УСТРОЙСТВО ДЛЯ КРЕПЛЕНИЯ АВИАЦИОННОГО ДВИГАТЕЛЯ К САМОЛЕТУ Российский патент 1998 года по МПК B64D27/26 

Изобретение относится к области самолетостроения, а более конкретно - к устройству крепления авиационного, преимущественно винтовентиляторного, газотурбинного двигателя к самолету на пилоне.

Известны устройства для крепления двухконтурных турбореактивных двигателей, имеющие стержневые системы подвески двигателя к консольным пилонам. Каждая стержневая система выполнена из переднего и заднего пояса подвески двигателя и наклонного вилкообразного стержня, шарнирно закрепленного одним концом в плоскости задней подвески к каркасу пилона, а другим на двигателе между задней и передней плоскостями подвески (патент США N 4603821, кл. 244-54, 1983 и патент Великобритании N 1504290, кл F 1 G, 1978).

Ввиду большого количества стержней и их мест стыковки к каркасу пилона, возникают значительные трудности в монтаже двигателя на самолете в полевых условиях. Наличие длинных силовых стержней в системе подвески не обеспечивает надлежащего исключения влияния внешних нагрузок на величину изгиба продольной оси двигателя.

Указанные недостатки частично устранены в силовых установках, у которых средняя часть гондолы при снятии двигателя остается на самолете.

Известная силовая установка (патент США N 4147029, кл. 60/262, 1979) имеет устройство крепления двигателя на самолете в виде пилона. Пилон включает несущий коробчатый кессон, покрытый обтекателем. На кессоне под обтекателем установлены агрегаты обслуживания двигателя и самолета - топливные насосы, электрогенераторы стартер, гидропомпы, теплообменник, маслобак и т.п. Стыковка агрегатов с газогенератором осуществлена через рессоры и трубопроводы. Средняя часть гондолы двигателя закреплена на пилоте и при снятии двигателя с самолета эта часть гондолы и агрегаты остаются на самолете. Подвеска двигателя на кессоне осуществлена с помощью заднего пояса подвески, передней стержневой системы с осевым подшипником и V-образной стержневой системой восприятии сил тяги, с закреплением ее в основании на нижней части кессона и в двух разнесенных вильчатых опорах на корпусе газогенератора, размещенных в передней плоскости подвески.

Существенные эксплуатационные неудобства при установке двигателя на самолет и при его демонтаже представляют стыковка и расстыковка средней части гондолы с передней и задней частями гондолы, стыковка и расстыковка по узлам подвески и по коммуникациям агрегатов, расположенных в носке обтекателя пилона, приводящие в целом к большим потерям времени. Расчленение двигателя на сборочные единицы, состыковываемые лишь на самолете, затрудняют и комплектовку двигателя, и испытания в целом. Форма кессона неравнопрочна, что приводит к избыточному весу.

Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, заключается в обеспечении быстрой замены двигателя при большом удобстве монтажных работ, в уменьшении влияния внешних нагрузок на изгиб продольной оси двигателя и в уменьшении массы пилона.

Поставленная задача решается тем, что кессон выполнен с горизонтальным разъемом, расположенным в его средней части с возможностью стыковки и расстыковки двигателя с самолетом. Кроме того, кессон, если глядеть на него сбоку, выполнен треугольным. При этом два верхних соосных узла крепления кессона, установленные на крыле, расположены в задней плоскости подвески двигателя и верхняя часть кессона зафиксирована, как минимум, одним стержнем, шарнирно закрепленным одним своим концом на крыле, а вторым - к верхней части кессона.

Наличие горизонтального разъема в средней части кессона, т.е. только одного места силовой стыковки самолета и двигателя, позволяет обеспечить легкий монтаж или демонтаж двигателя в минимальное время. Разделение кессона на верхнюю - самолетную часть и нижнюю - двигательную часть исключает необходимость расстыковки агрегатов, их коммуникаций, с двигателем. Выполнение кессона треугольной формы (в виде сбоку) и установка узлов крепления кессона в задней плоскости подвески двигателя при наличии, как минимум, одного верхнего фиксирующего стержня, связанного с крылом, позволяет получить равнопрочную конструкцию кессона при его минимальном весе и при уменьшении влияния внешних нагрузок на изгиб продольной оси двигателя.

На фиг. 1 представлен общий вид газотурбинного винтовентиляторного двигателя, подвешенного с помощью пилона на крыле самолета; на фиг. 2 - устройство для крепления двигателя к крылу; на фиг. 3 - элемент 1 на фиг. 2; на фиг. 4 - аксонометрическая схема устройства для крепления двигателя в процессе монтажа двигателя на крыле самолета.

Устройство для крепления авиационного двигателя 1 с далеко вынесенным вперед центром масс к крылу 2 самолета выполнено в виде пилона 3, включающего обтекатель 4 и кессон 5. Обтекатель образован из носка 6, средней 7 и задней 8 частей, прикрывающих коммуникации, агрегаты и кессон, и образующих безотрывное течение воздуха. Кессон 5 состоит из двух частей, верхней 9, смонтированной на крыле 2 самолета, и нижней 10, закрепленной на двигателе 1. Обе части выполнены или штампованными, или из обшивок переменной толщины, скрепленных лонжеронами и уголками. Стыковка обеих частей кессона может быть произведена по горизонтальному разъему 11. Разъем расположен в средней части кессона 5.

В плоскости разъема на нижней части 10 кессона в вертикальной плоскости стыковки, проходящей через ось 12 двигателя (условно не показано), установлены два центровочных штыря 13. Штыри имеют возможность центровки по отверстиям, расположенным соответственно в верхней части 9 кессона.

В состыкованном состоянии части кессона скреплены системой болтовых соединений 14. Нижняя часть 10 кессона, при виде сбоку, выполнена трапецеидальной, верхняя 9 - трехугольной. В состыкованном состоянии обе части, при виде сбоку, образуют как бы треугольное тело. Верхняя часть 9 кессона снабжена двумя верхними соосными шарнирными узлами крепления 15 кессона, установленными на лонжероне 16 крыла самолета 2. Фиксация верхней части 9 кессона осуществлена стержнями 17 и 18, шарнирно закрепленными одними концами на крыле 2, другими - на верхней части 9 кессона. Нижняя часть 10 кессона является несущим каркасом, к которому в передней 19-19 и задней 20-20 плоскостях подвески закреплен двигатель. Крепление двигателя осуществлено стержневой системой, включающей: W-образную подвеску 1 в задней плоскости; цапфу 22 нижней части 10, установленную в сферический подшипник 23, расположенный в пересечении вертикальной плоскости стыковки и передней плоскости подвески 19-19 на корпусе 24, и наклонный стержень 25, состыкованный с V-образной шарнирной распоркой 26. Стержень 25 шарнирно закреплен одним концом к нижней части 10 кессона между плоскостями 19 и 20, а вторым - к кронштейну 27, установленному в вертикальной плоскости стыковки на корпусе двигателя, в его средней части.

В процессе монтажа двигателя 1 на крыло 2 двигатель подводится под верхнюю часть 9 кессона 5 с зазором таким образом, чтобы штыри 13 были расположены против центровочных отверстий верхней части. Затем двигатель 1 поднимают вверх по стрелке 28 до стыковки по кессону 5, производят стяжку болтов 14 и прикрытие кессона задней частью обтекателя 8.

В процессе работы на кессоны 5 передается: тяга двигателя через наклонный стержень 25, массовые силы - через W-образную подвеску 21 и цапфу 22 и крутящие моменты - через подвеску 21.

С верхней части 9 кессона нагрузки передаются через стержни 17,18 и узлы 15 на крыло самолета 2.

Наличие разъема на кессоне позволяет обеспечить легкую и быструю замену двигателя, треугольная форма кессона и расположение узлов крепления кессона на крыле в плоскости задней подвески позволяет получить минимальный вес и минимальную деформацию оси двигателя.

Использование: изобретение относится к самолетостроению и направлено на повышение удобств стыковки и расстыковки двигателя с самолетом и снижения массы двигателя. Сущность изобретения: устройство содержит кессон пилона подвески двигателя на крыле самолета. Кессон выполнен с горизонтальным разъемом в его средней части. Кессон, при виде сбоку, имеет треугольную форму. Узлы крепления кессона на крыле расположены в задней плоскости подвески двигателя на кессоне. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Устройство для крепления авиационного двигателя к самолету, содержащее пилон с кессоном, стержневую систему подвески двигателя к кессону с передней и задней плоскостями подвески, отличающееся тем, что кессон выполнен с горизонтальным разъемом, расположенным в его средней части и обеспечивающим возможность силовой стыковки и расстыковки собранного двигателя с крылом самолета. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что кессон закреплен на крыле самолета с помощью двух верхних соосных шарнирных узлов, расположенных в задней плоскости подвески двигателя, и верхняя часть кессона зафиксирована как минимум одним стержнем, шарнирно закрепленным одним концом на крыле, а вторым к верхней части кессона. 3. Устройство по пп. 1 и 2, отличающееся тем, что кессон при виде на двигатель сбоку выполнен треугольной формы.