Стойка двигателя


Жесткая конструкция стойки крепления двигателя летательного аппарата и стойка, содержащая такую конструкцию

Изобретение относится к области авиастроения, более конкретно к жесткой конструкции стойки крепления двигателя летательного аппарата. Жесткая конструкция (8) стойки (4) крепления двигателя (6) летательного аппарата выполнена в виде кессона, закрытого с боковых сторон первой (34а) и второй (34b) боковыми панелями. Панели соединены между собой посредством разнесенных в продольном направлении (X) жесткой конструкции поперечных нервюр (36), образующих множество межнервюрных отсеков (38, 381-388). Каждый из отсеков ограничен двумя следующими друг за другом поперечными нервюрами (36), при этом в боковых панелях (34а, 34b) выполнены отверстия (421-428). Данные отверстия выполнены для обеспечения доступа внутрь кессона. При этом в каждом межнервюрном отсеке (381-388), входящем в группу (40) из трех любых следующих друг за другом межнервюрных отсеков, в боковых панелях (34а, 34b) выполнено единственное отверстие (421-428) доступа, причем эти отверстия (421-428) расположены с чередованием на первой и второй боковых панелях (34а, 34b). Технический результат заключается в повышении механической прочности конструкции и снижении веса конструкции. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к стойке крепления двигателя, предназначенной для установки между несущей плоскостью летательного аппарата и соответствующим двигателем, а также к жесткой конструкции такой стойки, также называемой первичной конструкцией.

Изобретение может быть использовано на любом типе летательного аппарата, оборудованного турбореактивными или турбовинтовыми двигателями.

Такая стойка позволяет осуществлять подвеску газотурбинного двигателя под крылом летательного аппарата или устанавливать газотурбинный двигатель над крылом.

Уровень техники

На летательных аппаратах газотурбинные двигатели подвешивают под крылом при помощи сложных крепежных устройств, называемых также стойками крепления. Обычно применяемые для подвески турбореактивных двигателей стойки крепления содержат жесткую конструкцию, образующую кессон, то есть состоящую из набора боковых панелей и нижнего и верхнего лонжеронов, соединенных между собой множеством поперечных нервюр.

Как известно, эти стойки выполнены, в частности, с возможностью передачи на крыло статических и динамических усилий, создаваемых газотурбинными двигателями, таких как вес, тяга или различные динамические усилия.

Образующая кессон жесткая конструкция обычно содержит несколько отверстий доступа, выполненных в боковых панелях кессона и называемых также контрольными или смотровыми отверстиями, обеспечивающими доступ внутрь кессона для осуществления операций сборки или обслуживания. Как известно специалистам, размеры этих отверстий обычно определяют таким образом, чтобы обеспечить прохождение через них руки механика.

Однако наличие отверстия доступа на боковой панели отрицательно сказывается на массе, так как обусловливает увеличение размеров соответствующей боковой панели, чтобы вся жесткая конструкция могла выполнять свою первостепенную функцию передачи усилий, создаваемых двигателем. Были предприняты попытки найти решение, позволяющее максимально ограничить число отверстий доступа, выполняемых на боковых панелях, и вместе с тем сохранить возможность достаточного доступа внутрь жесткой конструкции к ее различным межнервюрным отсекам, при этом каждый из этих отсеков ограничен двумя нервюрами, непосредственно следующими друг за другом в продольном направлении жесткой конструкции.

Так, было предложено располагать эти отверстия доступа таким образом, чтобы их плоскостями симметрии были центральная вертикальная и продольная плоскости жесткой конструкции. Кроме того, для снижения влияния на массу конструкции отверстий доступа последние выполняют так, чтобы обеспечить прямой доступ только к одному межнервюрному отсеку из двух непосредственно следующих друг за другом отсеков. Доступ ко второму из этих двух межнервюрных отсеков может быть осуществлен только опосредованно через отверстия доступа смежного с ним отсека и через внутренний проход, образованный поперечной нервюрой, разделяющей эти два отсека.

Очевидно, что при таком расположении доступность межнервюрных отсеков кессона, которые не содержат отверстий доступа, является относительно проблематичной для обслуживающего персонала.

С другой стороны, при таком расположении отверстий механическая прочность всей жесткой конструкции в виде кессона существенно снижается в области участков, содержащих два симметричных отверстия и обеспечивающих прямой доступ к одному и тому же межнервюрному отсеку, что неизбежно заставляет увеличивать размеры боковых панелей и, следовательно, сказывается на общей массе кессона.

Раскрытие изобретения

Настоящее изобретение направлено на устранение недостатков известных жестких конструкций.

Задачей изобретения является создание такой жесткой конструкции стойки крепления двигателя, в которой расположение отверстий на боковых панелях позволяет одновременно обеспечить более высокую общую механическую прочность конструкции, уменьшить число отверстий в боковых панелях, а также значительно облегчить доступ ко всему пространству кессона по сравнению с известными конструкциями.

Объектом настоящего изобретения является жесткая конструкция стойки крепления двигателя летательного аппарата, которая выполнена в виде кессона, закрытого сбоку с одной стороны первой боковой панелью кессона, а с другой стороны - второй боковой панелью кессона, при этом жесткая конструкция содержит также поперечные нервюры, соединяющие две боковые панели и отстоящие друг от друга в продольном направлении жесткой конструкции, а также множество межнервюрных отсеков, каждый из которых ограничен двумя непосредственно следующими друг за другом поперечными нервюрами, при этом в первой и второй боковых панелях выполнены отверстия (421-428), обеспечивающие доступ внутрь кессона. Согласно изобретению в каждом межнервюрном отсеке, входящем в группу из по меньшей мере трех любых непосредственно следующих друг за другом межнервюрных отсеков, в боковых панелях выполнено единственное отверстие доступа, причем эти отверстия расположены с чередованием на первой и второй боковых панелях.

Таким образом, особенностью жесткой конструкции в соответствий с настоящим изобретением является то, что больше не требуется прямого доступа только к одному межнервюрному отсеку из двух непосредственно прилегающих друг к другу отсеков, а обеспечен прямой доступ ко всем отсекам соответствующей группы. В результате намного облегчается доступ ко всему кессону, так как каждый межнервюрный отсек может быть доступен напрямую через единственное отверстие для механика, осуществляющего операции сборки или обслуживания внутри кессона.

Кроме того, предложенная компоновка позволяет получить более высокую общую механическую прочность жесткой конструкции, поскольку расположение с чередованием отверстий, называемое также «расположением в шахматном порядке», предполагает, что ни одно поперечное сечение конструкции не содержит двух боковых отверстий доступа, что было характерно для известных конструкций. В результате в боковых панелях улучшено распределение напряжений, что позволяет избежать увеличения размеров и получить, таким образом, существенный выигрыш в общей массе боковых панелей.

Необходимо отметить, что указанное расположение отверстий в шахматном порядке по сравнению с расположением отверстий в известных конструкциях позволяет при одинаковом количестве межнервюрных отсеков уменьшить на единицу число отверстий доступа в боковых панелях. Например, для непосредственно следующих друг за другом трех межнервюрных отсеков известные конструкции содержали два отверстия для первого отсека, ни одного отверстия для второго отсека и два других отверстия для третьего межнервюрного отсека, то есть в общей сложности четыре отверстия доступа. Настоящим изобретением предусмотрено всего одно отверстие для каждого из трех отсеков, то есть в общей сложности три отверстия доступа.

Это уменьшение числа отверстий на данном участке жесткой конструкции также позволяет получить выигрыш в массе, поскольку, как уже было указано, наличие отверстия доступа в боковой панели приводит к увеличению размеров, то есть к увеличению массы.

Предпочтительно, группа из по меньшей мере трех любых и непосредственно следующих друг за другом межнервюрных отсеков, включает в себя по меньшей мере восемь межнервюрных отсеков, причем это число может быть увеличено. Кроме того, эта группа может содержать все межнервюрные отсеки жесткой конструкции.

Как правило, группа из по меньшей мере трех любых и непосредственно следующих друг за другом межнервюрных отсеков содержит по меньшей мере 60% от общего числа межнервюрных отсеков в жесткой конструкции.

Предпочтительно каждое отверстие доступа имеет круглую форму с радиусом не менее 200 мм, причем это значение является вполне достаточным, чтобы обеспечивать прохождение руки механика.

Предпочтительно жесткая конструкция содержит верхний и нижний лонжероны, причем по меньшей мере один из них содержит по меньшей мере одно отверстие, обеспечивающее доступ внутрь кессона.

Кроме того, объектом настоящего изобретения является стойка крепления двигателя летательного аппарата, содержащая описанную выше жесткую конструкцию.

Другие преимущества и особенности настоящего изобретения будут более понятны из нижеследующего описания, представленного в качестве неограничивающего примера.

Краткое описание чертежей

На фиг.1 изображена силовая установка летательного аппарата, содержащая стойку крепления двигателя согласно предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения, вид сбоку;

на фиг.2 и 3 - подробные виды в перспективе жесткой конструкции стойки крепления, изображенной на фиг.1.

Осуществление изобретения

На фиг.1 показана силовая установка 1 летательного аппарата, предназначенная для крепления под крылом 2 этого летательного аппарата, схематично показанным пунктирной линией. Силовая установка 1 содержит стойку 4 крепления согласно предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения, а также закрепленный под этой стойкой 4 двигатель 6, например турбореактивный.

Стойка 4 крепления содержит жесткую или первичную конструкцию 8, средства крепления двигателя 6, содержащие несколько узлов 10, 12 подвески двигателя, а также устройство 14 восприятия создаваемых двигателем 6 тяговых усилий.

Силовая установка 1 должна быть охвачена гондолой (не показана), а стойка 4 крепления содержит другой ряд узлов 16 подвески, обеспечивающих подвеску силовой установки 1 под крылом 2 летательного аппарата.

В дальнейшем буквенной позицией Х условно обозначено продольное направление стойки 4, которое также соответствует продольному направлению турбореактивного двигателя 6, причем этом направление Х параллельно продольной оси 5 этого двигателя 6. Позицией Y обозначено направление, поперечное относительно стойки 4 и соответствующее также поперечному направлению турбореактивного двигателя 6, а позицией Z обозначено вертикальное направление или высота, причем эти три направления X, Y и Z взаимно ортогональны.

Термины «передний» и «задний» следует рассматривать по отношению к направлению движения летательного аппарата под действием тяги, создаваемой турбореактивным двигателем 6, и это направление схематично показано стрелкой 7.

На фиг.1 показаны два узла 10, 12 подвески двигателя, ряд узлов 16 подвески, устройство 14 восприятия тяговых усилий и жесткая конструкция 8 стойки 4 крепления. Другие, не показанные конструктивные элементы этой стойки 4, такие как вторичная конструкция, обеспечивающая разделение и крепление систем и поддерживающая аэродинамические обтекатели, являются классическими элементами, идентичными или аналогичными элементам известных специалистам технических решений, поэтому их подробное описание опущено.

Турбореактивный двигатель 6 в своей передней части содержит корпус 18 вентилятора большого размера, ограничивающий кольцевой канал 20 вентилятора, а в сторону выхода содержит центральный корпус 22 меньшего размера, содержащий рабочую часть этого турбореактивного двигателя. Разумеется, корпусы 18 и 20 неподвижно соединены между собой.

Как показано на фиг.1, узлы 10 и 12 подвески двигателя на стойке 4 выполнены в количестве двух и, соответственно, называются передним узлом подвески двигателя и задним узлом подвески двигателя.

Согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения передний узел 10 подвески двигателя установлен между передним концом жесткой конструкции 8, называемым также пирамидой, и верхней частью корпуса 18 вентилятора. Передний узел 10 подвески двигателя выполнен классически известным для специалистов образом и закреплен в первой точке Р1 жесткой конструкции 8.

Задний узел 12 подвески двигателя, тоже выполненный классически известным для специалистов образом, установлен между жесткой конструкцией 8 и центральным корпусом 22 и закреплен во второй точке Р2 жесткой конструкции 8, находящейся позади точки Р1.

Устройство 14 восприятия тяговых усилий предпочтительно закреплено в третьей точке Р3, расположенной между двумя точками Р1 и Р2. Необходимо отметить, что все три упомянутые точки предпочтительно находятся в центральной вертикальной продольной плоскости стойки крепления (не показана).

В целом устройство 14 восприятия усилий имеет известную специалистам классическую конструкцию, а именно: содержит две боковые тяги 26 восприятия тяговых усилий (на фиг.1 показана только одна тяга), каждая из которых содержит передний конец, соединенный с корпусом 18 вентилятора, например, в горизонтальной центральной плоскости газотурбинного двигателя 6 или вблизи этой плоскости. Задний конец каждой из боковых тяг шарнирно соединен с траверсой (не показана), соединенной с жесткой конструкцией 8.

Жесткая конструкция 8 в целом выполнена в виде кессона, простирающегося от выхода к входу по существу в направлении X.

Более детально жесткая конструкция 8, соответствующая изобретению, изображена на фиг.2 и 3. Эта конструкция выполнена классически путем сборки верхнего лонжерона 30, нижнего лонжерона 32, первой боковой панели 34а кессона и второй боковой панели 34b кессона. Все четыре упомянутых элемента расположены по существу от одного конца жесткой конструкции 8 до другого ее конца в направлении X, и каждый из них может быть выполнен как в виде единой детали, так и путем соединения нескольких участков.

Кроме того, кессон 8 включает в себя поперечные нервюры 36, расположенные в плоскостях YZ и отстоящие друг от друга в направлении X, причем каждая из этих нервюр имеет форму рамы.

Эти нервюры 36 ограничивают межнервюрные отсеки 38 и 381-388, каждый из которых ограничен спереди и сзади двумя непосредственно следующими друг за другом нервюрами 36, лонжеронами 30, 32, а также боковыми панелями 34а, 34b.

Таким образом, согласно представленному предпочтительному варианту осуществления изобретения из двенадцати межнервюрных отсеков, образованных в жесткой конструкции 8, восемь отсеков, непосредственно следующих друг за другом (обозначенных позициями 381-388), образуют группу 40, в которой на панелях 34а, 34b предусмотрено только одно отверстие доступа для каждого из отсеков 381-388.

Кроме того, в расположении этих отверстий соблюдается чередование в шахматном порядке, поскольку они выполнены поочередно на первой панели 34а и на второй панели 34b.

Как показано на фиг.2, отверстие 421 доступа, находящееся в самой передней части группы 40 межнервюрных отсеков, то есть отверстие, сообщающееся непосредственно с отсеком, обозначенным позицией 381, выполнено на первой панели 34а. Затем, следуя в направлении назад, на второй панели 34b выполнено отверстие 422, находящееся в зоне непосредственно примыкающего межнервюрного отсека, обозначенного позицией 382. В том же направлении в сторону задней части на первой панели 34а в зоне непосредственно примыкающего межнервюрного отсека 383 выполнено отверстие 423. Таким образом, расположение отверстий доступа с чередованием в шахматном порядке соблюдается для всей группы 40, то есть отверстия 424, 426, 428, сообщаются непосредственно и соответственно с отсеками, обозначенными позициями 384, 386, 388 на второй боковой панели 34b, точно так же, как и отверстия 425 и 427, выходящие непосредственно и соответственно в отсеки, обозначенные позициями 385 и 387, выполнены на первой боковой панели 34а.

В принципе можно предусмотреть, чтобы эта группа 40, в которой соблюдается такое чередование отверстий, предпочтительно содержала, по меньшей мере, 40% от всех межнервюрных отсеков 38 и 381-388, образованных в жесткой конструкции 8, что позволяет облегчить доступ к большей части жесткой конструкции 8.

Каждое из отверстий 421-428 имеет круглую форму с осью, по существу параллельной направлению Y, и с радиусом не менее 200 мм.

Кроме того, один или оба лонжерона 30, 32 могут быть выполнены с по меньшей мере одним отверстием, обеспечивающим доступ внутрь кессона, как показано, например, на фиг.3. В этом случае на верхнем лонжероне 30 на уровне межнервюрного отсека 381, находящегося в самой передней части группы 40, может быть выполнено отверстие 44. Естественно, эти отверстия можно выполнять таким образом, чтобы они сообщались с межнервюрным отсеком 38, не входящим в группу 40, что показано на примере отверстия 46, сообщающегося с межнервюрным отсеком, находящимся спереди по отношению к группе 40.

Разумеется, специалист может вносить различные изменения в описанные выше стойку 4 крепления и жесткую конструкцию 8, которые представлены только в качестве неограничивающих примеров.

1. Жесткая конструкция (8) стойки (4) крепления двигателя (6) летательного аппарата, выполненная в виде кессона, закрытого с боковых сторон первой (34а) и второй (34b) боковыми панелями, соединенными между собой посредством разнесенных в продольном направлении (X) жесткой конструкции поперечных нервюр (36), образующих множество межнервюрных отсеков (38, 381-388), каждый из которых ограничен двумя непосредственно следующими друг за другом поперечными нервюрами (36), при этом в первой и второй боковых панелях (34а, 34b) выполнены отверстия (421-428), обеспечивающие доступ внутрь кессона, отличающаяся тем, что в каждом межнервюрном отсеке (381-388), входящем в группу (40) из по меньшей мере трех любых непосредственно следующих друг за другом межнервюрных отсеков, в боковых панелях (34а, 34b) выполнено единственное отверстие (421-428) доступа, причем эти отверстия (421-428) расположены с чередованием на первой и второй боковых панелях (34а, 34b).

2. Жесткая конструкция (8) по п.1, отличающаяся тем, что группа (40) из по меньшей мере трех любых и непосредственно следующих друг за другом межнервюрных отсеков включает в себя по меньшей мере восемь межнервюрных отсеков (381-388).

3. Жесткая конструкция (8) по п.1, отличающаяся тем, что группа (40) из по меньшей мере трех любых и непосредственно следующих друг за другом межнервюрных отсеков включает в себя по меньшей мере 60% от общего числа межнервюрных отсеков (38, 381-388) в жесткой конструкции.

4. Жесткая конструкция (8) по п.1, отличающаяся тем, что каждое отверстие (421-428) доступа имеет форму круга с радиусом не менее 200 мм.

5. Жесткая конструкция (8) по п.1, отличающаяся тем, что содержит верхний (30) и нижний (32) лонжероны, по меньшей мере в одном из которых выполнено, по меньшей мере одно отверстие (44, 46), обеспечивающее доступ внутрь кессона.

6. Стойка (4) крепления двигателя (6) летательного аппарата, содержащая жесткую конструкцию (8) по п.1.

www.findpatent.ru

Стойка крепления двигателя летательного аппарата

Изобретение относится к области авиастроения, более конкретно к стойке крепления двигателя летательного аппарата. Стойка содержит задний узел (8) подвески двигателя, включающий корпус (54) заднего узла подвески и первый предохранительный штифт (66), выполненный с возможностью обеспечения передачи усилий, действующих в поперечном направлении (Y) стойки. При этом первый предохранительный штифт (66) проходит через нижний лонжерон (20) и содержит нижний конец (70), заходящий в корпус (54) заднего узла подвески. В нижнем конце (70) первого предохранительного штифта выполнено отверстие (76), через которое проходит первый шплинт (74), проходящий также через корпус (54) заднего узла подвески. Технический результат заключается в упрощении конструкции и уменьшении массы узла подвески. 2 н. и 9 з.п. ф-лы, 6 ил.

 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение в целом относится к стойке крепления двигателя летательного аппарата. Стойка крепления двигателя позволяет осуществлять подвеску турбореактивного двигателя под несущей плоскостью летательного аппарата или устанавливать турбореактивный двигатель над несущей плоскостью посредством набора узлов подвески двигателя.

Уровень техники

Стойка крепления двигателя предназначена для образования соединительной промежуточной конструкции между двигателем, таким как турбореактивный двигатель, и крылом летательного аппарата. Она позволяет передавать на конструкцию этого летательного аппарата усилия, создаваемые турбореактивным двигателем, и позволяет также осуществлять прокладку топливных трубопроводов, электрических, гидравлических и воздушных систем между двигателем и летательным аппаратом.

Для обеспечения передачи усилий стойка содержит жесткую конструкцию, часто «кессонного» типа, то есть образованную набором верхних и нижних лонжеронов и боковых панелей, соединенных между собой посредством поперечных нервюр.

С другой стороны, стойка оборудована монтажной системой, выполненной между турбореактивным двигателем и жесткой конструкцией стойки, причем эта система в основном содержит, по меньшей мере, два узла подвески двигателя, как правило, по меньшей мере, один передний узел подвески и, по меньшей мере, один задний узел подвески.

Кроме того, монтажная система содержит устройство восприятия тяговых усилий, создаваемых турбореактивным двигателем. В предшествующем уровне техники такое устройство выполнено, например, в виде двух боковых тяг, соединенных, с одной стороны, с задней частью картера вентилятора турбореактивного двигателя и, с другой стороны, с задним узлом подвески, закрепленным на картере этого двигателя.

Стойка крепления содержит также вторую монтажную систему, установленную между жесткой конструкцией этой стойки и крылом летательного аппарата, при этом данная вторая система обычно состоит из двух или трех узлов подвески.

Наконец, стойка оборудована вторичной конструкцией, которая обеспечивает разделение и удержание систем и на которой установлены аэродинамические обтекатели.

Как уже было указано выше, классическую стойку крепления из предшествующего уровня техники оборудуют задним узлом подвески, обычно неподвижно соединенным с нижним лонжероном кессона при помощи корпуса заднего узла подвески. В целом этот задний узел подвески предназначен для обеспечения передачи усилий, действующих в поперечном направлении стойки, через предохранительный штифт, расположенный вертикально и проходящий через нижний лонжерон, при этом нижний конец этого штифта заходит в корпус заднего узла подвески. Этот задний узел подвески обычно выполняют таким образом, что он образует два полуузла подвески, каждый из которых может передавать усилия, действующие в вертикальном направлении стойки.

Однако требования безопасности, связанные с узлами подвески двигателя, предусматривают наличие так называемых функций «Fail Safe» (отказоустойчивость), обеспечивающих вспомогательный путь передачи усилий в случае неисправности, возникающей на уровне данного узла подвески двигателя. Необходимо отметить, что для сохранения изостатической системы узлов подвески двигателя эти вспомогательные пути передачи усилий предусмотрены таким образом, чтобы становиться рабочими только в случае повреждения узлов подвески двигателя.

Различные решения, предлагавшиеся в предшествующем уровне техники с целью обеспечения функции «Fail Safe» (отказоустойчивость), связанной с передачей вертикальных усилий, приводят к существенному усложнению конструкции этого узла подвески двигателя. Это приводит к увеличению общей массы узла подвески двигателя, а также удлиняет время монтажа и усложняет монтаж этого узла подвески.

Раскрытие изобретения

Настоящее изобретение предлагает стойку крепления двигателя летательного аппарата, которая позволит, по меньшей мере, частично устранить вышеуказанный недостаток известных технических решений, при этом изобретение касается также летательного аппарата, содержащего, по меньшей мере, одну такую стойку.

В этой связи объектом настоящего изобретения является стойка крепления двигателя летательного аппарата, представляющая собой стойку кессонного типа, выполненную путем соединения верхнего лонжерона, нижнего лонжерона, двух боковых панелей и поперечных боковых нервюр, соединяющих лонжероны и панели, содержащая задний узел подвески двигателя, включающий корпус заднего узла подвески и первый предохранительный штифт, выполненный с возможностью обеспечения передачи усилий, действующих в поперечном направлении стойки, при этом первый предохранительный штифт проходит через нижний лонжерон и содержит нижний конец, заходящий в корпус заднего узла подвески. Согласно изобретению в указанном нижнем конце первого предохранительного штифта выполнено отверстие, через которое проходит первый шплинт, проходящий также через указанный корпус заднего узла подвески.

Таким образом, эта конструкция в соответствии с настоящим изобретением не только обеспечивает возможность восприятия задним узлом подвески усилий, действующих вдоль поперечного направления стойки, но также за счет взаимодействия отверстия и шплинта, проходящего через корпус заднего узла подвески, позволяет передавать усилия, действующие в вертикальном направлении стойки в случае повреждения/поломки на уровне части этого заднего узла подвески, предназначенной для восприятия вертикальных усилий, например, такой как боковые металлические крепежные элементы. Это техническое решение позволяет, следовательно, обеспечивать функцию, называемую «Fail Safe» (отказоустойчивость), для передачи усилий в вертикальном направлении и не требует внесения существенных усложнений в конструкцию корпуса заднего узла подвески. В частности, эту последнюю деталь можно тоже выполнять в виде единой детали, предпочтительно из титана, что позволяет получить выигрыш в массе и стоимости.

С другой стороны, чтобы получить изостатическую систему узлов подвески двигателя можно предусмотреть зазор между шплинтом и отверстием предохранительного штифта таким образом, чтобы усилия в вертикальном направлении проходили через этот штифт только в случае повреждения/поломки одного из двух боковых металлических крепежных элементов.

Предпочтительно задний узел подвески двигателя дополнительно содержит второй предохранительный штифт, обеспечивающий, только в случае повреждения на уровне первого предохранительного штифта, восприятие усилий, действующих в поперечном направлении стойки, при этом второй предохранительный штифт проходит через нижний лонжерон и содержит нижний конец, заходящий в корпус заднего узла подвески, причем в этом указанный нижнем конце выполнено отверстие, через которое проходит второй шплинт, проходящий также через корпус заднего узла подвески. Следовательно, понятно, что этот второй предохранительный штифт обеспечивает функцию «Fail Safe» (отказоустойчивость) для передачи усилий, действующих в поперечном направлении, поэтому штифт предпочтительно устанавливают с зазором в гнездо корпуса заднего узла подвески. Кроме того, второй шплинт, взаимодействующий с отверстием, позволяет обеспечивать вторую функцию «Fail Safe» (отказоустойчивость) для передачи усилий, действующих в вертикальном направлении, что предпочтительно обеспечено наличием отдельного защитного устройства для каждого из двух полуузлов подвески, каждый из которых может воспринимать вертикальные усилия. При этом следует уточнить, что понятие «два полуузла подвески» следует понимать в том смысле, что узел подвески может быть выполнен моноблочно, но имеет два идентичных преимущественных пути передачи усилий с левой и с правой стороны стойки.

В этой связи предпочтительно оба предохранительных штифта размещают соответственно вблизи двух боковых металлических крепежных элементов.

Чтобы еще больше улучшить обе защитные функции «Fail Safe» (отказоустойчивость), соответственно связанные с двумя задними полуузлами подвески, можно предусмотреть, чтобы задний узел подвески двигателя дополнительно содержал первый вспомогательный штифт, проходящий через нижний лонжерон и содержащий нижний конец, заходящий в корпус заднего узла подвески, при этом указанный нижний конец содержит отверстие, в которое заходит первый шплинт, и чтобы этот узел подвески содержал также второй вспомогательный штифт, проходящий через нижний лонжерон и содержащий нижний конец, заходящий в корпус заднего узла подвески, при этом указанный нижний конец содержит отверстие, через которое проходит второй шплинт. В данном случае вспомогательные штифты не выполняют функции передачи поперечных усилий.

Предпочтительно первый и второй шплинты расположены в продольном направлении стойки. Кроме того, первый и второй предохранительные штифты, а также первый и второй вспомогательные штифты содержат, каждый, верхний конец, проходящий через одну и ту же поперечную нервюру стойки.

Предпочтительно задний узел подвески двигателя оборудован двумя боковыми металлическими крепежными элементами, каждый из которых содержит продольный участок, находящийся в контакте с внутренней стороной связанной с ним боковой панели и неподвижно установленный на этой внутренней стороне, а также поперечный участок, содержащий промежуточное крепление корпуса заднего узла подвески, при этом указанный поперечный участок выполнен с возможностью прохождения через вырез, выполненный на соответствующей боковой панели.

Такая конструкция облегчает монтаж заднего узла подвески двигателя, которым оборудуют стойку крепления, поскольку промежуточные крепления корпуса заднего узла подвески находятся снаружи кессона. Действительно, в этом решении, где продольный участок бокового металлического крепежного элемента предпочтительно закрывает соответствующий вырез, подразумевается, что поперечный участок выступает из боковой панели наружу, проходя через вырез, выполненный для этой цели. Таким образом, эта конфигурация обеспечивает легкий и прямой доступ к промежуточному креплению для оператора, находящегося вблизи кессона, который, например, собирается установить болты на уровне этого промежуточного крепления. При этом необходимо отметить, что указанные два боковые металлические крепежные элементы участвуют соответственно в образовании двух задних полуузлов подвески, каждый из которых может обеспечивать передачу усилий, действующих в вертикальном направлении стойки.

Предпочтительно нижний лонжерон содержит сужение, образованное двумя углублениями, соответственно предназначенными для установки двух боковых металлических крепежных элементов заднего узла подвески двигателя. Иначе говоря, нижний лонжерон выполнен с изгибом в поперечном направлении на уровне заднего узла подвески двигателя, чтобы компенсировать толщину продольного участка боковых металлических крепежных элементов этого заднего узла подвески. Действительно, углубления в сочетании с присутствием двух боковых металлических крепежных элементов позволяют получить кессон, две боковые поверхности которого имеют, по существу, сплошную прямую форму, что позволяет также оптимизировать аэродинамические формы гондолы напротив этих металлических крепежных элементов.

Кроме того, следует уточнить, что эта особенность позволяет получить выигрыш в общей массе стойки крепления, так как выполненное сужение позволяет уменьшить ширину корпуса заднего узла подвески, находящегося под нижним лонжероном, а также ширину кессона на уровне заднего узла подвески двигателя.

Объектом настоящего изобретения является также летательный аппарат, содержащий, по меньшей мере, одну описанную выше стойку крепления.

Другие преимущества и отличительные признаки будут более очевидны из нижеследующего подробного описания, представленного в качестве неограничивающего примера.

Краткое описание чертежей

Описание представлено со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:

на фиг.1 схематично показана силовая установка летательного аппарата, содержащая стойку крепления согласно предпочтительному варианту выполнения настоящего изобретения, вид сбоку;

на фиг.1а схематично показана передача усилий каждым из узлов подвески двигателя силовой установки, изображенной на фиг.1;

на фиг.2 схематично показана часть заднего узла подвески двигателя стойки, изображенной на фиг.1, вид в перспективе;

на фиг.3 показан узел подвески, изображенный на фиг.2 вид снизу;

на фиг.4 показан вид, аналогичный фиг.2, с добавлением недостающих элементов заднего узла подвески двигателя;

на фиг.5 показан разрез по линии V-V фиг.3.

Осуществление изобретения

На фиг.1 показана силовая установка 1 летательного аппарата, предназначенная для крепления под крылом этого летательного аппарата (на чертеже не показан), при этом установка 1 содержит стойку 4 крепления согласно предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения.

В целом силовая установка 1 состоит из двигателя 2, такого как турбореактивный двигатель, и стойки 4 крепления, при этом последняя оборудована, в частности, набором узлов 6, 8, 9 подвески двигателя и жесткой конструкцией 10, на которой установлены эти узлы подвески двигателя. Обычно силовая установка 1 должна быть помещена в гондолу (на чертеже не показана), а стойка 4 крепления содержит другой ряд узлов подвески (на чертеже не показаны), обеспечивающих подвешивание этой силовой установки 1 под крылом летательного аппарата.

В нижеследующем описании условно буквой Х обозначено продольное направление стойки 4, которое также совпадает с продольным направлением турбореактивного двигателя 2, причем это направление Х является параллельным продольной оси 5 этого турбореактивного двигателя 2. С другой стороны, буквой Y обозначено направление, поперечное по отношению к стойке 4 и также совпадающее с поперечным направлением турбореактивного двигателя 2, и буквой Z - вертикальное направление или высота, при этом три направления X, Y и Z образуют между собой прямые углы.

С другой стороны, термины «передний» и «задний» следует рассматривать относительно направления движения летательного аппарата, осуществляемого в результате действия тяги, создаваемой турбореактивным двигателем, причем это направление схематично показано стрелкой 7.

На фиг.1 показаны только узлы 6, 8, 9 подвески двигателя и жесткая конструкция 10 стойки 4 крепления. Другие не показанные конструктивные элементы этой стойки 4, такие как средства крепления жесткой конструкции 10 под крылом летательного аппарата или вторичная конструкция, обеспечивающая разделение и удержание систем и поддерживающая аэродинамические обтекатели, являются классическими элементами, идентичными или аналогичными элементам технических решений из предшествующего уровня техники, известных специалистам. По этой причине их подробное описание опускается.

Жесткая конструкция 10 классически выполнена в виде кессона, образованного верхним лонжероном 18 и нижним лонжероном 20, расположенными в направлении Х и, по существу, в плоскости XY или имеют небольшой наклон относительно этой плоскости, а также двумя боковыми панелями 22 (на фиг.1 показана только одна панель), расположенными в направлении Х и, по существу, в плоскости XZ. Внутри этого кессона поперечные нервюры 24, выполненные в плоскостях YZ и отстоящие друг от друга в продольном направлении, усиливают жесткость жесткой конструкции 10. Необходимо отметить, что каждый из элементов 18, 20, 22 может быть выполнен в виде единой детали или путем соединения стыкующихся секций, которые тоже могут иметь небольшой наклон относительно друг друга.

С другой стороны, в передней части турбореактивный двигатель 2 содержит большеразмерный картер 12 вентилятора, ограничивающий кольцевой канал 14 вентилятора, и в сторону задней части содержит центральный картер 16 меньшего размера, содержащий центральную рабочую часть этого турбореактивного двигателя. Наконец, центральный картер 14 продолжен в сторону выхода выпускным картером 17 большего размера, чем картер 16. Разумеется, что картеры 12, 16 и 17 неподвижно соединены друг с другом.

Как показано на фиг.1, набор узлов подвески двигателя содержит передний узел 6 подвески двигателя, задний узел 8 подвески двигателя, образующий в действительности два задних полуузла подвески, а также узел 9 подвески, образующий устройство восприятия тяговых усилий, создаваемых турбореактивным двигателем 2. Как схематично показано на фиг.1, это устройство 9 выполнено, например, в виде двух боковых тяг (на фигуре, где показан вид сбоку, видна только одна тяга), соединенных, с одной стороны, с картером 12 вентилятора и, с другой стороны, с траверсой, установленной на заднем узле 8 подвески двигателя. Кроме того, необходимо отметить, что задние концы этих тяг можно альтернативно соединять с траверсой, расположенной спереди по отношению к заднему узлу подвески.

Передний узел 6 подвески двигателя, неподвижно соединенный с пирамидой 15 жесткой конструкции 10 и с картером 12 вентилятора, классически выполнен таким образом, чтобы воспринимать только усилия, создаваемые турбореактивным двигателем 2, в направлениях Y и Z, но не усилия, действующие в направлении X. Этот передний узел 6 подвески, расположенный вблизи переднего конца центрального картера, предпочтительно заходит во внутренний участок картера вентилятора, причем на этом внутреннем участке установлены лопатки вентилятора.

Задний узел 8 подвески двигателя является особенностью настоящего изобретения и будет подробнее описан со ссылками на фиг.2-5. Он установлен в основном между выпускным картером 17 и жесткой конструкцией 10 стойки. Он предпочтительно выполнен таким образом, что образует два полуузла подвески, расположенные симметрично относительно плоскости Р, определенной осью 5 и направлением Z, при этом каждый из этих полуузлов подвески выполнен с возможностью восприятия усилий, создаваемых турбореактивным двигателем 2, в направлении Z, но не усилий, действующих в направлениях Х и Y. Кроме того, согласно изобретению этот задний узел подвески может также воспринимать вместе с центральным участком усилия, создаваемые турбореактивным двигателем 2, в направлении Y.

Таким образом, как схематично показано на фиг 1a, передача усилий, действующих в направлении X, осуществляется при помощи узла 9 подвески, передача усилий, действующих в направлении Y, осуществляется передним узлом 6 подвески и центральным участком заднего узла подвески, и передача усилий, действующих в направлении Z, осуществляется совместно передним узлом 6 подвески и двумя задними полуузлами подвески.

С другой стороны, передача момента, действующего в направлении X, осуществляется вертикально при помощи двух полуузлов узла 8 подвески, передача момента, действующего в направлении Y, происходит при помощи двух полуузлов узла 8 подвески совместно с узлом 6 подвески, и передача момента, действующего в направлении Z, осуществляется поперечно при помощи центрального участка узла 8 подвески совместно с узлом 6 подвески.

На фиг.2 показан задний узел 8 подвески двигателя, некоторые элементы которого специально не показаны для большей ясности чертежа. Сначала будет описана часть узла 8 подвески, образующая два задних полуузла подвески, каждый из которых обеспечивает только передачу усилий, действующих в направлении Z и которые расположены симметрично относительно вышеуказанной плоскости Р.

Поскольку оба задних полуузла подвески являются идентичными, подробно будет описан только правый полуузел подвески. В основном он содержит боковой металлический крепежный элемент 24, состоящий из продольного участка 28 и поперечного участка 30, и предпочтительно имеет плоскость симметрии, расположенную в направлениях Y и Z. Таким образом, продольный участок 28 расположен в направлении Х, по существу, в плоскости XZ и содержит внутреннюю сторону 32, находящуюся в контакте с боковой полкой 34 нижнего лонжерона 20. Специалистам известно, например, что эта полка 34, по существу, тоже расположена в плоскости XZ таким образом, что позволяет производить соединение боковой панели 22 с лонжероном 20, например, при помощи заклепок и/или накладок.

Поперечный участок 30 содержит крепежную пластину 36, ограничивающую промежуточное крепление 38 корпуса заднего узла подвески (на фиг.2 не показан), при этом промежуточное крепление 38 имеет форму плоской поверхности, расположенной в плоскости XY. С другой стороны, он содержит усилительные нервюры 40, неподвижно соединенные с верхней стороной крепежной пластины 36 и с наружной стороной 42 продольного участка 28, при этом нервюры 40 расположены в параллельных плоскостях YZ. Предпочтительно можно предусмотреть, чтобы промежуточное крепление 38 находилось примерно в боковом продолжении нижней поверхности лонжерона 20, с которой соединяют металлический крепежный элемент 39 крепления соответствующей траверсы с боковыми тягами восприятия тяговых усилий, как показано на фиг.2.

Как видно из фиг.3 и 4, одним из отличительных признаков настоящего изобретения является то, что наружная сторона 42 продольного участка 28 находится в контакте с внутренней стороной 44 связанной с ним боковой панели 22. Следовательно, продольный участок 28 зажат между боковой панелью 22 и полкой 34 нижнего лонжерона 20, и эти непосредственно наложенные друг на друга три элемента соединены друг с другом предпочтительно при помощи наложения.

Чтобы поперечный участок 30 мог выступать в боковом направлении наружу относительно панели 22, последняя содержит вырез 48, который выполнен открытым вниз и через который проходит поперечный участок. В этой конфигурации, по меньшей мере, часть крепежной пластины 36 выступает за пределы панели 22 в направлении Y, как показано на фиг.3. На фиг.4 показано, что вырез 48 выполняют, в частности, таким образом, чтобы через него могли проходить нервюры 40, которые тоже проходят через этот вырез 48, выступая в боком направлении наружу по отношению к панели 22.

На фиг.3 показано, что нижний лонжерон 20 содержит сужение 50 в направлении Y, и это сужение 50 образовано двумя углублениями 52, предназначенными для установки двух боковых металлических крепежных элементов 26 соответственно двух задних полуузлов подвески. Таким образом, в контакте с углублением 52, ограниченным полкой 34 нижнего лонжерона, находится внутренняя сторона 32 продольного участка 28, и, следовательно, этот участок полки имеет небольшой изгиб, направленный внутрь кессона.

Геометрическую форму углубления 52 определяют таким образом, чтобы находящийся внутри него продольный участок 28 содержал наружную сторону 42, расположенную, по существу, в продолжении наружной стороны прямой части полки лонжерона 20, образуя вместе с этими двумя наружными сторонами плоскую опорную поверхность для панели 22.

Как показано, в частности, на фиг.4, каждый боковой металлический крепежный элемент 26, который предпочтительно выполняют в виде единой детали и из титана, крепят на корпусе 54 заднего узла подвески, расположенном поперечно под нижним лонжероном 20. Этот корпус 54, содержащий также плоскость Р в качестве плоскости симметрии, находится, таким образом, в контакте с промежуточным креплением 38 и крепится к нему при помощи вертикальных болтов 56, проходящих через крепежную пластину 36, а также через верхнюю часть этого корпуса 54.

Корпус 54 содержит вильчатую опору 58, которая является неотъемлемой частью правого заднего полуузла и с которой шарнирно соединена серьга 60 при помощи пальца 62, установленного в направлении X. Как показано на фиг.4, серьга 60 имеет наклон по отношению к вертикали, приближаясь к плоскости Р в верхнем направлении.

Например, на уровне нижнего конца серьги 60 предусмотрен также второй палец 64, тоже расположенный в направлении Х и шарнирно соединяющий эту серьгу с металлическим крепежным элементом/вильчатой опорой (не показана), неподвижно соединенной с картером турбореактивного двигателя 2. Следовательно, понятно, что каждый задний полуузел подвески содержит шарнирно установленную серьгу 60, вильчатую опору 58 и металлический крепежный элемент 26, при этом обе вильчатые опоры 58 обоих полуузлов подвески объединены внутри одного корпуса 54 заднего узла подвески, предпочтительно выполненного в виде единой детали и из титана.

Из представленного выше описания следует, что задний узел 8 подвески образует два полуузла подвески, при этом каждый из них выполнен с возможностью обеспечения восприятия усилий, действующих в направлении Z. Вместе с тем в этом предпочтительном варианте выполнения настоящего изобретения предусмотрено, что задний узел 8 подвески может также обеспечивать восприятие усилий, действующих в направлении Y.

Для этого, как показано на фиг.2, 3 и 5, предусмотрено, чтобы задний узел 8 подвески двигателя содержал также предохранительный штифт 66, расположенный в направлении Z, причем этот штифт 66 выполнен с возможностью обеспечения восприятия усилий, действующих в направлении Y, и в частности, с возможностью обеспечения передачи этих поперечных усилий между корпусом 54 заднего узла подвески и жесткой конструкцией 10 стойки крепления.

Штифт 66 содержит верхний конец 68 (показанный только на фиг.5), расположенный на уровне одной из поперечных нервюр 24 в виде рамки, при этом конец 68 занимает выступающее положение внутри этой рамки, что облегчает доступ к нему. Штифт 66 продлен вниз и проходит последовательно через нижнюю часть соответствующей нервюры 24 и нижний лонжерон 20. Он содержит нижний конец 70, выступающий вниз по отношению к лонжерону 20 кессона и заходящий в отверстие 72 корпуса 54 заднего узла подвески, тоже выполненное вертикальным. Таким образом, восприятие усилий в направлении Y обеспечивается за счет контакта между поверхностью этого конца 70 и поверхностью отверстия 72. Например, отмечается, что отверстие 72 имеет в основном овальную форму, по существу, соответствующую форме предохранительного штифта 66, и принимает форму глухого отверстия, выполненного в верхней части корпуса 54 узла подвески.

Эта описанная выше конструкция, по существу, аналогична уже известным конструкциям в плане восприятия проходящих усилий, однако одним из отличительных признаков настоящего изобретения является то, что предусмотрен первый шплинт 74, проходящий последовательно через переднюю часть корпуса 54, отверстие 76, выполненное в нижнем конце 70 штифта 66, а также через центральную часть этого же корпуса 54.

При такой отличительной конструкции, в которой шплинт 74, выполненный в виде пальца, предпочтительно расположен в направлении X, взаимодействие между отверстием 76 и шплинтом 74 позволяет, следовательно, передавать усилия, действующие в направлении Z, в случае повреждения/поломки одного из двух боковых металлических крепежных элементов 26 и, в частности, крепежного элемента, принадлежащего к правому заднему полуузлу подвески, в силу близости между первым штифтом 66 и этим правым полуузлом подвески. Это предпочтительно позволяет обеспечить защитную функцию, называемую «Fail Safe» (отказоустойчивость), для передачи усилий в направлении Z, при этом существенно не усложняя конструкцию корпуса 54. Кроме того, необходимо отметить, что, для того чтобы это направление усилий было рабочим только в случае повреждения/поломки правого заднего полуузла подвески, между шплинтом 74 и отверстием 76 предусмотрен функциональный зазор.

Для усиления этой функции «Fail Safe» (отказоустойчивость), связанной с правым задним полуузлом подвески, задний узел 8 подвески двигателя дополнительно содержит первый вспомогательный штифт 78, установленный на одной линии с предохранительным штифтом 66 в направлении шплинта 74, то есть предпочтительно в направлении X. Разумеется, направление шплинта 74 можно выполнить другим в той же плоскости XY, не выходя за рамки настоящего изобретения.

Этот штифт 78 имеет конструкцию, аналогичную описанному выше штифту 66. Так, он содержит верхний конец 80 (показанный только на фиг.5), тоже расположенный на уровне вышеупомянутой поперечной нервюры 24, причем этот конец 80 занимает положение, выступающее внутрь рамки, образованной этой нервюрой, что облегчает к нему доступ. Штифт 78 продолжен вниз и последовательно проходит через нижнюю часть соответствующей нервюры 24 и через нижний лонжерон 20. Он содержит также нижний конец 62, выступающий вниз по отношению к лонжерону 20 кессона и заходит в отверстие 86 корпуса 54 заднего узла подвески. Предпочтительно, чтобы получить изостатическую систему узлов подвески двигателя и воспрепятствовать восприятию вспомогательным штифтом 78 усилий, действующих в направлении Y, между поверхностью конца 82 и поверхностью отверстия 86 предусмотрен зазор. Необходимо также отметить, что отверстие 86 имеет в основном овальную форму, по существу, соответствующую форме вспомогательного штифта 78, и принимает форму глухого отверстия, выполненного в верхней части корпуса 54 узла подвески.

Как показано на фиг.5, задний узел 8 подвески выполнен таким образом, чтобы шплинт 74, выходящий из центральной части корпуса 54, проходил последовательно через отверстие 84, выполненное в нижнем конце 82 штифта 78, а также через заднюю часть корпуса 54, выходя наружу этого корпуса. Здесь тоже следует отметить, что, для того чтобы это направление усилий было рабочим только в случае повреждения/поломки правого заднего полуузла подвески, между шплинтом 74 и отверстием 84 предусмотрен зазор.

Задний узел 8 подвески имеет монтажную схему, аналогичную описанной выше, но связанную с левым задним полуузлом подвески, в частности, для обеспечения защитной функции «Fail Safe» (отказоустойчивость) с целью передачи усилий в направлении Z, обеспечиваемой в нормальных условиях этим левым задним полуузлом подвески. Действительно, предусмотрен также второй предохранительный штифт 88 и второй вспомогательный штифт 90, идентичные соответственно штифтам 66 и 78, при этом указанные вторые штифты 88, 90 содержат нижние концы 92, 94, которые заходят в корпус 54 и через которые проходит второй шплинт 96 на уровне отверстий 98 и 100. Таким образом, понятно, что соединение штифты/шплинт, связанный с левым задним полуузлом подвески, является симметричным по отношению к плоскости Р соединения штифты/шплинт, связанного с правым задним полуузлом подвески, при этом единственным различием между этими двумя узлами является зазор, оставляемый между вторым предохранительным штифтом 88 и соответствующим отверстием (не показано), выполненным в корпусе заднего узла подвески. В данном случае этот зазор тоже предусмотрен только для обеспечения функции «Fail Safe» (отказоустойчивость) с целью передачи усилий, действующих в направлении Y, в случае повреждения на уровне первого предохранительного штифта 66.

Разумеется, специалист может вносить различные изменения в описанную выше стойку 4 крепления турбореактивного двигателя 2 летательного аппарата, представленную исключительно в качестве неограничивающего примера. В этой связи следует, в частности, указать, что стойка 4 представлена в конфигурации, соответствующей ее установке под крылом летательного аппарата, однако эту стойку 4 можно представить и в другой конфигурации, позволяющей установить ее над этим крылом.

1. Стойка (4) крепления двигателя (2) для летательного аппарата, представляющая собой стойку кессонного типа, выполненную путем соединения верхнего лонжерона (18), нижнего лонжерона (20), двух боковых панелей (22) и поперечных боковых нервюр (24), соединяющих лонжероны и панели (18, 20, 22), содержащая задний узел (8) подвески двигателя, включающий корпус (54) заднего узла подвески и первый предохранительный штифт (66), выполненный с возможностью обеспечения передачи усилий, действующих в поперечном направлении (Y) стойки, при этом первый предохранительный штифт (66) проходит через нижний лонжерон (20) и содержит нижний конец (70), заходящий в корпус (54) заднего узла подвески, отличающаяся тем, что в указанном нижнем конце (70) первого предохранительного штифта выполнено отверстие (76), через которое проходит первый шплинт (74), проходящий также через корпус (54) заднего узла подвески.

2. Стойка (4) по п.1, отличающаяся тем, что задний узел (8) подвески двигателя дополнительно содержит второй предохранительный штифт (88), обеспечивающий в случае повреждения на уровне указанного первого предохранительного штифта (66) восприятие усилий, действующих в поперечном направлении (Y) указанной стойки, при этом указанный второй предохранительный штифт (88) проходит через нижний лонжерон (20) и содержит нижний конец (92), заходящий в указанный корпус (54) заднего узла подвески, причем в этом нижнем конце (92) выполнено отверстие (98), через которое проходит второй шплинт (96), проходящий также через указанный корпус (54) заднего узла подвески.

3. Стойка (4) по п.2, отличающаяся тем, что задний узел (8) подвески двигателя дополнительно содержит первый вспомогательный штифт (78), проходящий через нижний лонжерон (20) и содержащий нижний конец (82), заходящий в корпус (54) заднего узла подвески, при этом в указанном нижнем конце (82) выполнено отверстие (84), через которое проходит указанный первый шплинт.

4. Стойка (4) по п.3, отличающаяся тем, что задний узел (8) подвески двигателя дополнительно содержит второй вспомогательный штифт (90), проходящий через нижний лонжерон (20) и содержащий нижний конец (94), заходящий в корпус (54) заднего узла подвески, при этом в указанном нижнем конце (94) выполнено отверстие (100), через которое проходит указанный второй шплинт (96).

5. Стойка (4) крепления по п.4, отличающаяся тем, что указанные первый и второй шплинты (74, 96) расположены в продольном направлении (X) указанной стойки.

6. Стойка (4) крепления по п.5, отличающаяся тем, что указанные первый и второй предохранительные штифты (66, 88), а также указанные первый и второй вспомогательные штифты (78, 90) содержат, каждый, верхний конец (68, 80), проходящий через одну и ту же поперечную нервюру (24) указанной стойки.

7. Стойка (4) крепления по любому из предыдущих пунктов, отличающаяся тем, что задний узел подвески дополнительно снабжен двумя боковыми металлическими крепежными элементами (26), каждый из которых содержит продольный участок (28), контактирующий с внутренней стороной (44) связанной с ним боковой панели (22) и неподвижно установленный на этой внутренней стороне (44), а также поперечный участок (30), содержащий промежуточное крепление (38) корпуса (54) заднего узла подвески, при этом указанный поперечный участок (30) выполнен с возможностью прохождения через вырез (48), образованный в соответствующей боковой панели (22).

8. Стойка (4) по п.7, отличающаяся тем, что нижний лонжерон (20) имеет сужение (50), образованное двумя углублениями (52), предназначенными для установки соответственно двух указанных боковых металлических крепежных элементов (26) заднего узла (8) подвески двигателя.

9. Стойка (4) по любому из пп.1-6, 8, отличающаяся тем, что указанный задний узел (8) подвески выполнен таким образом, чтобы образовать два полуузла, каждый из которых обеспечивает восприятие усилий, действующих в вертикальном направлении (Z) указанной стойки.

10. Стойка (4) по п.7, отличающаяся тем, что указанный задний узел (8) подвески выполнен таким образом, чтобы образовать два полуузла, каждый из которых обеспечивает восприятие усилий, действующих в вертикальном направлении (Z) указанной стойки.

11. Летательный аппарат, отличающийся тем, что содержит, по меньшей мере, одну стойку (4) крепления по любому из предыдущих пунктов.

www.findpatent.ru

Стойка крепления двигателя летательного аппарата

Изобретение относится к области самолетостроения, более конкретно к стойке крепления двигателя летательного аппарата. Стойка (4) крепления двигателя (2) летательного аппарата представляет собой стойку кессонного типа, выполненную путем соединения верхнего лонжерона (18), нижнего лонжерона (20), двух боковых панелей (22) и поперечных боковых нервюр (24), соединяющих лонжероны и панели (18, 20, 22). Стойка содержит задний узел (8) подвески двигателя, включающий корпус (54) заднего узла подвески. Упомянутый задний узел (8) подвески двигателя снабжен двумя боковыми металлическими крепежными элементами (26). Каждый из крепежных элементов содержит продольный участок (28), контактирующий с внутренней стороной (44) связанной с ним боковой панели (22) и неподвижно установленный на этой внутренней стороне (44), а также поперечный участок (30), содержащий промежуточное крепление (38) корпуса (54) заднего узла подвески. При этом указанный поперечный участок (30) выполнен с возможностью прохождения через вырез (48), образованный в соответствующей боковой панели (22). Технический результат заключается в облегчении монтажа двигателя. 2 н. и 21 з.п. ф-лы., 6 ил.

 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение в целом относится к стойке крепления двигателя летательного аппарата. Стойка крепления двигателя позволяет осуществлять подвеску турбореактивного двигателя под несущей плоскостью летательного аппарата или устанавливать турбореактивный двигатель над несущей плоскостью посредством набора узлов подвески двигателя.

Уровень техники

Стойка крепления двигателя предназначена для образования соединительной промежуточной конструкции между двигателем, таким как турбореактивный двигатель, и крылом летательного аппарата. Она позволяет передавать на конструкцию этого летательного аппарата усилия, создаваемые турбореактивным двигателем, и позволяет также осуществлять прокладку топливных трубопроводов, электрических, гидравлических и воздушных систем между двигателем и летательным аппаратом.

Для обеспечения передачи усилий стойка содержит жесткую конструкцию, часто «кессонного» типа, то есть образованную набором верхних и нижних лонжеронов и боковых панелей, соединенных между собой посредством поперечных нервюр.

С другой стороны, стойка оборудована монтажной системой, выполненной между турбореактивным двигателем и жесткой конструкцией стойки, причем эта система в основном содержит, по меньшей мере, два узла подвески двигателя, как правило, по меньшей мере, один передний узел подвески и, по меньшей мере, один задний узел подвески.

Кроме того, монтажная система содержит устройство восприятия тяговых усилий, создаваемых турбореактивным двигателем. В предшествующем уровне техники такое устройство выполнено, например, в виде двух боковых тяг, соединенных, с одной стороны, с задней частью картера вентилятора турбореактивного двигателя и, с другой стороны, с задним узлом подвески, закрепленным на картере этого двигателя.

Стойка крепления содержит также вторую монтажную систему, установленную между жесткой конструкцией этой стойки и крылом летательного аппарата, при этом данная вторая система обычно состоит из двух или трех узлов подвески.

Наконец, стойка оборудована вторичной конструкцией, которая обеспечивает разделение и удержание систем и на которой установлены аэродинамические обтекатели.

Как уже было указано выше, классическую стойку крепления из предшествующего уровня техники оборудуют задним узлом подвески, обычно неподвижно соединенным с нижним лонжероном кессона. Эта особенность предполагает, что для монтажа заднего узла подвески необходимо иметь доступ внутрь кессона. Однако доступ к внутреннему пространству стойки часто является очень ограниченным, что неизбежно создает проблемы для монтажа и отражается на стоимости и затратах времени.

Раскрытие изобретения

Настоящее изобретение предлагает стойку крепления двигателя летательного аппарата, которая позволит, по меньшей мере, частично устранить вышеуказанный недостаток известных технических решений, при этом изобретение касается также летательного аппарата, содержащего, по меньшей мере, одну такую стойку.

В этой связи объектом настоящего изобретения является стойка крепления двигателя летательного аппарата, представляющая собой стойку кессонного типа выполненную путем соединения верхнего лонжерона, нижнего лонжерона, двух боковых панелей и поперечных боковых нервюр, соединяющих лонжероны и панели, при этом стойка содержит также задний узел подвески двигателя, включающий корпус заднего узла подвески. Согласно изобретению, задний узел подвески двигателя снабжен двумя боковыми металлическими крепежными элементами, каждый из которых содержит продольный участок, контактирующий с внутренней стороной связанной с ним боковой панели и неподвижно установленный на этой внутренней стороне, а также поперечный участок, содержащий промежуточное крепление корпуса заднего узла подвески, при этом указанный поперечный участок выполнен с возможностью прохождения через вырез, образованный в соответствующей боковой панели.

Таким образом, предложенное изобретение облегчает монтаж заднего узла подвески двигателя, которым оборудуют стойку крепления, поскольку промежуточные крепления корпуса заднего узла подвески находятся снаружи кессона. Действительно, в этом решении, где продольный участок бокового металлического крепежного элемента предпочтительно закрывает соответствующий вырез, подразумевается, что поперечный участок выступает из боковой панели наружу, проходя через вырез, выполненный для этой цели. Таким образом, эта конфигурация обеспечивает легкий и прямой доступ к промежуточному креплению для оператора, находящегося вблизи кессона, который, например, собирается установить болты на уровне этого промежуточного крепления.

Предпочтительно нижний лонжерон содержит сужение, образованное двумя углублениями, предназначенными, соответственно, для установки двух боковых металлических крепежных элементов заднего узла подвески двигателя. Иначе говоря, нижний лонжерон выполнен с изгибом в поперечном направлении на уровне заднего узла подвески двигателя, чтобы компенсировать толщину продольного участка боковых металлических крепежных элементов этого заднего узла подвески. Действительно, углубления в сочетании с присутствием двух боковых металлических крепежных элементов позволяют получить кессон, две боковые поверхности которого имеют по существу сплошную прямую форму, что позволяет также оптимизировать аэродинамические формы гондолы напротив этих металлических крепежных элементов.

Кроме того, следует уточнить, что эта особенность позволяет получить выигрыш в общей массе стойки крепления, так как выполненное сужение позволяет уменьшить ширину корпуса заднего узла подвески, находящегося под нижним лонжероном, а также ширину кессона на уровне заднего узла подвески двигателя.

Предпочтительно вырез каждой из боковых панелей выполнен открытым вниз. Кроме того, следует отметить, что нижний лонжерон предпочтительно содержит две боковые полки, неподвижно установленные соответственно на двух боковых панелях, что позволяет расположить продольный участок каждого из двух боковых металлических крепежных элементов заднего узла подвески между одной из двух боковых полок и одной из двух боковых панелей. В этой связи следует отметить, что между продольным участком и двумя указанными последними элементами контакт даже желателен.

Предпочтительно поперечный участок каждого из двух металлических крепежных элементов заднего узла подвески содержит крепежную пластину, ограничивающую промежуточное крепление корпуса заднего узла подвески, а также усилительные нервюры, неподвижно соединенные с крепежной пластиной и продольным участком. В этом случае предпочтительно можно предусмотреть, чтобы усилительные нервюры были расположены в параллельных плоскостях, образованных поперечным направлением и вертикальным направлением стойки.

Предпочтительно промежуточное крепление каждого из двух боковых металлических крепежных элементов заднего узла подвески имеет форму плоской поверхности, направленной по плоскости, образованной поперечным направлением и продольным направлением стойки.

Предпочтительно каждый из двух боковых металлических крепежных элементов заднего узла подвески выполняют в виде единой детали и предпочтительно из титана.

Отмечается, что задний узел подвески предпочтительно выполняют таким образом, что он образует два полуузла, обеспечивающие восприятие усилий, действующих в вертикальном направлении стойки.

В случае если необходимо, чтобы этот задний узел подвески обеспечивал также восприятие усилий, действующих в поперечном направлении стойки, можно предусмотреть, чтобы этот задний узел подвески двигателя дополнительно содержал первый предохранительный штифт, обеспечивающий восприятие усилий, действующих в поперечном направлении этой стойки, при этом указанный первый предохранительный штифт проходит через нижний лонжерон и содержит нижний конец, заходящий в корпус заднего узла подвески, причем этот нижний конец содержит отверстие, в которое заходит первый шплинт, проходящий также через корпус заднего узла подвески.

Таким образом, эта конструкция не только обеспечивает возможность восприятия задним узлом подвески усилий, действующих вдоль поперечного направления стойки, но также за счет взаимодействия отверстия и шплинта, проходящего через корпус заднего узла подвески, позволяет передавать усилия, действующие в вертикальном направлении стойки в случае повреждения/поломки одного из двух боковых металлических крепежных элементов. Это техническое решение позволяет, следовательно, обеспечивать функцию, называемую «Fail Safe» (отказоустойчивость), для передачи усилий в вертикальном направлении и не требует внесения существенных усложнений в конструкцию корпуса заднего узла подвески. В частности, эту последнюю деталь можно тоже выполнять в виде единой детали, предпочтительно из титана, что позволяет получить выигрыш в массе и стоимости.

С другой стороны, чтобы получить изостатическую систему узлов подвески двигателя, можно предусмотреть функциональный зазор между шплинтом и отверстием предохранительного штифта таким образом, чтобы усилия в вертикальном направлении проходили через этот штифт только в случае повреждения/поломки одного из двух боковых металлических крепежных элементов.

Предпочтительно задний узел подвески двигателя дополнительно содержит второй предохранительный штифт, обеспечивающий, только в случае повреждения на уровне первого предохранительного штифта, восприятие усилий, действующих в поперечном направлении стойки, при этом второй предохранительный штифт проходит через нижний лонжерон и содержит нижний конец, заходящий в корпус заднего узла подвески, при этом указанный нижний конец содержит отверстие, через которое проходит второй шплинт, проходящий также через корпус заднего узла подвески. Следовательно, понятно, что этот второй предохранительный штифт обеспечивает функцию «Fail Safe» (отказоустойчивость) для передачи усилий, действующих в поперечном направлении, поэтому штифт предпочтительно устанавливают с зазором в гнездо корпуса заднего узла подвески. Кроме того, второй шплинт, взаимодействующий с отверстием, позволяет обеспечивать вторую функцию «Fail Safe» (отказоустойчивость) для передачи усилий, действующих в вертикальном направлении, что предпочтительно обеспечено наличием отдельного защитного устройства для каждого из двух боковых металлических крепежных элементов заднего узла подвески. В этой связи предпочтительно оба предохранительных штифта размещают соответственно вблизи двух боковых металлических крепежных элементов.

Чтобы еще больше улучшить обе защитные функции «Fail Safe» (отказоустойчивость), соответственно связанные с двумя боковыми металлическими крепежными элементами, можно предусмотреть, чтобы задний узел подвески двигателя дополнительно содержал первый вспомогательный штифт, проходящий через нижний лонжерон и содержащий нижний конец, заходящий в корпус заднего узла подвески, при этом указанный нижний конец содержит отверстие, в которое заходит первый шплинт, и чтобы этот узел подвески содержал также второй вспомогательный штифт, проходящий через нижний лонжерон и содержащий нижний конец, заходящий в корпус заднего узла подвески, при этом указанный нижний конец содержит отверстие, через которое проходит второй шплинт.

Предпочтительно первый и второй шплинты расположены в продольном направлении стойки. Кроме того, первый и второй предохранительные штифты, а также первый и второй вспомогательные штифты содержат, каждый, верхний конец, проходящий через одну и ту же поперечную нервюру стойки.

Объектом настоящего изобретения является также летательный аппарат, содержащий, по меньшей мере, одну описанную выше стойку крепления.

Другие преимущества и отличительные признаки будут более очевидны из нижеследующего подробного описания, представленного в качестве неограничивающего примера.

Краткое описание чертежей

Описание представлено со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:

на фиг.1 схематично показана силовая установка летательного аппарата, содержащая стойку крепления согласно предпочтительному варианту выполнения настоящего изобретения, вид сбоку;

на фиг.1а показан схематичный вид передачи усилий каждым из узлов подвески двигателя силовой установки, изображенной на фиг.1;

на фиг.2 схематично показан задний узел подвески двигателя стойки, изображенной на фиг.1, вид в перспективе;

на фиг.3 показан узел подвески, изображенной на фиг.3, вид снизу;

на фиг.4 показан вид, аналогичный фиг.2, с добавленными недостающими элементами заднего узла подвески двигателя;

на фиг.5 показан разрез по линии V-V фиг.3.

Осуществление изобретения

На фиг.1 показана силовая установка 1 летательного аппарата, предназначенная для крепления под крылом этого летательного аппарата (на чертеже не показан), при этом установка 1 содержит стойку 4 крепления согласно предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения.

В целом силовая установка 1 состоит из двигателя 2, такого как турбореактивный двигатель, и стойки 4 крепления, при этом последняя оборудована, в частности, набором узлов 6, 8, 9 подвески двигателя и жесткой конструкцией 10, на которой установлены эти узлы подвески двигателя. Обычно силовая установка 1 должна быть помещена в гондолу (не показана), а стойка 4 крепления содержит другой ряд узлов подвески (не показаны), обеспечивающих подвешивание этой силовой установки 1 под крылом летательного аппарата.

В нижеследующем описании условно буквой X обозначено продольное направление стойки 4, которое совпадает с продольным направлением турбореактивного двигателя 2, причем это направление X является параллельным продольной оси 5 этого турбореактивного двигателя 2. С другой стороны, буквой Y обозначено направление, поперечное по отношению к стойке 4 и также совпадающее с поперечным направлением турбореактивного двигателя 2, и буквой Z - вертикальное направление или высота, при этом три направления X, Y и Z образуют между собой прямые углы.

С другой стороны, термины «передний» и «задний» следует рассматривать относительно направления движения летательного аппарата, осуществляемого в результате действия силы тяги, создаваемой турбореактивным двигателем, причем это направление схематично показано стрелкой 7.

На фиг.1 показаны только узлы 6, 8, 9 подвески двигателя и жесткая конструкция 10 стойки 4 крепления. Другие, не показанные конструктивные элементы этой стойки 4, такие как средства крепления жесткой конструкции 10 под крылом летательного аппарата или вторичная конструкция, обеспечивающая разделение и удержание систем и поддерживающая аэродинамические обтекатели, являются классическими элементами, идентичными или аналогичными элементам технических решений из предшествующего уровня техники, известных специалистам. По этой причине их подробное описание опускается.

Жесткая конструкция 10 классически выполнена в виде кессона, образованного верхним лонжероном 18 и нижним лонжероном 20, расположенными в направлении X и по существу в плоскости XY, или имеют небольшой наклон относительно этой плоскости, а также двумя боковыми панелями 22 (на фиг.1 показана только одна панель), расположенными в направлении X и по существу в плоскости XZ. Внутри этого кессона поперечные нервюры 24, выполненные в плоскостях YZ и отстоящие друг от друга в продольном направлении, усиливают жесткость жесткой конструкции 10. Необходимо отметить, что каждый из элементов 18, 20, 22 может быть выполнен в виде единой детали или путем соединения стыкующихся секций.

С другой стороны, в передней части турбореактивного двигателя 2 расположен большеразмерный картер 12 вентилятора, ограничивающий кольцевой канал 14 вентилятора, и в сторону задней части содержит центральный картер 16 меньшего размера, содержащий центральную рабочую часть этого турбореактивного двигателя. Наконец, центральный картер 14 продолжен в сторону выхода выпускным картером 17 большего размера, чем картер 16. Разумеется, что картеры 12, 16 и 17 неподвижно соединены друг с другом.

Как показано на фиг.1, набор узлов подвески двигателя содержит передний узел 6 подвески двигателя, задний узел 8 подвески двигателя, образующий в действительности два задних полуузла подвески, а также узел 9 подвески, образующий устройство восприятия тяговых усилий, создаваемых турбореактивным двигателем 2. Как схематично показано на фиг.1, это устройство 9 выполнено, например, в виде двух боковых тяг (на фигуре, где показан вид сбоку, видна только одна тяга), соединенных, с одной стороны, с картером 12 вентилятора и, с другой стороны, с траверсой, установленной на заднем узле 8 подвески двигателя. Кроме того, необходимо отметить, что задние концы этих тяг можно альтернативно соединять с траверсой, расположенной спереди по отношению к заднему узлу подвески.

Передний узел 6 подвески двигателя, неподвижно соединенный с пирамидой 15 жесткой конструкции 10 и с картером 12 вентилятора, классически выполнен таким образом, чтобы воспринимать только усилия, создаваемые турбореактивным двигателем 2, в направлениях Y и Z, но не усилия, действующие в направлении X. Этот передний узел 6 подвески, расположенный вблизи переднего конца центрального картера предпочтительно заходит во внутренний участок картера вентилятора, причем на этом внутреннем участке установлены лопатки вентилятора.

Задний узел 8 подвески двигателя является особенностью настоящего изобретения и будет подробнее описан со ссылками на фиг.2-5. Он установлен в основном между выпускным картером 17 и жесткой конструкцией 10 стойки. Он выполнен таким образом, что образует два полуузла подвески, расположенные симметрично относительно плоскости Р, определенной осью 5 и направлением Z, при этом каждый из этих полуузлов подвески выполнен с возможностью восприятия усилий, создаваемых турбореактивным двигателем 2, в направлении Z, но не усилий, действующих в направлениях X и Y. Вместе с тем, можно предусмотреть, чтобы этот задний узел подвески мог также воспринимать вместе с центральным участком усилия, создаваемые турбореактивным двигателем 2, в направлении Y.

Таким образом, как показано на фиг 1а, передача усилий, действующих в направлении X, осуществляется при помощи узла 9 подвески, передача усилий, действующих в направлении Y, осуществляется передним узлом 6 подвески и центральным участком заднего узла подвески, и передача усилий, действующих в направлении Z, осуществляется совместно передним узлом 6 подвески и двумя задними полуузлами подвески.

С другой стороны, передача момента, действующего в направлении X, осуществляется вертикально при помощи двух полуузлов узла 8 подвески, передача момента, действующего в направлении Y, происходит при помощи двух полуузлов узла 8 подвески совместно с узлом 6 подвески, и передача момента, действующего в направлении Z, осуществляется поперечно при помощи центрального участка узла 8 подвески совместно с узлом 6 подвески.

На фиг.2 показан задний узел 8 подвески двигателя, некоторые элементы которого не показаны для большей ясности чертежа. Сначала будет описана часть узла 8 подвески, образующая два задних полуузла подвески, каждый из которых обеспечивает только передачу усилий, действующих в направлении Z и которые расположены симметрично относительно вышеуказанной плоскости Р.

Поскольку оба задних полуузла подвески являются идентичными, подробно будет описан только правый полуузел подвески. В основном он содержит боковой металлический крепежный элемент 24, состоящий из продольного участка 28 и поперечного участка 30, и предпочтительно имеет плоскость симметрии, расположенную в направлениях Y и Z. Таким образом, продольный участок 28 расположен в направлении X по существу в плоскости XZ и содержит внутреннюю сторону 32, находящуюся в контакте с боковой полкой 34 нижнего лонжерона 20. Специалистам известно, например, что эта полка 34 по существу тоже расположена в плоскости XZ таким образом, что позволяет производить соединение боковой панели 22 с лонжероном 20, например, при помощи заклепок или накладок.

Поперечный участок 30 содержит крепежную пластину 36, ограничивающую промежуточное крепление 38 корпуса заднего узла подвески (на фиг.2 не показан), при этом промежуточное крепление 38 имеет плоскую поверхность, расположенную в плоскости XY. С другой стороны, он содержит усилительные нервюры 40, неподвижно соединенные с верхней стороной крепежной пластины 36 и с наружной стороной 42 продольного участка 28, при этом нервюры 40 расположены в параллельных плоскостях YZ. Предпочтительно можно предусмотреть, чтобы промежуточное крепление 38 находилось примерно в боковом продолжении нижней поверхности лонжерона 20, как показано на фиг.2.

Как видно из фиг.3 и 4, одним из отличительных признаков настоящего изобретения является то, что наружная сторона 42 продольного участка 28 находится в контакте с внутренней стороной 44 связанной с ним боковой панели 22. Следовательно, продольный участок 28 зажат между боковой панелью 22 и полкой 34 нижнего лонжерона 20, и эти непосредственно наложенные друг на друга три элемента соединены друг с другом предпочтительно при помощи наложения.

Чтобы поперечный участок 30 мог выступать в боковом направлении наружу относительно панели 22, последняя содержит вырез 48, который выполнен открытым вниз и через который проходит поперечный участок. В этой конфигурации, по меньшей мере, часть крепежной пластины 36 выступает за пределы панели 22 в направлении Y, как показано на фиг.3. На фиг.4 показано, что вырез 48 выполняют, в частности, таким образом, чтобы через него могли проходить нервюры 40, которые тоже проходят через этот вырез 48, выступая в боковом направлении наружу по отношению к панели 22.

На фиг.3 показано, что нижний лонжерон 20 содержит сужение 50 в направлении Y, и это сужение 50 образовано двумя углублениями 52, предназначенными для установки двух боковых металлических крепежных элементов 26 соответственно двух задних полуузлов подвески. Таким образом, в контакте с углублением 52, ограниченным полкой 34 нижнего лонжерона, находится внутренняя сторона 32 продольного участка 28, и следовательно, этот участок полки имеет небольшой изгиб, направленный внутрь кессона.

Геометрическую форму углубления 52 определяют таким образом, чтобы находящийся внутри него продольный участок 28 содержал наружную сторону 42, расположенную по существу в продолжении наружной стороны прямой части полки лонжерона 20, образуя вместе с этими двумя наружными сторонами плоскую опорную поверхность, расположенную по существу в плоскости XZ, для панели 22.

Как показано, в частности, на фиг.4, каждый боковой металлический крепежный элемент 26, который предпочтительно выполняют в виде единой детали и из титана, крепят на корпусе 54 заднего узла подвески, расположенном поперечно под нижним лонжероном 20. Этот корпус 54, содержащий также плоскость Р в качестве плоскости симметрии, находится, таким образом, в контакте с промежуточным креплением 38 и крепится к нему при помощи вертикальных болтов 56, проходящих через крепежную пластину 36, а также через верхнюю часть этого корпуса 54.

Корпус 54 содержит вильчатую опору 58, которая является неотъемлемой частью правого заднего полуузла и с которой шарнирно соединена серьга 60 при помощи пальца 62, установленного в направлении X. Как показано на фиг.4, серьга 60 имеет наклон по отношению к вертикали, приближаясь к плоскости Р в верхнем направлении.

Например, на уровне нижнего конца серьги 60 предусмотрен также второй палец 64, тоже расположенный в направлении X и шарнирно соединяющий эту серьгу с металлическим крепежным элементом/вильчатой опорой (не показана), неподвижно соединенной с картером турбореактивного двигателя 2. Следовательно, понятно, что каждый задний полуузел подвески содержит шарнирно установленную серьгу 60, вильчатую опору 58 и металлический крепежный элемент 26, при этом обе вильчатые опоры 58 обоих полуузлов подвески объединены внутри одного корпуса 54 заднего узла подвески, предпочтительно выполненного в виде единой детали.

Из представленного выше описания следует, что задний узел 8 подвески образует два полуузла подвески, при этом каждый из них выполнен с возможностью обеспечения восприятия усилий, действующих в направлении Z. Вместе с тем, в этом предпочтительном варианте выполнения настоящего изобретения предусмотрено, что задний узел 8 подвески может также обеспечивать восприятие усилий, действующих в направлении Y.

Для этого, как показано на фиг.2, 3 и 5, задний узел 8 подвески двигателя содержит также предохранительный штифт 66, расположенный в направлении Z, причем этот штифт 66 выполнен с возможностью обеспечения восприятия усилий, действующих в направлении Y, и в частности, с возможностью обеспечения передачи этих усилий между корпусом 54 заднего узла подвески и жесткой конструкцией 10 стойки крепления.

Штифт 66 содержит верхний конец 68 (показанный только на фиг.5), расположенный на уровне одной из поперечных нервюр 24 в виде рамки, при этом конец 68 занимает выступающее положение внутри этой рамки, что облегчает доступ к нему. Штифт 66 продлен вниз и проходит последовательно через нижнюю часть соответствующей нервюры 24 и нижний лонжерон 20. Он содержит нижний конец 70, выступающий вниз по отношению к лонжерону 20 кессона и заходящий в отверстие 72 корпуса 54 заднего узла подвески. Таким образом, восприятие усилий в направлении Y обеспечивается за счет контакта между поверхностью этого конца 70 и поверхностью отверстия 72. Например, отмечается, что отверстие 72 имеет в основном овальную форму, по существу соответствующую форме предохранительного штифта 66, и принимает форму глухого отверстия, выполненного в верхней части корпуса 54 узла подвески.

Эта описанная выше конструкция по существу аналогична уже известным конструкциям в плане восприятия проходящих усилий, однако одним из отличительных признаков настоящего изобретения является то, что предусмотрен первый шплинт 74, проходящий последовательно через переднюю часть корпуса 54, отверстие 76, выполненное в нижнем конце 70 штифта 66, а также через центральную часть этого же корпуса 54.

При такой отличительной конструкции, в которой шплинт 74, выполненный в виде пальца, предпочтительно расположен в направлении X, взаимодействие между отверстием 76 и шплинтом 74 позволяет, следовательно, передавать усилия, действующие в направлении Z, в случае повреждения/поломки одного из двух боковых металлических крепежных элементов 26 и, в частности, крепежного элемента, принадлежащего к правому заднему полуузлу подвески, в силу близости между первым штифтом 66 и этим правым полуузлом подвески. Это предпочтительно позволяет обеспечить защитную функцию, называемую «Fail Safe» (отказоустойчивость), для передачи усилий в направлении Z, при этом существенно не усложняя конструкцию корпуса 54. Кроме того, необходимо отметить, что для того, чтобы это направление усилий было рабочим только в случае повреждения/поломки правого заднего полуузла подвески, между шплинтом 74 и отверстием 76 предусмотрен функциональный зазор.

Для усиления этой функции «Fail Safe» (отказоустойчивость), связанной с правым задним полуузлом подвески, задний узел 8 подвески двигателя дополнительно содержит первый вспомогательный штифт 78, установленный на одной линии с предохранительным штифтом 66 в направлении шплинта 74, то есть предпочтительно в направлении X. Разумеется, направление шплинта 74 можно выполнить другим в той же плоскости XY, не выходя за рамки настоящего изобретения.

Этот штифт 78 имеет конструкцию, аналогичную описанному выше штифту 66. Так, он содержит верхний конец 80 (показанный только на фиг.5), тоже расположенный на уровне вышеупомянутой поперечной нервюры 24, причем этот конец 80 занимает положение, выступающее внутрь рамки, образованной этой нервюрой, что облегчает к нему доступ. Штифт 78 продолжен вниз и последовательно проходит через нижнюю часть соответствующей нервюры 24 и через нижний лонжерон 20. Он содержит также нижний конец 62, выступающий вниз по отношению к лонжерону 20 кессона и заходит в отверстие 86 корпуса 54 заднего узла подвески. Предпочтительно, чтобы получить изостатическую систему узлов подвески двигателя и воспрепятствовать восприятию вспомогательным штифтом 78 усилий, действующих в направлении Y, между поверхностью конца 82 и поверхностью отверстия 86 предусмотрен зазор. Необходимо также отметить, что отверстие 86 имеет в основном овальную форму, по существу соответствующую форме вспомогательного штифта 78, и принимает форму глухого отверстия, выполненного в верхней части корпуса 54 узла подвески.

Как показано на фиг.5, задний узел 8 подвески выполнен таким образом, чтобы шплинт 74, выходящий из центральной части корпуса 54, проходил последовательно через отверстие 84, выполненное в нижнем конце 82 штифта 78, а также через заднюю часть корпуса 54, выходя наружу этого корпуса. Здесь тоже следует отметить, что для того, чтобы это направление усилий было рабочим только в случае повреждения/поломки правого заднего полуузла подвески, между шплинтом 74 и отверстием 84 предусмотрен функциональный зазор.

Задний узел 8 подвески имеет монтажную схему, аналогичную описанной выше, но связанную с левым задним полуузлом подвески, в частности, для обеспечения защитной функции «Fail Safe» (отказоустойчивость) с целью передачи усилий в направлении Z, обеспечиваемой в нормальных условиях этим левым задним полуузлом подвески. Действительно, предусмотрен также второй предохранительный штифт 88 и второй вспомогательный штифт 90, идентичные соответственно штифтам 66 и 78, при этом указанные вторые штифты 88, 90 содержат нижние концы 92, 94, которые заходят в корпус 54 и через которые проходит второй шплинт 96 на уровне отверстий 98 и 100. Таким образом, понятно, что узел штифты/шплинт, связанный с левым задним полуузлом подвески, является симметричным по отношению к плоскости Р узла штифты/шплинт, связанного с правым задним полуузлом подвески, при этом единственным различием между этими двумя узлами является зазор, оставляемый между вторым предохранительным штифтом 88 и соответствующим отверстием (не показано), выполненным в корпусе заднего узла подвески. В данном случае этот зазор тоже предусмотрен только для обеспечения функции «Fail Safe» (отказоустойчивость) с целью передачи усилий, действующих в направлении Y, в случае повреждения на уровне первого предохранительного штифта 66.

Разумеется, специалист может вносить различные изменения в описанную выше стойку 4 крепления турбореактивного двигателя 2 летательного аппарата, представленную исключительно в качестве неограничивающего примера. В этой связи следует, в частности, указать, что стойка 4 представлена в конфигурации, соответствующей установке под крылом летательного аппарата, однако эту стойку 4 можно представить и другой конфигурации, позволяющей установить ее над этим крылом.

1. Стойка (4) крепления двигателя (2) летательного аппарата, представляющая собой стойку кессонного типа, выполненную путем соединения верхнего лонжерона (18), нижнего лонжерона (20), двух боковых панелей (22) и поперечных боковых нервюр (24), соединяющих лонжероны и панели (18, 20, 22), содержащая задний узел (8) подвески двигателя, включающий корпус (54) заднего узла подвески, отличающаяся тем, что указанный задний узел (8) подвески двигателя снабжен двумя боковыми металлическими крепежными элементами (26), каждый из которых содержит продольный участок (28), контактирующий с внутренней стороной (44) связанной с ним боковой панели (22) и неподвижно установленный на этой внутренней стороне (44), а также поперечный участок (30), содержащий промежуточное крепление (38) корпуса (54) заднего узла подвески, при этом указанный поперечный участок (30) выполнен с возможностью прохождения через вырез (48), образованный в соответствующей боковой панели (22).

2. Стойка (4) по п.1, отличающаяся тем, что нижний лонжерон (20) имеет сужение (50), образованное двумя углублениями (52), предназначенными для установки соответственно двух указанных боковых металлических крепежных элементов (26) заднего узла (8) подвески двигателя.

3. Стойка (4) по п.1, отличающаяся тем, что вырез (48) в каждой из двух указанных боковых панелей (22) выполнен открытым вниз.

4. Стойка (4) по любому из пп.1-3, отличающаяся тем, что нижний лонжерон (20) предпочтительно содержит две боковые полки (34), неподвижно установленные соответственно на двух боковых панелях (22), а продольный участок (28) каждого из двух указанных боковых металлических крепежных элементов (26) заднего узла подвески установлен между одной из двух боковых полок (34) и одной из двух боковых панелей (22).

5. Стойка (4) по п.1, отличающаяся тем, что поперечный участок (30) каждого из двух указанных металлических крепежных элементов (26) заднего узла подвески содержит крепежную пластину (36), ограничивающую промежуточное крепление (38) корпуса (54) заднего узла подвески, а также усилительные нервюры (40), неподвижно соединенные с указанной крепежной пластиной (36) и указанным продольным участком (28).

6. Стойка (4) по п.5, отличающаяся тем, что усилительные нервюры (40) расположены в параллельных плоскостях, образованных поперечным направлением (Y) и вертикальным направлением (Z) стойки.

7. Стойка (4) по п.1, отличающаяся тем, что промежуточное крепление (38) каждого из двух указанных боковых металлических крепежных элементов (26) заднего узла подвески имеет плоскую поверхность, расположенную в плоскости, образованной поперечным направлением (Y) и продольным направлением (X) стойки.

8. Стойка (4) по п.1, отличающаяся тем, что каждый из двух указанных боковых металлических крепежных элементов (26) заднего узла подвески выполнен в виде единой детали.

9. Стойка (4) по любому из пп.1 или 8, отличающаяся тем, что каждый из двух указанных боковых металлических крепежных элементов (26) заднего узла подвески выполнен из титана.

10. Стойка (4) по любому из пп.1, 7, 8, отличающаяся тем, что указанный задний узел (8) подвески выполнен таким образом, чтобы образовать два полуузла, каждый из которых обеспечивает восприятие усилий, действующих в вертикальном направлении (Z) стойки.

11. Стойка (4) по п.9, отличающаяся тем, что указанный задний узел (8) подвески выполнен таким образом, чтобы образовать два полуузла, каждый из которых обеспечивает восприятие усилий, действующих в вертикальном направлении (Z) стойки.

12. Стойка (4) по любому из пп.1-3, 5-8, 11, отличающаяся тем, что задний узел (8) подвески двигателя дополнительно содержит первый предохранительный штифт (66), обеспечивающий восприятие усилий, действующих в поперечном направлении (Y) стойки, при этом указанный первый предохранительный штифт (66) проходит через нижний лонжерон (20) и содержит нижний конец (70), заходящий в указанный корпус (54) заднего узла подвески, причем в этом нижнем конце (70) выполнено отверстие (76), через которое проходит первый шплинт (74), проходящий также через указанный корпус (54) заднего узла подвески.

13. Стойка (4) по п.4, отличающаяся тем, что задний узел (8) подвески двигателя дополнительно содержит первый предохранительный штифт (66), обеспечивающий восприятие усилий, действующих в поперечном направлении (Y) стойки, при этом указанный первый предохранительный штифт (66) проходит через нижний лонжерон (20) и содержит нижний конец (70), заходящий в указанный корпус (54) заднего узла подвески, причем в этом нижнем конце (70) выполнено отверстие (76), через которое проходит первый шплинт (74), проходящий также через указанный корпус (54) заднего узла подвески.

14. Стойка (4) по п.9, отличающаяся тем, что задний узел (8) подвески двигателя дополнительно содержит первый предохранительный штифт (66), обеспечивающий восприятие усилий, действующих в поперечном направлении (Y) стойки, при этом указанный первый предохранительный штифт (66) проходит через нижний лонжерон (20) и содержит нижний конец (70), заходящий в указанный корпус (54) заднего узла подвески, причем в этом нижнем конце (70) выполнено отверстие (76), через которое проходит первый шплинт (74), проходящий также через указанный корпус (54) заднего узла подвески.

15. Стойка (4) по п.10, отличающаяся тем, что задний узел (8) подвески двигателя дополнительно содержит первый предохранительный штифт (66), обеспечивающий восприятие усилий, действующих в поперечном направлении (Y) стойки, при этом указанный первый предохранительный штифт (66) проходит через нижний лонжерон (20) и содержит нижний конец (70), заходящий в указанный корпус (54) заднего узла подвески, причем в этом нижнем конце (70) выполнено отверстие (76), через которое проходит первый шплинт (74), проходящий также через указанный корпус (54) заднего узла подвески.

16. Стойка (4) по п.12, отличающаяся тем, что задний узел (8) подвески двигателя дополнительно содержит второй предохранительный штифт (88), обеспечивающий в случае повреждения на уровне указанного первого предохранительного штифта (66) восприятие усилий, действующих в поперечном направлении (Y) указанной стойки, при этом указанный второй предохранительный штифт (88) проходит через нижний лонжерон (20) и содержит нижний конец (92), заходящий в указанный корпус (54) заднего узла подвески, причем в этом нижнем конце (92) выполнено отверстие (98), через которое проходит второй шплинт (96), проходящий также через указанный корпус (54) заднего узла подвески.

17. Стойка (4) по любому из пп.13-15, отличающаяся тем, что задний узел (8) подвески двигателя дополнительно содержит второй предохранительный штифт (88), обеспечивающий в случае повреждения на уровне указанного первого предохранительного штифта (66) восприятие усилий, действующих в поперечном направлении (Y) указанной стойки, при этом указанный второй предохранительный штифт (88) проходит через нижний лонжерон (20) и содержит нижний конец (92), заходящий в указанный корпус (54) заднего узла подвески, причем в этом нижнем конце (92) выполнено отверстие (98), через которое проходит второй шплинт (96), проходящий также через указанный корпус (54) заднего узла подвески.

18. Стойка (4) по п.16, отличающаяся тем, что задний узел (8) подвески двигателя дополнительно содержит первый вспомогательный штифт (78), проходящий через нижний лонжерон (20) и содержащий нижний конец (82), заходящий в корпус (54) заднего узла подвески, при этом в указанном нижнем конце (82) выполнено отверстие (84), через которое проходит указанный первый шплинт.

19. Стойка (4) по п.17, отличающаяся тем, что задний узел (8) подвески двигателя дополнительно содержит первый вспомогательный штифт (78), проходящий через нижний лонжерон (20) и содержащий нижний конец (82), заходящий в корпус (54) заднего узла подвески, при этом в указанном нижнем конце (82) выполнено отверстие (84), через которое проходит указанный первый шплинт.

20. Стойка (4) по любому из пп.18 или 19, отличающаяся тем, что задний узел (8) подвески двигателя дополнительно содержит второй вспомогательный штифт (90), проходящий через нижний лонжерон (20) и содержащий нижний конец (94), заходящий в корпус (54) заднего узла подвески, при этом в указанном нижнем конце (94) выполнено отверстие (100), через которое проходит указанный второй шплинт (96).

21. Стойка (4) по п.20, отличающаяся тем, что указанные первый и второй шплинты (74, 96) расположены в продольном направлении (X) указанной стойки.

22. Стойка (4) по п.21, отличающаяся тем, что указанные первый и второй предохранительные штифты (66, 88), а также указанные первый и второй вспомогательные штифты (78, 90) содержат, каждый, верхний конец (68, 80), проходящий через одну и ту же поперечную нервюру (24) стойки.

23. Летательный аппарат, отличающийся тем, что содержит по меньшей мере одну стойку (4) крепления по любому из предыдущих пунктов.

www.findpatent.ru

Стойка двигателя в сборе

п/п

№ группы

№ чертежа

Модельдизеля (количествомест)

Характеристика

Наименование на русском языке

13023963

13023853

13023879

13023910

13023823

13023831

13023909

1

46

13023672

 

 

1

 

 

 

 

 

Стойка правой передней подвески

 

 

46

13023074

 

 

 

 

 

 

 

 

Стойка правой передней подвески

 

 

46

13024011

 

 

 

 

1

 

 

 

Стойка правой передней подвески

2

46

13023673

 

 

1

 

 

 

 

 

Стойка правой передней подвески

 

 

46

13023073

 

 

 

 

 

 

 

 

Стойка правой передней подвески

 

 

46

13024012

 

 

 

 

1

 

 

 

Стойка правой передней подвески

3

46

13023213

6

 

6

 

6

6

 

M18x 55-10.9

Винт с шестигранной уголовочной цилиндрической головкой

4

46

12151281

6

 

6

 

6

6

 

Q40318

Пружинная шайба

shantui-xcmg.ru

Трансмиссионные гидравлические стойки для снятия КПП

Гидравлические трансмиссионные стойки предназначены для выполнения различных работ, связанных с монтажом и демонтажем коробок передач, ремонтом, заменой и обслуживанием выхлопной системы, работами, связанными с ремонтом двигателей, с другими элементами системы трансмиссии.

Гидравлические стойки для снятия КПП еще называют другим термином: гидравлические домкраты. И это, по сути, правильно. Все трансмиссионные стойки работают по принципу гидравлического домкрата. И приводом стоек является гидравлическая система подъема и опускания.

Создание усилия в гидравлической стойке достигается за счет перепадов сечения в главном гидравлическом цилиндре и плунжере. Собственно, по этому принципу работают все гидравлические домкраты. В качестве рабочей жидкости используется масло для домкратов.

Устройство гидравлической трансмиссионной стойки

Приводом в стойке служит гидравлический домкрат. Для создания давления внутри цилиндра домкрата используется  рукоять или педаль. В случае с педальным запуском домкрата, у человека, работающего с автомобилем, остаются свободные руки, что является определенным преимуществом.

Хотя по большому счету, совершенно не важно, рукой или ногой создается давление внутри гидравлического цилиндра.  Ручка домкрата, как и педаль, после того, как была выполнена операция по подъему, может складываться, прижимаясь к корпусу гидравлического цилиндра.

Домкрат может быть одноступенчатым или двухступенчатым (телескопическим). Двухступенчатые  трансмиссионные стойки имею больший рабочий ход. При этом у них меньшая нагрузка возникает на изгиб. Это происходит из-за того, что существует два штока.

Гидравлическая трансмиссионная стойка опирается на площадку, у которой есть четыре горизонтальных опоры. На концах опор находятся колеса, при помощи которых стойка передвигается. Однако существуют модели, в которых колеса на опорах отсутствуют. Колеса могут быть закреплены неподвижно и иметь шарнирное (поворотное) соединение с лапами опор. Поворотное крепление колес делает трансмиссионную стойку более мобильной.

Помимо основных опор, которые обязательны в любой трансмиссионной стойке, могут быть гидравлические стойки для снятия КПП, в конструкции которых предусмотрены четыре дополнительных опоры. Они упираются в края лап нижней опоры и под углом поддерживают стойку в верхней части конструкции. Такая компоновка используется в трансмиссионных домкратах с длинной стойкой и длинным штоком.

Рабочий шток может иметь разную длину и выполняется из легированной стали. В верхней части рабочего штока имеется основание, на которое крепится технологическая площадка суппорт. Суппорт может быть специализированным, подходящим для выполнения каких-то определенных работ. В некоторых моделях стоек применяется универсальный суппорт.

Суппорт может иметь фиксированное положение и может иметь поворотную систему в разных плоскостях. На площадке может быть предусмотрено различное крепление для узлов автомобиля, с которыми предстоит работать. Поворотные универсальные площадки дают большие возможности всей трансмиссионной стойке.

Для сброса давления гидравлические трансмиссионные стойки оснащаются специальным вентилем. Все стойки такого типа имеют специальный предохранительный клапан, срабатывающий, если вес поднимаемого блока или агрегата оказывается больше максимально возможного для данного трансмиссионного гидравлического домкрата.

Особенности применения гидравлических трансмиссионных стоек

Важными характеристиками этих подъемных систем является грузоподъемность, которая редко превышает 2 тонны. Это связано с  тем, что этой грузоподъемности хватает, чтобы справиться с любым по весу агрегатом в автомобиле.

Следующая характеристика – рабочий ход штока. Для грузовых автомобилей чаще всего применяются гидравлические стойки для снятия КПП с телескопическим рабочим штоком. У таких конструкций долее длинный рабочий ход штока, чем у стоек с одинарным штоком.

Еще одна важная характеристика – минимальная высота при полностью задвинутом штоке. Меньшая высота конструкции дает возможность свободно подкатить стойку под автомобиль, не используя для этого смотровую яму.

avtowithyou.ru

приспособление для соединения траверсы со стойкой крепления двигателя летательного аппарата - патент РФ 2413656

Изобретение относится к области авиастроения, более конкретно к приспособлению для соединения траверсы с жесткой конструкцией стойки крепления двигателя летательного аппарата и способу монтажа двигателя. Приспособление содержит осевую систему (32), установленную с возможностью скольжения в первом канале (38) металлического крепежного элемента (34) вдоль первой продольной оси в первом направлении из нормального выдвинутого положения в задвинутое положение, в котором она убирается в этот металлический крепежный элемент, и наоборот. Кроме того, приспособление дополнительно содержит средство (60) удлинения оси, установленное внутри осевой системы (32) и выполненное с возможностью перемещения параллельно продольной оси во втором направлении из нормального задвинутого положения в выдвинутое положение, в котором оно неподвижно соединено с осевой системой (32) и выступает из нее, и наоборот. Способ монтажа двигателя (6) летательного аппарата на жесткой конструкции (8) стойки (4) крепления двигателя заключается в том, что соединяют предварительно соединенную с двигателем при помощи тяг (26) траверсу (28) с предварительно установленным на жесткой конструкции (8) приспособлением (33). В процессе соединения последовательно осуществляют перемещение во втором направлении (46) средства (60) удлинения оси по отношению к осевой системе (32), занимающей свое задвинутое положение, таким образом, чтобы оно проходило через второй канал (68) в траверсе (28) до момента, когда оно займет свое выдвинутое положение. Далее приводят в движение средства (60) удлинения оси таким образом, чтобы вызвать перемещение осевой системы (32) через первый и второй каналы (38, 68) в ее нормальное выдвинутое положение. Технический результат заключается в упрощении монтажа двигателя на жесткой конструкции стойки крепления. 4 н. и 20 з.п. ф-лы, 12 ил.

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение в целом относится к стойкам крепления двигателя летательного аппарата, при этом каждая стойка предназначена для установки между крылом летательного аппарата и его соответствующим двигателем.

Изобретение может применяться для любого типа летательного аппарата, оборудованного турбореактивными или турбовинтовыми двигателями.

Стойка крепления двигателя позволяет осуществлять подвеску турбореактивного двигателя под крылом летательного аппарата или устанавливать этот турбореактивный двигатель над этим же крылом.

В частности, объектом настоящего изобретения являются приспособление, предназначенное для соединения траверсы устройства восприятия тяговых усилий с жесткой конструкцией стойки крепления этого двигателя, и устройство восприятия тяговых усилий, содержащее такое приспособление.

Также объектом настоящего изобретения является способ монтажа двигателя летательного аппарата на жесткой конструкции такой стойки крепления.

Уровень техники

Стойка крепления выполнена с возможностью образования промежуточного соединения между турбореактивным двигателем и крылом летательного аппарата. Она позволяет передавать на конструкцию этого летательного аппарата усилия от его турбореактивного двигателя, а также прокладывать топливные магистрали, электрические, гидравлические и пневматические системы между двигателем и летательным аппаратом.

Для обеспечения передачи усилий устройство крепления содержит жесткую конструкцию, например, «кессонного» типа, то есть конструкцию, образованную набором верхних и нижних лонжеронов и боковых панелей, соединенных между собой при помощи поперечных нервюр.

С другой стороны, устройство снабжено средствами крепления, установленными между двигателем и жесткой конструкцией, причем эти средства в основном содержат два узла подвески двигателя, а также устройство восприятия тяговых усилий, создаваемых турбореактивным двигателем.

В уровне техники такое устройство восприятия усилий содержит, например, две боковые тяги, соединенные с одной стороны с задней частью корпуса вентилятора турбореактивного двигателя и с другой стороны - с задним узлом подвески, закрепленном на центральном корпусе этого двигателя.

Точно так же устройство крепления содержит другой ряд узлов подвески, образующих монтажную систему, установленную между жесткой конструкцией и крылом летательного аппарата, причем эта система обычно состоит из двух или трех узлов подвески.

Наконец, стойка содержит вторичную конструкцию, обеспечивающую разделение и удержание систем, а также образующую опору для аэродинамических обтекателей.

Как было упомянуто выше, предлагавшиеся ранее решения обычно предусматривали соединение устройства восприятия тяговых усилий со средствами крепления заднего узла подвески.

Следовательно, траверсу устройства восприятия тяговых усилий, с которой шарнирно соединены задние концы двух боковых тяг восприятия усилий, устанавливают на корпусе заднего узла подвески двигателя до того, как двигатель поднимут к стойке крепления, и способ монтажа этого двигателя на жесткой конструкции этой стойки требует осуществления этапа монтажа переднего узла подвески, а также этапа монтажа заднего узла подвески, при этом не предусмотрено никакого этапа монтажа, связанного с устройством восприятия тяговых усилий.

Было установлено, что предпочтительно предусмотреть две отдельные точки подвески на жесткой конструкции, одну для заднего узла подвески двигателя и другую для устройства восприятия тяговых усилий. При такой конфигурации необходимо предусмотреть дополнительный этап соединения траверсы устройства восприятия усилий с жесткой конструкцией стойки.

Вместе с тем, этот этап является чрезвычайно сложным в осуществлении, учитывая, что подъем двигателя обычно производят вертикально и что осевая система, предназначенная для захождения в канал осевой системы траверсы, предварительно соединенной с двигателем, как правило, имеет наклон относительно вертикали, что, естественно, создает проблемы для взаимодействия этих двух элементов.

Раскрытие изобретения

Настоящее изобретение направлено на создание приспособления, выполненного с возможностью соединения траверсы устройства восприятия тяговых усилий, создаваемых двигателем летательного аппарата, с жесткой конструкцией стойки крепления этого двигателя, причем это приспособление имеет конструкцию, позволяющую облегчить этап соединения траверсы во время монтажа двигателя на жесткой конструкции стойки крепления.

Кроме того, настоящее изобретение предлагает устройство восприятия тяговых усилий, содержащее указанное приспособление, а также стойку крепления, оборудованную таким устройством восприятия усилий.

Также изобретением предлагается способ монтажа двигателя на жесткой конструкции такой стойки крепления.

В этой связи объектом настоящего изобретения является приспособление, предназначенное для соединения траверсы устройства восприятия тяговых усилий, создаваемых двигателем летательного аппарата, с жесткой конструкцией стойки крепления этого двигателя, при этом указанное приспособление содержит, с одной стороны, металлический крепежный элемент, предназначенный для неподвижного крепления на жесткой конструкции и содержащий первый канал для прохождения осевой системы вдоль первой продольной оси, и, с другой стороны, содержит осевую систему, проходящую через первый канал осевой системы. Согласно изобретению осевая система установлена с возможностью перемещения скольжением в первом канале вдоль первой продольной оси в первом направлении из нормального выдвинутого положения, в котором она выступает по отношению к металлическому крепежному элементу в достаточной степени, чтобы взаимодействовать с траверсой, до задвинутого положения, в котором она убирается в этот металлический крепежный элемент, и, наоборот, - во втором направлении из задвинутого положения в нормальное выдвинутое положение. Кроме того, приспособление дополнительно содержит средство удлинения оси, установленное внутри осевой системы и выполненное с возможностью перемещения параллельно первой продольной оси во втором направлении из нормального задвинутого положения, в котором оно убирается в осевую систему, в выдвинутое положение, в котором оно неподвижно соединено с осевой системой и выступает из нее, и, наоборот, - в первом направлении из выдвинутого положения в нормальное задвинутое положение.

Предпочтительно специальная конструкция приспособления в соответствии с настоящим изобретением позволяет осуществлять этап соединения траверсы с этим приспособлением, который является относительно простым в осуществлении, даже когда осевая система имеет наклон по отношению к вертикали и когда двигатель необходимо поднять вертикально в направлении стойки крепления. Действительно, установку двигателя в его конечное положение по отношению к стойке или в положение, близкое к конечному, производят без заклинивания между осевой системой и траверсой в момент перемещения двигателя во время его подъема, учитывая, что эта осевая система установлена с возможностью скольжения и может быть, перемещена в свое задвинутое положение, в котором она убирается внутрь металлического крепежного элемента приспособления.

Например, во время перемещения двигателя в его конечное положение по отношению к стойке крепления скользящую осевую систему можно постепенно перемещать из ее нормального выдвинутого положения в ее задвинутое положение за счет опоры на траверсу, соединенную с двигателем. Естественно, можно предусмотреть и другие решения, например приведение и удержание осевой системы в ее задвинутом положении до подъема двигателя.

После этого, когда двигатель пришел в свое конечное положение по отношению к стойке или в положение, близкое к конечному, средство удлинения оси можно раздвинуть и привести в его выдвинутое положение, в котором его незначительный диаметр по сравнению с диаметром канала, выполненного в траверсе, позволяет ему легко пройти через этот канал. Таким образом, средство удлинения оси, проходящее через канал осевой системы траверсы и предпочтительно выходящее за ее пределы, можно использовать как захватное средство, упорное средство и т.д., легко доступное для техника, при этом сообщаемое ему движение непосредственно передается на неподвижно соединенную с ним осевую систему.

Следовательно, достаточно, например, использовать соответствующий инструмент, обеспечивающий поступательное перемещение средства удлинения оси во втором направлении для обеспечения прохождения осевой системы через траверсу, пока она не зайдет в свое нормальное задвинутое положение. Средство удлинения оси может быть, в свою очередь, приведено в его нормальное задвинутое положение путем перемещения в первом направлении относительно осевой системы. Отмечается, что другая возможность, которая подробнее будет изложена ниже, состоит в том, чтобы средство удлинения выполняло функцию червячной передачи, чтобы обеспечивать перемещение осевой системы во втором направлении в ее нормальное выдвинутое положение.

Естественно, эта простота изложенного выше монтажа используется также во время демонтажа двигателя, когда осевую систему приводят в ее задвинутое положение при помощи средства удлинения оси до того, как произвести опускание двигателя, как правило, в вертикальном направлении.

Предпочтительно осевая система оборудована средствами упора, обеспечивающими блокировку поступательного движения осевой системы во втором направлении относительно металлического крепежного элемента, когда эта осевая система занимает свое нормальное выдвинутое положение. Кроме того, эти средства упора предпочтительно выполнены в виде заплечика на осевой системе.

Предпочтительно приспособление содержит средство направления осевой системы, неподвижно соединенное с металлическим крепежным элементом. Это направляющее средство может быть снабжено упором, выполненным с возможностью блокировки поступательного движения осевой системы в первом направлении относительно металлического крепежного элемента таким образом, чтобы она не могла выйти из соответствующего первого канала, когда ее перемещают в указанном первом направлении. Кроме того, направляющее средство может быть выполнено с возможностью блокировки вращения осевой системы вокруг первой продольной оси во время ее поступательного движения вдоль этой оси, что снижает опасность заклинивания осевой системы в ее соответствующем первом канале.

Предпочтительно средство удлинения оси является винтом, установленным на осевой системе и заходящим в эту осевую систему. В этом случае можно предусмотреть, чтобы этот винт был расположен вдоль первой продольной оси, то есть коаксиально с осевой системой, на которой он установлен. Естественно, можно предусмотреть и другие решения для выполнения этого средства удлинения оси, не выходя при этом за рамки настоящего изобретения.

Наконец, осевая система содержит концентричные внутреннюю и наружную оси, при этом указанные две оси неподвижно соединены друг с другом, при этом внутренняя ось выполнена полой для захождения в нее средства удлинения оси. Это дублирование оси, предназначенной для прохождения через траверсу, несет предохранительную функцию в случае поломки одной из осей.

Объектом настоящего изобретения является также устройство восприятия тяговых усилий, создаваемых двигателем летательного аппарата, при этом устройство предназначено для установки между двигателем и жесткой конструкцией стойки крепления этого двигателя и содержит следующие элементы:

- описанное выше приспособление;

- две боковые тяги восприятия тяговых усилий, каждая из которых содержит передний конец, предназначенный для соединения с двигателем, а также задний конец; и

- траверсу, на которой шарнирно установлены оба задних конца боковых тяг восприятия тяговых усилий, при этом через траверсу проходит второй канал осевой системы, выполненный вдоль второй продольной оси, совпадающей с первой продольной осью, при этом через указанный второй канал проходит осевая система приспособления.

Предпочтительно это устройство дополнительно содержит съемные средства блокировки поступательного движения осевой системы через первый и второй каналы в первом направлении. Эти съемные средства блокировки поступательного движения могут быть выполнены в виде гайки, завинчиваемой на осевой системе и опирающейся на траверсу.

Другим объектом настоящего изобретения является стойка крепления двигателя, предназначенная для установки между крылом летательного аппарата и двигателем, при этом стойка содержит жесткую конструкцию и средства крепления двигателя на жесткой конструкции, причем эти средства крепления содержат описанное выше устройство восприятия тяговых усилий, создаваемых двигателем.

Предпочтительно средства крепления дополнительно содержат передний узел подвески, закрепленный в первой точке жесткой конструкции, и задний узел подвески, закрепленный во второй точке жесткой конструкции, при этом устройство восприятия тяговых усилий закреплено на жесткой конструкции в третьей точке, отличной от первой и второй точек.

Тот факт, что устройство восприятия тяговых усилий соединено теперь непосредственно с жесткой конструкцией независимо от переднего и заднего узлов подвески, позволяет значительно ограничить взаимодействия между усилиями, проходящими через различные конструктивные элементы средств крепления и, в частности, между усилиями, проходящими через задний узел подвески двигателя и устройство восприятия усилий.

Предпочтительно, при такой конфигурации можно существенно оптимизировать конструкцию заднего узла подвески и устройства восприятия усилий и за счет этого избежать чрезмерного увеличения размеров.

Предпочтительно осевая система расположена под наклоном относительно вертикального направления стойки и предпочтительно направлена в заднюю сторону, удаляясь от жесткой конструкции.

Наконец, объектом настоящего изобретения является также способ монтажа двигателя летательного аппарата на жесткой конструкции описанной выше стойки крепления двигателя, при этом способ содержит этап соединения траверсы, предварительно соединенной с двигателем при помощи тяг, с приспособлением, предварительно установленным на жесткую конструкцию, при этом этап соединения содержит следующие последовательные операции:

- перемещение во втором направлении средства удлинения оси по отношению к осевой системе, занимающей свое задвинутое положение, таким образом, чтобы оно проходило через второй канал, выполненный на траверсе, до момента, когда оно займет свое выдвинутое положение; и

- приведение в движение средства удлинения оси таким образом, чтобы вызвать перемещение осевой системы через первый и второй каналы осевой системы в ее нормальное выдвинутое положение.

Разумеется, перед тем, как начать операцию перемещения во втором направлении средства удлинения оси по отношению к осевой системе, эту осевую систему приводят любым способом в ее задвинутое положение. Предпочтительно, перед этапом соединения траверсы осевую систему перемещают из ее нормального выдвинутого положения в ее задвинутое положение за счет опоры на траверсу во время перемещения двигателя в конечное положение относительно стойки крепления.

Предпочтительно этапу соединения траверсы предшествует этап монтажа переднего узла подвески двигателя, а также этап монтажа заднего узла подвески двигателя.

Кроме того, операцию приведения в движение средства удлинения оси таким образом, чтобы вызвать перемещение осевой системы через первый и второй каналы, осуществляют при помощи инструмента, который может опираться на противоположные точки соответственно на траверсе и на средстве удлинения оси, и поворачивают средство удлинения оси, которое может быть выполнено в виде винта, взаимодействующего с осевой системой. Таким образом, в этом предпочтительном варианте выполнения винт играет роль червячной передачи, и его вращение приводит к перемещению во втором направлении осевой системы по отношению к этому винту, который остается в одинаковом положении по отношению к траверсе в направлении первой продольной оси.

Естественно, операцию приведения в движение средства удлинения оси для перемещения осевой системы через первый и второй каналы можно осуществлять совсем по-другому, просто сообщая этому средству поступательное движение во втором направлении. Действительно, поскольку средство удлинения и осевая система неподвижно соединены друг с другом, когда средство занимает свое выдвинутое положение, приложенное к этому средству, поступательное движение напрямую передается на осевую систему.

Наконец, осуществление операции приведения в движение средства удлинения оси для перемещения осевой системы через первый и второй каналы можно предусмотреть при помощи направляющего кулачка, установленного на конец осевой системы.

Другие преимущества и отличительные признаки настоящего изобретения будут более очевидны из нижеследующего описания, представленного в качестве неограничивающего примера.

Краткое описание чертежей

На фиг.1 схематично показана силовая установка летательного аппарата, содержащая стойку крепления в соответствии с настоящим изобретением, вид сбоку;

на фиг.2 частично показано устройство восприятия тяговых усилий, входящее в состав стойки крепления, изображенной на фиг.1, вид в перспективе;

на фиг.3a-3d детально показано приспособление, входящее в состав устройства восприятия тяговых усилий, изображенного на фиг.2, при этом указанное приспособление выполнено с возможностью соединения траверсы устройства восприятия усилий с жесткой конструкцией стойки крепления;

на фиг.4 показано приспособление, изображенное на фиг.3a-3d, вид сверху;

на фиг.5 детально показано устройство восприятия тяговых усилий, изображенное на фиг.2, при этом указанное устройство содержит приспособление, изображенное на фиг.3a-3d, вид сбоку;

на фиг.6a-6d показаны различные операции этапа соединения траверсы с приспособлением, изображенным на фиг.3a-3d, причем этот этап осуществляют во время применения способа монтажа двигателя летательного аппарата на жесткой конструкции стойки крепления двигателя.

Осуществление изобретения

На фиг.1 показана силовая установка 1 летательного аппарата, предназначенная для крепления под крылом 2 этого летательного аппарата, показанным лишь схематично пунктирной линией, при этом установка 1 содержит стойку 4 крепления согласно предпочтительному варианту выполнения настоящего изобретения, а также двигатель 6, такой как турбореактивный двигатель, закрепленный на этой стойке 4.

В целом стойка 4 крепления содержит жесткую конструкцию 8 со средствами крепления двигателя 6, при этом средства крепления состоят из нескольких узлов 10, 12 подвески двигателя, а также устройство 14 восприятия тяговых усилий, создаваемых двигателем 6.

Силовую установку 1 закрывают гондолой (не показана), и стойка 4 крепления содержит другой ряд узлов 16 подвески, обеспечивающих подвеску этой силовой установки 1 под крылом 2 самолета.

В дальнейшем тексте описания позицией Х обозначено продольное направление устройства 4, соответствующее также продольному направлению турбореактивного двигателя 6, причем это направление Х параллельно продольной оси 5 этого турбореактивного двигателя 6. Позицией Y обозначено направление, поперечное продольной оси 5 двигателя 6. Позицией Z обозначено вертикальное направление или направление по высоте, причем эти три направления X, Y и Z образуют между собой прямые углы.

С другой стороны, термины «передний» и «задний» следует рассматривать по отношению к направлению движения летательного аппарата, осуществляемого под действием тяги, создаваемой турбореактивным двигателем 6, и это направление схематично показано стрелкой 7.

На фиг.1 показаны два узла 10, 12 подвески двигателя, ряд узлов 16 подвески, устройство 14 восприятия тяговых усилий и жесткая конструкция 8 устройства 4 крепления. Другие не показанные составные элементы этого устройства 4, такие как вторичная конструкция, обеспечивающая разделение и прокладку систем, а также крепление аэродинамических обтекателей, являются классическими элементами, идентичными или аналогичными элементам известных технических решений и известными специалистам, поэтому их подробное описание опускается.

Турбореактивный двигатель 6 содержит в передней части большеразмерный корпус 18 вентилятора, ограничивающий кольцевой канал 20 вентилятора, и центральный корпус 22 меньшего размера, содержащий газогенератор этого турбореактивного двигателя. Разумеется, корпусы 18 и 20 неподвижно соединены друг с другом.

Как показано на фиг.1, узлы 10, 12 подвески двигателя стойки крепления 4 выполнены в количестве двух и соответственно называются передним узлом подвески двигателя и задним узлом подвески двигателя.

В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения жесткая конструкция 8 представляет собой кессон, проходящий от передней части к задней части по существу в направлении X.

Кессон 8 имеет форму, аналогичную обычной форме, используемой в стойках крепления турбореактивных двигателей, в частности, он содержит поперечные нервюры (не показаны), каждая из которых выполнена в виде треугольника и соединяет передние и задние лонжероны, а также боковые панели.

Средства крепления в этом предпочтительном варианте выполнения прежде всего содержат передний узел 10 подвески двигателя, установленный между передним концом жесткой конструкции 8, называемым также пирамидой, и верхней частью корпуса 18 вентилятора. Передний узел 10 подвески двигателя, выполненный классически и известный специалистам, закреплен в первой точке Р1 жесткой конструкции 8. Следует отметить, что в рамках настоящего изобретения передний узел подвески может быть также установлен на центральном корпусе 22.

С другой стороны, задний узел 12 подвески двигателя, тоже выполненный классически и известный специалистам, установлен между жесткой конструкцией 8 и центральным корпусом 22 и закреплен во второй точке Р2 жесткой конструкции 8, находящейся дальше первой точки P1.

С другой стороны, схематично показанное устройство 14 восприятия тяговых усилий закреплено в третьей точке Р3 жесткой конструкции 8, при этом точка Р3 предпочтительно находится между двумя точками Р1 и Р2. В этой связи необходимо отметить, что три вышеуказанные точки предпочтительно расположены в вертикальной центральной плоскости (не показана) стойки крепления.

Кроме того, если смотреть сбоку, как показано на фиг.1, соотношение расстояний Р1Р3/Р1Р2 находится в диапазоне значений от 0,1 до 0,9, при этом основным условием является возможность свободного отсоединения траверсы устройства 14 восприятия тяговых усилий, которому не должны мешать два узла 10, 12 подвески.

В целом, устройство 14 восприятия усилий, которое подробно будет описано ниже, содержит две боковые тяги 26 восприятия тяговых усилий (на фиг.1 видна только одна тяга), при этом каждая из этих тяг содержит передний конец, соединенный с центральным корпусом 22, например, на или вблизи горизонтальной центральной плоскости турбореактивного двигателя 6.

На фиг.2 видно, что на уровне задней части этого устройства 14 восприятия усилий обе боковые тяги 26 содержат, каждая, задний конец, шарнирно соединенный с траверсой 28 при помощи осей 30, которые предпочтительно являются двойными осями.

Сама траверса 28 шарнирно установлена на приспособлении 33 устройства 14, при этом схематично показанное приспособление 33 является объектом настоящего изобретения и в основном содержит осевую систему 32, а также металлический крепежный элемент 34, неподвижно установленный на нижнем лонжероне 36 жесткой конструкции 8.

Далее со ссылками на фиг.3а следует описание приспособления 33 согласно предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения, и это приспособление 33 выполнено с возможностью соединения траверсы 28 (не показана) с жесткой конструкцией 8 стойки 4 крепления. На этой фиг.3а приспособление 33 показано в конфигурации, идентичной представленной ниже конфигурации, когда траверса установлена на осевой системе 32. В частности, осевая система 32 занимает положение, называемое нормальным выдвинутым положением, в котором она выступает вниз по отношению к металлическому крепежному элементу 34 в достаточной степени, чтобы взаимодействовать с траверсой 28.

На фиг.3а видно, что приспособление 33 содержит металлический крепежный элемент 34, неподвижно закрепленный на нижнем лонжероне 36, например, между двумя следующими друг за другом нервюрами (не показаны) жесткой конструкции 8, причем этот металлический крепежный элемент 34 выступает вниз по отношению к лонжерону 36 и содержит первый канал 38 осевой системы, выполненный вдоль первой продольной оси 40. Предпочтительно ось 40 находится в плоскости XZ и наклонена относительно оси Z, в направлении вниз от жесткой конструкции 8.

Естественно, что осевая система 32, проходящая через первый канал 38 осевой системы, имеет такой же наклон, что и наклон оси 40, и направлена вниз от жесткой конструкции 8. Кроме того, необходимо отметить, что между осевой системой 32 и первым каналом 38 можно установить расходную втулку 42 с фрикционным покрытием.

Одной из особенностей настоящего изобретения является то, что осевая система 32 установлена с возможностью скольжения в первом канале 38 таким образом, чтобы обеспечить ее перемещение вдоль первой продольной оси 40 в первом направлении 44 из нормального выдвинутого положения, показанного на фиг.3а, в так называемое задвинутое положение, в котором она убирается в металлический крепежный элемент 34 (фиг.3b), и, наоборот, во втором направлении 46, противоположном первому направлению, из задвинутого положения в нормальное выдвинутое положение.

Предпочтительно осевая система 32 содержит концентричные внутреннюю ось 48 и наружную ось 50, при этом обе оси 48, 50 неподвижно соединены друг с другом при помощи любых средств. В этом представленном предпочтительном варианте выполнения такое крепление между наружной осью 50, которую можно считать главной осью, и внутренней осью 48, которую можно считать предохранительной осью, реализуют посредством комбинации из упора и гайки 52, установленной на верхнем конце оси 48 и опирающейся на верхний конец оси 50. Вышеуказанный упор получается за счет наличия заплечиков 54, 56, выполненных соответственно на осях 48 и 50 таким образом, чтобы останавливать движение оси 48 в верхнем направлении относительно оси 50 во время завинчивания гайки 52. После этого осевая система 32 действительно становится компактным и цельным узлом, который может скользить в первом канале 38.

Осевая система 32 удерживается в своем нормальном выдвинутом положении, показанном на фиг.3а, при помощи средств упора, позволяющих блокировать ее поступательное перемещение во втором направлении 46 по отношению к металлическому крепежному элементу 34. Эти средства упора, входящие в состав осевой системы 32, предпочтительно выполнены в виде заплечика 58 на верхнем конце наружной оси 50, причем этот заплечик 58 взаимодействует с верхней опорной поверхностью 59 металлического крепежного элемента 34.

Вместе с тем, необходимо отметить, что приспособление 33 выполнено таким образом, чтобы обеспечивать поступательное перемещение системы 32 в первом направлении 44 по отношению к металлическому крепежному элементу 34, когда эта система занимает свое нормальное выдвинутое положение.

Другой особенностью настоящего изобретения является то, что приспособление 33 содержит средство 60 удлинения оси, установленное внутри на внутренней оси 48 осевой системы, при этом средство 60 выполнено с возможностью перемещения параллельно первой продольной оси 40 во втором направлении 46 из нормального задвинутого положения, которое показано на фиг.3а и в котором оно убирается во внутреннюю ось 48, в выдвинутое положение, в котором оно неподвижно соединено с осевой системой 32 и выступает из нее, и, наоборот, в первом направлении 44 из выдвинутого положения в нормальное задвинутое положение. Как будет подробнее пояснено ниже, поворачиваясь вокруг своей оси, средство 60 легко проходит через канал, выполненный в траверсе, когда осевая система 32 занимает свое задвинутое положение. Таким образом, средство 60 удлинения оси, проходящее через канал осевой системы траверсы и предпочтительно выходящее за ее пределы, может выполнять роль захватного средства, упорного средства и т.д., легко доступного для техника, при этом сообщаемое ему движение легко передается на неподвижно соединенную с ним осевую систему 32. Следовательно, в этом случае осевую систему 32 можно легко завести в канал осевой системы траверсы посредством поворота средства 60.

Для установки средства 60 удлинения оси во внутреннюю ось 48 последняя имеет полую форму. С другой стороны, в предпочтительном случае, когда средство 60 выполнено в виде простого винта, внутренняя ось 48 должна иметь резьбу, предназначенную для взаимодействия с этим винтом.

Соотношение между диаметром средства 60 (винта), предпочтительно расположенного вдоль первой продольной оси 40, и диаметром осевой системы 32, идентичным диаметру наружной оси 50, предпочтительно находится в пределах от 0,2 до 0,8.

Далее, как показано на фиг.3а и 4, приспособление 33 содержит средство 62 направления осевой системы 32, которое неподвижно соединено с металлическим крепежным элементом 34. В частности, это направляющее средство 62 выполнено в виде стержня/стойки, смещенной относительно продольной оси 40 и выполненной параллельно этой оси. Оно выступает в первом направлении 44 от верхнего участка металлического крепежного элемента 34 и проходит через отверстие, выполненное в пластине 64, неподвижно соединенной с осевой системой 32 и, например, выполненной между гайкой 52 и наружной осью 50.

Следовательно, во время приведения в движение осевой системы 32 взаимодействие с небольшим зазором между отверстием пластины 64 и направляющим средством 62 не только обеспечивает поступательное движение осевой системы 32 в направлении оси 40 относительно металлического крепежного элемента 34, но и в первую очередь блокирует вращение осевой системы 32 вокруг этой же первой продольной оси 40. Предпочтительно это снижает опасность блокировки осевой системы 32 в ее соответствующем первом канале 38.

Кроме того, направляющее средство 62, находящееся внутри жесткого кессона, содержит упор 66, выполненный с возможностью блокировки осевой системы в поступательном движении в первом направлении 44 относительно металлического крепежного элемента 34. Этот упор 66 выполнен на уровне верхнего конца стержня в таком месте, чтобы помешать системе 32 полностью выйти из первого канала 38.

На фиг.3b приспособление 33 показано в другой конфигурации, называемой «конфигурацией II» в отличие от конфигурации, показанной на фиг.3а, соответствующей нормальной конфигурации покоя, называемой «конфигурацией I», в которой осевая система 32 была перемещена в первом направлении 44, заняв свое задвинутое положение, в котором она убирается в металлический крепежный элемент 34, при этом средство 60 удлинения оси по-прежнему занимает свое нормальное задвинутое положение, в котором оно убирается в осевую систему 32. Предпочтительно, осевая система 32 не выступает из металлического крепежного элемента 34. Кроме того, эта конфигурация может сохраняться путем блокировки каким-либо способом скользящей осевой системы 32 по отношению к металлическому крепежному элементу 34 во втором направлении.

На фиг.3с приспособление 33 показано еще в одной конфигурации, называемой «конфигурацией III», в которой осевая система 32 по-прежнему занимает свое задвинутое положение, удерживаемое каким-либо средством, тогда как средство 60 удлинения оси переместилось вдоль оси 40 во втором направлении 46, заняв свое выдвинутое положение, в котором оно неподвижно соединено с осевой системой 32 и выступает из нее вниз. Естественно, перемещение средства 60 удлинения оси во втором направлении 46 происходит за счет вывинчивания винта. Кроме того, взаимодействие между резьбой этого винта и резьбой внутренней оси 48 одновременно обеспечивает удержание винта в его выдвинутом положении, а также неподвижное соединение между этим средством 60 удлинения оси и осевой системой 32.

Наконец, на фиг.3d показана еще одна конфигурация, называемая «конфигурацией IV», в которой осевая система 32 вернулась в свое нормальное выдвинутое положение, удерживаемое за счет контакта между заплечиком 58 оси 50 и поверхностью 59, тогда как средство 60 удлинения оси по-прежнему занимает свое выдвинутое положение.

Все эти конфигурации предназначены для последовательного применения к приспособлению 33 во время осуществления монтажа двигателя летательного аппарата на жесткой конструкции стойки крепления двигателя, и подробное описание этого способа будет представлено ниже.

На фиг.5 детально показано устройство 14 восприятия тяговых усилий, содержащее описанное выше приспособление 33, при этом устройство 14 показано в полностью смонтированной конфигурации, идентичной конфигурации I, в которой траверса 28 взаимодействует с осевой системой 32.

Как было указано выше, устройство 14 восприятия усилий содержит не только приспособление 33, но также две боковые тяги 26 восприятия тяговых усилий, каждая из которых содержит передний конец, соединенный с двигателем, и задний конец, соединенный с траверсой 28, содержащей второй канал 68 осевой системы. Этот второй канал 68 выполнен вдоль второй продольной оси 40, которая совпадает с первой продольной осью 40, когда устройство 14 находится в своей полностью собранной конфигурации, показанной на фиг.5. Кроме того, через второй канал 68, естественно, проходит осевая система 32 приспособления 33, и в данном случае тоже можно предусмотреть расходную втулку 71 с фрикционным покрытием между осевой системой 32 и вторым каналом 68.

Устройство 14 дополнительно содержит съемные средства 72 блокировки поступательного движения осевой системы через первый и второй каналы 38, 68 в первом направлении 44. Естественно, что эти средства 72 устанавливают на осевую систему 32 только после того, как она прошла через второй канал 68, для завершения монтажа устройства 14.

Предпочтительно съемные средства блокировки поступательного движения выполнены в виде гайки 72, завинчиваемой на нижнем конце наружной оси 50 и опирающейся на нижнюю опорную поверхность 74 траверсы 28. Таким образом, после завершения монтажа устройства 14 восприятия усилий осевая система 32 блокируется в поступательном движении вдоль оси 40 в двух направлениях 44, 46 соответственно за счет взаимодействия заплечика 58 и поверхности 59 и за счет взаимодействия гайки 72 и поверхности 74. Разумеется, эта блокировка происходит, когда траверса 28 опирается на металлический крепежный элемент 34, содержащий осевую систему 32, но не обязательно входит с последней в контакт.

Далее, со ссылками на фиг.6a-6d схематично показаны различные операции этапа соединения траверсы 28 с приспособлением 33, причем этот этап осуществляют во время монтажа двигателя летательного аппарата на жесткой конструкции стойки крепления двигателя.

Предпочтительно, во время осуществления такого способа сначала траверсу 28 соединяют с двигателем 6, тогда как приспособление 33 предварительно устанавливают на жесткой конструкции 8 в положении ожидания в конфигурации I.

В этом случае предпочтительно способ классически начинают с вертикального подъема двигателя 6 в направлении стойки 4 при помощи известных средств до момента, когда двигатель займет свое конечное положение по отношению к стойке или положение, близкое к конечному.

В определенный момент вертикального перемещения двигателя 6 в его конечное положение нижний конец осевой системы 32 приспособления 33 опирается на траверсу 28, следуя движению двигателя. Для этого перед подъемом на нижний конец системы 32 можно установить направляющий кулачок 78, показанный на фиг.6а, таким образом, чтобы этот кулачок 78 совпал со вторым каналом 68, в который он может заходить. Таким образом, опорное положение кулачка 78 на верхнюю часть второго канала 68, в который он частично заходит, свидетельствует о том, что система 32 переместилась в первом направлении 44 во время завершения подъема двигателя. Следовательно, система 32 переместилась автоматически из своего нормального выдвинутого положения в свое задвинутое положение во время вертикального перемещения двигателя за счет простой опоры на движущуюся траверсу 28.

В момент, когда двигатель занимает свое конечное или близкое к конечному положение, приспособление 33 удерживается в своей конфигурации II траверсой 28, что показано на фиг.6а.

После этого предпочтительно осуществляют монтаж переднего узла 10 подвески двигателя, а также монтаж заднего узла 12 подвески двигателя на стойке крепления известным специалистам способом.

Этап соединения траверсы 28 начинается, когда осевая система 32 занимает свою конфигурацию II, показанную на фиг.3b и 6а.

Начиная с этого момента, первая операция состоит в перемещении во втором направлении 44 средства 60 удлинения оси относительно осевой системы 32, занимающей свое задвинутое положение, таким образом, чтобы он прошел через второй канал 68 и занял свое выдвинутое положение, как показано на фиг.6b. В этом случае приспособление 33 находится в своей конфигурации III, в которой средство 60 удлинения далеко выступает из траверсы 28 в нижнем направлении. Естественно, этот переход в выдвинутое положение осуществляют простым вывинчиванием средства 60 удлинения оси (винта), что не предполагает никакого перемещения осевой системы 32, которая остается и удерживается в своем задвинутом положении.

После этого приводят в движение средства 60 удлинения оси таким образом, чтобы произвести перемещение осевой системы 32 во втором направлении 46 через первый и второй каналы 38, 68. Эту операцию приведения в движение, схематично показанную на фиг.6с и 6d, осуществляют, например, при помощи инструмента, опирающегося в противоположных точках соответственно на траверсу 28 и на средство 60 удлинения оси, такого как «колокол». Действительно, как только этот колокол 80 устанавливают вышеуказанным образом, достаточно привести во вращение средство 60 удлинения оси (винт), выполняющее роль червячной передачи, чтобы произвести перемещение во втором направлении 46 внутренней оси 48 и, следовательно, всей осевой системы 32, что схематично показано на фиг.6d. Во время этого вращения средство 60 удлинения (винт) поворачивается, оставаясь в одинаковом положении по отношению к траверсе 28 вдоль оси 40 и постепенно заходя в осевую систему 32, перемещая ее во втором направлении.

Наконец, в случае необходимости, осуществляют операцию перемещения в том же первом направлении 44 средства 60 удлинения оси по отношению к осевой системе 32, занимающей свое нормальное выдвинутое положение, таким образом, чтобы привести средство в его нормальное задвинутое положение. Разумеется, эту операцию производят после того, как снимут колокол 80, и только если вращение средства 60 удлинения (винта) во время предыдущей операции еще не привело к его перемещению в нормальное задвинутое положение.

Наконец, после снятия направляющего кулачка съемные средства 72 блокировки поступательного движения соединяют с осевой системой 32, что позволяет полностью завершить монтаж двигателя на соответствующей стойке крепления, как показано на фиг.5.

Разумеется, специалист может вносить различные изменения в конструкцию стойки 4 крепления и в устройство 14 восприятия тяговых усилий, в приспособление 33 и в способ монтажа, описанные выше в качестве неограничивающих примеров. В этой связи следует заметить, что изобретение было описано относительно подвески двигателя под крылом летательного аппарата, однако его можно также применять и в случае установки двигателя над крылом летательного аппарата.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Приспособление (33) для соединения траверсы (28) устройства восприятия создаваемых двигателем (6) летательного аппарата тяговых усилий, с жесткой конструкцией (8) стойки (4) крепления этого двигателя, содержащее металлический крепежный элемент (34) для неподвижного его закрепления на указанной жесткой конструкции (8), через который вдоль первой продольной оси (40) проходит первый канал (38), и осевую систему (32), проходящую через указанный первый канал (38), отличающееся тем, что осевая система (32) установлена с возможностью скольжения в первом канале (38) вдоль первой продольной оси как в первом направлении (44) из нормального выдвинутого положения, в котором она выступает по отношению к указанному металлическому крепежному элементу (34) в достаточной степени, чтобы взаимодействовать с траверсой (28), в задвинутое положение, в котором она убирается в этот металлический крепежный элемент, так и во втором направлении (46) из указанного задвинутого положения в указанное нормальное выдвинутое положение, при этом приспособление дополнительно содержит средство (60) удлинения оси, установленное внутри осевой системы (32) и выполненное с возможностью перемещения параллельно указанной первой продольной оси как в указанном втором направлении (46) из нормального задвинутого положения, в котором оно убрано в осевую систему (32), в выдвинутое положение, в котором оно неподвижно соединено с осевой системой (32) и выступает из нее, так и в указанном первом направлении (44) из выдвинутого положения в нормальное задвинутое положение.

2. Приспособление (33) по п.1, отличающееся тем, что осевая система (32) снабжена средствами (58) упора, выполненными с возможностью блокировки поступательного движения осевой системы (32) во втором направлении (46) относительно металлического крепежного элемента (34), когда осевая система (32) занимает свое нормальное выдвинутое положение.

3. Приспособление (33) по п.2, отличающееся тем, что средства упора выполнены в виде заплечика (58) на осевой системе (32).

4. Приспособление (33) по п.1, отличающееся тем, что содержит средство (62) направления осевой системы (32), неподвижно соединенное с металлическим крепежным элементом (34).

5. Приспособление (33) по п.4, отличающееся тем, что средство (62) направления осевой системы содержит упор (66), выполненный с возможностью блокировки поступательного движения осевой системы (32) в первом направлении (44) относительно металлического крепежного элемента (34).

6. Приспособление (33) по любому из пп.4 или 5, отличающееся тем, что средство (62) направления осевой системы выполнено с возможностью блокировки вращения осевой системы (32) вокруг первой продольной оси (40) во время ее поступательного движения вдоль этой оси.

7. Приспособление (33) по п.1, отличающееся тем, что средство удлинения оси выполнено в виде винта (60), установленного на осевой системе (32) и заходящего в нее.

8. Приспособление (33) по п.7, отличающееся тем, что указанный винт (60) расположен вдоль первой продольной оси (40).

9. Приспособление (33) по п.1, отличающееся тем, что осевая система (32) содержит две неподвижно соединенные друг с другом концентричные внутреннюю (48) и наружную (50) оси, при этом внутренняя ось (48) выполнена полой для захождения в нее указанного средства (60) удлинения оси.

10. Устройство (14) восприятия создаваемых двигателем летательного аппарата тяговых усилий, предназначенное для установки между указанным двигателем (6) и жесткой конструкцией (8) стойки (4) крепления этого двигателя, содержащее приспособление (33) по любому из предыдущих пунктов; две боковые тяги (26) восприятия тяговых усилий, каждая из которых содержит передний конец для соединения с указанным двигателем и задний конец; и траверсу (28), на которой шарнирно установлены оба задних конца боковых тяг (26) восприятия тяговых усилий, при этом через траверсу проходит второй канал (68) осевой системы, выполненный вдоль второй продольной оси (70), совпадающей с указанной первой продольной осью (40), причем через указанный второй канал (68) проходит осевая система (32) приспособления.

11. Устройство (14) по п.10, отличающееся тем, что содержит съемные средства (72) блокировки поступательного движения осевой системы (32) в первом направлении (44) через первый и второй каналы (38, 40).

12. Устройство (14) по п.11, отличающееся тем, что съемные средства блокировки поступательного движения осевой системы выполнены в виде гайки (72), завинченной на осевой системе (32) и опирающейся на траверсу (28).

13. Стойка (4) крепления двигателя (6), предназначенная для установки между крылом (2) летательного аппарата и двигателем (6), содержащая жесткую конструкцию (8), средства крепления на ней двигателя (6) и устройство (14) восприятия создаваемых двигателем тяговых усилий по любому из пп.10-12.

14. Стойка (4) крепления по п.13, отличающаяся тем, что средства крепления дополнительно содержат передний узел (10) подвески, закрепленный в первой точке (Р1) жесткой конструкции (8), и задний узел (12) подвески, закрепленный во второй точке (Р2) жесткой конструкции (8), при этом устройство (14) восприятия тяговых усилий закреплено на указанной жесткой конструкции (8) в третьей точке (Р3), отличной от указанных первой и второй точек (P1, Р2).

15. Стойка (4) крепления по любому из пп. 13 или 14, отличающаяся тем, что осевая система (32) расположена под наклоном относительно вертикального направления (Z) указанной стойки (4).

16. Стойка (4) крепления по п.15, отличающаяся тем, что осевая система (32) наклонена в заднюю сторону, удаляясь от жесткой конструкции (8).

17. Способ монтажа двигателя (6) летательного аппарата на жесткой конструкции (8) стойки (4) крепления двигателя по любому из пп.13-16, характеризующийся тем, что соединяют предварительно соединенную с двигателем при помощи тяг (26) траверсу (28) с предварительно установленным на указанную жесткую конструкцию (8) приспособлением (33), при этом в процессе соединения последовательно осуществляют перемещение во втором направлении (46) средства (60) удлинения оси по отношению к осевой системе (32), занимающей свое задвинутое положение, таким образом, чтобы оно проходило через второй канал (68) в траверсе (28) до момента, когда оно займет свое выдвинутое положение, и приведение в движение средства (60) удлинения оси таким образом, чтобы вызвать перемещение осевой системы (32) через указанные первый и второй каналы (38, 68) в ее нормальное выдвинутое положение.

18. Способ монтажа по п.17, характеризующийся тем, что перед указанным соединением траверсы (28) осевую систему (32) перемещают из ее нормального выдвинутого положения в ее задвинутое положение за счет опоры на указанную траверсу (28) во время перемещения двигателя в конечное положение относительно стойки крепления.

19. Способ монтажа по любому из пп.17 или 18, характеризующийся тем, что перед соединением указанной траверсы (28) осуществляют монтаж переднего (10) и заднего (12) узлов подвески двигателя.

20. Способ монтажа по любому из пп.17 или 18, характеризующийся тем, что приведение в движение органа (60) удлинения оси для перемещения осевой системы (32) через первый и второй каналы (38, 68) осуществляют при помощи инструмента (80), который имеет возможность опирания на противоположные точки на траверсе (28) и на средстве (60) удлинения оси соответственно, и поворачивают средство (60) удлинения оси, выполненное в виде винта, взаимодействующего с осевой системой (32).

21. Способ монтажа по п.19, характеризующийся тем, что приведение в движение органа (60) удлинения оси для перемещения осевой системы (32) через первый и второй каналы (38, 68) осуществляют при помощи инструмента (80), который имеет возможность опирания на противоположные точки на траверсе (28) и на средстве (60) удлинения оси соответственно, и поворачивают средство (60) удлинения оси, выполненное в виде винта, взаимодействующего с осевой системой (32).

22. Способ монтажа по любому из пп.17, 18, 21, характеризующийся тем, что приведение в движение средства (60) удлинения оси для перемещения осевой системы (32) через первый и второй каналы (38, 68) осуществляют при помощи направляющего кулачка (78), установленного на конце осевой системы (32).

23. Способ монтажа по п.19, характеризующийся тем, что приведение в движение средства (60) удлинения оси для перемещения осевой системы (32) через первый и второй каналы (38, 68) осуществляют при помощи направляющего кулачка (78), установленного на конце осевой системы (32).

24. Способ монтажа по п.20, характеризующийся тем, что приведение в движение средства (60) удлинения оси для перемещения осевой системы (32) через первый и второй каналы (38, 68) осуществляют при помощи направляющего кулачка (78), установленного на конце осевой системы (32).

www.freepatent.ru

Подвеска спортивного автомобиля. Часть #1: теория

Начиная рассказ про подвеску спортивного автомобиля, особое внимание нужно уделить амортизаторам.

У всех на слуху такие фирмы, как Reiger, Ohlins, Proflex, EXE-TC, KW, TEIN, KONI, AST и другие. Часть производителей специализируются на ралли, часть на кольце. Кто-то делает подвески для тюнинга. Есть и менее известные производители как с простыми, так и с очень сложными и дорогими продуктами.

У всех достойных производителей самым сложным элементом подвески является амортизатор, именно он либо позволяет быстро ехать, либо нет.

В чем состоит задача амортизатора? В способности гасить колебания кузова автомобиля при движении по различным покрытиям. Если амортизатор не справляется – машина слишком раскачивается. Если амортизатор слишком жесткий – машина «подпрыгивает». Но это слишком просто. На самом деле, амортизатор должен по-разному работать в разных условиях, обеспечивая постоянство контакта колеса с дорогой и не передавая излишние колебания на кузов.

В обычных автомобилях сейчас широко используются двухтрубные газо-масляные амортизаторы. Они компактны, просты в изготовлении и служат достаточно долго. Из минусов можно отметить то, что газ смешан с маслом, при активной работе идет нагрев и появляются пузыри. Все это ухудшает стабильность работы.

Спортивный амортизатор, во-первых, должен позволять быстро ехать. Во-вторых, он должен быть надежным. Поэтому «размер не имеет значения». Спортивный амортизатор больше.

Вот пример того, как работает раллийная подвеска. Короткий кусочек видео.

Если кто бывал на гонке «Южный Урал», тот знает, насколько это покрытие требовательное. Нам удавалось несколько лет там выигрывать и занимать призовые места, в том числе благодаря правильно сконструированной и настроенной подвеске.

В спортивном амортизаторе гораздо больший объем масла, поэтому он более громоздкий и имеет выносную камеру, резервуар. Наличие выносного резервуара позволяет увеличить рабочий ход амортизатора, т.к. газ и разделительный поршень не находятся на оси движения штока амортизатора. Иногда выносной резервуар выполнен на гидравлическом шланге. В этом случае резервуар крепится где-то в подкапотном пространстве или в багажнике автомобиля. Некоторые амортизаторы выполнены с резервуаром, жестко закреплённым к корпусу в нижней части (рюкзачного типа). Все зависит от конструкции и компоновки. В любом случае суть одна. Больший объем масла внутри – большая стойкость к продолжительным нагрузкам с разной амплитудой и как следствие, меньший нагрев. Большая стойкость, в данном случае – отсутствие эффекта вспенивания масла и потери рабочих характеристик. Гонка может быть и в пустыне, где температура на улице плюс 40-50 градусов.

Также в выносном резервуаре имеется отсек для закачки инертного газа (как правило, азота), который имеет низкий коэффициент расширения при нагреве, что обеспечивает практически одинаковую характеристику газового подпора во всем диапазоне работы.

Часто спортивная подвеска выполнена «перевернутой», а именно шток амортизатора «спрятан» внутри стойки, т.е. находится внизу. Из явных плюсов:

  • на шток нет изгибающих нагрузок;
  • на шток нет внешнего механического воздействия, т.к. не летят камни, пыль, влага.

То есть, когда вы смотрите через витки пружины и видите полированную трубу большого диаметра – это только корпус амортизатора, который по тефлоновым направляющим скользит в корпусе стойки.

Работа амортизатора обычного автомобиля осуществляется практически по линейным зависимостям, а именно, чем выше колебания в подвеске, тем выше сопротивление перемещению поршня. Но любой гражданский амортизатор имеет ограничение по работе гидравлики, и при скоростях перемещения поршня около 2 м/c амортизатор «пробивает», гидравлика не справляется.

Спортивный амортизатор рассчитан на гораздо большие нагрузки. К тому же есть принципиальная разница в базовом алгоритме работы амортизаторов на скользких (гравий, грунт, снег) и твердых (асфальт, особенно кольцевой) покрытиях.

В ралли автомобиль постоянно скользит и задача подвески – обеспечить максимально возможный контакт всех колес с поверхностью дороги в скольжении.

В кольце автомобиль движется без явных скольжений, на пределе сцепления шины с полотном, и в этих условиях важно максимально нагрузить опорное колесо, перемещая на него вес.

В гражданском же автомобиле задача сделать езду предельно комфортной, максимально уменьшив колебания кузова.

На рисунке ниже схематически показаны алгоритмы работы подвески (пружина и амортизатор) на гражданском, раллийном и кольцевом автомобиле.Эскиз графика создан исключительно для наиболее наглядной иллюстрации различных процессов, это не результаты замеров на стенде конкретных амортизаторов.

Здесь хочу остановиться подробнее и разобрать работу каждого типа подвески в различных условиях для разных характеристик.

Сжатие – способность подвески сжиматься при внешнем воздействие на колесо. Обратите внимание, насколько абсолютные величины по сопротивлению сжатию для кольцевого автомобиля больше, чем для раллийного, при скорости штока до 1 м/c. Это важно для понимания анализа ниже.

Диапазон 1 (см. рисунок) – «Low speed» или низкая скорость перемещения штока поршня. Пусть это будут скорости от 0 до 0,25 м/c. На практике это движение по ровной дороге или вход в поворот.

Кольцевой автомобиль должен быть пропорционально жестким в этом режиме. Вся энергия должна уходить в разгон или поддержание скорости, а не теряться на «отработку» раскачки. Если на входе в поворот подвеска мягкая на сжатие, то выберется весь ход амортизатора (который достаточно короткий) и машину «сорвет».

Раллийный автомобиль здесь должен быть гораздо мягче кольцевого, и сопротивление на сжатие должно быть небольшим для обеспечения максимального пятна контакта колес с дорогой и постоянного плавного перераспределения веса. Если на входе в поворот подвеска будет сильно сопротивляться приходу веса на колесо, то автомобиль «сорвет», а не «загрузит».

Диапазон 2а – «Medium Speed», скорость перемещения штока поршня от 0,25 до 1 м/c.

Для кольцевого автомобиля задача – уменьшить сопротивление сжатию, т.к. любая неровность может начать его подбрасывать и разбалансировать. Конструктивно усилие уменьшить практически невозможно (только сложной системой клапанов с электронным управлением), поэтому сопротивление сжатию стараются сохранить хотя бы на постоянном уровне.

На неровной дороге сопротивление сжатию для раллийного автомобиля растет пропорционально самим неровностям, но график пока не резкий.

Диапазон 2b – «Medium Speed», скорость перемещения штока поршня от 1 до 1,5 м/c.

Волны, подбросы и поребрики – враги кольцевого автомобиля. Характеристику в этом диапазоне стараются также сохранить ровной.

В ралли кочки и волны на траектории это норма. Сопротивление сжатию (усилие демпфирования) увеличивается достаточно сильно и пропорционально. Чем больше кочка или подброс, тем лучше подвеска должна сопротивляться перемещению колеса в арку.

Диапазон 3 – «High Speed», скорость перемещения штока поршня от 1,5 м/c и выше.

Малоактуально для кольца, разве что в случае внезапного наезда на высокий поребрик.

А вот тут начинается то, за что все любят ралли: полеты и трамплины! На некоторых спецучастках автомобиль проводит в воздухе не меньше времени, чем на земле. Усилие на шток поршня при приземлении очень большое, соответственно скорость перемещения резко растет – как видно на рисунке – кривая сжатия имеет резкий рост. При приземлении подвеску не должно «пробить», раллийный автомобиль должен «прилипать» к дороге. Этот эффект достигается и за счет правильной характеристики сжатия.

Отбой – способность подвески выталкивать колесо при потере пятна контакта. Это может быть как отрыв колеса при прыжке, так и наезд на яму. Отбой также вступает в работу, когда колесо сначала на кочке ушло в арку. Его тоже нужно вытолкнуть, вернув на землю и обеспечив контакт.

Вообще, настройка отбоя это всегда компромисс, тема неоднозначная. Если сопротивление отбою настроено слишком мягко, то возникает раскачка автомобиля, т.к. колесо слишком энергично выталкивается. Если сопротивление отбою слишком велико, колесо «подвисает» и не возвращается на землю. А дальше может возникнуть эффект «сбора» подвески, когда сопротивление отбою значительно превышает динамическую характеристику пружины и подвеска перестает отрабатывать.

В кольце сопротивление отбою масштабно всегда выше, т.к. используются более жесткие пружины.

Диапазон 1 – «Low Speed», скорость перемещения штока поршня от 0 до 0,25 м/c.

При движении по относительно ровной дороге (кольцо) задача отбоя «успокоить» колесо при наличии жесткой пружины, поэтому величина сопротивлению отбоя очень высокая при практически нулевой скорости хода штока. То есть пружина всегда стремится вытолкнуть колесо, гидравлика удерживает, компенсируя жесткость.

В ралли характеристика похожа, но диапазон сдвинут пропорционально мягкости пружины.

Диапазон 2 – «Medium Speed», скорость перемещения штока поршня от 0,25 до 1,5 м/c.

Идеология базово одинакова. При движении по неровностям, волнам и кочкам пружина стремится вытолкнуть колесо и неподрессоренную массу для возврата в пятно контакта, сопротивление отбою не должно мешать ей это сделать, поэтому по графику характеристика практически не растет. Разве что в ралли сопротивление увеличивается в абсолютном значении при больших неровностях.

В диапазоне быстрых скоростей тенденция такая же.

Как все просто в теории и как сложно порой настроить автомобиль!

Но это еще не все. Помимо трех характеристик (отбой, медленное сжатие, быстрое сжатие), которые мы можем самостоятельно регулировать в достаточно широком диапазоне, подбирая настройки под ту или иную трассу и погодные условия, у продвинутых спортивных амортизаторов бывают еще две системы с регулировками: быстрый отбой (fast rebound) и гидробуфер (сжатие).

На чертеже видно, что при нормальном режиме работы амортизатора (движение по дороге) работает калиброванный канал. Именно он определяет работу амортизатора на отбой. Вращая регулировку на штоке сверху между тестовыми заездами можно изменять проходное сечение, перемещая конус вверх или вниз. Тем самым подбирается наилучшее постоянно проходное сечение, что гарантирует наилучшую работу подвески по отбою на конкретной дороге в данных условиях.

Если же автомобиль прыгает, и особенно если прыжок высокий, но короткий по времени, то за время полета колесо не успевает полностью выйти из арки (не выбран весь ход отбоя) и приземление получается очень жёстким, потому что именно на такое же расстояние будет сжиматься подвеска при приземлении.

Но есть ноу хау. При резком перемещении штока поршня открывается канал большего сечения, вся жидкость моментально получает свободу движения из одной полости в другую и колеса как бы «выпадают» сами под силой тяжести (работа системы на рисунке усилия демпфирования показана черными линиями).

Пересмотрите на видео как прыгает машина WRC – колеса именно «выпадают»! Захватывающе выглядит!

Машина без проблем продолжает ускорение, поскольку полный ход сжатия амортизатора дает возможность «отработать» приземление.

Стоит хоть раз попробовать проехать с такой подвеской, ощущения изнутри непередаваемые. Кажется, ты совсем не прыгаешь, а когда тебе показывают фото, ты не веришь своим глазам – ты летишь и достаточно высоко.

Вы сталкивались с тем, что подвеска пробивается при слишком жестком приземлении или наезде на препятствие? Каким бы большим не был ход сжатия, порой его недостаточно. Инженеры придумали систему, которая называется гидробуфер. Это дополнительный гидравлический демпфирующий элемент, состоящий из клапана и поршня и установленный ближе к концу хода сжатия. При высокой скорости движения штока, когда на ход сжатия остается от 30 до 60 мм, он включается в работу и сопротивление сжатию резко возрастает, тем самым шансы пробить подвеску, получить жесткий подброс автомобиля при наезде на препятствие или пробить колесо сильно уменьшаются.

Исполнение такого элемента может быть разным, но цель у всех одна. У TEIN она называется “H.B.S. – Hydraulic Bump Stopper”, у Reiger – “Double Piston”. Нужная и полезная опция для современного спортивного автомобиля.

Статическая функция пружины – поддержание высоты кузова автомобиля относительно дороги, динамическая – обеспечение плавности его перемещения при движении. В принципе, все просто. Упругий элемент подвески, в профессиональной терминологии – витая цилиндрическая пружина сжатия.

Не буду вдаваться сильно в подробности на тему пружин, т.к. все можно прочитать в интернете. Выделю только самое необходимое.

Обычно используется пружина постоянной жесткости, реже с переменным витком.

Тенденция последних десятилетий в автомобильном спорте – это более мягкая пружина, т.к. инженеры далеко продвинулись в разработках гидравлики амортизаторов и теперь могут добиваться энергоемкости именно амортизатором, а не пружиной.

В кольце обычно используют пружины жесткостью 70-150 Н/мм, в ралли 25-50 Н/мм на гравии и 50-90 Н/мм на асфальте. Конечно, это не догма, пружины могут быть и другой жесткости.

Я раньше и сам считал, что маленький подпружинник в подвеске служит для улучшения ее работы в строго определенном диапазоне. На самом деле его первая задача – это не давать «вывешиваться» основной пружине при максимальном ходе отбоя, что особенно актуально для асфальтовых настроек, когда машина низкая. Часто конструктивно невозможно разместить основную пружину нужной длины, не задирая автомобиль, и рабочий ход подвески получается больше рабочего хода пружины. Подпружинник обычно мягче пружины в несколько раз и не должен влиять на работу стойки. В статическом состоянии он полностью сжат.

Служит для минимизации кренов автомобиля в поворотах.

При крене автомобиля без стабилизатора центр масс (к которому прикладываются векторы ускорений) уходит наверх и смещается наружу, что негативно влияет на устойчивость автомобиля. Вообще, работа с точкой g-force – это сложная инженерно-практическая тема, не буду ее сейчас касаться, это повод для отдельного разговора.

Но есть и ряд негативных факторов при использовании стабилизатора.

Стабилизатор не дает разгружаться внутреннему колесу в повороте, что порой делает машину «недостаточной» на входе в поворот. Могут появляться дополнительные демпфирующие силы.

Если перевести в практическую плоскость, чем больше «зацеп», тем жестче нужен стабилизатор. Если двигаться по голому льду на нешипованном колесе, стабилизатор лучше отключить.

Обычно усилие сопротивления у стабилизатора неодинаково во всем диапазоне его работы. То есть сначала он работает мягко, по мере его скручивания усилие увеличивается.

Стабилизаторы бывают съемными и не съемными, регулируемыми и с постоянной жесткостью. В современныx раллийных автомобилях категории R омологируются по несколько стабилизаторов разной жёсткости для передней и задней оси. На тестах подбираются комбинации под конкретные условия. Но использование активных или регулируемых стабилизаторов запрещено, и сейчас уже не только в ралли. До введения запрета использование стабилизатора с механической регулировкой из салона (да, бывают и такие) позволяло, если пошел дождь посредине гонки, перевести его в самое мягкое положение прямо на ходу.

На гражданском автомобиле она выполнена из резинового материала с металлической обоймой. В центре стоит подшипник качения, чтобы шток амортизатора мог вращаться при повороте колеса автомобиля.

В спортивном автомобиле верхняя опора часто выполнена полностью из металла, без упругих элементов. Лишние упругие колебания тут ни к чему. В центре шарнир сферический, т.к. стойка амортизатора за счет кинематики подвески вращается в трех плоскостях, и подшипник качения работал бы на излом.

Часто опора имеет регулировку, и дает возможность изменять продольный (кастор) и поперечный углы наклона стойки.

Закончить первую часть я бы хотел, сказав пару слов про углы. Каждый из нас хотя бы раз сталкивался с регулировкой углов схождения и развала.

Для кольцевых автомобилей нужен больший угол развала, т.к. автомобиль движется по дуге поворота без скольжения, и, таким образом, мы можем обеспечить большее пятно контакта.

В ралли, наоборот, автомобиль скользит и чем «прямее» стоит колесо, тем больше пятно контакта. Конечно, абсолютно прямо колесо не ставится, небольшой угол развала есть всегда.

Схождение колес может влиять на прямолинейность движения автомобиля при разгоне. Если спереди выставлено расхождение, автомобиль будет «рыскать», но при этом более охотно заезжать в поворот в начальной фазе – входная поворачиваемость будет избыточной.

Если полноприводный автомобиль не стабилен на дуге поворота в небольшом скольжении и норовит «поехать боком», увеличение схождения задних колес поможет ему двигаться по дуге строже.

Иными словами, «углы» (схождение, развал, кастор) – это переменные параметры для разных погодных условий и разных трасс. Углы порой дают даже больше, чем щелчки настроек на амортизаторах.

Более того, углы схождения и развала влияют друг на друга. При больших отрицательных значениях углов развала нужно выставлять расхождение, т.к. иначе при прямолинейном движении колесо автомобиля будет стремиться внутрь по принципу катящегося «бочонка».

Вот мы и перешли плавно ко второй, практической части рассказа о работе подвески Renault Clio R3 Maxi на гравийном и снежно-ледовом покрытиях и особенностях ее настройки. Но это уже в следующей публикации, которая выйдет через неделю-две.

Надеюсь, у меня получилось рассказать про особенности подвески спортивного автомобиля понятным и несложным языком. Пост получился объемным, но надеюсь, легко читаемым.

Автор: Михаил СкрипниковГрафика: Никита Абрамов

www.kramar-motorsport.ru


Смотрите также