用于飞行器的发动机组件和飞行器的制作方法

本发明涉及飞行器发动机组件领域，其中，飞行器发动机组件包括用于将马达附接在飞行器的结构件上、优选地附接在该飞行器的机翼下方的装置。

本发明优选地应用于商用飞机。

背景技术：

在现有的飞行器中，诸如内外涵喷气发动机和双体喷气发动机之类的发动机通过也被称为ems(发动机安装结构件)的复杂的附接装置或者甚至附接支板而被悬置于机翼下方或附加至机身。通常所采用的附接支板具有被称为主要结构件的刚性结构件。该主要结构件通常形成箱体，也就是说，该主要结构件包括由通过位于箱体内部的多个横向加强肋而连接在一起的底翼梁和顶翼梁形成的组件。翼梁布置在底面和顶面上，而侧向面板在侧面上封闭该箱体。

如所已知的，这些附接装置的主要结构件被设计成允许将发动机产生的静态力和动态力比如重量，推力或者甚至是不同的动态力传递至机翼。

在现有技术已知的解决方案中，常规地，发动机与主要结构件之间的力的传递是通过包括前发动机系连件、后发动机系连件和用于吸收推力的装置的附接器件来确保的。上述这些元件一起形成了均衡的系连系统。

通常，前发动机系连件被固定至中间壳体的外壳或者被固定至风扇壳体上，如在文献fr3014841中所公开的。替代性地，该前发动机系连件可以被附加至中间壳体的通过径向臂连结至上述外壳的毂。就这种情况而言，后发动机系连件将主要结构件连接至位于该发动机的后端部处的发动机排气壳体。

在这种结构类型的情况下，后发动机系连件必须要吸收高强度的力，特别是与扭转力矩相关的力。为了确保吸收这些相当大的力，后发动机系连件通常具有很大的体积，特别是在横向方向上更是具有很大的体积。这种巨大的体积例如可以被反映为在后发动机系连件的两个侧端部处存在局部突起。这将导致二次喷射时的空气动力学扰动，从而不利于发动机的整体性能。此外，这将使得周围的气动整流罩比如后气动整流罩(或飞行器挂架整流罩apf)的尺寸过大，气动整流罩的宽度也必须相应地改变。周围的整流罩的这些过大的尺寸还将引起阻力。

技术实现要素：

因此，本发明的目的是提出一种至少部分地改善现有技术的解决方案中遇到的上述问题的飞行器发动机组件。

为此，本发明的主题是一种飞行器发动机组件，该飞行器发动机组件包括：

-内外涵发动机，该内外涵发动机包括中间壳体，中间壳体包括毂、外壳和将毂连接至外壳的径向臂；

-用于将发动机附接至飞行器的结构件的装置，所述附接装置包括配备有中央箱体的主要结构件；

-用于将发动机附接至附接支板的主要结构件的器件。

根据本发明，所述主要结构件还包括两个可动结构罩，每个可动结构罩包括在内部定界出发动机的副环形喷射部的外蒙皮，每个可动罩包括近端部和远端部，其中，每个可动罩的近端部铰接在将可动罩连接至中央箱体的连接结构件上，每个可动罩的远端部与另一可动罩的远端部配合，所述可动结构罩布置成续接在所述中间壳体的毂后面。

此外，所述附接器件包括布置在穿过可动结构罩的前端部的主横向平面中以吸收力的一组主系连件，该组主系连件包括围绕发动机的纵向轴线径向地定向并分布的三个主剪切销，每个主剪切销均穿过设置在紧固至中间壳体的毂的配件上的第一剪切孔口和设置在可动罩中的一个可动罩上或该可动罩的连接结构件上的第二剪切孔口。

因此，值得注意的是，本发明在中间壳体与可动结构罩以及/或者可动结构罩的连接结构件之间提供了呈围绕发动机的纵向轴线分布的三个剪切销的形式的主系连件。这三个径向定向的剪切销单独地使得可以尽可能靠近发动机的重心形成用于吸收力的均衡系统，其中，来源于发动机的力中的大部分力都在该均衡系统内被吸收。

因此，在副系连件通过例如更朝向后方定位来补充主系连件的优选假设下，这些副系连件因仅吸收发动机的中央壳体的惯性载荷而被极大地解除负担。因此，这些副系连件的体积比在现有技术中小。通过体积的这种减小，二次气流将在副喷射部中被较少扰动，从而改善了发动机的整体性能。周围的气动整流罩也可以具有减小的体积，从而积极地减小了阻力及其重量。

通过上文可以看出，本发明还将两个均包括外蒙皮的可动罩结合到主要结构件中。因此，通常也被称作ifs(“内部固定结构件”或者甚至是“内部风扇结构件”)的外蒙皮被巧妙地结合到主要结构件中以实现主要结构件中的工作蒙皮功能。借助于此，将不再需要实施现有技术所面对的用于吸收推力的侧向连接件。

本发明还单独地或以组合的方式具有以下附加特征中的至少一个附加特征。

每个可动结构罩包括支承外蒙皮的前框架，并且所述第二剪切孔口优选地形成在前框架中。

替代性地，每个连接结构件包括从中央箱体侧向地突出的前构架，并且所述第二剪切孔口优选地形成在所述前构架中。

就所述第二剪切孔口形成在所述前构架中的情况而言，分别与所述两个可动结构罩相关联的两个前框架被紧固至中央箱体的横向加强肋，并且这两个前框架与肋形成为单件，肋优选地构成了中央箱体的前封闭肋。

优选地，所述三个主剪切销中的也被称作底部剪切销的一个主剪切销布置成相对于所述中央箱体在直径方向上对置，并且被称作顶部剪切销的其他两个主剪切销布置成相对于发动机组件的穿过中央箱体和底部剪切销的中间平面对称。

优选地，这三个主剪切销布置成相对于彼此大致成120°。

如前所述，所述附接器件包括布置在穿过可动结构罩的后端部的副横向平面中以吸收力的一组副系连件，所述一组副系连件包括径向地定向且沿周向方向彼此间隔开的两个副剪切销。优选地，每个副剪切销穿过设置在紧固至发动机的壳体元件的配件上的第三剪切孔口和设置在可动结构罩中的一个可动结构罩上或该可动结构罩的连接结构件上的第四剪切孔口。替代性地，副剪切销可以紧固至上述两个元件中的一个元件并且与设置在另一元件中的剪切孔口配合。

优选地，每个可动结构罩包括支承外蒙皮的后框架，并且所述第四剪切孔口优选地形成在后框架中。

替代性地，每个连接结构件包括从中央箱体侧向地突出的后构架，并且所述第四剪切孔口优选地形成在所述后构架中。

就所述第四剪切孔口形成在所述后构架中的情况而言，分别与所述两个可动结构罩相关联的两个后框架被紧固至中央箱体的内部横向加强肋，并且这两个后框架与该内部肋形成为单件。

优选地，紧固至发动机的壳体元件的所述配件包括两个横构件，每个横构件相对于所述壳体元件大致切向地定向，所述配件还包括板，这两个横构件朝向板会合，副剪切销与所述板配合。

优选地，发动机组件包括确保可动结构罩的两个远端部固定至彼此的可移除固定装置。这些可移除固定装置例如是螺栓和/或剪切销。

优选地，所述附接器件还包括在组件的正常操作情况下未启用的剪切销。这些销可以确保在主剪切销损坏的情况下的所谓的“故障保护”安全功能，以及/或者在将发动机安装在主要结构件的操作期间允许将该发动机暂时固定至附接支板。

如前所述，所述附接器件不具有用于吸收推力的侧向连接件。

最后，本发明的另一主题是包括至少一个这种发动机组件的飞行器，其中，发动机组件优选地固定在该飞行器的机翼下方或者固定在飞行器的机身上。

本发明的其他优点和特征将通过下面的非限制性详细描述而变得明显。

附图说明

本说明书将根据附图而给出，在附图中：

-图1描绘了根据本发明的发动机组件的纵向截面的示意图；

-图2a和图2b描绘了前一附图中示出的发动机组件的立体图，其中，发动机组件的可动结构罩分别处于闭合位置和打开位置；

-图3描绘了先前附图中示出的发动机组件所配备的附接装置的主要结构件的一部分的立体图；

-图4是从另一视角观察的与图3的立体图类似的立体图；

-图5是先前附图中示出的发动机组件的沿着图3和图4的切剖平面p1截取的横向截面的示意图；

-图6是沿着图5的线vi-vi截取的截面图；

-图7是两个可动结构罩的两个远端部之间的接合部的放大立体图；

-图8是与图5的视图类似但主剪切销以不同的方式布置的视图；

-图9是先前附图中示出的发动机组件的一部分的立体图，其中，该立体图特别地示出了副剪切销中的一个副剪切销；

-图10是沿着图9的线x-x截取的截面图；

-图11是示出了副剪切销的不同布置的横向截面图；

-图12是沿着图11的线xii-xii截取的截面图；

-图13a至图13e是描绘了用于将发动机组装在附接装置上的方法的示意性立体图；以及

-图14描绘了包括若干个发动机组件比如先前附图中示出的发动机组件的飞行器的侧视图。

具体实施方式

参照图14，描绘了飞行器200，该飞行器200包括机身3，机身3上固定有两个机翼元件2(在图11中仅一个机翼元件2可见)，每个机翼元件均带有根据本发明的发动机组件5。该发动机组件5包括内外涵、双体式发动机10，比如喷气发动机，并且包括用于附接发动机10的、也被称为附接支板的装置4。通常，发动机组件5悬置于飞行器机翼2的下方。

参照图1，描绘了固定在飞行器的机翼2下方的发动机组件5中的一个发动机组件。意在使组件5被发动机舱(未描绘)环绕，并且附接装置4包括一系列系连件(未标记)，这一系列系连件被加至刚性结构件8并且使得可以确保该组件5悬置于飞行器机翼2的下方。

在以下描述中，根据惯例，方向x对应于装置4的纵向方向，该纵向方向还可以与喷气发动机10的纵向方向一致，并且与发动机组件5的纵向方向一致，该方向x平行于该喷气发动机10的纵向轴线6。此外，方向y对应于相对于装置4横向地定向的方向，方向y还可以与喷气发动机的横向方向一致，并且与发动机组件5的横向方向一致，并且方向z对应于竖向方向或高度方向，这三个方向x、y和z彼此正交。

此外，术语“前”和“后”应当被认为是相对于飞行器的因喷气发动机10施加的推力而引起的前进方向而言的，该方向由箭头7示意性地表示。

在图1至图4中，描绘了附接装置4的主要结构件8，而副结构件被附加至主要结构件8。这些副结构件在支承空气动力整流元件的同时确保了系统是分隔且被保持的。在本说明书中将不对这些副结构件作进一步描述。

喷气发动机10在前部处包括具有大尺寸的风扇壳体18，该风扇壳体18为环形风扇通道31定界。该喷气发动机10包括朝向后方的具有较小尺寸的中央壳体22，用于封装入该喷气发动机的芯部。壳体18和壳体22通过中间壳体14彼此紧固。中间壳体14包括位于风扇壳体18的后延伸部中的外壳15。该中间壳体14还包括毂16以及将毂16连接至外壳15的径向臂17。作为指示，指定毂16还被称为中间壳体14的“内部壳”。

附接装置4的主要结构件8采用一种特定于本发明的形式。主要结构件8首先包括从后向前基本上沿方向x延伸的中央箱体8a。中央箱体8a此时采用与通常观察到的用于喷气发动机附接支板的设计类似设计的支板的形式，尤其是因为中央箱体8a设置有横向加强肋23，其中，每个横向加强肋采用定向在平面yz中的矩形的形式。在这些肋23周围，中央箱体通常包括底翼梁19、顶翼梁20以及两个侧向面板21(在图1中仅一个侧向面板可见)。这些元件19、20、21中的每一者均可以形成为单件，或使用附加至彼此的元件制成。

本发明的特别的特征中的一个特别的特征在于如下事实：刚性结构件8还包括以喷气发动机10的纵向轴线6定中心的结构封闭件，该封闭件整体上具有环形形式并且固定地连接至中央箱体8a。仅沿着中央箱体8a的前部延伸的该封闭件利用两个可动结构罩8b制成，每个可动结构罩围绕轴线6延伸了基本上180°，或延伸了略小的角度区段。罩8b的可动特性使得可以在维护操作期间简化通往喷气发动机以及通往喷气发动机的设备的路径。

每个可动结构罩8b均包括外部蒙皮9，外部蒙皮9在内部为喷气发动机10的副环形喷射部40定界，该喷射部定位成与环形风扇通道31续接。也被称为ifs(“内部固定结构件”)的这种蒙皮9因此被巧妙地制成为用来帮助力从发动机至机翼的传递。

每个可动罩8b通过连接结构件11侧向地连接至中央箱体8a，连接结构件11包括与相关联的侧向面板21齐平的工作蒙皮12，工作蒙皮12同样参与了对副环形喷射部40的定界。为了支承该蒙皮12，连接结构件11包括从侧向面板21侧向地突出的前构架13。在此，两个前构架13侧向地布置在用作中央箱体8a的前封闭件的横向加强肋23的两侧上，如能够在图4中更好地观察到的。此外，这三个元件13、23、13优选地形成为单件。

类似地，为了支承工作蒙皮12，连接结构件11包括从侧向面板21侧向地突出的后构架25，该构架25沿方向x偏向前构架13的后方。因此，如可以在图4中更好地观察到的，两个后构架25侧向地布置在内部横向加强肋23的两侧上。此外，这三个元件25、23、25优选地形成为单件。

在中央箱体8a的每侧上，连接结构件11用作用于可动结构罩8b的铰接在可动结构罩8b的也被称为顶端部的近端部上的铰接装置。为此，铰链76被置于罩8b的近端部与前构架13的远端部之间以及罩8b的近端部与后构架25的远端部之间的结合部处。这些铰链76限定了罩8b的成双的铰接线，在图1和图3中已描绘了这些线27中的一条线。

在可动罩8b的也被称为底端部的远端部处，可动罩8b以下文描述的方式彼此配合。两个远端部由两个大致平面的部分29终止，这两个大致平面的部分29径向地延伸到副喷射部40中，这两个部分29彼此面接触。

可动结构罩8b设置成在中间壳体的毂16的后方续接。因此，每个罩8b的前端部邻近于该毂16，并且更具体地，每个罩前端部包括前框架42，前框架42遵循与该前框架相关联的罩的轮廓，并且设置成在毂的后方续接。前框架42在外部支承蒙皮9。前框架42在前构架13所带的铰接铰链76与位于底端部处的平面部分29之间延伸。

类似地，可动结构罩8b各自具有后端部，后端部包括后框架43，后框架43也遵循与该后框架相关联的罩的轮廓。后框架43在外部支承蒙皮9。后框架在后框架35所带的铰接铰链76与位于底端部处的平面部分29之间延伸。沿方向x定向的翼梁46将每个可动罩8b的前框架42与后框架43连接。

每个可动罩8b的前框架42定位成面向压气机中间区域，即位于喷气发动机10的低压压气机与高压压气机之间。后框架43对于其自身而言定位成面向涡轮机中间区域，即位于喷气发动机10的高压涡轮机和低压涡轮机之间。

因此，由罩8b和连接结构件11形成的结构封闭件整体上采用以纵向轴线6定中心的桶状件或筒状件的形式。如下文参照下列附图详细描述的，结构封闭件被设置用来支承用于将喷气发动机10附接在主要结构件8上的器件。

如先前陈述的，需要指出的是，附接支板包括常规的副结构件，常规的副结构件的形式与现有技术中遇到的并且本领域技术人员公知的那些结构件是相同的或类似的。然而，这些整流罩中的一些整流罩的尺寸可以借助于附接器件的特殊设计和刚性结构件的特殊设计而被减小，特别是后部气动整流件(未描述)，其在方向y上的宽度可以被减小。

现在将参照图4至图12描述附接器件。这些器件优选地分布在彼此轴向间隔开的两个不同的平面中，即，分布在穿过罩8b的前端部和其前框架42的主横向平面p1中以用于吸收力，以及分布在穿过罩8b的后端和其后框架43的副横向平面p2中以用于吸收力。

更具体地参照图4，在主平面p1中设置有一组主系连件(发动机支架)，这些系连件包括三个主剪切销50’、50”。这些销50沿径向方向布设并且围绕纵向轴线6分布。此外，在副平面p2中，设置有一组副系连件，该组副系连件包括两个副剪切销52。这些销52在罩8b的顶部中沿径向方向布设并且在周向方向上彼此间隔开。

应指出，三个主销50’、50”自身能够形成均衡的力吸收系统。然而，在副销52位于平面p2中的情况下，系连件件系统变得超静定，但大部分力仍然被尽可能靠近发动机的重心定位的主销50’、50”吸收。副销52的功能主要地甚至专门地用于吸收喷气发动机10的中央壳体22的内部变形力。因此，在副平面p2中，二次流的扰动被显著减少，从而改善了喷气发动机的整体效率。在该方面，应指出，附接器件优选地仅包括上述器件50’、50”、52，这意味着，在副平面p2的下游不设置其他的发动机系连件。特别地，本发明不再需要用于吸收推力的侧向连接件，比如在常规的解决方案中所遇到的那些侧向连接件，因为这些推力实质上由三个主销50’、50”吸收。

此外，通过巧妙地将所有主系连件围绕发动机的纵向轴线设置在平面p1中，发动机的挠曲变形被极大地减小。因此可以减小涡轮机和压气机叶片的端部处的游隙，以通过降低燃料消耗而获得效率的增大。

现在，更具体地参照图5和图6，现在将描述被称为顶部剪切销的两个主剪切销50’。两个主剪切销50’相对于发动机组件的中间平面xz对称地布设，该中间平面被标示为pm。该平面pm在主箱体8a的中心处穿过主箱体8a和第三销50”，第三销50”被称作底部剪切销并且布置成与中央箱体8a在直径方向上对置。换言之，在以轴线6定中心的时钟参考系中，其中，12点钟位置由中央箱体8a占据，第三销50”布置在六点钟位置。两个顶部销50’例如位置靠近11点钟位置和1点钟位置。然而，均匀的分布也是可能的，其中，销50’、50”布置成相对于彼此大致成120°。

在图5和图6的示例中，每个顶部剪切销50’首先穿过第一剪切孔口54，第一剪切孔口54设置在配件56上，配件56紧固至中间壳体的毂16并且从该毂朝向后方轴向地突出。销50’还穿过设置在连接结构件11的前构架13上的第二剪切孔口58。因此，两个孔口54、58在径向方向上叠置并且对准，以便接纳销50’并利用常规器件(未描绘)将销50’保持就位。

对于图5和图7中所示的底部剪切销50”而言，底部剪切销50”被接纳在第一剪切孔口54中，第一剪切孔口54设置在配件56上，配件56紧固至毂16并且从该毂朝向后部轴向地突出。底部剪切销50”也被接纳在第二剪切孔口58中，第二剪切孔口58设置在两个前框架42中的一个前框架上、平面部分29的内部端处。而且，此时两个孔口54、58在径向方向上叠置并且对准，以便接纳销50”并利用常规器件(未描绘)将销50”保持就位。

参照图7，应指出，发动机组件还包括可移除固定装置，从而确保将可动罩8b的两个远端部的固定。这些端部利用例如采取螺栓60和/或剪切销的形式的固定装置彼此固定。这些横向设置的可移除固定元件60将两个前框架42连接在一起，如图7中所示。在两个后框架43之间制造有类似的可移除固定件(未描绘)。可移除固定元件60沿着平面部分29分布成在上部靠近底部结合销50”。

参照图8，描绘了替代性实施方式，其中，顶部剪切销50’不再与采用减小的周向长度的前构架13配合，而是被容置在形成于前框架42中的第二孔口58中。该替代性实施方式使得可以更容易地想到三个剪切销50’、50”在平面p1中间隔120°。

现在参照图9和图10，描述了两个副剪切销52(在这些图中仅一个副剪切销可见)，两个副剪切销52中的每个副剪切销穿过第三剪切孔口64，第三剪切孔口64设置在紧固至中央壳22的配件66上。这两个销52相对于位于中央箱体8a的附近的中间平面pm对称地布置。每个销52也穿过设置在连接机构件的后构架25上的第四剪切孔口68。因此，两个孔口64、68在径向方向上叠置和对准，以便接纳销52并利用常规器件(未描绘)将销52保持就位。更具体地，配件66在此采用v形形式，其中v的尖端径向向外地定向。为此，配件66包括两个横构件，每个横构件相对于中央壳22大致相切地定向，这两个横构件70例如通过被铰接在该壳上而被紧固。配件66还包括板72，这两个横构件70朝向板72会合，因此，板72对应于v的扁平尖端。穿过板72，制造出容置副剪切销52的第四剪切孔口68。

图11和图12描绘了与先前的实施方式相比具有两个区别的替代性实施方式。第一个区别在于剪切销52，其紧固至板72而不是穿过形成在该板中的孔口。第二个区别包括不再在连接结构件中设置第四孔口68，而是在罩8b中，并且更具体的在罩8b的后框架43中设置第四孔口68。然而，在不背离本发明的范围的情况下，这两个区别中的仅一个区别可以被实现。

在该替代性实施方式中，每个可动罩8b从其打开位置朝向其关闭位置的倾斜自动地致使将销52引入到销的相关联的孔口68中，孔口68可能配备有用于在内部接纳同一副支承销52的支承件74。

最后，参照图5和图11，应指出，附接器件还包括剪切销78，剪切销78在组件的正常操作状态下未启用。例如提供两个未启用的销78，第一个设置在平面p1中，并且第二个设置在平面p2中，每个未启用的销78穿过紧固至刚性结构件的配件80，并且穿过紧固至发动机的配件82。这两个销78优选地在中央箱体8a的下方设置在12点钟位置。这些剪切销78沿方向x轴向地定向。剪切销78以一定径向游隙安装穿过形成在配件80、82上的两个对应的孔口中的至少一个孔口，并且因此可以确保在主剪切销50’、50”受到损坏的情况下的所谓的“故障保护”安全功能。剪切销78还可以在将该发动机安装在主结构件的操作期间允许将发动机暂时固定在附接支板上。

在这方面，图13a至图13e描绘了前文描述的发动机组件5的不同的组装步骤，并且特别是图5和图9中所示的发动机组件5的不同的组装步骤。

首先，参照图13a，喷气发动机10被移动至中央箱体8a的下方，其中中央箱体8a的可动结构罩8b处于打开位置。通过将剪切销78暂时地穿过配件80、82安装，确保了喷气发动机10悬吊在中央箱体8a的下方，如图13b中示意性地表示的。随后，如图13c中示意性地表示的，将两个顶部剪切销50’和两个副剪切销52安装在位于发动机组件的顶部中的相应的孔口中。

通过将底部剪切销50”穿过配件56和可动罩中的一个可动罩的前框架42安装，该安装继续进行，如在图13d中示意性地表示的。这种安装需要使可动罩首先处于关闭位置。一旦所有的销50’、50”、52都安装好，销78就被切换至未启用构型。

最终，通过可动固定装置60的安装完成了组装，该步骤示意地表示在图13e中。最终的步骤特别地包括将螺栓60安装穿过两个可动罩8b的远端的平面部分29。

明显地，本领域的技术人员可以针对已经仅描述为非限制性示例的本发明做出各种改型。