專利名稱：破損安全的發(fā)動(dòng)機(jī)支架系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及發(fā)動(dòng)機(jī)支架，特別涉及一種將噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)緊固在飛機(jī)上的破損安全性發(fā)動(dòng)機(jī)架。
飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)通常用發(fā)動(dòng)機(jī)支架安裝在飛機(jī)機(jī)翼下或靠近尾段。通常同時(shí)為發(fā)動(dòng)機(jī)前段和發(fā)動(dòng)機(jī)后段提供安裝支架以分布發(fā)動(dòng)機(jī)載荷。典型的發(fā)動(dòng)機(jī)支架包括多個(gè)部件。其中的一個(gè)部件是一個(gè)基本呈平面的上部安裝件，它有一個(gè)位于其上緣的安裝平臺(tái)，用該平臺(tái)將發(fā)動(dòng)機(jī)安裝到飛機(jī)的支承結(jié)構(gòu)上，即機(jī)翼支架或機(jī)尾支架。多個(gè)U形槽位于上部安裝件的底緣，并沿發(fā)動(dòng)機(jī)外殼的一段分布。多個(gè)同時(shí)插入上部安裝件和發(fā)動(dòng)機(jī)殼U形槽中的連桿將發(fā)動(dòng)機(jī)連接到支承結(jié)構(gòu)上。發(fā)動(dòng)機(jī)的前段和后段所用的都是這一類型的支架。
發(fā)動(dòng)機(jī)支架設(shè)計(jì)為能承受飛行過(guò)程中所有階段的各種載荷。這些載荷包括垂直載荷(發(fā)動(dòng)機(jī)重量加上機(jī)動(dòng)飛行載荷)，軸向載荷(發(fā)動(dòng)機(jī)推力引起的)，側(cè)向載荷(例如，氣流抖振引起的)，以及扭轉(zhuǎn)載荷(由發(fā)動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)引起的，或因渦輪葉片損失而引起)。發(fā)動(dòng)機(jī)架還必須適應(yīng)發(fā)動(dòng)機(jī)相對(duì)于機(jī)架的熱脹冷縮。在巡航階段，熱脹冷縮效應(yīng)最為顯著。巡航時(shí)，熱脹冷縮會(huì)引起作用在發(fā)動(dòng)機(jī)架上力的方向產(chǎn)生相當(dāng)大的變化。
幾乎所有的飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)架都設(shè)計(jì)成破損安全的，即可防止發(fā)動(dòng)機(jī)與飛機(jī)分離。一個(gè)輔助或備用承載系統(tǒng)提供破損安全操作。常見的有兩類輔助系統(tǒng)。第一類利用反推裝置(例如過(guò)渡整流罩)來(lái)承載發(fā)動(dòng)機(jī)載荷。第二類利用位于發(fā)動(dòng)機(jī)支架本身上的扣鎖連桿?？坻i連桿是發(fā)動(dòng)架上的附加連桿，發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)它們通常不承載。一旦基本(即非扣鎖)連桿破損，扣鎖連桿將能夠與剩余的未破損連桿一起承載發(fā)動(dòng)機(jī)載荷。許多原因都可能導(dǎo)致連桿破損，包括銷釘或U形槽的破損；連桿斷裂、變形、脫落或錯(cuò)誤安裝；銷釘切變；等等。
在這兩種二級(jí)系統(tǒng)中，反推裝置系統(tǒng)的應(yīng)用較廣泛。不幸的是，對(duì)于最新一代大型風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)，例如用于波音777上的發(fā)動(dòng)機(jī)，反推裝置系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)上是不夠充分的。因?yàn)檫@類發(fā)動(dòng)機(jī)的重量可超過(guò)20,000磅，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)架破損時(shí)，為將發(fā)動(dòng)機(jī)固定在飛機(jī)上，需要附加重量達(dá)200磅的反推支承結(jié)構(gòu)。在飛機(jī)上，重量和空間是十分寶貴的，因?yàn)槭褂每坻i連桿所需的重量和空間相對(duì)來(lái)說(shuō)少得多，所以是一種更有效的解決方案?，F(xiàn)在，所知的用扣鎖連桿的發(fā)動(dòng)機(jī)架很少，而在其中，只有一種據(jù)介紹用于極重的發(fā)動(dòng)機(jī)，也就是美國(guó)專利5,275,357號(hào)(后文簡(jiǎn)稱為“′357專利”)中所介紹的。
′357專利介紹了一種三連桿系統(tǒng)，其中，中心連桿為扣鎖連桿。正常工作時(shí)中心連桿不承載，這是由于將中心連桿連接在發(fā)動(dòng)機(jī)殼上的是一個(gè)超大尺寸孔。美國(guó)專利5,303,880(下文簡(jiǎn)稱為“′880”)類似于′357專利，但附加了可更換襯套。這些專利公開的系統(tǒng)雖然可以承載重型飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)，但本發(fā)明具有更佳的水平承載能力。這種能力使本發(fā)明在某些故障類型中表現(xiàn)較佳，例如出現(xiàn)葉片摔脫發(fā)動(dòng)機(jī)故障時(shí)。從后面的介紹中可以進(jìn)一步了解，如果需要安裝一個(gè)減振器，較之于′357和′880發(fā)明的實(shí)施例，本發(fā)明的實(shí)施例中更易于安裝這種減振器。
另一種所知的發(fā)動(dòng)機(jī)架包括帶過(guò)渡球形軸承的兩組分離的扣鎖連桿。該設(shè)計(jì)包括五個(gè)連桿兩個(gè)垂直側(cè)桿，一個(gè)中心水平連桿，以及夾在每一側(cè)桿與中心連桿之間的兩個(gè)較小的垂直扣鎖連桿。但是，這種雙連桿設(shè)計(jì)用于重型發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，為了將所有五個(gè)連桿裝在雙岔形管道壁之間，必須不利地降低分岔流。而且，工作過(guò)程中，如果中心連桿破損，兩個(gè)較小的垂直連桿難以承載原先由中心連桿承受的水平載荷。這導(dǎo)致了扣鎖連桿在其U形槽中產(chǎn)生“果粒狀裂紋”或切變。而且，這種扣鎖連桿所需的位于上部安裝件的安裝槽較深且窄，制造工藝上較困難。扣鎖連桿球形軸承滾珠的滑道必須是特制的。由于扣鎖連桿在發(fā)動(dòng)機(jī)架的連接件中自由振動(dòng)，所以球形軸承需要頻繁的維護(hù)。
故此，需要一種能夠承載極重飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的高級(jí)破損安全發(fā)動(dòng)機(jī)架，它的寬度還不能顯著降低雙岔管流量。在連桿破損時(shí)這種機(jī)架應(yīng)具備足夠的垂直和水平承載能力，并應(yīng)重量輕而且能夠安裝所需的減振器。這種機(jī)架還應(yīng)該比現(xiàn)有的機(jī)架需要較少的維護(hù)以及較少的特殊制造工藝。由以下介紹可以了解，本發(fā)明的目標(biāo)就是提供這樣一種高級(jí)的破損安全發(fā)動(dòng)機(jī)架。
根據(jù)本發(fā)明，提供了一種將噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)連接到飛機(jī)支承結(jié)構(gòu)上用的破損安全發(fā)動(dòng)機(jī)架，正常狀態(tài)時(shí)它能將發(fā)動(dòng)機(jī)載荷充分地分布在各個(gè)機(jī)架連桿上，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)架出現(xiàn)故障時(shí)它仍能保持連接。根據(jù)本發(fā)明制成的發(fā)動(dòng)機(jī)架，只需根據(jù)要求對(duì)機(jī)架部件的尺寸進(jìn)行些許改動(dòng)，就可以連接在飛機(jī)上的各種位置(即，機(jī)翼下方或尾段)或發(fā)動(dòng)機(jī)上的各種位置(即發(fā)動(dòng)機(jī)的前段或發(fā)動(dòng)機(jī)的后段)。根據(jù)本發(fā)明制成的發(fā)動(dòng)機(jī)架包括一個(gè)上部安裝件、多個(gè)連桿和一個(gè)U形槽緣條。上部安裝件有一個(gè)將上部安裝件連接到支承結(jié)構(gòu)上的安裝平臺(tái)。U形槽緣條連在發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)殼上，連桿將上部安裝件與該U形槽緣條連接。上部安裝件還有一個(gè)由結(jié)構(gòu)加強(qiáng)的加強(qiáng)肋元件構(gòu)成的加強(qiáng)肋區(qū)域，它緊鄰安裝平臺(tái)。加強(qiáng)肋元件相互交叉，形成可承載外加應(yīng)力和發(fā)動(dòng)機(jī)載荷的結(jié)構(gòu)結(jié)點(diǎn)。這種結(jié)構(gòu)結(jié)點(diǎn)布局可使發(fā)動(dòng)機(jī)架在高度方面更加緊湊。
根據(jù)本發(fā)明的其它方面，多個(gè)連桿包括第一、第二、第三和第四連桿。第一和第四連桿分別位于發(fā)動(dòng)機(jī)架的左、右側(cè)，一般為直桿，是基本為垂直的定位連桿。第一和第四連桿各將發(fā)動(dòng)機(jī)殼上的一點(diǎn)與上部安裝件上的一個(gè)點(diǎn)相連接。第二連桿為扣鎖連桿，它有一個(gè)第一連桿臂，用于當(dāng)出現(xiàn)連桿破損時(shí)將發(fā)動(dòng)機(jī)殼上的一個(gè)點(diǎn)與上部安裝件的一點(diǎn)相連接。第二連桿的第一連桿臂設(shè)計(jì)為在飛機(jī)正常工作時(shí)不承載。第二連桿還有一個(gè)用于穩(wěn)定第一連桿臂的第二連桿臂，它與第一連桿臂一端連接。第三連桿包括一個(gè)連接發(fā)動(dòng)機(jī)殼與上部安裝件的第一連桿臂。第三連桿還包括一個(gè)第二連桿臂，其一端位于第一連桿臂與上部安裝件的連接點(diǎn)。當(dāng)出現(xiàn)連桿破損時(shí)，該第二連桿臂與發(fā)動(dòng)機(jī)上的一點(diǎn)連接。飛機(jī)處于正常工作狀況時(shí)，第三連桿的第二連桿臂位于無(wú)負(fù)荷位置。由于只需要四根連桿，與五連桿設(shè)計(jì)相比，在寬度上這種上部安裝件也相對(duì)緊湊，從而有助于減少對(duì)雙岔管流的影響。
根據(jù)本發(fā)明的另一些方面，連桿與上部安裝件底緣的連接以及連桿與發(fā)動(dòng)機(jī)殼的連接均由銷釘-U形槽連接件構(gòu)成，這種連接件中有可轉(zhuǎn)動(dòng)球形軸承。連接的位置使所有的連桿都處于同一個(gè)平面內(nèi)，該平面是與巡航飛行時(shí)的飛機(jī)橫截的平面。
根據(jù)本發(fā)明的其它方面，正常工作時(shí)，第一和第四連桿承載垂直載荷的主要部分，而第三連桿的第一連桿臂承載水平載荷。如果第一連桿破損，第二連桿可吸收原先由第一連桿承載負(fù)荷的一部分。如果第三連桿破損，第二連桿可吸收原由第三連桿承載負(fù)荷的一部分。如果第四連桿破損，第三連桿的另一部分可以吸收原由第四連桿承載負(fù)荷的一部分。上述每一種破損條件下，都只需一根扣鎖連桿起作用就能保證發(fā)動(dòng)機(jī)架的靜態(tài)安定。這樣，如果出現(xiàn)連桿破損，所有的垂直和水平載荷都能被支承，防止了發(fā)動(dòng)機(jī)從飛機(jī)上脫落。
本發(fā)明提供了一種新型的且明顯較佳的發(fā)動(dòng)機(jī)架。特別是，為了適用于極重發(fā)動(dòng)機(jī)，該機(jī)架的各個(gè)方面都進(jìn)行了優(yōu)化。如果發(fā)生任何連桿破損，由破損連桿承載的垂直和水平載荷都能充分地分布到剩余的連桿上。整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)架相當(dāng)緊湊，這樣就能優(yōu)化利用噴氣飛機(jī)上可獲得的有限的空間。連桿的構(gòu)型使扣鎖連桿在正常條件下處于無(wú)負(fù)載狀態(tài)，消除了不必要的磨損。而且，沒(méi)有松散的連桿振動(dòng)，也就降低了部件的磨損。
以下通過(guò)參照附圖對(duì)本發(fā)明的詳細(xì)描述，本發(fā)明的前述各方面及隨之而來(lái)的各種優(yōu)點(diǎn)將變得很易于理解，所述附圖中

圖1是一個(gè)常規(guī)飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的側(cè)向剖面圖，該發(fā)動(dòng)機(jī)由根據(jù)本發(fā)明制成的發(fā)動(dòng)機(jī)架安裝在飛機(jī)機(jī)翼下方的吊架上；圖2是根據(jù)本發(fā)明制成的破損安全發(fā)動(dòng)機(jī)架的后視圖，相當(dāng)于從后向前看飛機(jī)時(shí)的視圖；圖3是本發(fā)明一個(gè)具體實(shí)施例中連接位置的坐標(biāo)表；圖4是沿圖2中4-4線的側(cè)視剖面圖；圖5是根據(jù)本發(fā)明制成的一個(gè)第二連桿的等角圖；圖6是正常工作時(shí)圖2所示破損安全后部發(fā)動(dòng)機(jī)架的示意圖；圖7所示為當(dāng)?shù)谝贿B桿破損時(shí)，圖2破損安全后部發(fā)動(dòng)機(jī)架的示意圖；圖8所示為當(dāng)?shù)谌B桿破損時(shí)，圖2破損安全后部發(fā)動(dòng)機(jī)架的示意圖；圖9所示為當(dāng)?shù)谒倪B桿破損時(shí)，圖2破損安全后部發(fā)動(dòng)機(jī)架的示意圖。
圖1是由位于飛機(jī)機(jī)翼15下方的吊架17支承的常規(guī)飛機(jī)噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)11的側(cè)向剖面圖。由根據(jù)本發(fā)明制成的發(fā)動(dòng)機(jī)架19將發(fā)動(dòng)機(jī)連接在吊架17上。更具體地說(shuō)，發(fā)動(dòng)機(jī)架19連接在發(fā)動(dòng)機(jī)11的后段，位于冷卻岔管21的附近。故圖1所示的發(fā)動(dòng)機(jī)架是一個(gè)后部發(fā)動(dòng)機(jī)架。
盡管圖1所示為后部發(fā)動(dòng)機(jī)架，可以理解根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)制成發(fā)動(dòng)機(jī)架可用于各種發(fā)動(dòng)機(jī)安裝部位。如可用于前部或后部安裝架，或兩者均可。它們既可用于將發(fā)動(dòng)機(jī)安裝在機(jī)翼下方也可用于安裝在飛機(jī)尾段。圖1是圖示性的而不是限定性的。根據(jù)此，以后有關(guān)用在圖1所示位置的具體發(fā)動(dòng)機(jī)架的介紹均應(yīng)認(rèn)為是示意說(shuō)明性而不是限定性的。為將根據(jù)本發(fā)明制成的發(fā)動(dòng)機(jī)架用于某個(gè)具體位置，可針對(duì)特定的使用要求改變機(jī)架部件的尺寸。這些改變?nèi)Q于一系列在發(fā)動(dòng)機(jī)安裝領(lǐng)域有經(jīng)驗(yàn)的人所熟悉的因素，即，發(fā)動(dòng)機(jī)的尺寸、預(yù)期載荷、氣動(dòng)因素，等等。
為便于理解本發(fā)明，以下敘述中的專門術(shù)語(yǔ)所指的發(fā)動(dòng)機(jī)架部件的位置都是相對(duì)于圖示位置而言的。不應(yīng)因這些術(shù)語(yǔ)和圖示而理解為本發(fā)明局限用于機(jī)翼下的后部發(fā)動(dòng)機(jī)架。
圖2是根據(jù)本發(fā)明構(gòu)成并適用于圖1所示情形的破損安全后發(fā)動(dòng)機(jī)架19的后視圖，如同一個(gè)觀察者站在發(fā)動(dòng)機(jī)11之后的視圖。通常發(fā)動(dòng)機(jī)架包括一個(gè)上部安裝件31和四個(gè)連桿45、47、53和59。上部安裝件31與吊架17(如圖1所示)或其它飛機(jī)支承結(jié)構(gòu)相連。連桿將上部安裝件31上的五個(gè)連接處39a、39b、39c、39d和39e與連接在發(fā)動(dòng)機(jī)殼71上的一個(gè)U形槽帶上的五個(gè)連接處75a、75b、75c、75d和75e連接起來(lái)。用銷釘-U形槽連接件(如圖4所示)在各個(gè)連接處完成連桿45、47、53、59與上部安裝件31及發(fā)動(dòng)機(jī)殼71的連接。這些連接件通常包括兩個(gè)U形叉，在其中連桿被銷釘固定住。工作時(shí)，連桿45、47、53、59承載發(fā)動(dòng)機(jī)11的垂直和水平載荷。如果一個(gè)連桿破損，剩余的連桿調(diào)整后就能完全承載原由破損連桿承載的負(fù)荷。上部安裝件31、連桿45、47、53、59、銷釘43及U形槽41所用的材料最好是鉻鎳鐵合金或鈦。
更詳細(xì)地說(shuō)，上部安裝件31有一個(gè)沿上表面構(gòu)成的安裝平臺(tái)33，用于將發(fā)動(dòng)機(jī)架19連接到吊架17上。安裝平臺(tái)33包括多個(gè)螺孔(未示出)，用于承接將平臺(tái)連接到吊架17上的一個(gè)螺栓裝置。螺栓將后發(fā)動(dòng)機(jī)架19上的垂直載荷傳給吊架17。安裝平臺(tái)33還包括一個(gè)或多個(gè)剪切銷釘孔(未示出)，用于承接一個(gè)剪切銷裝置(未示出)，從而將平臺(tái)連接到吊架17上。剪切銷裝置將后發(fā)動(dòng)機(jī)架19上承載的側(cè)向載荷傳遞到吊架17。
上部安裝件31還包括一個(gè)位于安裝平臺(tái)之下的加強(qiáng)肋區(qū)域。加強(qiáng)肋區(qū)域包括結(jié)構(gòu)加強(qiáng)區(qū)，或加強(qiáng)肋35，它承載安裝平臺(tái)33和連桿45、47、53、59之間的發(fā)動(dòng)機(jī)載荷。加強(qiáng)肋35在多個(gè)結(jié)點(diǎn)37處相互交叉，用以控制發(fā)動(dòng)機(jī)載荷產(chǎn)生的力矢量的校準(zhǔn)。加強(qiáng)肋35的數(shù)目足以保證每一個(gè)結(jié)點(diǎn)37都經(jīng)多向支承。由于發(fā)動(dòng)機(jī)載荷主要沿加強(qiáng)肋35傳遞，可以壓縮加強(qiáng)肋內(nèi)之間的區(qū)域以減輕上部安裝件31的重量。所采用的加強(qiáng)肋區(qū)域的高度是后發(fā)動(dòng)機(jī)架19整個(gè)垂直高度的很大一部分，并且，也就占據(jù)了吊架17和發(fā)動(dòng)機(jī)殼71之間空間的很大一部分。如果需要，應(yīng)該有足夠的間隙安裝發(fā)動(dòng)機(jī)減振器。
沿加強(qiáng)肋底緣是五個(gè)上連接處第一連桿45用的39a；第二連桿47用的39b和39c；第三連桿53用的39d；以及第四連桿59用的39e。五個(gè)上連接處39a、39b、39c、39d、39e共面，該面為發(fā)動(dòng)機(jī)11縱向軸13的橫向面。如圖4所示，每一個(gè)上連接處有一個(gè)U形槽41，U形槽41兩個(gè)叉42a和42b各有一個(gè)銷釘孔44a和44b。45、47、53、59連桿的一個(gè)末端都插入U(xiǎn)形槽的兩叉42a和42b之間，由U形槽銷釘43定位，銷釘43穿過(guò)U形槽叉42a上的銷釘孔44a，穿過(guò)連桿末端的開孔61，然后穿過(guò)在另一個(gè)U形槽叉42b上的銷釘孔44b。以后將進(jìn)一步詳細(xì)介紹這一結(jié)構(gòu)。
回到圖2，上部安裝件31的下沿輪廓優(yōu)選是用簡(jiǎn)單曲線連接包圍每一個(gè)U形槽銷釘孔的下緣弧而確定。以大于銷釘孔半徑的一個(gè)半徑繞銷釘孔旋轉(zhuǎn)形成下緣弧線。必須注意U形槽叉42a、42b上的U形槽銷釘44a、44b的周圍留有足夠的結(jié)構(gòu)以承載預(yù)期的載荷。優(yōu)選U形槽41由鉻鎳鐵合金或鈦機(jī)加工而成，其形狀要保證在所有的飛行階段，連桿45、47、53、59的末端都能容易地裝在各自的U形槽41中。必須注意保證在正常工作和連桿破損時(shí)連桿都能獲得足夠的空間，以后將對(duì)此加以討論。
再參考圖2，U形槽帶73沿發(fā)動(dòng)機(jī)殼71的徑向上沿分布。U形槽帶73位于基本與發(fā)動(dòng)機(jī)11的縱軸13橫向的平面內(nèi)，并基本與上連接處形成的平面對(duì)正。U形槽緣條73有五個(gè)下連接處第一連桿45用的75a；第二連桿47用的75b；第三連桿53用的75c和75d；第四連桿59用的75e。下部連接處75a、75b、75c、75d、75e中的每一個(gè)都帶一個(gè)U形槽41，U形槽的每一個(gè)開叉42a、42b上都各有一個(gè)穿孔44a、44b(如圖4所示)。連桿45、47、53、59的另一末端各自位于一個(gè)U形槽的開叉42a、42b之間，通過(guò)將U形槽銷釘43穿過(guò)相應(yīng)的開叉42a、42b以及連桿末端的孔61而將連桿定位。用簡(jiǎn)單曲線連接每一個(gè)U形槽銷釘孔的下緣弧線而確定U形槽緣條73的外輪廓。用一個(gè)大于銷釘孔半徑的半徑沿每個(gè)銷釘孔44a、44b旋轉(zhuǎn)形成下緣弧線。應(yīng)注意使每個(gè)U形槽銷釘孔44a和44b周圍有足夠的結(jié)構(gòu)以承載預(yù)期載荷。
以下對(duì)四個(gè)連桿45、47、53、59的討論細(xì)節(jié)集中在連桿的三個(gè)主要方面。第一方面是連桿的一般形狀和相對(duì)于上部安裝件31和發(fā)動(dòng)機(jī)殼71的位置。第二方面是連桿與上安裝平臺(tái)31和發(fā)動(dòng)機(jī)殼71連接所用的銷釘-U形槽連接件。第三方面是正常工作及一個(gè)連桿破損時(shí)連桿的工作狀況。
四個(gè)連桿邊靠邊安裝在與發(fā)動(dòng)機(jī)11的縱向軸13橫截的一個(gè)平面上。第一連桿45位于后發(fā)動(dòng)機(jī)架19的左側(cè)，如圖2中所示，與垂直方向有一個(gè)小的順時(shí)針角度。第一連桿45基本是直的并從上部安裝件31的一個(gè)末端向外扇形延展。第一連桿45有上、下連桿開孔，連桿45的一個(gè)末端有一個(gè)開孔。第一連桿45的上部開孔在第一上連接處39a與上部安裝件31連接，連接方式為前述的銷釘-U形槽連接。后面會(huì)更詳細(xì)介紹銷釘-U形槽連接。第一連桿45的下端開孔在第一下連接處75a與發(fā)動(dòng)機(jī)殼71連接，所用的也是前述的銷釘-U形槽連接方式。
第二連桿47為折線形，并有第一連桿臂49和第二連桿臂51。連桿臂49和51長(zhǎng)度基本相等并構(gòu)成一個(gè)稍大于90°的鈍角。共有三個(gè)連桿開孔，一個(gè)位于兩連桿臂49、51的交叉處，另外在連桿臂的每一外端各有一個(gè)。第一連桿臂49外端的開孔在第二下連接處75b與發(fā)動(dòng)機(jī)殼71連接，75b位于第一下連接處75a的內(nèi)側(cè)。兩連桿臂49、51交叉處的開孔在第二上連接處39b與上部安裝件31連接，39b位于第一上連接處39a的內(nèi)側(cè)。第二連桿臂51外端的開孔在第三上連接處39c處與上部安裝件31連接，39c位于第二上部連接處39b的內(nèi)側(cè)。第二連桿的所有連接方式均為上述的銷釘-U形槽連接。
第三連桿也為折線形并有第一連桿臂55和第二連桿臂57。連桿臂57和55的長(zhǎng)度幾乎相同并形成一個(gè)約為150°的鈍角。共有三個(gè)連桿開孔一個(gè)在連桿臂55、57的相交處，在連桿臂的每一外端各有一個(gè)。第一連桿臂55外端的開孔在第三下連接處75c與發(fā)動(dòng)機(jī)殼71連接，75c位于第二下連接處75b的內(nèi)側(cè)。兩連桿臂55、57交叉處的開孔在第四上連接處39d與上部安裝件31連接，39d位于第三上連接處39c和第五上連接處39e之間。第二連桿臂57外端的開孔在第四下連接處75d與發(fā)動(dòng)機(jī)殼71連接，75d位于第三下連接處75c和第五下連接處75e之間。第三連桿所有的連接均采用的是前述的銷釘-U形槽連接。
第四連桿59位于后發(fā)動(dòng)機(jī)架19的右側(cè)，如圖2所示，與垂直方向形成一個(gè)較小的逆時(shí)針?lè)较蚪嵌取５谒倪B桿59從上部安裝件31的另一端起扇形向外延伸。第五連桿基本是直的并有上、下連桿開孔，各位于連桿59的一個(gè)末端。第四連桿59的上開孔在第五上連接處39e與上部安裝件31相連。第四連桿59的下開孔在第五下連接處75e與發(fā)動(dòng)機(jī)殼71相連。按位置順序，第一、第二和第三上、下連接處39a、39b、39c、75a、75b及75c與第四及第五上、下連接處39d、39e、75d及75e分別位于垂直平面40的兩側(cè)，平面40平分上部安裝件31所處的平面。
圖3中的表格描述了根據(jù)本發(fā)明構(gòu)成的發(fā)動(dòng)機(jī)架上、下連接處相對(duì)位置的一個(gè)具體實(shí)施例。圖3的數(shù)據(jù)是普拉特惠特尼(Pratt & WhitneyTM)PW4084機(jī)翼下后發(fā)動(dòng)機(jī)架用在(但并不僅限于)波音777飛機(jī)上時(shí)的數(shù)據(jù)。本領(lǐng)域熟練技術(shù)人員都會(huì)了解，如果本發(fā)明用于普拉特惠特尼PW4084翼下型發(fā)動(dòng)機(jī)之外的其它發(fā)動(dòng)機(jī)上，可對(duì)本實(shí)施例進(jìn)行少許改動(dòng)即可。圖2所示的X、Y坐標(biāo)系的中心點(diǎn)位于第一下連接處75a。根據(jù)本發(fā)明構(gòu)成的發(fā)動(dòng)機(jī)架用于不同的特定發(fā)動(dòng)機(jī)會(huì)使圖3所列的位置產(chǎn)生變化。
下面所介紹的第二連桿47的第一連桿臂49的銷釘-U形槽連接說(shuō)明了上、下連接處所有的銷釘-U形槽連接。也提示了例外的情況。圖4是沿圖2中4-4線得出的第二連桿47的第一連桿臂49的側(cè)向剖視圖。位于第二上連接處39b的銷釘-U形槽連接件包括兩個(gè)前文提到的U形槽叉42a、42b，在其中第二連桿的一個(gè)末端由一個(gè)U形槽銷釘43定位。U形槽銷釘43穿過(guò)位于U形槽叉42a上的圓形開孔44a，穿過(guò)第二連桿47末端的開孔61，并穿過(guò)位于U形槽另一叉42b上的圓形開孔44b。第二下連接處的銷釘-U形槽連接件按上述方式構(gòu)型。
圖5是第二連桿47的等角圖，該示說(shuō)明了每一連桿開孔61都有一個(gè)球形軸承63。該球形軸承由軸承滾珠65和軸承座圈67構(gòu)成。用凸緣69將軸承座圈67陷形鍛在連桿開孔61上。軸承滾珠65位于軸承座圈67內(nèi)并有一軸承滾珠孔68穿過(guò)其中心。U形槽銷釘43穿過(guò)軸承滾珠孔68。球形軸承63使連桿可相對(duì)于飛機(jī)縱向和橫向運(yùn)動(dòng)，但不能垂直運(yùn)動(dòng)。
如圖4所示，軸承襯套91位于U形槽叉42a、42b上的銷釘孔44a、44b內(nèi)。軸承襯套91從軸承滾珠65延伸到U形槽41的外表面。襯套91降低了連桿和U形槽銷釘?shù)恼駝?dòng)。該U形槽裝置的所有組件，U形槽叉42a、42b；軸承滾珠65；軸承座圈67；和軸承襯套的尺寸都設(shè)計(jì)為相互緊密配合的。
U形槽銷釘43的一端為銷釘頭93，另一端為螺紋95。當(dāng)插入U(xiǎn)形槽叉42a、42b時(shí)，U形槽銷釘43的長(zhǎng)度足以使螺紋部分95超出U形槽叉42a、42b。端蓋97和螺帽99連接在U形槽銷釘43的螺紋端以將U形槽銷釘43緊固在U形槽41上。
在本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例中，所有上連接處39a、39b、39c、39d、39e和第一、第三、第五下連接處75a、75c、75e的U形槽41所用的U形槽銷釘43的直徑和軸承孔68的直徑都基本相同。在第二、第四下連接處75b、75d，軸承滾珠孔68的直徑稍大于U形槽銷釘43的直徑。在本實(shí)施例中，第二下連接處75b U形槽銷釘43與軸承滾珠孔68的直徑差約為0.25英寸。第四下連接處75d的U形槽銷釘43和軸承滾珠孔68的直徑差約為0.40英寸。從以后更詳細(xì)的討論中可知，這種直徑差保證了在正常工作時(shí)連桿浮在U形槽銷釘周圍而不與銷釘接觸。顯然，這些尺寸只是一個(gè)示例，對(duì)本發(fā)明其它實(shí)施例，其它的尺寸也許更好。
所有的連桿孔61都是圓形的并沿與每一連桿45、47、53、59的外表面呈法向的軸形成。連桿孔61的尺寸設(shè)計(jì)為與軸承座圈67緊密配合，軸承座圈67的尺寸設(shè)計(jì)為與軸承滾珠65緊密配合。連桿略微傾斜位于U形槽41內(nèi)。具體的傾斜量取決于飛行過(guò)程中某一特定連接處由于熱膨脹引起的預(yù)測(cè)位移量。即使連桿45、47、53、59的傾斜角可能不同，但巡航飛行階段發(fā)動(dòng)機(jī)11的移動(dòng)將會(huì)使所有的連桿相對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)11的縱軸13基本垂直并橫向?qū)R。
圖6是圖2所示破損安全后發(fā)動(dòng)機(jī)架19的示意圖，顯示了正常工作時(shí)連桿45、47、53、59的位置。如圖6所示，連桿45、47、53、59和U形槽銷釘43的尺寸和位于后發(fā)動(dòng)機(jī)架19上的位置設(shè)計(jì)為，處于正常承載條件時(shí)，第一和第四連桿45、59承載幾乎全部的垂直載荷，第三連桿53的第一連桿臂55承載幾乎全部的橫向載荷，第二連桿47不承載，第三連桿53的第二連桿臂57也不承載。第二連桿47的第二連桿臂51始終不承載，但在所有工作狀況，它都用于穩(wěn)定第二連桿47的第一連桿臂49并防止第二連桿47振動(dòng)。
圖6中每一個(gè)圓中的中心點(diǎn)顯示了上下連接處的位置。這些點(diǎn)還表示U形槽銷釘43的通用軸心。所有上連接處39a、39b、39c、39d、39e以及第一、第三和第五下連接處75a、75c、75e各為一個(gè)圓圍繞，這指出，如前所述，在這些位置的U形槽銷釘43和軸承滾珠孔68的尺寸都是相互緊密配合的。在第二和第四下連接處75b、75c有兩個(gè)圓環(huán)，說(shuō)明軸承滾珠孔直徑大于U形槽銷釘直徑。較大的環(huán)代表軸承滾珠孔68，較小的環(huán)代表U形槽銷釘43。連接連桿45、47、53、59連接位置的線77是直線，并說(shuō)明了兩連接處之間的載荷通過(guò)連桿呈直線。所以在無(wú)破損條件時(shí)，沒(méi)有連桿承受彎曲力。
圖7是圖2中后發(fā)動(dòng)機(jī)架19的示意圖，顯示了當(dāng)?shù)谝贿B桿46破損時(shí)，第二、第三和第四連桿47、53、59的位置。如果第一連桿45破損，第二連桿47第一連桿臂49的軸承滾珠65將受力與第二下連接處75b U形槽連接件的U形槽銷釘43接觸(如圖7所示)。這使第二連桿與剩下的第三和第四連桿53、59一起工作，吸收原由破損的第一連桿承載的負(fù)荷。第四下連接處75d的U形槽連接件中的U形槽銷釘43向第三連桿53第二連桿臂57中的軸承滾珠孔68靠近(如圖7所示)，但并未構(gòu)成一個(gè)連接。在第一連桿故障時(shí)，第三連桿53的第二連桿臂57并未承載。
圖8是圖2所示后發(fā)動(dòng)機(jī)架19的示意圖，顯示了第三連桿破損時(shí)，第一、二、四連桿45、47、59的位置。(因?yàn)榈诙B桿47通常不承載，所以沒(méi)有必要討論第二連桿47的破損)。如果第三連桿53破損，第二連桿47的第一連桿臂49的軸承滾珠65也將受力與第二下連接處75b U形槽連接件的U形槽銷釘43接觸。第二連桿47也與剩余的第一、四連桿45、59一起工作，吸收由破損第三連桿53原先承載的負(fù)荷。
圖9是圖2所示后發(fā)動(dòng)機(jī)架19的示意圖，顯示了當(dāng)?shù)谒倪B桿59破損時(shí)，第一、二、三連桿45、47、53的位置。如果第四連桿破損，第三連桿53第二連桿臂57的軸承滾珠65將受力與第四下連接處75d U形槽連接件的U形槽銷釘43接觸。這使第三連桿53與剩余的第一、二連桿45、47一起工作，吸收由破損的第四連桿59原先承載的負(fù)荷。第二下連接處75b U形槽連接件的U形槽銷釘43向第二連桿47第一連桿臂49中的承軸滾珠孔68靠近，但并未形成連接。第四連桿59破損時(shí)第二連桿47的第一連桿臂49并未承載。
盡管以上對(duì)本發(fā)明實(shí)施例進(jìn)行了圖示和說(shuō)明，可以理解，在不脫離本發(fā)明精神和范疇的條件下仍可進(jìn)行多種改型。
權(quán)利要求
1.一種用于將噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)殼連接到飛機(jī)支承結(jié)構(gòu)上的破損安全發(fā)動(dòng)機(jī)架，包括(a)一個(gè)可與飛機(jī)支承結(jié)構(gòu)連接的上部安裝件，該上部安裝件包括一個(gè)底緣，底緣上有第一、二、三、四、五五個(gè)上連接處，五個(gè)連接處均位于與該發(fā)動(dòng)機(jī)縱向中心線基本橫截的一個(gè)平面上；(b)連接在發(fā)動(dòng)機(jī)殼外周上的一個(gè)U形槽緣條，該緣條位于與發(fā)動(dòng)機(jī)縱向中心線基本橫截的一個(gè)平面內(nèi)，該U形槽緣條上有第一、二、三、四、五五個(gè)下連接處，五個(gè)下連接處均位于與該發(fā)動(dòng)機(jī)縱向中心線基本橫截的一個(gè)平面上；(c)一個(gè)基本為直形的第一連桿，在第一上連接處與上部安裝件連接，在第一下連接處與U形槽緣條連接；(d)一個(gè)包括第一連桿臂和第二連桿臂的第二連桿，該第二連桿臂用于穩(wěn)定第一連桿臂，所述第一連桿臂在第二上連接處與上部安裝件連接，在第二下連接處與U形槽緣條連接，所述第二連桿臂與第一連桿臂構(gòu)成一個(gè)基本為90°的角，第二連桿臂在第三上連接處與上部安裝件連接；(e)一個(gè)包括第一和第二連桿臂的第三連桿，該第一連桿臂在第三下連接處與U形槽緣條連接，在第四上連接處與上部安裝件連接，第二連桿臂與第一連桿臂形成一個(gè)基本為150°的角，第二連桿臂在第四下連接處與U形槽緣條連接；(f)一個(gè)基本直形的第四連桿，在第五上連接處與上部安裝件連接，在第五下連接處與U形槽緣條連接。
2.如權(quán)利要求1所述的破損安全發(fā)動(dòng)機(jī)架，其中所述的連桿與上部安裝件上連接處及與U形槽緣條下連接處的連接為銷釘-U形槽連接件連接。
3.如權(quán)利要求2所述的破損安全發(fā)動(dòng)機(jī)架，還包括位于銷釘-U形槽連接件處的球形軸承，在正常巡航飛行時(shí)，該軸承的定位使所有連桿基本位于同一個(gè)與發(fā)動(dòng)機(jī)縱向中心線橫截的平面內(nèi)。
4.如權(quán)利要求1所述的破損安全發(fā)動(dòng)機(jī)架，其中所述的上部安裝件還包括交叉構(gòu)成多個(gè)結(jié)構(gòu)結(jié)點(diǎn)的結(jié)構(gòu)增強(qiáng)部分。
5.如權(quán)利要求1所述的破損安全發(fā)動(dòng)機(jī)架，其中所述的上部安裝件還包括一個(gè)適用于連接到飛機(jī)支承結(jié)構(gòu)上的安裝平臺(tái)。
6.如權(quán)利要求1所述的破損安全發(fā)動(dòng)機(jī)架，其中所述的第二連桿的第一連桿臂布置為在正常飛機(jī)工作狀態(tài)時(shí)不承載。
7.如權(quán)利要求6所述的破損安全發(fā)動(dòng)機(jī)架，其中所述的第二連桿第一連桿臂與發(fā)動(dòng)機(jī)殼的連接包括一個(gè)銷釘-U形槽連接件，該連接件具有直徑間隙基本為0.25英寸的球形軸承。
8.如權(quán)利要求1所述的破損安全發(fā)動(dòng)機(jī)架，其中所述的第二連桿的第一連桿臂在第一連桿破損時(shí)與第三和第四連桿一起工作，承載發(fā)動(dòng)機(jī)載荷。
9.如權(quán)利要求8所述的破損安全發(fā)動(dòng)機(jī)架，其中所述的第三連桿的第二連桿臂在第一連桿故障時(shí)不承載。
10.如權(quán)利要求1所述的破損安全發(fā)動(dòng)機(jī)架，其中所述的第二連桿的第一連桿臂在第三連桿破損時(shí)與第一和第四連桿一起工作，承載發(fā)動(dòng)機(jī)載荷。
11.如權(quán)利要求1所述的破損安全發(fā)動(dòng)機(jī)架，其中所述的第三連桿的第二連桿臂在飛機(jī)正常工作時(shí)不承載。
12.如權(quán)利要求11所述的破損安全發(fā)動(dòng)機(jī)架，其中所述第三連桿的第二連桿臂與發(fā)動(dòng)機(jī)殼的連接為一個(gè)銷釘-U形槽連接件連接，該連接件具有直徑間隙基本為0.40英寸的球形軸承。
13.如權(quán)利要求1所述的破損安全發(fā)動(dòng)機(jī)架，其中所述的第三連桿的第二連桿臂在第四連桿破損時(shí)與第一連桿和第三連桿的第一連桿臂一起工作，承載發(fā)動(dòng)機(jī)載荷。
14.如權(quán)利要求13所述的破損安全發(fā)動(dòng)機(jī)架，其中所述的第二連桿的第一連桿臂在第四連桿故障時(shí)不承載。
全文摘要
一種具有第一、第二、第三、第四連桿,在一個(gè)上部安裝件上的五個(gè)上連接處,以及發(fā)動(dòng)機(jī)殼上一個(gè)U形槽緣條上的五個(gè)下連接處的破損安全發(fā)動(dòng)機(jī)架。第一連桿連接第一上連接處和第一下連接處。第二連桿的第一連桿臂連接第二上連接處和第二下連接處,第二連桿臂穩(wěn)定第一連桿臂。第三連桿的第一連桿臂連接第三下連接處和第四上連接處,第二連桿臂連接第四上連接處和第四下連接處。第四連桿連接第五上連接處和第五下連接處。
文檔編號(hào)B64D27/00GK1174798SQ9611154
公開日1998年3月4日 申請(qǐng)日期1996年8月22日 優(yōu)先權(quán)日1996年8月22日
發(fā)明者青尼斯·E·海伊 申請(qǐng)人:波音公司