专利名称：涡轮喷气发动机在飞机上安装用的悬挂装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及涡轮喷气发动机领域，特别涉及带有前风扇的喷气涡轮发动 机，以及这类发动机在飞机上的安装。
背景技术：
带前风扇的涡轮喷气发动机包括一个大直径的风扇转子，该转子置于一个机匣
内，而进气道就安装在该机匣上。该机匣Mii直径较小的主气流机匣向下游延伸，
其包括了各个压气机、燃烧室、涡轮和排气机匣。经由进气itiSA的空气在其通过 麵转子时，腿縮，然后，分成两个同心圆柱形气流。在已知类型的发动机中，进 入气流分为主气流和副气流。副气流围绕发动机流动，以单4虫流形式或与涡轮机下 游主气流混合后冷翻咄。主气流在与燃料混合前被再7烁縮，以在燃烧室内产生 热燃气。热燃气,给各个涡,，这些涡，围绕发动机轴线转动 ，同时也 转动空气压縮级。然后，主气流被喷出以鹏部分推力。大部分推力由畐忾流产生。 副气流和主气^t间的流量之比称之为旁通比。随着发动机功率的增加，必须设计 高旁通比的发动机，为此，鹏机匣和主气流机匣直粒比也要加大。
根据传统的安^r法，发动机都;^ffil—个挂架固定至U飞机机翼上或机翼下方
^t几身上。这种 —般都呈刚性细长箱型结构，兽,在发动机和飞机结构之间在 三个方向一轴向、侧向和垂直方向一传输各个力，而轴线则与发动机轴线相同。发 动机在挂架上的安驗于两个垂直平面匕穿过中间机匣的第一前平面和穿过排气 机匣的后平面。两个机匣分别为发动机的结构构件，例如，分别支撑前后轴承。在 前平面，目m民用飞丰/LH顿了两种不同的安装方法， 一个方法是l顿中间机匣 的外壳体，而另一个方法是4OT该机匣的轮毂。
关于前安S^法，根据本发明第一实施方案，连接到中间机匣外壳体上，而本 发明的第二实施方案则是连接到机匣的轮毂上。
在均衡悬挂装置的情况下，ilim力杆、联杆或相似部件来传输各个力，这些 构件将发动+腿接到挂架上，其连接方叙用旋转关节，这样，这些连^#就只能 在牵弓l和压縮时起作用。戶诚布置形式可在三个方向传输力，即轴向Fx、垂直方向 Fz和横向Fy，并在t个方向上分别传输扭矩，即Mx、 My和Mz。除了挂架和 中间机匣及S汽机匣之间的连接^ 卜，悬挂装置还包括将中间机匣轮 接到后 连接装置或挂架上的推力杆，其连接方式采用称之为金字塔式结构来实现。
与发动机安装相关的问题， 一方面是机匣的扭曲，其中包括由于推力杆 和U形夹连接点的区域范围小所引起的传输点各个力所致，另一方面，沿发动机轴线，挂架上推力传输相对于推力矢量偏移所引起的问题。所述两个力 所形成的扭矩引起发动机沿其轴线挠曲，这会改变固定部分和旋转部分之间 的间隙，导致性能下降，降低燃油效率。另一个结果是，部件之间摩擦导致 磨损，引起发动机使用寿命下降。在高旁通比及风扇机匣和主气流机匣直径 之比较大的发动机中，这种现象甚至更为突出，而且变形幅度更多。
发明内容
为此，本发明提出了一种带前M涡轮喷气发动机在挂架上安翻的均衡悬挂
装置，通过这种悬挂體，可降低框架的局部娜。本发明涉及到多繊发动机和
旁路发动机。
这个目的可以通过将涡轮喷气发动机安M飞机挂架上用的均衡悬挂装置来实 现，涡轮喷气发动机包括一个前細、 一个位于颠下游的中间机匣(戶脱机匣带
有由径向臂连接在一起的外壳体和轮毂)，以及一个位于同一轴线XX上的带有外壳 体的排气机匣；戶;f^悬挂装置包括一个位于中间机匣上的前连接^S， 一个后连接 装置，所述后连皿置带有至少两个连接至鹏汽机匣外壳体上的联杆， 一对在其下 游端固定到中间机匣轮社的推力杆，辦征在于，后连機置的戶欣两个联杆形 成的平面相对于S汽机匣的平面耐恥斜。
这些联杆的倾斜使得作用在发动机前mn匣上的力和扭曲得以降低，从而优化 了^t径机匣的重量和特性。
这~#征，提出了各种不同的 方案。下面^&特征可以3t立存在，也
可以相互结合
后连接装置包括一个横梁，后连接，的两个联杆将横梁端部连接到排气机匣 外壳体上。
后连接，包括一个可沿发动禾几轴线XX吸收扭矩]Vbc的一个联杆，戶，联杆 位于后连接装置的两个联杆之间。
后连接装置的两个联杆MU形夹连接到排气机匣上，U形夹的耳端位于相 对于排气机匣倾斜的平面上。
由后连接，两个联杆形成的所述平面在发动机重心附近与涡轮喷气发动机的 轴线相切。这个布置形式特别有利于重心靠近后端的发动机。
两个推力杆在其下游端固定至U后连接装置的戶腿横梁上。特别是，两个推力杆 都通过一个摆动杆连接到后连接装置上。
在另一种类型的结构中，两个推力杆在其下游端固定到戶腿箱型结构上，更具 体的是，固定到一个与箱型结构相连接的金字塔形结构上。
特别是，推力杆的平面和后连接装置联杆的平面在发动机轴线上相交汇。
推力杆的平面和后连接^S联杆的平面在发动机轴线附近交汇点处相交汇。在 这种情况下，交汇点最好位于发动机轴线XX高度以上，并且自该轴线的距离应小
5于风扇直径的四分之一。
前连接^S包括一个横梁和两个前连接联杆，后者将横，接到中间机匣的外
前连^S包括一个可沿发动机XX轴线吸收扭矩Mx的一个联杆，所述联杆
位于两个前连接装置联杆之间。
前连接^S包括一^Hlil回飞式杆沿发动la轴线XX吸收发动丰几扭矩Mx的系统。
这种布置形式构成了一种悬挂系统，它可以减少发动机前表面上的扭曲。 为此，本发明提出的解决方案的优点是，消除或至少降低了各个机匣的扭曲。
例如，ffiia装置的重量由于前连接装置重量的下降而减轻，因为前连接装置吸收的 力很小。如上所述，扭曲的减少可以改善燃料效率。
术语"交汇点"不能離成严格限于轴线上的交汇。根据其它载荷，诸如发动机
重量或气道内气动力，在一定垂都巨离上，这个点的^g相对于发动机轴线是可以
变化的。
正如本申请人在EP A 1 493 663号专利申请中所介绍的那样，扭矩联杆可以是 一种称之为回飞式的联杆。
悬挂装置优选包括两个推力杆，这两个推力杆在其下游端通过摆动杆连 接到后连接装置上，或者直接连接到挂架上，或者，如果采用轮毂式连接装 置时，可连接到前悬挂梁上。
下面参照附图，更详细地介绍本发明，本发明的倒可其它特性和优点也会显现
出来，附图如下
图1为根据本发明鄉方案安驗挂架上的涡轮喷气发动机的侧视图，在所示 图中，后连接装置的联杆的平面相对于排气机匣平面倾斜；
图2为图1所示发动机的前悬挂體示意图，采用等角透视，所示为四分:tH 后视图3为图1所示发动机的后悬挂装置示意图，采用等角透视，所示为四分^H 后视图4为根据本发明另一个实施方案安驗錢上的涡轮喷气发动机的侦舰图， 所示后连接装置联杆平面和推力杆平面在发动机轴线上的一个点处交汇； 图5为图4所示发动机的前连接装置；
图6为根据本发明另一个实施方案安装在挂架上的涡轮喷气发动机的侦舰图， 所示后连接^g联CT面和推力OT面在发动机轴线上的一个点处交汇；所示 推力杆固定到挂架上；
图7为图6所示实施方案中推力杆连接到挂架上的局部详图。
具体实施例方式
如图1所示，涡轮喷气发动机1为涡轮风扇型发动机，其风扇机匣为图示2。
机匣2的下游为中间机匣3，图中只能看到外壳34。空气iSA的上游端位于图 1所示图纸右侧。
在下游位置，可以看到压縮段的机匣4。该M段与环形燃烧室5相通。涡轮 级7位于燃烧室的下游。在发动机的末端处，设有排气机匣8，该机匣为已知类型 的后轴承支撑结构件。各个力和力矩的轴线和分量据此指向的坐标系统包括与发动 机轴线XX平行的轴线Ox，发动机轴线设想为水平，且自上游向下游端延伸；轴线 Oz是垂直轴线，而轴线Oy是横轴。
发动丰腿过挂架9按一种已知方式固定到飞机的机翼或机身结构上。挂架一般 都为刚性平行六面体箱式结构开邻。该挂架可在发动机和飞机结构之间传送各种力。
悬挂装置是指固定发动禾几并在发动机和挂架之间传输各种力的成套部件或构 件，其包括中间机匣3的外壳体和挂架9之间的前连麟置10，和排气机匣8外壳 体83和挂架之间的后连接装置11。推力M31两个推力杆12和12'吸收或传输，而 两个推力杆则M下游端的摆动杆相互连接。
图2和图3更详细地示出了^H个构件。
前连,置10包括一个构件101 ，其上端面上带有可固定到挂架9上的装置， 诸如螺栓，后者图中未示。该构件相对于轴线XX横向布置。其两端分别为U形夹 102和103，两个联杆104和105M3ffl轴安驗两个U形夹内。这些联杆的另外 一端安装在固定到中间ln匣3外壳体34上的两个U形夹31和32内。联杆通过旋 转关节按已知方式安驗U形夹上。 一根轴穿过U形夹的两个耳端，轴上蹄一个 带球面的环型件。另外，联杆上也有一铺面，与轴上的环型件的球面相互匹配。 这样，该联杆就可以相对于三个正交方向自由转动，而只沿其轴线传输拉力或压縮 力。
前悬挂装置的两个联杆104和105可以沿方向Oy和Oz将力Fy和Fz传送到
前连接装置。
悬挂装置包括一个安M两个第一联杆104和105之间的扭矩吸收联杆，后者 按与前MM个联杆相同安M式安装在两个U形夹之间。这种布置可以使扭矩Mx 得以吸收。
在这个示例中，后连接體11包括一个横梁111，带有固定到挂架9上的體， 例如，螺栓，图中未示。戶诚横梁的两端分别带有U形夹112和113，后连機置 的两个联杆114和115通过枢轴安M这两个U形夹内。这些联杆的另外一端安装 在固定到排气机匣8外壳体83上的两个U形夹81和82内。与前连接^g的安装 方式一样，后连接驢的联杆m旋转关节安驗U形夹内。根据扭矩Mx是否由 前连接装置吸收，在两个联杆114和115之间可以使用一个辅助扭矩吸收联杆。总之，悬挂^a包括两个推力杆i2和i2，。这两个推力杆在其上游端固定到中
间机匣3的轮毂35上，两个固定点相对于穿过轴线XX的垂直面^f称的，如图2 所示。在其下游端，两个推力杆在本示例中安驗横向杆121的两端。另外，在这 种情况下，连接形式为U形夹和旋转关节。横向杆121形成了一种摆动杆120，在 其中央M:枢轴关节连接到构件111上。按已知方式安装摆动杆可以平衡两个推力 杆12和12'之间各个力，并沿轴向传辅r推力。在所示示例中，摆动,括两个备用 横向连接件。
因此，这种安装是均衡式安装。
根据本发明，后连接装置的两个联杆114和115所形成的平面在上游方向相对 于排气机匣8的平面倾斜。其与轴线XX的相交点C位于排气机匣8平面和推力杆 12平面与轴线XX相交点之间。为此，联杆114和115相对于穿过后连接装置11 的垂直面(Oz, Oy)而倾斜。
因为这种布置形式，前连接^g平面上的合力(0z,0y)很小。SM;降低了中间 机匣变形而造成的框架扭曲。
根据本发明的另一个待性，排气机匣外壳体84上的U形夹81和82相对于垂 直面倾斜，U形夹的耳驗于联杆114和115轴线的延伸端上。耳端所位于的平面 垂直于平^J(CX Oz)，并相对于平面(Qy,Oz)f顷斜。
如图4和图5所示，在本发明的另一个实施方案中，前悬挂装置为与^^相连 接形式，这种连接形式已为人们所知。如图5详细际，前连^S210包括一个 用螺栓固定到平板92上的平板211，而平板92固定到金字塔型结构91上，后者使 得箱式结构9得以延伸。该平板211皿推力联杆212和212'以及凸部213连接到 轮毂上。
推力杆212和212'在其上游端通过U形夹和旋转关节固定到轮毂35上，而在 其下游端固定到平板211上形成的U形^U:。两个推力杆分别位于穿过发动机轴线 的垂直面的每一侧上。穿过中间机匣3的平面内的力(Oy， Oz)由凸部213吸收，后 者是一个固定到平板211上的轴，轴向指向，由旋转关节连接到轮毂上，旋转关节 只沿方向Oy和Oz传输各种力。
根据本发明，后连皿置的联杆115和114的平面沿上游方向倾斜，并且在这 个实施方案中，该平面在C点处与推力杆212和212'的平面交汇，所述C点最好 位于发动机轴线上，但可以与该轴线稍稍隔开一定距离。
戶脱交汇点tt位于重心附近。特别是，该布置形式对重心后移的概系统来 讲非常有效。
采用这种交汇方式，悬挂系^E可以使在发动机轴线XX上未被吸收的推力不 会对中间机匣的臂部造成ffi可变形。可以参照含有发动机轴线XX的垂1^平面 来计算交汇点处的所有力矩。后联杆、推力杆和推力本身由于交汇点的特性而施力口 一个零杠杆臂力矩。由于其相对于交汇点的杠杆臂一瞎，可能会施加力矩的唯一一 个力是沿前悬挂體的平面的力。然而，发动机是平衡的，因此，所有力矩都等于零。因此，沿前悬挂装置平面的力也为零，而前部的各个机匣经受的变形甚微。
所以，本发明所提出的解决方案的优点是，於机匣不会出现扭曲，或者至少 减小了这种扭曲。例如，腿錢的重量由于后连接體重量的下降而减轻，因为 后连接装置吸收的力非常少。如上所述，扭曲的减少提高了燃料效率。
术语"交汇点"不會獬释成限于严格在轴线上交汇。根据其它载荷，诸如发动机 的重量或气道中气动力，在一定垂都巨离上，这个点的位置会相对于发动机轴线发 生变化。所述垂直距离不到发动机自进气道直径的四分之一。在这种情况下，所 有力矩都不是零，但接近零。
在图6所示另一种形式中，悬挂装置形式为前端连接到 机匣上，而推力杆 的下游端通过摆动杆直接连接到箱型结构上。
发动机通过中间机匣3外壳体34上的前连接装置10安,挂架9上。这与图 2所^i接形式相同。
后连接装置311糊汽机匣外壳体83连接到挂架上。其包括位于横梁312和U 形夹之间的两个联杆314和315，横梁固定到挂架上，而U形夹则固定到外壳体83 上。正如其它实施方案所述，联杆314和315以这样一种方式安装，g[J其位于相对 于穿过S汽机匣平風C^ Oy)而倾斜的同一平面上。其特点是，用来与外壳体83相 连接的U形夹还会以与联杆314和315相同的角度^f顷斜。
两个推力杆312和312'将中间机匣3的轮離接到挂架9上。这雖力杆在上 游与轮毂35的连接与图2标推力杆12和12'的连接形式相同。而这两个推力杆 的下游端则通过摆动杆320固定到挂架9上。摆动杆如图7所示。
两个推力杆312和312'分别通过旋转关节322a和322b安装到横向摆动 杆322上，后者通过枢轴安装在固定到构件321上的耳端上。这些接头图中 未示；为了清晰起见，图中仅能看到安装这些接头的孔口。另外，本示例中， 还提供有备用接头，但这些接头并不是本发明所提出的部分。构件321通过 螺栓直接固定到挂架上。由于这种布置形式， 一方面，作用在后连接装置联 杆314和315上的各个力的方向，以及另一方面，作用在推力杆312和312'上 的各个力的方向会实现交汇。这些方向在发动机轴线或者至少在发动机轴线 附近的C点处交汇。
权利要求
1. 一种用来在飞机挂架(9)上安装涡轮喷气发动机的均衡悬挂装置，所述涡轮喷气发动机包括一个前风扇(2)、一个位于前风扇下游的中间机匣(3)，所述中间机匣带有通过径向臂(36)连接到一起的外壳体(34)和轮毂(35)，以及一个位于同一轴线XX上的带有外壳体(83)的排气机匣(8)，所述悬挂装置包括一个位于中间机匣上的前连接装置(10；210)，一个后连接装置(11；311)，所述后连接装置(11；311)带有固定到排气机匣(8)外壳体(83)上的至少两个联杆(114，115；314，315)，一对在其下游端固定到中间机匣(3)轮毂(35)上的推力杆(12，12’；212，212’；312，312’)，其特征在于，后连接装置(11；311)的两个联杆(114，115；314，315)所形成的平面相对于排气机匣(8)的平面倾斜。
2.根据权利要求1所述的悬挂装置，其特征在于，后连皿置包括一个横幾l 11; 312)， 后连接装置的两个联杆(114, 115; 314; 315)将横梁的端部连接到排气机匣的外壳(83)上。
3 根据权利要求2臓的悬g^g，辦征在于，后连接驢(11;311)包括一个联杆， 可沿发动机轴线XX吸收扭矩Mx，这个联杆位于后连接装置的两个联杆之间。
4. 根据权利要求2和3臓的悬挂驢，辦征在于，后连^g的两个联怖14， 115; 314; 315)MilU形夹连接到^n机匣上，U形夹的耳端位于相对于排气机匣平制顷 斜的平面上。
5. 根据前面权禾腰求中任何一项权禾腰求戶腿的悬艘置，其特征在于，后连接装置 的两个联杆所形成的所述平面在发动机重心附近与涡轮喷气发动机的轴线相切。
6 根据权禾腰求2到5所述的悬挂體，其特征在于，两个推力棺12, 12，)在其下游 端固定到所述横幾lll)上。
7.根据权利要求6戶脱的悬挂装置，其特征在于，两个推力ffi12, 12')通过一个摆动 杆(210旌接到后连接装置上。
8 根据前面权利要求中樹可一项权利要求戶脱的悬挂装置，其特征在于，推力析312, 312，)的下游端连接到挂架(9)上。
9.根据权利要求8所述的悬挂装置，其特征在于，推力杆(312,312，)和后悬挂联杆(314，315)在发动机轴线上或附近的交汇点(C)处交汇。
10. 根据前面权禾腰求戶腿的悬挂装置，赚征在于，交汇点(C泡于发动机轴线XX 的高度之上，且自该轴线处，距离自直径不足四分之一处。
11. 根据权利要求l所述的悬挂装置，其特征在于，两个推力ff(212，212，难其下游端 通过前连接装置(210)固定到挂架上。
12. 根据权利要求11戶腐的悬挂装置，其特征在于，前连接體(210)连接到中间机 匣的轮執35)上。
13. 根据权禾腰求11或12戶腿的悬挂装置，其特征在于，推力杆(212， 212，)的平面禾口 后连接装置的两个联杆(l 14， 115)的平面在发动机轴线上或P(逝的交汇点(C)处交汇。
14. 根据前面权禾腰求臓的悬S^g，赚征在于，交汇点(C腔于发动机轴线XX 的高度之上，且自该轴线处，距离 直径不足四分之一处。
15. 根据权利要求1到10中,一项权利要求所述的悬挂装置，，征在于，前连接 ^g(10)包括一个横梁和将该构件连接到中间机匣壳体上的两个前连接联杆。
16. 根据权利要求15戶诚的悬挂装置，其特征在于，前连機置(10)包括一个联杆， 可沿轴线XX吸收扭矩Mx，这个联杆位于前连接装置的两个联杆之间。
17.根据权利要求15和16所述的悬挂装置，其特征在于，前连接装置带有一个系统， 可以通过一个回飞式联杆沿轴线XX吸收发动机扭矩Mx。
18.—种飞机涡轮喷气发动机，其特征在于，其安装了根据权利要求1到17中 任何一项权利要求所述的悬挂装置。
全文摘要
本发明涉及一种用来在飞机挂架(9)上安装涡轮喷气发动机的均衡悬挂装置，所述涡轮喷气发动机包括一个前风扇(2)、一个位于风扇下游的中间机匣(3)，所述中间机匣带有通过径向臂(36)连接到一起的外壳体(34)和轮毂(35)，以及一个位于同一轴线XX上的带有外壳体(83)的排气机匣(8)，所述悬挂装置包括一个位于中间机匣上的前连接装置(10)，一个后连接装置(11)，所述后连接装置(11)带有连接到排气机匣(8)外壳体(83)上的至少两个联杆(114，115)，一对在其下游端固定到中间机匣(3)轮毂(35)上的推力杆(12，12’)。悬挂装置的特征在于，后连接装置(11)的两个联杆(114，115)所形成的平面相对于排气机匣(8)的平面倾斜。
文档编号B64D27/26GK101450715SQ200810181779
公开日2009年6月10日 申请日期2008年12月8日 优先权日2007年12月7日
发明者吉拉姆·莱弗特, 皮埃尔-阿兰·让-玛丽亚·菲利普·雨果·彻阿德 申请人:斯奈克玛