Патент на изобретение №2381150

(54) ПИЛОН КРЕПЛЕНИЯ ГАЗОТУРБИННОГО ДВИГАТЕЛЯ ДЛЯ ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА

(57) Реферат:

Изобретение относится к области авиации, более конкретно к пилону крепления газотурбинного двигателя для летательного аппарата. Пилон оборудован жесткой конструкцией (10), содержащей множество (30) шпангоутов, выполненных таким образом, чтобы совместно ограничивать часть, по существу, цилиндрической воображаемой поверхности (32) круглого сечения. Множество шпангоутов содержит, в частности, два боковых шпангоута (28) восприятия тяговых усилий, находящиеся по обе стороны от центрального кессона (20), при этом каждый из двух боковых шпангоутов (28) неподвижно соединен, с одной стороны, с каждым шпангоутом (26) в виде кольцевого участка с центром на продольной оси воображаемой поверхности и, с другой стороны, с центральным кессоном. Технический результат направлен на уменьшение возмущения вторичного потока, выходящего из компрессора газотурбинного двигателя. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 12 ил.

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение в целом относится к пилону крепления газотурбинного двигателя для летательного аппарата. Такой тип крепления, называемый также «EMS» (от английского термина «Engine Mounting Structure»), позволяет осуществлять подвешивание газотурбинного двигателя под крылом летательного аппарата или устанавливать этот газотурбинный двигатель над этим же крылом.

Уровень техники

Действительно такой пилон крепления предусмотрен для образования соединительной промежуточной конструкции между газотурбинным двигателем и крылом летательного аппарата. Он позволяет передавать на конструкцию этого летательного аппарата усилия, создаваемые его газотурбинным двигателем, и позволяет также осуществлять прокладку топливных трубопроводов, электрических, гидравлических и воздушных систем между двигателем и летательным аппаратом.

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

С другой стороны, пилон оборудован монтажной системой, выполненной между газотурбинным двигателем и жесткой конструкцией пилона, 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 газотурбинным двигателем. В предшествующем уровне техники такое устройство выполнено, например, в виде двух боковых тяг, соединенных, с одной стороны, с задней частью корпуса компрессора газотурбинного двигателя и, с другой стороны, с задним узлом подвески, закрепленном на центральном корпусе газотурбинного двигателя.

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

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

Как уже было указано выше, классический пилон крепления из предшествующего уровня техники в целом выполнен в виде кессона параллелепипедной формы, имеющего большие размеры, чтобы воспринимать все усилия, создаваемые газотурбинным двигателем.

Кроме того, все эти известные технические решения предусматривают, чтобы, по меньшей мере, задний узел подвески был закреплен на центральном корпусе газотурбинного двигателя, и, следовательно, пилон крепления предназначен для установки вблизи последнего с очевидной целью обеспечения правильного соединения заднего узла подвески.

Таким образом, в этом конкретном случае, когда пилон крепления, выполненный в виде большеразмерного кессона, устанавливают вблизи центрального корпуса газотурбинного двигателя, этот пилон неизбежно вызывает большие возмущения вторичного потока, выходящего из кольцевого канала компрессора, что непосредственно сказывается на потерях КПД газотурбинного двигателя с точки зрения лобового сопротивления и расхода топлива. Кроме того, эти возмущения естественным образом усиливаются из-за присутствия тяг восприятия тяговых усилий, выполненных на выходе кольцевого канала компрессора.

Раскрытие изобретения

Настоящее изобретение призвано предложить пилон крепления газотурбинного двигателя для летательного аппарата, который позволит, по меньшей мере, частично устранить вышеуказанные недостатки известных технических решений, при этом изобретение касается также летательного аппарата, содержащего, по меньшей мере, один такой пилон.

В этой связи объектом настоящего изобретения является пилон крепления газотурбинного двигателя для летательного аппарата, оборудованный жесткой конструкцией, содержащей множество шпангоутов, выполненных таким образом, чтобы совместно ограничивать часть, по существу, цилиндрической воображаемой поверхности круглого сечения, при этом множество шпангоутов содержит, по меньшей мере, один шпангоут в виде кольцевого участка, по существу, с центром на продольной оси воображаемой поверхности. Согласно изобретению жесткая конструкция пилона крепления содержит центральный кессон, называемый также центральным торсионным кессоном, расположенный параллельно продольной оси воображаемой поверхности и неподвижно соединенный с каждым шпангоутом в виде кольцевого участка. Кроме того, множество шпангоутов содержит также два боковых шпангоута восприятия тяговых усилий, соответственно находящиеся по обе стороны от центрального кессона, при этом каждый из двух боковых шпангоутов неподвижно соединен, с одной стороны, с каждым шпангоутом в виде кольцевого участка и, с другой стороны, с центральным кессоном.

Таким образом, каждый из шпангоутов указанного множества шпангоутов имеет кривизну, позволяющую ему располагаться вокруг этой, по существу, цилиндрической воображаемой поверхности круглого сечения. Вследствие этого они совместно образуют набор жесткой конструкции, который лишь в незначительной степени может стать причиной возмущения вторичного потока, выходящего из кольцевого канала компрессора газотурбинного двигателя, по сравнению с известными техническими решениями, согласно которым пилон крепления выполняют в виде большеразмерного кессона параллелепипедной формы, установленного очень близко к центральному корпусу газотурбинного двигателя.

Действительно можно предусмотреть, чтобы диаметр воображаемой поверхности был, по существу, равным диаметру наружной цилиндрической поверхности корпуса компрессора газотурбинного двигателя, при этом жесткий набор, образованный множеством шпангоутов, в этом случае располагается, по существу, в продолжении этой наружной поверхности корпуса компрессора и, в целом, в продолжении периферической кольцевой части этого корпуса в данном конкретном случае, когда множество шпангоутов подобны участку, по существу, цилиндрической оболочки круглого сечения, имеющей диаметр, близкий к диаметру корпуса компрессора, при этом возмущения вторичного потока, которые могут возникнуть из-за присутствия этого множества шпангоутов, являются очень незначительными и даже ничтожными.

Это позволяет получить выигрыши в лобовом сопротивлении, в КПД газотурбинного двигателя, а также в расходе топлива.

Например, отмечается, что, если множество шпангоутов в основном подобны участку, по существу, цилиндрической оболочки круглого сечения, оно предпочтительно принимает форму участка, по существу, цилиндрической оболочки полукруглого сечения, при этом само собой разумеется, что понятие «участок» применяется с учетом наличия пустых пространств между отдельными шпангоутами. Естественно эта предпочтительная форма вполне подходит для обеспечения легкой установки газотурбинного двигателя на жесткую конструкцию пилона крепления.

Как было указано выше, множество шпангоутов содержит, по меньшей мере, один шпангоут в виде кольцевого участка, по существу, с центром на продольной оси воображаемой поверхности, причем эта продольная ось является параллельной продольному направлению пилона и предпочтительно должна совпадать с продольной осью газотурбинного двигателя. Например, именно на таком шпангоуте в виде кольцевого участка можно крепить все вышеупомянутые узлы подвески двигателя.

Кроме того, механическая прочность, обеспечиваемая шпангоутами, позволяет выполнять центральный кессон меньших размеров по сравнению с размерами известных центральных кессонов, главным образом с точки зрения толщины. Благодаря этому центральный кессон тоже может быть причиной лишь очень незначительных возмущений вторичного потока, выходящего из кольцевого канала компрессора. Кроме того, следует также отметить, что небольшая толщина центрального кессона возможна в силу того, что между этим кессоном и центральным корпусом газотурбинного двигателя больше не предусматривается установка заднего узла подвески двигателя, и того, что в результате нет необходимости располагать кессон максимально близко к этому картеру, как в известных технических решениях.

Наконец, отмечается, что восприятие тяговых усилий, создаваемых газотурбинным двигателем, в этом случае предпочтительно осуществляется элементами, являющимися неотъемлемой частью жесткой конструкции пилона крепления. Таким образом, больше нет необходимости предусматривать дополнительное устройство восприятия тяговых усилий типа боковых тяг, которое использовалось в известных технических решениях.

С этой целью для передачи тяговых усилий можно предусмотреть, чтобы множество шпангоутов дополнительно содержало два вторичных боковых шпангоута восприятия тяговых усилий, при этом каждый из этих двух вторичных боковых шпангоутов неподвижно соединяют с одной стороны, по меньшей мере, с одним шпангоутом в виде кольцевого участка и с другой стороны – с центральным кессоном.

Кроме того, множество шпангоутов может также содержать два шпангоута поддержки боковых шпангоутов восприятия тяговых усилий, причем эти два шпангоута поддержки расположены соответственно по обе стороны от центрального кессона, и каждый из них неподвижно соединяют с одной стороны с одним из боковых шпангоутов и с другой стороны с центральным кессоном. Предпочтительно шпангоуты поддержки располагают таким образом, чтобы они работали на растяжение и позволяли избегать прогиба боковых шпангоутов передачи тяговых усилий.

Предпочтительно пилон крепления содержит множество узлов подвески двигателя, при этом каждый из них крепят к множеству шпангоутов. Таким образом, понятно, что все эти узлы подвески двигателя пилона крепления предназначены для крепления к корпусу компрессора газотурбинного двигателя, взаимодействующего с этим пилоном.

В данном случае восприятие тяговых усилий, создаваемых газотурбинным двигателем, происходит исключительно на корпусе компрессора при помощи всех узлов подвески двигателя, что, следовательно, позволяет не соединять центральный корпус этого газотурбинного двигателя непосредственно с пилоном крепления через задний узел или задние узлы подвески двигателя, как в известных технических решениях.

Таким образом, это особое расположение узлов подвески двигателя на жесткой конструкции пилона позволяет существенно уменьшить прогиб, появляющийся на уровне центрального корпуса, независимо от того, связан ли этот прогиб с тяговыми усилиями, создаваемыми газотурбинным двигателем, или с порывами ветра, которые могут быть встречены во время различных фаз полета летательного аппарата.

Следовательно, вышеуказанное уменьшение прогиба приводит к существенному уменьшению трений между вращающимися лопатками компрессора и турбины и центральным корпусом двигателя и, таким образом, значительно снижает потери КПД, связанные с износом этих лопаток.

Кроме того, использование узлов подвески двигателя на множестве шпангоутов представляет возможность существенно увеличить промежутки между ними, при этом выполненный промежуток может, например, быть приблизительно равным диаметру воображаемой поверхности, который намного превышает ширину центрального кессона. Преимуществом этого большого промежутка является возможность существенного упрощения этих узлов подвески двигателя за счет того, что усилия, воспринимаемые ими и связанные с моментом по данной оси, естественным образом снижаются по сравнению с усилиями, встречающимися в известных технических решениях, в которых узлы подвески двигателя, предназначенные для крепления на центральном корпусе, не могут быть настолько удалены друг от друга.

Кроме того, отмечается, что узлы подвески двигателя и жесткая конструкция пилона крепления предпочтительно могут находиться на расстоянии от горячей части газотурбинного двигателя, что обеспечивает существенное снижение тепловых воздействий на эти элементы.

Предпочтительно множество узлов подвески двигателя содержит первый узел подвески двигателя и второй узел подвески двигателя, расположенные симметрично относительно плоскости, ограниченной продольной осью воображаемой поверхности и вертикальным направлением пилона, а также третий узел подвески двигателя, пересекаемый этой плоскостью.

В этой конфигурации можно предусмотреть, чтобы первый, второй и третий узлы подвески двигателя были закреплены на одном и том же шпангоуте в виде кольцевого участка, входящем в состав множества шпангоутов, что позволяет им занимать положения, в которых они предпочтительно значительно удалены друг от друга. Находясь на одном и том же шпангоуте в виде кольцевого участка, узлы подвески двигателя могут быть легко закреплены на периферической кольцевой части корпуса компрессора.

Предпочтительно первый и второй узлы подвески двигателя пересекаются плоскостью, ограниченной продольной осью воображаемой поверхности и поперечным направлением пилона крепления.

Предпочтительно первый и второй узлы подвески двигателя выполнены, каждый, таким образом, чтобы воспринимать усилия, действующие вдоль продольного направления пилона и вдоль вертикального направления этого пилона, а третий узел подвески двигателя выполнен таким образом, чтобы воспринимать усилия, действующие вдоль этого же продольного направления пилона и вдоль его поперечного направления.

Объектом настоящего изобретения является также летательный аппарат, содержащий, по меньшей мере, один описанный выше пилон крепления.

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

Краткое описание чертежей

Это описание представлено со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:

фиг.1 – вид сбоку узла двигателя летательного аппарата, содержащего пилон крепления согласно предпочтительному варианту выполнения настоящего изобретения.

Фиг.2 – схематичный вид в перспективе узла двигателя, показанного на фиг.1, при этом жесткая конструкция пилона крепления не показана, чтобы яснее представить узлы подвески двигателя этого пилона.

Фиг.3 – частичный и увеличенный вид в перспективе пилона крепления согласно предпочтительному варианту выполнения.

Фиг.4а и 4b – вид в перспективе, иллюстрирующий форму множества шпангоутов, предусмотренную для частичного образования пилона крепления, показанного на фиг.3.

Фиг.5 – вид, аналогичный фиг.3, с добавлением схематичного изображения узлов подвески двигателя пилона крепления.

Фиг.6 – вид, аналогичный фиг.3, где пилон крепления показан в виде первой альтернативы предпочтительного варианта выполнения.

Фиг 7 – вид, аналогичный фиг.3, где пилон крепления показан в виде второй альтернативы предпочтительного варианта выполнения.

Фиг.8а-8с – вид сбоку, иллюстрирующий различные этапы операции соединения газотурбинного двигателя с пилоном крепления, показанным на фиг.7.

Осуществление изобретения

На фиг.1 показан узел двигателя 1 для летательного аппарата, предназначенный для крепления под крылом этого летательного аппарата (не показан), при этом узел 1 содержит пилон 4 крепления согласно предпочтительному варианту выполнения настоящего изобретения.

В целом узел 1 двигателя состоит из газотурбинного двигателя 2 и пилона 4 крепления, при этом последний оборудован, в частности, множеством узлов 6а, 6b, 8 подвески двигателя и жесткой конструкцией 10, на которой установлены эти узлы подвески двигателя (при этом узел 6b подвески двигателя на фиг.1 скрыт узлом 6а подвески двигателя). В качестве информации отмечается, что узел 1 должен быть окружен гондолой (не показана) и что пилон 4 крепления содержит другой ряд узлов подвески (не показаны), обеспечивающих подвешивание этого узла 1 под крылом летательного аппарата.

В нижеследующем описании условно буквой Х будет обозначено продольное направление пилона 4, которое также совпадает с продольным направлением газотурбинного двигателя 2, причем это направление Х является параллельным продольной оси 5 этого газотурбинного двигателя 2. С другой стороны, буквой Y обозначено направление, поперечное по отношению к пилону 4 и также совпадает с поперечным направлением газотурбинного двигателя, 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 газотурбинным двигателем, причем это направление схематично показано стрелкой 7.

На фиг.1 показаны только узлы 6а, 6b, 8 подвески двигателя и пилон 4 крепления. Другие, не показанные конструктивные элементы этого пилона 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.

С другой стороны, отмечается, что в передней части газотурбинный двигатель 2 содержит большеразмерный корпус 12 компрессора, ограничивающий кольцевой канал 14 компрессора, и в сторону задней части – центральный корпус 16 меньшего размера, содержащий центральную рабочую часть этого газотурбинного двигателя. Разумеется, что корпусы 12 и 16 неподвижно соединены друг с другом.

Как показано на фиг.1, все узлы 6а, 6b, 8 подвески двигателя пилона 4, предпочтительно в количестве трех, закреплены на вышеупомянутом корпусе 12 компрессора.

Действительно, на фиг.2, где более наглядно показаны эти узлы 6а, 6b, 8 подвески двигателя, видно, что первый узел 6а подвески и второй узел 6b подвески расположены симметрично относительно первой плоскости (не показана), ограниченной продольной осью 5 и направлением Z.

В частности, оба узла 6а, 6b подвески двигателя закреплены на периферической кольцевой части 18 корпуса 12 компрессора и предпочтительно, как схематично показано, на заднем выходе этой части 18.

В этом случае можно предусмотреть, чтобы первый и второй узлы 6а, 6b подвески были расположены диаметрально противоположно на периферической кольцевой части 18, содержащей цилиндрическую наружную поверхность 38 корпуса 12 компрессора, таким образом, чтобы каждый из этих узлов 6а, 6b подвески двигателя пересекался второй плоскостью, ограниченной продольной осью 5 и направлением Y пилона 4.

Как схематично показано стрелками на фиг.2, каждый первый и второй узлы 6а, 6b подвески двигателя выполнены с возможностью восприятия усилий, создаваемых газотурбинным двигателем 2, в направлении Х и в направлении Z, но не усилий в направлении Y.

Таким образом, оба узла 6а, 6b подвески двигателя, значительно удаленные друг от друга, совместно обеспечивают восприятие момента, действующего в направлении X, и восприятие момента, действующего в направлении Z.

На фиг.2 также видно, что схематично показанный третий узел 8 подвески двигателя тоже закреплен на периферической кольцевой части 18 корпуса 12 компрессора и тоже предпочтительно на выходе этой части 18.

В качестве информации уточняется, что узлы 6а, 6b, 8 подвески закреплены на периферической кольцевой части 18 корпуса 12 при помощи конструктивных частей (не показаны) двигателя, предпочтительно выполненных на выходе периферической кольцевой части 18. Тем не менее можно также встретить двигатели, конструктивные части которых находятся ближе ко входу периферической кольцевой части 18, поэтому в этом случае узлы 6а, 6b, 8 тоже закреплены ближе ко входу двигателя на периферической кольцевой части 18 корпуса 12 компрессора.

Что касается третьего узла 8 подвески двигателя, то он находится на самой верхней части корпуса 12 компрессора, то есть на самой верхней части периферической кольцевой части 18 и, следовательно, условно пересекается вышеуказанной первой плоскостью.

Как схематично показано стрелками на фиг.2, третий узел 8 подвески двигателя выполнен с возможностью восприятия создаваемых газотурбинным двигателем 2 усилий в направлении Х и в направлении Y, но не усилий в направлении Z.

Таким образом, этот третий узел 8 подвески двигателя совместно с двумя узлами 6а, 6b подвески обеспечивает восприятие момента, действующего в направлении Y.

Следует отметить, что узлы 6а, 6b, 8 подвески двигателя пилона 4 показаны на фиг.1 и 2 схематично и что эти узлы подвески могут быть выполнены любой известной специалистам формы, такой, например, как форма, соответствующая соединению бугелей и металлических узлов крепления.

Как было указано выше, главным преимуществом описанной конфигурации является то, что полная свобода центрального корпуса 16 по отношению к узлам 6а, 6b, 8 подвески двигателя приводит к существенному уменьшению прогиба этого корпуса во время различных ситуаций в полете летательного аппарата и, следовательно, к значительному снижению износа от трения лопаток компрессора и турбины об этот центральный корпус 16.

Далее со ссылками на фиг.3 следует подробное описание жесткой конструкции 10 пилона 4 крепления, являющегося объектом настоящего изобретения, при этом узлы 6а, 6b, 8 подвески двигателя на фиг.3 не показаны.

Прежде всего, необходимо отметить, что жесткая конструкция 10 выполнена симметрично по отношению к вышеуказанной первой плоскости, то есть по отношению к вертикальной плоскости, ограниченной продольной осью 5 газотурбинного двигателя 2 и направлением Z.

Эта жесткая конструкция 10 содержит центральный торсионный кессон 20, выполненный от одного конца до другого конца конструкции 10 в направлении Х и параллельно этому направлению. Например, этот кессон 20 может быть выполнен в виде сборки из двух боковых лонжеронов 22, расположенных в направлении Х в параллельных плоскостях XZ и соединенных друг с другом при помощи поперечных нервюр 24, расположенных в параллельных плоскостях YZ.

Множество 30 шпангоутов дополняет жесткую конструкцию 10, центральный кессон 20 которой находится на уровне верхнего участка этой конструкции 10, при этом каждый из шпангоутов неподвижно соединен с центральным торсионным кессоном 20 и выступает по обе стороны от него в направлении Y.

Особенностью этого множества 30 шпангоутов является то, что оно ограничивает, по существу, цилиндрическую воображаемую поверхность 32 круглого сечения с продольной осью 34, параллельной центральному кессону 20, как показано на фиг.3. Иначе говоря, каждый из шпангоутов 26, 28, образующих множество 30 шпангоутов, имеет кривизну, позволяющую ему располагаться вокруг и соприкасаться с этой воображаемой поверхностью 32 во всей своей длине. Таким образом, в целом множество 30 шпангоутов образует участок, по существу, цилиндрической оболочки/клетки круглого сечения, который может располагаться вокруг и на расстоянии от центрального корпуса 16 газотурбинного двигателя 2.

Среди множества шпангоутов 30 прежде всего необходимо отметить наличие нескольких шпангоутов 26 в виде кольцевого участка, по существу, с центром на продольной оси 34 воображаемой поверхности 32, причем эта ось предпочтительно совпадает с продольной осью 5 газотурбинного двигателя 2. Следовательно, понятно, что жесткая конструкция 10 имеет также симметрию по отношению к вертикальной плоскости, ограниченной продольной осью 34 и направлением Z пилона 4.

Таким образом, шпангоуты 26 отстоят друг от друга по направлению Х и выполнены в параллельных плоскостях YZ. Кроме того, они неподвижно соединены с центральным кессоном 20, который пересекает каждый из них посередине. В частности, каждый шпангоут 26 в виде кольцевого участка пересекает оба боковых лонжерона 22 и жестко закреплен на этих двух лонжеронах, например, при помощи сварки или механического соединения.

Например, каждый из этих шпангоутов 26 может быть выполнен в виде единой детали или, например, состоять из двух одинаковых частей, жестко соединяемых друг с другом.

В варианте выполнения, показанном на фиг.3, количество шпангоутов 26 равно четырем, и они имеют длину, уменьшающуюся по мере приближения к задней части конструкции 10. Действительно, отмечается, что шпангоут 26, находящийся ближе всего к передней части конструкции 10 и неподвижно соединенный с передним концом центрального кессона 20, имеет форму полукольца, оба конца которого, следовательно, находятся на уровне плоскости XY, проходящей через продольную ось 34, причем эта плоскость идентична вышеупомянутой второй плоскости в силу идентичности осей 5 и 34. Второй шпангоут 26 имеет длину, несколько меньшую длины полукольца, и так далее вплоть до последнего шпангоута 26, находящегося, например, на уровне центрального участка кессона 20, если смотреть по направлению X.

Необходимо отметить, что передняя часть центрального кессона 20, пересекаемая шпангоутами 26 в виде кольцевого участка, не обязательно требует наличия поперечных нервюр 24, так как боковые лонжероны 22 соединены друг с другом верхней частью этих шпангоутов 26.

Множество 30 шпангоутов содержит также два боковых шпангоута 28 восприятия тяговых усилий (на фиг.3 показан только один из них, учитывая вид в перспективе). Действительно эти шпангоуты 28 выполнены с возможностью восприятия тяговых усилий, создаваемых газотурбинным двигателем 2 во время различных фаз полета летательного аппарата, с очевидной целью уменьшения продольного прогиба этого газотурбинного двигателя 2 и, в частности, корпуса 12 компрессора.

Шпангоут 28 расположен с каждой стороны центрального кессона 20 и содержит переднюю часть, жестко соединенную со шпангоутами 26, а также заднюю часть, жестко соединенную с центральным кессоном 20. В частности, каждый из двух шпангоутов 28 содержит передний конец, неподвижно соединенный с одним из двух концов самого переднего шпангоута 26, и направлен назад и вверх, будучи жестко соединенным с одним из двух концов каждого из других шпангоутов 26. Далее его задний конец соединяют с боковым лонжероном 22, находящимся с той же стороны, что и рассматриваемый шпангоут 28, на уровне задней части кессона 20. Следует заметить, что, в случае необходимости, для усиления механической связи между задним концом шпангоута 28 и соответствующим боковым лонжероном 22 можно добавить усилительный элемент 36, причем эту связь можно осуществить при помощи сварки или механического соединения.

На фиг.4а показан вид в разрезе по поперечной плоскости Р1, находящейся между двумя самыми передними шпангоутами 26, а на фиг.4b показан вид в разрезе тоже по поперечной плоскости Р2, находящейся сзади самого заднего шпангоута 26, но перед соединением между шпангоутом 28 и центральным кессоном 20.

На фиг. 4a и 4b действительно видно, что множество 30 шпангоутов ограничивает часть, по существу, цилиндрической воображаемой поверхности 32 круглого сечения и что это множество 30 шпангоутов образует участок, по существу, цилиндрической оболочки/клетки полукруглого сечения с центром на продольной оси 34, что будет показано в описании со ссылкой на фиг.4с.

Необходимо отметить, что для максимального снижения возмущений вторичного потока, выходящего из кольцевого канала 14 компрессора, диаметр цилиндрической воображаемой поверхности 32 предпочтительно, по существу, идентичен диаметру цилиндрической наружной поверхности 38 кольцевой части 18 корпуса 12 компрессора. С другой стороны, как показано на фиг.4а и 4b, боковые лонжероны 22 образуют выступ лишь на очень небольшом расстоянии внутри пространства 35, ограниченного воображаемой поверхностью 32, поэтому они тоже существенно не влияют на вторичный воздушный поток. Это объясняется, в частности, тем, что лонжероны 22 имеют высоту в направлении Z, весьма незначительную по сравнению с диаметром воображаемой поверхности 32 и наружной поверхности 38. Кроме того, внутрь пространства 35 проходит только нижняя часть этих лонжеронов 22, а другая часть находится над множеством 30 шпангоутов.

Для схематичной иллюстрации предпочтительной формы множества 30 шпангоутов на фиг.4с видно, что это множество образует только часть, по существу, цилиндрической оболочки/клетки 40 полукруглого сечения с центром на продольной оси 34, которая охватывает верхнюю половину воображаемой поверхности 32. Таким образом, как показано на этой фиг.4с, заштрихованные части 42 соответствуют частям, недостающим множеству 30 шпангоутов для образования сплошного полуцилиндра 40. Кроме того, из фиг.4c понятно, что множество 30 шпангоутов, по существу, образует продолжение в заднем направлении периферической кольцевой части 18 корпуса 12 компрессора.

На фиг.5 показано, что жесткая конструкция 10 пилона 4 крепления выполнена с возможностью установки узлов 6а, 6b, 8 подвески двигателя, так как их можно легко закрепить на самом переднем шпангоуте 26. Действительно первый и второй узлы 6а, 6b подвески двигателя соответственно закреплены на двух концах этого самого переднего шпангоута 26 в виде полукольца, тогда как третий узел 8 подвески неподвижно соединяют с верхней частью этого же шпангоута 26, находящейся между двумя боковыми лонжеронами 22 центрального кессона 20. Кроме того, в случае, когда центральный кессон 20 содержит верхний горизонтальный лонжерон и нижний горизонтальный лонжерон (для простоты на чертеже не показаны), закрывающие этот кессон 20 соответственно сверху и снизу, третий узел 8 подвески находится между этими двумя горизонтальными лонжеронами центрального кессона 20.

Таким образом, понятно, что оба узла 6а, 6b подвески двигателя расположены симметрично по отношению к плоскости, ограниченной продольной осью 34 и направлением Z пилона 4, а третий узел 8 подвески двигателя пересекается этой же плоскостью, идентичной вышеупомянутой первой плоскости.

Например, все описанные выше конструктивные элементы жесткой конструкции 10, выполнены из металлических материалов, таких как сталь, алюминий, титан, или из композитных материалов, предпочтительно из углерода. Кроме того, каждый из шпангоутов множества 30 шпангоутов может иметь форму листовой полосы, имеющей кривизну.

На фиг.6 и 7 показаны соответственно первый и второй альтернативные варианты выполнения конструкции 10, описанной со ссылками на фиг.3. На всех чертежах элементы, обозначенные одинаковыми цифровыми позициями, соответствуют идентичным или аналогичным элементам.

На фиг.6 показан первый альтернативный вариант, при этом отмечается, что, хотя множество 130 шпангоутов претерпело изменение по сравнению с описанным ранее множеством 30 шпангоутов, оно тем не менее выполнено с возможностью ограничения части, по существу, цилиндрической воображаемой поверхности 32 круглого сечения и предпочтительно образует часть по существу цилиндрической оболочки/клетки полукруглого сечения с центром на продольной оси 34.

По сравнению с множеством 30 шпангоутов внесено два изменения, при этом шпангоут 26 в виде кольцевого участка, находящийся в самой задней части жесткой конструкции 10 отсутствует, зато добавлены два вторичных боковых шпангоута 142 восприятия тяговых усилий, которые должны выполнять ту же функцию, что и шпангоуты 28.

Шпангоут 142 выполнен с каждой стороны центрального кессона 20 и содержит передний конец, жестко соединенный с одним из двух концов самого переднего шпангоута 26, при этом выполненная механическая связь находится непосредственно над креплением этого переднего шпангоута 26 со шпангоутом 28. Кроме того, вторичный боковой шпангоут 142 восприятия тяговых усилий направлен назад и вверх до места соединения его заднего конца с боковым лонжероном 22, находящимся с той же стороны, что и этот шпангоут 142, на уровне центральной части кессона 20. В данном случае для усиления механической связи между задним концом шпангоута 142 и соответствующим боковым лонжероном 22 добавлен усилительный элемент 144, при этом указанную механическую связь выполняют, например, при помощи сварки или механического соединения.

Кроме того, отмечается, что вторичный боковой шпангоут 142 восприятия тяговых усилий может пересекаться с двумя другими шпангоутами 26 в виде кольцевого участка, не будучи обязательно неподвижно с ними соединенным.

На фиг.7 показан второй альтернативный вариант, при этом отмечается, что, хотя множество 230 шпангоутов претерпело изменение по сравнению с описанным ранее множеством 130 шпангоутов, оно тем не менее тоже выполнено с возможностью ограничения части, по существу, цилиндрической воображаемой поверхности 32 круглого сечения и предпочтительно образует часть, по существу, цилиндрической оболочки/клетки полукруглого сечения с центром на продольной оси 34.

По сравнению с множеством 130 шпангоутов внесены также два изменения, при этом сохранен только передний шпангоут 26 в виде кольцевого участка, и добавлены два шпангоута 246 поддержки шпангоутов 28 восприятия тяговых усилий.

Шпангоут 246 поддержки выполнен с каждой стороны центрального кессона 20 и содержит передний конец, жестко соединенный с передней частью кессона 20. Кроме того, шпангоут 246 поддержки направлен назад и вниз до места соединения его заднего конца со шпангоутом 28 восприятия тяговых усилий, находящимся с той же стороны, что и этот шпангоут 246, на уровне, по существу, центральной части этого шпангоута 28.

При такой конструкции шпангоуты 246 поддержки работают на растяжение, помогая шпангоутам 28 восприятия тяговых усилий не прогибаться во время различных фаз полета летательного аппарата, и позволяют избежать появления существенного увеличения промежутка между двумя шпангоутами 28 и 142 с одной стороны жесткой конструкции 10.

Необходимо заметить, что с каждой стороны жесткой конструкции, если смотреть сбоку, шпангоуты 142 и 246, по существу, образуют X. Кроме того, шпангоут 246 поддержки может пересекаться с вторичным боковыми шпангоутом 142 восприятия тяговых усилий, не будучи обязательно с ним неподвижно соединенным.

Как показано на фиг.7, можно предусмотреть, чтобы оба передних конца двух шпангоутов 246 были неподвижно соединены между собой, например, при помощи сварки или механического соединения, между двумя боковыми лонжеронами 22, с которыми они тоже соответственно соединены. Естественно можно также заменить два шпангоута 246 одним шпангоутом поддержки, выполненным в виде единой детали и расположенным по обе стороны от центрального кессона 20, не выходя при этом за рамки настоящего изобретения.

Наконец, как показано на фиг.3, 6 и 7, в центральный кессон 20 первого и второго альтернативных вариантов выполнения пилона 4 можно также внести незначительные изменения, например, в отношении расположения и числа поперечных нервюр 24.

На фиг.8а-8с показаны различные последовательные этапы операции установки газотурбинного двигателя 2 на описанной выше жесткой конструкции 10, то есть на жесткой конструкции, представляющей собой второй альтернативный вариант выполнения.

На первом этапе, как показано стрелками на фиг.8а, газотурбинный двигатель 2, находящийся в положении, в котором его передняя часть слегка наклонена вниз, перемещают вверх, например, при помощи классического автопогрузчика (не показан), в направлении удерживаемой неподвижно жесткой конструкции 10.

После того, как газотурбинный двигатель 2 оказывается достаточно приподнятым, чтобы попасть внутрь пространства 35, ограниченного воображаемой поверхностью (не показана), осуществляют установку узлов 6а, 6b подвески соответственно между концами переднего шпангоута 26 и периферической кольцевой частью 18 корпуса 12 компрессора.

После этого газотурбинный двигатель 2 поворачивают вокруг первого и второго узлов 6а, 6b подвески таким образом, чтобы его корпус 12 компрессора мог подняться, как схематично показано стрелкой на фиг.8b. На фиг.8с показано, что поворот газотурбинного двигателя 2 прекращают, как только периферическая кольцевая часть 18 оказывается достаточно близко от переднего шпангоута 26, чтобы можно было установить третий узел 8 подвески двигателя.

Разумеется, специалист может внести разные изменения в пилон 4 крепления газотурбинного двигателя 2 для летательного аппарата, описанный выше исключительно в качестве не ограничительного примера. В этой связи можно, в частности, указать, что, хотя пилон 4 был представлен в конфигурации, позволяющей подвешивать этот пилон под крылом летательного аппарата, этот пилон 4 можно также выполнить в конфигурации, позволяющей устанавливать его над этим же крылом.

Формула изобретения

1. Пилон (4) крепления газотурбинного двигателя (2) для летательного аппарата, оборудованный жесткой конструкцией (10), при этом указанная жесткая конструкция (10) содержит множество (30, 130, 230) шпангоутов, выполненных таким образом, чтобы совместно ограничивать часть, по существу, цилиндрической воображаемой поверхности (32) круглого сечения, при этом множество (30, 130, 230) шпангоутов содержит, по меньшей мере, один шпангоут (26) в виде кольцевого участка, по существу, с центром на продольной оси (34) воображаемой поверхности (32), отличающийся тем, что жесткая конструкция (10) пилона (4) крепления содержит центральный кессон (20), расположенный параллельно продольной оси (34) воображаемой поверхности (32) и неподвижно соединенный с каждым шпангоутом (26) в виде кольцевого участка, при этом множество (30, 130, 230) шпангоутов дополнительно содержит два боковых шпангоута (28) восприятия тяговых усилий, соответственно находящихся по обе стороны от центрального кессона (20), при этом каждый из двух боковых шпангоутов (28) неподвижно соединен, с одной стороны, с каждым шпангоутом (26) в виде кольцевого участка и, с другой стороны, с центральным кессоном (20).

2. Пилон по п.1, отличающийся тем, что множество шпангоутов (130, 230) дополнительно содержит два вторичных боковых шпангоута (142) восприятия тяговых усилий, расположенные соответственно по обе стороны от центрального кессона (20), при этом каждый из двух вторичных боковых шпангоутов (142) неподвижно соединен, с одной стороны, по меньшей мере, с одним шпангоутом (26) в виде кольцевого участка и, с другой стороны, с центральным кессоном (20).

3. Пилон по п.1 или 2, отличающийся тем, что множество (230) шпангоутов содержит также два шпангоута (246) поддержки боковых шпангоутов (28) восприятия тяговых усилий, причем два шпангоута (246) поддержки расположены соответственно по обе стороны центрального кессона (20), и каждый из них неподвижно соединен, с одной стороны, с одним из двух боковых шпангоутов (26) и, с другой стороны, с центральным кессоном (20).

4. Пилон по п.1 или 2, отличающийся тем, что каждый из двух боковых шпангоутов (28) восприятия тяговых усилий неподвижно соединен с концом каждого шпангоута (26) в виде кольцевого участка.

5. Пилон по п.1 или 2, отличающийся тем, что, по меньшей мере, один шпангоут (26) в виде кольцевого участка является полукольцом.

6. Пилон по п.1 или 2, отличающийся тем, что множество (30, 130, 230) шпангоутов имеет форму, по существу, цилиндрической оболочки (40) полукруглого сечения.

7. Пилон по п.1 или 2, отличающийся тем, что содержит множество узлов (6а, 6b, 8) подвески двигателя, при этом каждый из них крепят к множеству (30, 130, 230) шпангоутов.

8. Пилон по п.7, отличающийся тем, что множество узлов (6а, 6b, 8) подвески двигателя содержит первый узел (6а) подвески двигателя и второй узел (6b) подвески двигателя, расположенные симметрично относительно плоскости, ограниченной продольной осью (34) воображаемой поверхности (32) и вертикальным направлением (Z) пилона, а также третий узел (8) подвески двигателя, пересекаемый этой плоскостью.

9. Пилон по п.8, отличающийся тем, что первый, второй и третий узлы (6а, 6b, 8) подвески двигателя закреплены на одном и том же шпангоуте (26) в виде кольцевого участка, входящем в состав указанного множества (30, 130, 230) шпангоутов.

10. Пилон по п.8, отличающийся тем, что первый и второй узлы (6а, 6b) подвески двигателя пересекаются плоскостью, ограниченной продольной осью (34) воображаемой поверхности (32) и поперечным направлением (Y) пилона крепления.

11. Пилон по п.9, отличающийся тем, что первый и второй узлы (6а, 6b) подвески двигателя пересекаются плоскостью, ограниченной продольной осью (34) воображаемой поверхности (32) и поперечным направлением (Y) пилона крепления.

12. Пилон по любому из пп.8-11, отличающийся тем, что первый и второй узлы (6а, 6b) подвески двигателя выполнены, каждый, таким образом, чтобы воспринимать усилия, действующие вдоль продольного направления (X) пилона и вдоль вертикального направления (Z) этого пилона.

13. Пилон по любому из пп.8-11, отличающийся тем, что третий узел (8) подвески двигателя выполнен таким образом, чтобы воспринимать усилия, действующие вдоль продольного направления (X) пилона и вдоль поперечного направления (Y) этого пилона.

14. Пилон по п.12, отличающийся тем, что третий узел (8) подвески двигателя выполнен таким образом, чтобы воспринимать усилия, действующие вдоль продольного направления (X) пилона и вдоль поперечного направления (Y) этого пилона.

15. Летательный аппарат, отличающийся тем, что содержит, по меньшей мере, один пилон (4) крепления по любому из пп.1-14.

РИСУНКИ