ХВОСТОВАЯ ЧАСТЬ ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА, СОДЕРЖАЩАЯ КОНСТРУКЦИЮ КРЕПЛЕНИЯ ДВИГАТЕЛЕЙ, СВЯЗАННУЮ С ФЮЗЕЛЯЖЕМ ЧЕРЕЗ ПО МЕНЬШЕЙ МЕРЕ ОДИН РАБОТАЮЩИЙ НА СЖАТИЕ ЭЛЕМЕНТ БЛОКИРОВКИ
AIRCRAFT TAIL COMPRISING ENGINE ATTACHMENTS CONNECTED WITH FUSELAGE VIA BY AT LEAST ONE COMPRESSION INTERLOCKING LINK

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение в основном относится к хвостовой части летательного аппарата с двигателями, установленными на его фюзеляже.
Уровень техники
Для выполнения хвостовой части такого летательного аппарата в известных решениях было предложено устанавливать стойку крепления между фюзеляжем и каждым двигателем. В этой компоновке стойку крепят непосредственно на фюзеляже. Для обеспечения удовлетворительной передачи тяговых усилий в направлении фюзеляжа необходимо выбирать большие размеры как для этой стойки и для поддерживающей ее части фюзеляжа, так и для средств крепления, расположенных между этими элементами. Это приводит к увеличению лобового сопротивления, ухудшающего общие аэродинамические характеристики летательного аппарата.
Согласно другому решению конструкцию крепления двигателей выполняют проходящей через фюзеляж, а также через внутреннее пространство летательного аппарата, ограниченное этим фюзеляжем. В области сквозного прохождения конструкции через два проема фюзеляжа ее крепят на фюзеляже при помощи множества болтов или аналогичных крепежных элементов, образующих в совокупности или частично средства крепления, установленные между рамами проемов и конструкцией крепления.
Однако установка этих средств крепления является сложной, в частности, из-за сложности доступа для механиков, выполняющих эту задачу. Часто они имеют большую массу и высокую стоимость, а, кроме того, обычно они подвержены воздействию усталостного износа, что существенно сокращает срок их службы.
Раскрытие изобретения
Задача изобретения состоит в создании хвостовой части летательного аппарата, в которой по меньшей мере частично устранен вышеупомянутый недостаток, присущий известным техническим решениям.
Поставленная задача решена в хвостовой части летательного аппарата, содержащей фюзеляж, ограничивающий внутреннее пространство летательного аппарата, по меньшей мере два двигателя и конструкцию крепления двигателей, проходящую через первый и второй проемы в фюзеляже, расположенные по обе стороны от центральной вертикальной плоскости летательного аппарата, при этом указанная конструкция крепления содержит первый и второй противоположные концы, каждый из которых выступает наружу фюзеляжа, соответственно, с двух стороны от указанной центральной вертикальной плоскости и несет на себе один из указанных двигателей; и средства крепления, соединяющие указанную конструкцию крепления с фюзеляжем, включающие в себя первые средства крепления, соединяющие указанную конструкцию с первой рамой, образующей первый проем фюзеляжа, и вторые средства крепления, соединяющие указанную конструкцию со второй рамой, образующей второй проем фюзеляжа.
Согласно изобретению первые средства крепления содержат по меньшей мере один работающий на сжатие элемент блокировки указанной конструкции крепления, опирающийся одной стороной на первую раму, а другой стороной - на конструкцию крепления, а вторые средства крепления содержат по меньшей мере один работающий на сжатие элемент блокировки указанной конструкции крепления, опирающийся одной стороной на вторую раму, а другой стороной - на конструкцию крепления.
Таким образом, согласно изобретению первые и вторые средства крепления, по меньшей мере частично, выполнены с использованием элементов блокировки, работающих на сжатие, а не на растяжение, как известные болты или аналогичные элементы. Предпочтительно первые и вторые средства крепления, обеспечивающие соединение конструкции в первой и второй рамах, соответственно, совсем не содержат болтов и любых других аналогичных средств крепления, работающих на растяжение.
В результате намного облегчается установка этих элементов блокировки, так как они могут полностью находиться в проемах фюзеляжа, не проходя через рамы или через конструкцию крепления двигателей. Кроме того, эти элементы могут иметь меньшую массу и стоить дешевле. При этом они очень мало или совсем не подвержены усталостному износу, что обеспечивает их больший срок службы по сравнению с известными средствами крепления.
Предпочтительно каждое из средств крепления содержит по меньшей мере два элемента блокировки указанной конструкции крепления, сжатых в двух разных направлениях, например, по существу перпендикулярных между собой.
Как правило, каждый работающий на сжатие элемент блокировки прикладывает усилие на данную сторону конструкции, которое заставляет противоположную сторону этой конструкции опираться на находящуюся напротив нее сторону рамы. Таким образом, наличие элементов блокировки.для каждого проема, сжатых в двух разных направлениях, соответственно, достаточно, чтобы удерживать конструкцию относительно рамы проема во всех направлениях относительно центральной плоскости проема фюзеляжа.
Следует отметить, что опорное положение между рамой и указанной противоположной стороной конструкции крепления может быть положением с прямым контактом или без прямого контакта, при этом между этими двумя элементами можно, например, установить средства амортизации, что будет пояснено ниже.
Предпочтительно каждый элемент блокировки опирается на указанную конструкцию крепления и/или на соответствующую раму через средство амортизации. Это позволяет придать определенную подвижность первым и вторым средствам крепления и сократить вибрации фюзеляжа. Иными словами, средства амортизации, предпочтительно выполненные из упруго деформируемого полимерного материала, например, типа эластомера или резины, позволяют гасить вибрации, участвуя, таким образом, в виброизоляции фюзеляжа от двигателя. Кроме того, незначительный уровень возникающих усилий, а также низкая окружающая температура из-за отдаленности от двигателя благоприятствуют установке таких средств амортизации. Наконец, наличие таких средств амортизации позволяет исключить потенциальные проблемы допусков при монтаже, связанных со статической неопределимостью соединения, если такая неопределимость имеется.
Как вариант, можно могут использоваться другие средства амортизации, например пружины.
Предпочтительно каждый элемент блокировки содержит средства регулировки промежутка между своими двумя опорными поверхностями, опирающимися на конструкцию крепления и на соответствующую раму, соответственно. Это позволяет не только облегчить установку этих элементов блокировки в проеме, но также прикладывать к ним предварительное усилие сжатия требуемой величины.
Предпочтительно каждый элемент блокировки выполнен в виде стержня с двумя противоположными поверхностями.
Предпочтительно каждое из средств крепления содержит элементы блокировки, опирающиеся на по меньшей мере две стороны указанной конструкции крепления, а также по меньшей мере одно вспомогательное средство амортизации, установленное между другой стороной указанной конструкции крепления и соответствующей рамой. Предпочтительно каждое вспомогательное средство амортизации идентично или аналогично описанным выше средствам амортизации, предназначенным для оборудования элементов блокировки.
Предпочтительно конструкция крепления и каждая из первой и второй рам содержат четыре стороны, образующие в сечении по соответствующей центральной плоскости проема по существу четырехугольник, при этом каждое из средств крепления содержит элементы блокировки, опирающиеся на две смежные стороны указанной конструкции крепления, а также вспомогательные средства амортизации, установленные между двумя другими смежными сторонами указанной конструкции крепления и соответствующей рамой.
Благодаря наличию вспомогательных средств амортизации между конструкцией крепления и рамами отсутствует прямой контакт, даже если такой прямой контакт допустим, не выходя за рамки изобретения. Если такие средства амортизации и вспомогательные средства амортизации отсутствуют, получается так называемое жесткое соединение между конструкцией крепления и рамами.
Если в предпочтительном варианте имеются средства амортизации и вспомогательные средства амортизации, предпочтительно каждое из этих средств может сжиматься только в пределах ограниченного хода, за пределами которого продолжению сжатия препятствует жесткий контакт между конструкцией и рамой.
Предпочтительно указанные средства крепления содержат также по меньшей мере одну тягу восприятия усилий, первый конец которой установлен на указанной конструкции крепления, а противоположный конец - на фюзеляже на расстоянии от первого и второго проемов.
Такая конструкция позволяет минимизировать величину усилий, проходящих через рамы проемов фюзеляжа, и уменьшить размеры этих проемов по сравнению с известными решениями. Действительно, часть усилий от двигателя, направляющихся к фюзеляжу, больше не проходит через рамы проемов фюзеляжа, а в соответствии с настоящим изобретением проходит через тяги, первой задачей которых является передача тяговых усилий в точки фюзеляжа, удаленные от проемов. В результате сводится к минимуму концентрация напряжений в рамах проемов фюзеляжа.
Кроме того, чтобы свести к минимуму концентрацию напряжений в конструкции крепления двигателей напротив проемов фюзеляжа, первый конец тяги предпочтительно тоже установлен на этой конструкции крепления на расстоянии от проемов. Таким образом, менее подверженная локальным напряжениям конструкция может иметь меньшие размеры, что дает существенный выигрыш в массе.
Предпочтительно указанная тяга восприятия усилий имеет наклон относительно вертикального направления летательного аппарата, если смотреть в его продольном направлении. Это позволяет передавать усилия в направлении, в котором по меньшей мере одна составляющая ориентирована в поперечном направлении летательного аппарата. Эти поперечные усилия сложнее всего поддаются восприятию установленными в проемах фюзеляжа первыми и вторыми средствами крепления, поэтому вышеупомянутая ориентация указанной тяги способствует решению этой проблемы.
Предпочтительно конструкция крепления выполнена в виде двух полуконструкций, проходящих через проемы фюзеляжа и разъемно соединенные внутри внутреннего пространства фюзеляжа.
Это позволяет значительно облегчить монтаж и демонтаж конструкции крепления, так как она состоит теперь из двух отдельных полуконструкций, соединенных друг с другом с возможностью разъединения. Каждую из этих двух полуконструкций во время монтажа/демонтажа можно теперь перемещать независимо одна от другой, что упрощает работу механиков. В частности, каждая полуконструкция проходит только через один проем фюзеляжа, что упрощает как первоначальный монтаж, так и замену конструкции крепления.
Кроме того, во время монтажа на конце каждой полуконструкции можно установить двигатель еще до ее введения в соответствующий проем фюзеляжа, после чего ее соединяют с другой полуконструкцией. Это еще больше упрощает монтаж по сравнению с известным процессом, в котором используется единая конструкция, так как монтаж двигателей на такой единой конструкции возможен только после ее установки на фюзеляж.
Естественно, это последнее преимущество проявляется также при демонтаже конструкции крепления двигателей, поскольку каждый двигатель можно снять, когда он остается соединенным со своей соответствующей полуконструкцией крепления.
Наконец, еще одно преимущество наличия двух полуконструкций состоит в возможности их наклона относительно друг друга, если смотреть на них спереди, в частности, таким образом, чтобы они образовали V.
Тем не менее, не выходя за рамки изобретения, можно осуществить сквозную конструкцию крепления, выполненную в виде единой детали и проходящую через оба проема фюзеляжа.
Другие особенности и преимущества изобретения будут более понятны из дальнейшего подробного описания неограничивающего примера его осуществления со ссылкой на чертежи.
Краткое описание чертежей
На фиг.1 схематично показана хвостовая часть летательного аппарата согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения, вид в перспективе;
на фиг.2 - то же в поперечном разрезе, при этом средства крепления конструкции крепления двигателей на фюзеляже не показаны;
на фиг.2а представлена схема способа сборки хвостовой части, изображенной на предыдущих фигурах;
на фиг.3 - то же, что на фиг.2, но с изображением первых и вторых средств крепления конструкции крепления двигателей на рамах, образующих проемы фюзеляжа, эта фигура соответствует также разрезу по вертикальной линии III-III на фиг.4;
на фиг.3а показан первый вариант выполнения конструкции, изображенной на фиг. 3;
на фиг.3b показан второй вариант выполнения конструкции, изображенной на фиг. 3;
на фиг.4 - разрез по вертикальной линии IV-IV на фиг.3;
на фиг.5 схематично показан один из элементов блокировки, принадлежащих первым средствам крепления, изображенным на фиг.3 и 4;
на фиг.6 схематично показано одно из вспомогательных средств амортизации, принадлежащих первым средствам крепления, изображенным на фиг.3 и 4;
на фиг.7 - то же, что на фиг.3, но согласно другому варианту осуществления изобретения;
на фиг.8 схематично показан элемент блокировки согласно другому предпочтительному варианту осуществления изобретения, предназначенный для оборудования первых и вторых средств крепления, вид в разрезе;
на фиг.9 схематично изображена хвостовая часть летательного аппарата с элементами блокировки, подобными показанным на фиг.8, вид снизу.
Осуществление изобретения
На фиг.1 показана хвостовая часть 1 летательного аппарата согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения.
В дальнейшем продольное направление летательного аппарата, параллельное продольной оси 2 этого летательного аппарата, будет условно обозначено буквой X, направление, поперечное по отношению к летательному аппарату, будет обозначено буквой Y, а вертикальное направление или направление высоты обозначено буквой Z. Эти три направления X, Y и Z взаимно ортогональны.
Термины «передний» и «задний» следует рассматривать относительно направления движения летательного аппарата под действием тяги, создаваемой двигателями. Это направление схематично показано стрелкой 4.
Хвостовая часть 1 летательного аппарата в основном содержит фюзеляж 6 по существу круглого, эллиптического или аналогичного поперечного сечения с центром на продольной оси 2, ограничивающий внутреннее пространство летательного аппарата 8.
Кроме того, хвостовая часть 1 содержит по меньшей мере два двигателя 10, расположенные по обе стороны от центральной вертикальной плоскости Р, проходящей через ось 2. В предпочтительном варианте осуществления изобретения установлены два двигателя 10, по одному с каждой стороны фюзеляжа б, и эти двигатели могут быть турбореактивными, турбовинтовыми или двигателями другого типа. Каждый из них имеет продольную ось 12, по существу параллельную направлению X.
Для подвески этих двигателей имеется конструкция 14 крепления, предпочтительно расположенная в поперечной плоскости и проходящая через два проема в фюзеляже и внутреннее пространство 8. Части этой конструкции 14, удаленные в боковом направлении от плоскости Р и выступающие наружу фюзеляжа, закрыты аэродинамическими обтекателями 16, как показано на фиг.1.
Как показано на фиг.2, конструкция 14 крепления проходит через выполненные в фюзеляже 6 первый и второй проемы 18. Эта два проема расположены по обе стороны от центральной вертикальной плоскости Р по существу симметрично относительно этой плоскости, которая по существу образует плоскость симметрии для всей хвостовой части летательного аппарата.
Конструкция 14 крепления содержит противоположные первый и второй концы 20, каждый из которых выступает наружу фюзеляжа, соответственно, с одной и с другой стороны от плоскости Р, и на каждом из них установлен один из двигателей 10.
Таким образом, каждый конец 20 можно сопоставить с жесткой конструкцией стойки 4 крепления, например, идентичной или аналогичной известным конструкциям, предназначенным для подвески двигателя под крылом и обеспечивающим передачу тяговых усилий на конструкцию летательного аппарата.
В этом предпочтительном варианте осуществления изобретения конструкция 14 крепления выполнена в виде первой и второй полуконструкций 22, проходящих, соответственно, через первый и второй проемы 18 фюзеляжа.
Кроме того, эти полуконструкции 22 разъемно соединены между собой внутри внутреннего пространства 8. Для этого первая полуконструкция 22 содержит внутренний конец 24, противоположный первому концу 20, а вторая полуконструкция 22 содержит другой внутренний конец 24, противоположный второму концу 20, при этом оба конца 24 входят друг с другом в контакт и разъемно соединены друг с другом внутри внутреннего пространства 8, например, при помощи болтов и/или срезных штифтов (не показаны).
Предпочтительно соединение между двумя полуконструкциями 22 осуществляется по плоскости Р, в которой находится граница крепления, поэтому плоскость Р проходит через болты и/или штифты. Как правило, эта плоскость Р образует плоскость симметрии для конструкции 14 крепления двигателей, которая, если смотреть спереди, по существу образует V, как показано на фиг.2.
Действительно, первая полуконструкция 22, которая показана на фиг. 2 слева, имеет наклон относительно направления Y, поднимаясь и удаляясь от плоскости Р, точно так же вторая полуконструкция 22, которая показана на фиг. 2 справа, имеет наклон относительно направления Y, поднимаясь и удаляясь от плоскости Р. Таким образом, первая полуконструкция 22 проходит в первом направлении 28а с наклоном относительно направлений Y и Z в поперечной плоскости, а вторая полуконструкция 22 проходит во втором направлении 28Ь тоже с наклоном относительно направлений Y и Z в этой же поперечной плоскости.
Каждая полуконструкция 22 выполнена в виде балки или кессона, проходящего по существу прямолинейно в соответствующем направлении 28а, 28b от своего внутреннего конца 24, находящегося в плоскости Р, до своего противоположного конца 20, на котором установлен один из двигателей 10.
Предпочтительно V-образная форма конструкции 14 открывается вверх, а ее заострение находится над продольной осью 2. Свободное позиционирование заострения V, а также свободная установка значения угла этого V обеспечивают наилучшую адаптацию к различным условиям, в частности, позволяют максимально ограничить аэродинамические возмущения, появляющиеся в зоне наружных частей полуконструкций 22.
Конструкция крепления выполнена так, что, если смотреть спереди, для каждой полуконструкции:
- острый угол v между центральной горизонтальной плоскостью Р' фюзеляжа и прямой 32, соединяющей ось 2 фюзеляжа и продольную ось 12 двигателя, превышал 25°;
- острый угол w между направлением 28а, 28b, в котором проходит указанная полу конструкция, и направлением 34, являющимся нормалью к фюзеляжу в области прохождения этой полуконструкции, был меньше 20°.
Относительно большое значение угла v позволяет располагать двигатели на необходимой высоте относительно фюзеляжа, например, с осями 12 двигателей, расположенными в горизонтальной плоскости, близкой к верхнему концу фюзеляжа. Относительно небольшое значение угла w, определяющее расстояние между фюзеляжем и каждой полуконструкцией, позволяет отказаться от использования дополнительного аэродинамического обтекателя.
Описанное выше решение обеспечивает легкий монтаж и демонтаж конструкции 14 крепления. Как показано на фиг.2а, способ сборки хвостовой части 1 летательного аппарата включает этап установки первой полуконструкции 22 путем перемещения через первый проем 18 фюзеляжа ее внутреннего конца 24, направленного вперед в направлении перемещения З6а, соответствующем, например, первому направлению 28а, в котором проходит эта первая полуконструкция после установки на место.
Одновременно или последовательно осуществляют этап установки на место второй полуконструкции 22 путем перемещения через второй проем 18 фюзеляжа ее внутреннего конца 24, направленного вперед в направлении перемещения 28b, соответствующем, например, второму направлению 28b, в котором проходит эта вторая полуконструкция после установки на место.
Во время осуществления каждого из этих двух этапов двигатель 10 может уже быть установлен на наружном конце 20 (на фиг.2а не показан), чтобы упростить сборку и сократить ее продолжительность.
Размеры внутренних концов 24 выбраны так, чтобы они могли проходить через соответствующие проемы 18 фюзеляжа, даже если они будут снабжены своими средствами усиления, предназначенными для соединения двух полуконструкций, например, фланцами или аналогичными элементами. В альтернативном варианте эти средства усиления можно устанавливать на внутренних концах 24 только после их прохождения через проемы 18.
Как правило, в центральной плоскости проема соотношение между высотой проема и высотой полуконструкции составляет от 1,3 до 2. Кроме того, в этой же плоскости соотношение между глубиной проема и глубиной полуконструкции в направлении Х составляет от 1,1 до 1,5.
После этого производят соединение внутреннего конца 24 первой полуконструкции 22 с внутренним концом 24 второй полуконструкции 22 при помощи вышеупомянутых средств соединения, которые предпочтительно располагают в направлении Y.
Между фюзеляжем и конструкцией крепления двигателей имеются средства крепления.
Первый вариант выполнения средств крепления показан на фиг.3 и 4.
Эти средства крепления включают в себя первые средства крепления, соединяющие первую полуконструкцию с первой рамой, образующей первый проем фюзеляжа, и вторые средства крепления, соединяющие вторую полуконструкцию с второй рамой, образующей второй проем фюзеляжа. Поскольку первые и вторые средства крепления являются по существу идентичными и симметричными относительно плоскости Р, ниже будут описаны только первые средства.
Прежде всего следует отметить, что первый проем 18, который является идентичным или аналогичным второму проему 18, выполнен в виде прохода во внутренней обшивке 40а фюзеляжа и находящегося напротив него другого прохода в наружной обшивке 40b фюзеляжа. Эти два прохода образуют вход и выход проема 18 соответственно.
Спереди проем ограничен передним шпангоутом 42 фюзеляжа, а сзади - задним шпангоутом 42 фюзеляжа. Как показано на фиг. 4, другие шпангоуты 42 фюзеляжа, расположенные между двумя указанными шпангоутами, могут быть обрезаны для получения проема 18. Кроме того, проем ограничен сверху верхней замыкающей поперечиной 44, которая предпочтительно проходит в направлении Х по всей толщине фюзеляжа и которая соединяет передний и задний шпангоуты 42. Точно так же, проем 18 ограничен снизу нижней замыкающей поперечиной 46, которая предпочтительно проходит в направлении Х по всей толщине фюзеляжа и которая соединяет передний и задний шпангоуты 42. Четыре элемента 42, 42, 44 и 46 образуют в совокупности первую раму 50, ограничивающую проем 18.
Таким образом, в вертикальной плоскости сечения по линии IV-IV, показанной на фиг. 3, как и в центральной плоскости проема, которую можно соотнести с плоскостью, перпендикулярной к полуконструкции 22, и которая проходит через проем по существу посередине между его входом и выходом, рама 50 имеет вид четырехугольника с четырьмя сторонами 42', 42', 44' и, 46', образованными соответственно вышеуказанными элементами 42, 42, 44 и 46. В этих же плоскостях четыре стороны полуконструкции 22 тоже образуют четырехугольник, в котором стороны полуконструкции и проема находятся парами друг против друга. Таким образом, передняя сторона 52' полуконструкции находится напротив передней стороны 42' рамы, задняя сторона 52' полуконструкции находится напротив задней стороны 42' рамы, верхняя сторона 54' полуконструкции находится напротив верхней стороны 44' рамы, а нижняя сторона 56' полуконструкции находится напротив нижней стороны 46' рамы.
Первые средства крепления, обеспечивающие монтаж первой полуконструкции 22 на первой раме 50, содержат по меньшей мере один работающий на сжатие элемент блокировки конструкции крепления, опирающийся одной стороной на первую раму 50, а другой стороной - на полуконструкцию 22 крепления. В этой конфигурации в соответствии с настоящим изобретением первые средства крепления, по меньшей мере частично, состоят из элементов блокировки, которые работают на сжатие, а не на растяжение, как известные элементов типа болтов или аналогичных им элементов. Это облегчает установку на место этих элементов блокировки, так как они могут полностью располагаться в проемах 18 фюзеляжа, не проходя через рамы 50 и через полуконструкцию 22 крепления.
Как правило, каждый элемент блокировки, обозначенный 90, 92, испытывает напряжение сжатия, создавая усилие на данную сторону конструкции, которое заставляет сторону, противоположную этой данной стороне, стремиться к контакту с находящейся напротив нее стороной рамы. Таким образом, элементы 90, 92 блокировки подвергаются напряжению сжатия, соответственно, в двух разных направлениях, находящихся в центральной плоскости проема, и этого оказывается достаточно, чтобы удерживать полуконструкцию 22 относительно рамы 50 во всех направлениях этой центральной плоскости проема фюзеляжа.
В частности, первые средства крепления содержат элементы 90 блокировки, схематично показанные на фиг. 4 и 5, и эти сжатые элементы 90 опираются на верхнюю сторону 54' полуконструкции и на верхнюю сторону 44' рамы. Таким образом, один или несколько таких элементов 90, расположенных рядами, установлены в двух или нескольких разных местах полуконструкции 22, распределенных в направлении X. Это обеспечивает восприятие усилий в направлении, перпендикулярном к направлению 28а в плоскостях YZ. Иными словами, эти элементы 90 блокировки обеспечивают восприятие усилий в центральной плоскости проема или в параллельной ей плоскости.
Аналогично, первые средства крепления содержат элементы 92 блокировки, схематично показанные на фиг.4, и эти сжатые элементы 92 находятся в положении опоры между задней стороной 52' полуконструкции и задней стороной 42' рамы. Таким образом, один или несколько таких элементов 92, расположенных рядами, распложены в двух или нескольких разных местах полуконструкции 22, распределенных в направлении Z. Это обеспечивает восприятие усилий в направлении, перпендикулярном к направлению 28а в плоскости XZ. Иными словами, эти элементы 92 блокировки обеспечивают восприятие усилий в центральной плоскости проема или в параллельной ей плоскости и предпочтительно восприятие усилий в направлении X.
В данном случае элементы 90, 92 блокировки размещены на задней стороне 42' и на верхней стороне 44', чтобы прижимать переднюю сторону 52' к передней стороне 42' рамы, и чтобы прижимать нижнюю сторону 56' к нижней стороне 46' рамы. В альтернативном варианте можно разместить элементы 90, 92 в других местах, а не на задней 42' и верхней 44' сторонах рамы. Предпочтительно ставится задача прижатия этой полуконструкции 22 к двум смежным сторонам рамы, которые в одном из альтернативных вариантов могут быть задней 42' и верхней 44' сторонами, путем установки сжатых элементов блокировки на передней 42' и нижней 46' сторонах.
Предпочтительно каждый элемент 90, 92 блокировки или ряд таких элементов выполнен с возможностью образования подвижного крепления при помощи средства амортизации, что будет подробно описано ниже.
Кроме того, между двумя другими смежными сторонами 42', 46' полуконструкции крепления и рамой 50 установлены вспомогательные средства 94, 96 амортизации. Благодаря этим вспомогательным средствам амортизации отсутствует прямой контакт конструкции крепления с рамами, даже если такие прямые контакты могли быть предусмотрены. Если такие средства амортизации и вспомогательные средства амортизации отсутствуют, то получается так называемое жесткое соединение между конструкцией крепления и рамами.
Однако в представленном варианте выполнения каждый элемент блокировки опирается на указанную конструкцию крепления и/или на соответствующую раму через средство амортизации. Как было указано выше, это позволяет получить определенную подвижность первых и вторых средств крепления и уменьшить вибрации фюзеляжа. Иными словами, средства амортизации, предпочтительно выполненные из упруго деформируемого полимерного материала, например, типа эластомера или резины, позволяют гасить вибрации и участвуют в виброизоляции фюзеляжа от двигателя. В альтернативном варианте могут использоваться другие средства амортизации типа пружин.
На фиг.5 показан возможный вариант выполнения элементов 90, 92 блокировки с амортизирующим элементом.
Элемент 90 блокировки содержит стержень 98, расположенный по существу перпендикулярно к соединяемым им сторонам 44' и 54'. Конец этого стержня 98, взаимодействующий со стороной 54' полуконструкции, опирается на гнездо 100, выполненное на этой стороне. Этот конец, образующий первую опорную поверхность 101, может быть выпуклым и иметь форму, соответствующую форме гнезда 100 для лучшего сохранения опорного положения. На верхней стороне 44' поперечины 44 выполнено гнездо 102, в котором находится средство 104 амортизации, например, в виде эластомерного блока. Дно гнезда 102 образовано съемной гайкой 106, позволяющей заменять эластомерный блок 104, не снимая стержня 98, который проходит через каждый из элементов 104, 106, как показано на фиг.5.
Чтобы получить усилие сжатия в стержне, он содержит другую опорную поверхность 108, входящую в контакт с эластомерным блоком 104 и, в частности, со стороной этого блока, противоположной стороне, расположенной в дне гнезда 102. Опорная поверхность 108, противоположная первой опорной поверхности 101, может быть выполнена на зажимном средстве 110, завинчиваемом на резьбовом участке 112 стержня 98. Это позволяет получить средства регулировки промежутка между двумя опорными поверхностями 101 и 108, опирающимися на конструкцию крепления и на раму, соответственно. Это позволяет не только облегчить установку элемента 90 блокировки в проеме, но также приложить к нему предварительное напряжение сжатия требуемого значения за счет завинчивания зажимного средства 110.
Кроме того, предпочтительно средство амортизации выполнено с возможностью сжатия только с ограниченным ходом С, за пределами которого продолжению сжатия препятствует жесткий контакт между конструкцией и рамой. Этот контакт получают, например, за счет упора опорной поверхности 108 в поверхность 114, ограничивающую отверстие гнезда 102, в котором установлен эластомерный блок 104.
На фиг.6 показан возможный вариант выполнения соединений, содержащих вспомогательные средства 94, 96 амортизации.
Как показано на этой фигуре, на нижней стороне 46' поперечины 46 образовано гнездо 120, в котором размещено вспомогательное средство 94 амортизации, например, в виде эластомерного блока. Дно гнезда 120 образовано съемной гайкой 122, позволяющей легко заменять эластомерный блок 94, например, путем отвинчивания гайки при помощи соединенной с ней оси 124.
Таким образом, блок 94 опирается на дно гнезда 120, а также на соответствующую поверхность 126 стороны 56'. За счет этого он оказывается сжатым между этими двумя опорами.
Кроме того, предпочтительно вспомогательное средство 94 амортизации выполнено с возможностью сжатия только с ограниченным ходом С, за пределами которого продолжению сжатия препятствует жесткий контакт между конструкцией и рамой. Этот контакт получают, например, за счет упора поверхности 126 в поверхность 128, ограничивающую отверстие гнезда 120, в котором установлен эластомерный блок 94.
Таким образом, первые средства крепления, обеспечивающие монтаж полуконструкции 22 в проеме 50, являются элементами, подвергающимися только напряжению сжатия.
Как показано на фиг.3, предпочтительно первые и вторые средства крепления дополнены одной или несколькими тягами восприятия усилий. Это позволяет свести к минимуму величину усилий, проходящих через рамы 50 проемов, и уменьшить размеры этих рам по сравнению с известными решениями.
В представленном варианте имеются две тяги 66, расположенные симметрично относительно плоскости Р, при этом каждая из тяг содержит первый или нижний конец, установленный на полуконструкции 22 крепления, и противоположный или верхний конец, установленный на фюзеляже на расстоянии от проемов 18.
С учетом симметрии расположения описана будет только тяга 66, изображенная на фиг.3 слева, то есть тяга, дополняющая первые средства крепления.
Чтобы свести к минимуму концентрацию напряжений в полуконструкции 22 крепления напротив проема 18, предпочтительно первый конец тяги тоже устанавливают на этой конструкции крепления на расстоянии от проемов, то есть предпочтительно внутри внутреннего пространства 8. Предпочтительно этот первый конец устанавливают шарнирно на полуконструкции 22, например, при помощи неподвижно соединенного с ней металлического узла 68 крепления.
Затем она проходит, приближаясь к центральной вертикальной плоскости Р, в которой ее противоположный конец установлен на фюзеляже, предпочтительно на его верхней части, как показано на фигуре. В данном случае соединение тоже является шарнирным и выполнено при помощи металлического узла 70 крепления или выступа шпангоута фюзеляжа, направленного во внутреннее пространство.
Обе тяги восприятия усилий, которые предпочтительно находятся в поперечной плоскости и противоположные концы которых установлены по существу в одной точке плоскости Р на фюзеляже, образуют вместе по существу V-образную форму, перевернутую по отношению к V-образной форме конструкции 14 крепления.
Вместе с тем положение и ориентацию тяг можно менять в зависимости от потребностей. Например, тяги можно расположить под конструкцией 14, а не сверху, как показано на фигуре.
Предпочтительно каждая тяга 66 восприятия усилий имеет наклон относительно направления Z, если смотреть в направлении X, как показано на фиг.3. Это позволяет ей передавать по меньшей мере одну составляющую усилия в направлении Y, причем эти поперечные усилия являются наиболее трудными для восприятия первыми средствами крепления, установленными в проеме 18 фюзеляжа.
В представленном варианте каждая тяга 66 по существу имеет наклон относительно направлений Y и Z, с подъемом в направлении внутрь. Таким образом, средства крепления могут воспринимать усилия, действующие в этих двух направлениях тяг и схематично показанные на фиг.3 двумя стрелками 72. Вместе с тем, не выходя за рамки изобретения, каждую тягу 66 можно ориентировать в направлении Y.
Между конструкцией 14 крепления и фюзеляжем 6 может быть установлено несколько тяг 66, таких как показаны на фиг.3, то есть их число не ограничивается одной или двумя. Кроме того, одну или несколько из этих тяг можно заменить амортизирующим силовым цилиндром (не показан), выполненным с возможностью гашения/фильтрации вибраций, которые могут передаваться на фюзеляж.
С целью гашения/фильтрации вибраций, которые могут передаваться тягами 66 на фюзеляж, по меньшей мере одна из них может быть снабжена резонатором, пример выполнения которого показан на фиг.3a. Показанный на этой фигуре резонатор установлен на конце тяги, соединенном с металлическим узлом 70 фюзеляжа 6. Резонатор 150, расположенный вертикально, представляет собой маятник 152, одним концом соединенный с концом тяги, а на другом его конце установлен груз 154. Гашение вибраций, передаваемых тягой на фюзеляж, происходит за счет колебательного движения груза 154 вокруг оси шарнирного соединения тяги с металлическим узлом 70 фюзеляжа, что схематично показано на фиг.3а стрелкой 156.
Кроме того, как было указано выше, расположение тяг 66 можно выбрать в зависимости от потребностей и возникающих напряжений. Как показано на фиг.3b, каждая из двух тяг 66 содержит наружный конец (не показан), предпочтительно шарнирно соединенный с фюзеляжем, предпочтительно в его боковой части, и внутренний конец, шарнирно соединенный с балансиром 158, который, в свою очередь, шарнирно соединен с конструкцией 14 крепления, предпочтительно в ее середине. Таким образом, поскольку внутренние концы двух тяг 66 соединены с двух сторон от шарнирной оси 160 балансира, предпочтительно ориентированной в направлении X, передаваемые каждой из тяг усилия 66, могут быть уравновешены. Кроме того, это добавление балансира намного облегчает монтаж, учитывая, что он устраняет степень статической неопределимости, обусловленной конфигурацией с двумя тягами. На фиг.3b показана одна из возможных конфигураций, в которой образованная двумя тягами 66 V-образная форма открыта вниз и находится по существу под конструкцией 14 крепления.
В альтернативном варианте балансир 158, соединяющий два конца тяг, можно шарнирно установить на фюзеляже, а не на конструкции крепления, например, на металлическом узле 70, описанном со ссылками на фиг.3.
На фиг.7 показан вариант выполнения, в котором описанные выше средства крепления сохранены, и только конструкция 14 крепления двигателей выполнена по-другому. В данном случае конструкция 14 крепления двигателей не состоит из двух соединяемых друг с другом полуконструкций, а выполнена в виде единой конструкции, предпочтительно прямолинейной и поперечной, проходящей через оба проема 18.
Следует отметить, что такой тип конструкции можно применять независимо от характера средств крепления.
На фиг.8 показан элемент 90 блокировки согласно другому предпочтительному варианту его выполнения. Таким элементом блокировки оборудуют первые и вторые средства крепления, в частности, этот элемент устанавливают между нижней стороной 56' полуконструкции 22 и нижней стороной 46' нижней замыкающей поперечины 46 рамы.
В отличие от предыдущего варианта такой элемент 90 блокировки выполнен не в виде стержня, опирающегося на средство амортизации, а в виде амортизирующего блока типа пластинчатого блока из эластомера или резины, предпочтительно имеющего по существу форму параллелепипеда. Предпочтительно пластины 90а, выполненные из металла, чередуются со слоями 90b эластомера или резины, образуя вместе пакет, расположенный между двумя сторонами 46' и 56'. Кроме того, предпочтительно элементы блока 90, входящие в контакт с двумя сторонами 46' и 56', являются слоями 90b эластомера или резины.
Преимуществом такой конструкции является то, что каждый выполненный таким образом элемент 90 блокировки может передавать усилия в трех взаимно перпендикулярных направлениях, а именно: в направлении наложения слоев пакета и в двух направлениях, перпендикулярных между собой и к этому направлению наложения, соответствующему направлению высоты проема. Это позволяет, например, отказаться от установки вышеупомянутых тяг восприятия усилий.
Кроме того, такое восприятие усилий в трех направлениях каждым элементом 90 блокировки, выполненным в виде пластинчатого блока из эластомера или резины, позволяет ограничить число элементов, образующих первые и вторые средства крепления.
Например, и первое, и второе средство крепления можно выполнить только из одного или нескольких элементов 90, расположенных только между двумя сторонами 46', 56', и эти элементы 90 в виде пластинчатых блоков служат в этом случае опорой для узла, образованного конструкцией 14 с установленными на ней двигателями 10. В данном случае другие стороны 42', 42' и 44' проема фюзеляжа не содержат элементов крепления.
Такой пример осуществления изобретения показан на фиг. 9, где между каждой полуконструкцией 22 и соответствующим проемом фюзеляжа имеются только два элемента 90 блокировки в виде пластинчатых блоков, при этом они отстоят друг от друга в направлении Х и находятся под опирающейся на них полуконструкцией 22. Подвижность каждого элемента 90 в каждом из трех направлений можно выбрать в зависимости от потребностей, в частности, в отношении гашения/фильтрации вибраций. Например, можно обеспечить незначительную податливость в направлении наложения пакета блока 90 и более значительную подвижность в двух других перпендикулярных направлениях.
С целью гашения/фильтрации вибрации между конструкцией 14 и фюзеляжем 6 можно также добавить резонаторы 168, например, по одному на каждый из четырех элементов 90 блокировки. Как показано на фиг.9, два передних резонатора 168 установлены для фильтрации вибраций в направлении X, а два задних резонатора 168 установлены для фильтрации вибраций в направлении Y.
Как показано на фиг.8, предпочтительно элемент 90 блокировки оборудован средствами, обеспечивающими в направлении наложения блока ограничение хода его сжатия, за пределами которого продолжению сжатия препятствует жесткий контакт конструкции с рамой.
Для этого установлен металлический узел 170 крепления треугольной формы, расширяющийся вниз, разъемно закрепленный на поперечине 46 в ее отверстии 172. Этот металлический узел 170 содержит стержень 174, проходящий вверх с радиальным зазором С' через сторону 56' полуконструкции 22. Точно так же, имеется вертикальный зазор С между стороной 56' и верхним концом 176 металлического узла 170, образующим упор, а также имеется вертикальный зазор С между гайкой 178, установленной на конце стержня 174, и стороной, противоположной стороне 56' полу конструкции 22.
Таким образом, элемент 90 может сжиматься в вертикальном направлении только с ограниченным ходом С, за пределами которого продолжению сжатия препятствует жесткий контакт конструкции с рамой и, в частности, упора 176 со стороной 56'. Точно так же, разгрузка сжимающих напряжений элемента 90 блокировки возможна с ходом С, за пределами которого разгрузка прекращается при вхождении в контакт гайки 178 с находящейся напротив поверхностью полу конструкции 22.
Такой же принцип можно применить для деформаций в двух других направлениях. Действительно, после определения величины радиального зазора С', стержень 174 входит в контакт с отверстием, выполненным в полуконструкции 22 через которое она проходит.
Таким образом, металлический узел 170 крепления, стержень 174 и гайка 178 совместно образуют устройство восприятия усилий в так называемом режиме «ожидания», которое нагружается, начиная только с определенной величины деформации элемента 90 блокировки, когда зазор или зазоры С и С' оказываются выбранными. Предусмотрено, чтобы эти зазоры не выбирались в нормальных условиях полета, а только при приложении больших нагрузок, например, встречающихся при турбулентности.
Следует отметить, что конструкция этого «выжидающего» устройства обеспечивает его легкий демонтаж путем его перемещения сверху вниз, чтобы при необходимости заменить элемент 90 блокировки или осуществить его осмотр.
Разумеется, специалист может вносить различные изменения в описанное выше изобретение, представленное в качестве неограничивающего примера. Следует отметить, что каждую особенность изобретения, описанную в представленном выше варианте его осуществления, можно использовать для всех других возможных вариантов осуществления изобретения.