БЛОК СОЕДИНЕНИЯ ДЛЯ ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА Российский патент 2009 года по МПК H01R9/24 

Область техники

Настоящее изобретение относится к области электрических соединителей. Основным предметом изобретения является блок соединения между двигателем летательного аппарата и кабелем или другим электрическим элементом, расположенным на пилоне. Пилон позволяет соединить двигатель с крылом летательного аппарата. Изобретение особенно актуально в области авиастроения для оснащения летательных аппаратов, снабженных зоной противопожарной перегородки между двигателем и фюзеляжем летательного аппарата.

Уровень техники

Летательный аппарат обычно снабжен как минимум двумя двигателями. Каждый двигатель прикреплен к нижней поверхности крыла летательного аппарата. Двигатель соединен с крылом посредством пилона. Гидравлические системы для прохождения топлива, подогретый воздух, теплообменники и обменники давления проходят от основной части летательного аппарата до двигателя, проходя через пилон. Электрический кабель проходит от двигателя до летательного аппарата через пилон, чтобы соединить двигатель с электрическим генератором.

Для того чтобы облегчить техническое обслуживание двигателя, позволяя как можно легче отсоединить двигатель от пилона, возможно использовать блок соединения между двигателем и пилоном. Блок соединения позволяет соединить кабель, идущий от двигателя, с кабелем, идущим от пилона; кабель, идущий от пилона, соединен с электрическим генератором концом, противоположным концу, соединенному с кабелем двигателя. Этот блок соединения легко доступен, так как расположен на нижней поверхности крыла, то есть вне летательного аппарата. Таким образом, если необходимо отсоединить двигатель от самого летательного аппарата, отключают кабель двигателя от кабеля пилона, что позволяет получить независимый доступ к двигателю. Таким образом, без какого-либо риска поражения электрическим током возможно осуществить техническое обслуживание двигателя, его замену и т.д.

Кроме того, чтобы увеличить эксплуатационную надежность летательного аппарата возможно изолировать двигатель от основной части летательного аппарата посредством зоны противопожарной перегородки. Обычно эта зона расположена в том месте, где находится разделяющая перегородка или противопожарная перегородка, между двигателем и пилоном. Противопожарная перегородка может являться интегрированной частью пилона. Проход через эту противопожарную перегородку, в частности, электрического кабеля, соединяющего двигатель с электрическим генератором, должен быть полностью пожароустойчивым, чтобы предотвратить любое распространение образовавшегося пламени.

Для того чтобы уменьшить размеры и вес в том месте, где расположены двигатель и пилон, обеспечить вместе с тем достаточно легкое техническое обслуживание двигателя и повысить безопасность в случае распространения огня, возможно использовать блок соединения, расположенный там, где находится противопожарная перегородка. В данном случае функцию противопожарного устройства в месте прохождения кабеля выполняет сам блок соединения.

Такой блок соединения снабжен разъемом, объединенным с противопожарной перегородкой. Разъем имеет контакты кабеля, идущие от электрического генератора, проходящего через пилон. Разъем может подсоединяться к другому элементу блока соединения, закрепленного на свободном конце кабеля двигателя. Разъем содержит, например, четыре контактных штыря, образуя штыревую вилку соединения, которая вставляется в гнезда, расположенные на свободном конце кабеля двигателя, эти гнезда образуют гнездовую часть контактного разъема. Размеры гнезд таковы, что контактные штыри плотно вставлены в соответствующие гнезда и таким образом удерживаются в нем в зажатом состоянии. Блок соединения может иметь три фазы электропитания и одну нейтральную фазу. Для сохранения функции противопожарной перегородки блока соединения изолятор может быть снабжен материалом, способным помешать распространению пламени. Чаще всего в качестве такого материала используют резину или силикон.

Этот блок соединения позволяет таким образом, не увеличивая существенно размеры и вес в том месте, где соединяются двигатель и пилон, обеспечить разъемное соединение двигателя на пилон, а также функцию противопожарного устройства.

Между тем такой блок соединения в некоторых случаях имеет проблемы. Действительно двигатель подвержен многочисленным и достаточно сильным вибрациям во время работы. Эти вибрации, в частности, передаются блоку соединения. Таким образом, контактные штыри подвержены износу в связи с сильным трением со стенками гнезда, в которые они вставлены. Контактные штыри могут быть изготовлены из бронзы, покрыты тонким слоем позолоты. Этот слой позолоты исчезает со временем из-за часто повторяющегося трения контактных штырей о стенки гнезда. Штыри также могут быть подвержены коррозии из-за влажности воздуха. Так, сила тока, проходящего через блок соединения, составляет порядка 200 А на одну фазу. Вследствие коррозии образуется сопротивление, приводящее к локальному увеличению температуры в том месте, где контактные штыри подверглись коррозии. Увеличение температуры может повлечь за собой возникновение ряда электрических дуг, что может, в свою очередь, привести к необратимым повреждениям одной или даже нескольких электрических фаз блока соединения.

Краткое изложение существа изобретения

Настоящее изобретение направлено на то, чтобы разрешить вышеперечисленные проблемы.

Задачей изобретения является создание блока соединения, позволяющего легко подсоединять и отсоединять двигатель летательного аппарата к кабелю/от кабеля, находящегося в пилоне (пилон является несущей для упомянутого двигателя), для соединения двигателя с электрическим генератором, расположенным в фюзеляже летательного аппарата. Другой задачей изобретения является создание блока сцепления, имеющего малые габариты. И в дополнение, предложенный блок соединения должен выполнять функцию противопожарной защиты.

Предложенный блок соединения способен осуществить безопасное и надежное контактное соединение между двигателем и кабелем, расположенным в пилоне летательного аппарата. Под безопасным и надежным контактным соединением понимается соединение, способное предотвратить коррозию. К тому же, это соединение может выполнять функцию противопожарного устройства. Предложенный блок соединения имеет такие же размеры, как и тот, технические характеристики которого были описаны выше. Таким образом, возможно снабдить современные летательные аппараты предложенным блоком соединения, не прибегая предварительно к существенным изменениям конфигурации соединения.

Для решения поставленной задачи предложенный блок соединения содержит штыревую часть, снабженную контактными штырями, и гнездовую часть, снабженную наконечниками. Каждый штырь образует штыревой контактный элемент, способный войти в наконечник, образующий гнездовой контактный элемент. Соединение осуществляется в том месте, где находится разделяющая перегородка между двигателем и пилоном. Часть блока соединения, проходящая через такую перегородку, может быть снабжена противопожарным материалом. Штырь может удерживаться в наконечнике, например, гайкой. Таким образом, любой риск даже малейшего движения штыря в наконечнике исключается. Штыри не могут больше изнашиваться в результате трения. Слой позолоты или какой-то другой слой, нанесенный на штыри, не изнашивается в результате трения штыря о стенки гнезда. Следовательно, явление коррозии исключено или, по меньшей мере, намного снижено.

Наконечники независимы один от другого, то есть они образуют каждый в отдельности конец изолированного провода, а жгут проводов изолируется в специальную оболочку, образуя, таким образом, кабель. Соединение происходит во столько же этапов, сколько имеется контактов, то есть на каждом этапе происходит соединение штыря с наконечником. Соединение двигателя с пилоном свободное, также как и рассоединение. Возможно осуществить большое количество соединений и рассоединений без риска изнашивания, в отличие от блока соединения с техническими характеристиками, по которым плотное введение штырей в гнезда приводит несомненно к изнашиванию за более или менее длительный срок.

Таким образом, объектом данного изобретения является блок соединения, способный произвести соединение между двигателем и кабелем пилона, который соединяет двигатель с крылом летательного аппарата, блок соединения расположен в районе разделяющей перегородки между двигателем и пилоном; упомянутый блок соединения снабжен штыревой частью в виде штыревого контактного элемента и гнездовой частью в виде гнездового контактного элемента, штыревые контактные элементы могут быть соединены с гнездовыми контактными элементами, при этом штыревыми контактными элементами являются контактные штыри, а гнездовыми контактными элементами являются наконечники.

В одном из вариантов выполнения блок соединения снабжен противопожарной сердцевиной. Противопожарная сердцевина может формировать середину штыревой части и/или гнездовой части такого блока. Противопожарная сердцевина может быть изготовлена из силикона или из резины. Совсем необязательно, чтобы летательный аппарат был снабжен в месте электрического соединения двигателя и пилона дополнительным приспособлением для реализации противопожарной функции.

Согласно первому варианту выполнения блока соединения штыри расположены радиально по отношению к оси кабеля, присоединенного к штырям.

Согласно второму варианту выполнения блока соединения штыри расположены параллельно оси кабеля, присоединенного к этим штырям, наконечники расположены радиально по отношению к кабелю, присоединенному к этим наконечникам.

Под кабелем пилона понимают по меньшей мере один электрический проводник, проходящий через пилон. Возможно наличие множества электрических проводников, жгут этих электрических проводников может быть помещен, по меньшей мере частично, в общую оболочку. Под кабелем двигателя также понимают по меньшей мере один электрический проводник, соединенный с двигателем. В случае, если имеется множество электрических проводников, последние могут быть по менешей мере частично изолированы в общую оболочку.

Также возможно выполнение наконечников из гибкого материала. Принцип и расположение штырей может быть любым, поскольку гибкость наконечников во всех случаях позволяет обеспечить соединение.

В представленной конструкции кабель, снабженный наконечниками блока соединения, расположен со стороны двигателя, а кабель, снабженный штырями, расположен со стороны пилона. Таким образом, гнездовая часть блока соединения подвижна в том смысле, что когда двигатель отсоединен от пилона, такая гнездовая часть также отсоединена от пилона. Штыревая часть, в свою очередь, закреплена на разделительной перегородке, которую пересекает несущий штыревую часть кабель.

Для удержания штырей в соответствующих наконечниках возможно предусмотреть средства фиксации наконечника к штырю. В предлагаемой конструкции фиксирующими средствами являются гайки.

Предложенный блок соединения может быть трехфазным. К тому же, он может иметь как минимум одну нейтральную фазу.

Изобретение будет более понятным из нижеследующего описания со ссылками на сопровождающие чертежи, которые никоим образом не ограничивают изобретения, на которых:

фиг.1 изображает вид со стороны блока соединения согласно первому варианту выполнения изобретения;

фиг.2 - разрез по линии II-II на фиг.1 согласно изобретению;

фиг.3 - наконечник согласно изобретению;

фиг.4 - вид со стороны блока соединения согласно второму варианту выполнения изобретения.

Описание предпочтительных вариантов выполнения изобретения

На фиг.1 представлена штыревая часть 2 и гнездовая часть 3 блока 1 соединения, не соединенные друг с другом.

Первый кабель 5 переходит в пилон и пересекает разделительную перегородку 4 между пилоном и двигателем летательного аппарата (не показаны) таким образом, чтобы штыревая часть 2 блока 1 соединения, которая находится на первом кабеле 5, выходила с наружной стороны пилона по направлению к двигателю. Штыревая часть 2 закреплена на разделительной перегородке 4. Штыревая часть 2 блока 1 соединения снабжена соединительной головкой 6 в выступе разделительной перегородки 4. Соединительная головка 6 имеет штыревые контактные элементы 7. Штыревыми контактными элементами 7 являются штыри. Штыри 7 расположены радиально по отношению к продольной оси А первого кабеля 5 в выступе соединительной головки 6.

Второй кабель 8 снабжен на свободном конце 9 гнездовыми контактными элементами 10. Свободный конец 9 второго кабеля 8 и гнездовые контактные элементы 10 образуют гнездовую часть 3 блока 1 соединения. Закрепленный конец (не показан) второго кабеля 8 расположен напротив свободного конца 9 и соединен с двигателем. Гнездовыми контактными элементами 10 являются наконечники. Каждый наконечник 10 образует конец провода 11, все провода 11 помещены в одну оболочку и образуют второй кабель 8. Под наконечником 10 понимают зафиксированную металлическую деталь на конце электрического провода 11, чтобы произвести ее соединение, наконечник 10 имеет для этого отверстие 12 или прорезь. Наконечники 10 гнездовой части 3 блока 1 соединения снабжены каждый отверстием 12. Через каждое отверстие 12 может проходить штырь 7, чтобы производить соединение между первым кабелем 5 и вторым кабелем 8. Наконечники 10 являются плоскими наконечниками. Под плоским наконечником 10 понимают корпус каждого наконечника 10 в одной плоскости Р (фиг.3).

Чтобы присоединить гнездовую часть 3 к штыревой части 2, проводят второй кабель 8 по направлению к разделительной перегородке 4. Производят соединение наконечников 10 со штырями 7. Для этого вводят каждый штырь 7 в отверстие 12 наконечника 10, чтобы осуществить электрическое соединение между штырем 7 и наконечником 10, а значит между двигателем и первым кабелем 5, идущим от пилона.

Чтобы удержать штыри 7 в наконечниках 10, какими бы ни были условия эксплуатации блока 1 соединения, возможно снабдить блок 1 соединения средством фиксации одного или нескольких наконечников 10 в соответствующих им штырях 7. Таким образом, каждая пара наконечников 10/штырей 7 может быть снабжена средствами фиксации. Даже в случае сильных вибраций двигателя штыри 7 крепко удерживаются таким образом в наконечниках 10.

На фиг.2 представлен поперечный разрез по линии II-II на фиг.1 штыревой части 2 блока 1 соединения. Соединительная головка 6 имеет цилиндрическую круглую форму и содержит во внутреннем объеме 13 четыре электрических провода 14. Электрические провода 14 расположены параллельно между собой и параллельно оси А. Каждый электрический провод 14 снабжен штырем 7, который расположен перпендикулярно своему электрическому проводу 14, выступая над проводом 14. Штыри 7 расположены в направлении внешней стороны по отношению к центру С соединительной головки 6 таким образом, чтобы пересечь стенку 15 соединительной головки 6 и выйти к внешней стороне внутреннего объема 13. Электрические провода 14 могут быть, по меньшей мере частично, изолированы в оболочку 16, позволяя сформировать первый кабель 5. Они могут впоследствии, сразу после прохождения через разделительную перегородку 4, снова разделиться и стать самостоятельными, как показано на фиг.1.

В примере на фиг.2 соединительная головка 6 снабжена во внутреннем объеме 13 противопожарной центральной частью 17. Противопожарная центральная часть 17 имеет крестообразную форму и разделяет внутренний объем 13 на четыре отделения 18. Каждое отделение 18 содержит электрический провод 14. В представленной конструкции для выполнения противопожарной центральной части 17 используют силикон или каучук. Таким образом, электрические провода 14 изолированы электрически один от другого.

В примере, представленном на фиг.1 и 2, штыри 7 выведены прямо наружу, то есть они не защищены никаким кожухом. То, что они подвержены ветру или условиям непогоды не создает никаких проблем в том случае, когда штыри 7 покрыты антикоррозийным материалом, таким как слой позолоты. Действительно, когда опасность износа устранена полностью или же в достаточной степени снижена, слой позолоты совершенно не изнашивается со временем, таким образом, явление коррозии полностью устранено.

Что касается других вариантов выполнения блока 1 соединения, возможно снабдить соединительную головку 6 защитным устройством. Например, соединительная головка 6 окружена цилиндрической круглой стенкой большего диаметра по сравнению с диаметром соединительной головки 6, и высотой, по меньшей мере, равной высоте соединительной головки 6. Высоту определяет размер защитного устройства или соединительной головки 6, которая расположена параллельно оси А. Таким образом, штыри 7 окружены и ограждены этим защитным устройством. Кроме того, само по себе соединение между штырями 7 и наконечниками 10 защищено этой перегородкой.

Устройство содержит четыре штыревых контакта 7 и гнездовых контакта 10. В примере, представленном на фиг.1 и 2, например, три штыря 7, соединенные с тремя наконечниками 10, образуют три электрические фазы, четвертый штырь, соединенный с четвертым наконечником 10, образует нейтральный провод. Также возможно наличие четырех электрических фаз или двух электрических фаз и двух нейтральных проводов, или одной электрической фазы и трех нейтральных проводов. Возможно также выполнить блок 1 соединения с большим или меньшим количеством штырей 7 и наконечников 10, в зависимости от требований.

На фиг.3 представлен конец электрического проводника 11 гнездовой части 2 блока 1 соединения. На конец электрического проводника 11 крепится наконечник 10. Наконечник 10 расположен по оси электрического проводника 11. Наконечник 10 является наконечником плоского типа и расположен в плоскости Р.

Можно выполнить наконечник 10 из гибкого проводящего материала. Таким образом, возможно сгибать и/или скручивать вышеупомянутый наконечник 10. Наконечник 10 в некоторых вариантах можно располагать иначе по направлению изгиба и/или скручивания, чем соединение наконечника 10. Блок 1 соединения, снабженный гибкими наконечниками 10, может быть интересен в том случае, если штыри 7 штыревой части 2 блока 1 соединения труднодоступны, или же в случае, если доступная длина электрических проводников 11, несущая наконечники 10, мала. Под доступной длиной понимают длину электрического проводника 11, не изолированную оболочкой, и таким образом отличающуюся от других электрических проводников 11 второго кабеля 8 (фиг.1).

На фиг.4 представлен блок 100 соединения согласно другому варианту выполнения изобретения. Блок 100 соединения содержит штыревую часть 101 и гнездовую часть 102.

Штыревая часть 101 образует конец первого кабеля 103, в то время как гнездовая часть 102 образует конец второго кабеля (не показан). Первый кабель 103 проходит через разделительную перегородку 105 между пилоном и двигателем летательного аппарата (не показаны), чтобы пройти через пилон до, например, электрического генератора, расположенного в летательном аппарате. Штыревая часть 101 соединена с разделительной перегородкой 105, которую она пересекает. Штыревая часть 101 блока 100 соединения снабжена соединительной головкой 106 в выступе разделительной перегородки 105. Штыревые контактные элементы 107 выводятся из соединительной головки 106. Штыревыми контактными элементами 107 являются штыри, которые расположены параллельно направлению продольной оси А' первого кабеля 103.

Гнездовая часть 102 блока 100 соединения снабжена гнездовыми контактными элементами 108, образованными наконечниками. Каждый наконечник 108 формирует конец провода 109 второго кабеля.

В примере, представленном на фиг.4, штыревая часть 101 и гнездовая часть 102 блока 100 соединения соединены друг с другом. Для этого каждый наконечник 108 соединен со штырем 107. Каждый штырь 107 проходит через отверстие (не показано) наконечника 108.

Наконечники 108 состоят из двух соединенных друг с другом сегментов 110 и 111. Первый сегмент 110 соединен с первым концом 112 электрического провода 109 и расположен на той же оси, что и провод 109. Второй сегмент 111 соединен с одним концом 113 второго конца 114 первого сегмента 110. Вторая часть сегмента 111 расположена перпендикулярно первому сегменту 110. Вторая часть 111 снабжена отверстием, через которое штырь 107 входит в наконечник 108.

Штыри 107 удерживаются в наконечниках 108 благодаря фиксирующим средствам 115 крепления. В представленном примере средствами 115 крепления являются гайки. Штыри 107 снабжены для этого резьбой, чтобы навинтить каждую гайку 115 на штырь 107. Гайки 115, когда они правильно завинчены, препятствуют любому движению штырей 107 в отверстиях, соответствующих им наконечников 108. Таким образом, устраняется опасность трения штырей 107 со стенками отверстий, расположенных в наконечниках 108.

В другом варианте выполнения можно снабдить штыри 107 отверстием, в которое вставлен блокировочный стержень, образуя средство 115 крепления. Длина блокировочного стержня строго больше диаметра отверстия, расположенного в наконечнике 108. Под длиной блокировочного стержня понимают самый большой размер блокировочного стержня. Таким образом, блокировочный стержень предотвращает случайное соскакивание штырей 107.

В другом варианте выполнения блока 1 или 100 соединения возможно снабдить конец кабеля, идущего от двигателя, штыревой частью, снабженной штырями, а конец кабеля, который проходит через разделительную перегородку между пилоном и двигателем, гнездовой частью, содержащей наконечники.

Изобретение относится к блоку (1, 100) соединения двигателя с кабелем (5, 103) пилона для крепления двигателя к крылу летательного аппарата. Блок соединения расположен в месте разделительной перегородки (4, 105) между двигателем и пилоном и содержит штыревую часть (2, 101), имеющую штыревые контактные элементы (7, 107), и гнездовую часть (3, 102), имеющую гнездовые контактные элементы (10, 108). Штыревые контактные элементы представляют собой штыри (7, 107), а гнездовые контактные элементы представляют собой наконечники (10, 108), и каждый штырь выполнен с возможностью ввода в наконечник, при этом штыревые контактные элементы (2, 101) или гнездовые контактные элементы расположены радиально по отношению к продольной оси кабеля. Штыревые контактные элементы установлены для монтажа гнездовых контактных элементов, на соединительной головке в выступе перегородки, при этом для каждого штыря обеспечена гайка (115) крепления наконечника (10, 108) к этому штырю (7, 107). Изобретение направлено на уменьшение габаритов блока соединения и упрощение подсоединения двигателя к кабелю. 8 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Блок (1, 100) соединения для летательного аппарата, предназначенный для осуществления соединения между двигателем и кабелем (5, 103) в пилоне крепления двигателя к крылу летательного аппарата, при этом блок соединения расположен в месте разделительной перегородки (4, 105) между двигателем и пилоном и содержит штыревую часть (2, 101), имеющую штыревые контактные элементы (7, 107), и гнездовую часть (3, 102), имеющую гнездовые контактные элементы (10, 108), причем штыревые контактные элементы предназначены для соединения с гнездовыми контактными элементами, отличающийся тем, что штыревые контактные элементы представляют собой штыри (7, 107), а гнездовые контактные элементы представляют собой наконечники (10, 108) и каждый штырь выполнен с возможностью ввода в наконечник, при этом штыревые контактные элементы (2, 101) или гнездовые контактные элементы расположены радиально по отношению к продольной оси кабеля, штыревые контактные элементы установлены до монтажа гнездовых контактных элементов, на соединительной головке в выступе перегородки, при этом для каждого штыря обеспечена гайка (115) крепления наконечника (10, 108) к этому штырю (7, 107).

2. Блок соединения по п.1, отличающийся тем, что он снабжен противопожарной центральной частью (17), образующей основу штыревой части и/или гнездовой части блока соединения.

3. Блок соединения по п.2, отличающийся тем, что противопожарная центральная часть выполнена из силикона.

4. Блок соединения по п.2, отличающийся тем, что противопожарная центральная часть выполнена из каучука.

5. Блок соединения по п.1, отличающийся тем, что штыри расположены радиально по отношению к продольной оси (А) кабеля (5), оканчивающегося упомянутыми штырями.

6. Блок соединения по п.1, отличающийся тем, что штыри расположены параллельно направлению продольной оси (А) кабеля (103), оканчивающегося упомянутыми штырями, наконечники расположены перпендикулярно по отношению к кабелю, оканчивающемуся упомянутыми наконечниками.

7. Блок соединения по п.1, отличающийся тем, что наконечники выполнены из гибкого материала.

8. Блок соединения по п.1, отличающийся тем, что кабель, снабженный гнездовой частью блока соединения, расположен со стороны двигателя, а кабель, снабженный штырями, расположен со стороны пилона.

9. Блок соединения по любому из пп.1-8, отличающийся тем, что является трехфазным.