое звенья, соединяющие заднюю часть пилона с крылом.
Пункт 20. Летательный аппарат по пункту 16, также содержащий:
обтекаемую гондолу, окружающую двигатель; и
аэродинамический обтекатель, расположенный поверх пилона между гондолой и нижней поверхностью крыла.
Как теперь очевидно для специалистов в данной области техники и в зависимости от конкретного применения, для материалов, устройств, конфигураций и способов конструирования пилонов крепления реактивного двигателя могут быть выполнены многочисленные модификации, замены и изменения в настоящем раскрытии, не отходя от его сущности и объема. В свете этого, объем настоящего изобретения не должен считаться ограниченным показанными и описанными здесь конкретными вариантами реализации, поскольку они являются только некоторыми его примерами, а наоборот, должен полностью определяться приведенной далее формулой изобретения и ее функциональными эквивалентами.