專利名稱：具有單體框架的掛架的制作方法
具有單體框架的桂架技術(shù)領(lǐng)域一般而言，本發(fā)明涉及一種航空器發(fā)動機(jī)懸掛架。這種類型的懸4圭架也稱作EMS ( Engine Mounting Structure,發(fā)動才幾沖幾架結(jié)構(gòu))， 并且例如，可被用于通過多個連接件將渦輪噴氣發(fā)動機(jī)懸掛在航空 器機(jī)翼下面，或?qū)u輪噴氣發(fā)動機(jī)安裝在該機(jī)翼上方。更具體地，本發(fā)明涉及一種新型掛架結(jié)構(gòu)及其制造方法。
背景技術(shù)：
在航空器中，設(shè)計懸掛架以在諸如渦輪噴氣發(fā)動機(jī)的發(fā)動機(jī)與 航空器機(jī)翼之間形成連接界面。該懸掛架將其相關(guān)渦輪噴氣發(fā)動機(jī) 所產(chǎn)生的力傳遞至航空器的結(jié)構(gòu)，并且還能夠在發(fā)動機(jī)與航空器之 間實現(xiàn)燃料、電力、液壓和空氣系統(tǒng)的通^各。如圖1所示，航空器發(fā)動機(jī)組件1被設(shè)計為固定在航空器的機(jī) 翼2下面，并且該航空器發(fā)動機(jī)組件包括諸如渦輪噴氣發(fā)動機(jī)3的 發(fā)動才幾以及懸掛架4。在渦4侖噴氣發(fā)動4幾3前端處"i殳置有限定環(huán)形 風(fēng)機(jī)管道的大尺寸風(fēng)扇殼體(或風(fēng)機(jī)殼體)5并且在接近后端處具 有容納該渦輪噴氣發(fā)動機(jī)核心的較小尺寸的中央殼體6;中央殼體 6通過較大尺寸的排氣殼體7沿向后方向延長；殼體5、 6和7彼此 固定并沿軸線AA延伸。具體地，-;[延伸的縱向元件懸掛架4設(shè)置有承載多個發(fā)動機(jī)懸架8以便固定渦 輪噴氣發(fā)動機(jī)3的剛性結(jié)構(gòu)以及用于將該組件1懸掛在航空器的機(jī) 翼2下面的另一組懸架(未示出)。為進(jìn)行引導(dǎo)，應(yīng)該注意的是，組件l被設(shè)計為由外殼(未示出)所包圍。在下面進(jìn)行的整個描述中，應(yīng)當(dāng)相對于由渦4侖噴氣發(fā)動才幾3施 加的推力作用下所產(chǎn)生的航空器的運動方向來考慮"向前，，和"向 后"，該方向由箭頭9示意性i也示出。為了傳遞力，掛架4在一般情況下包括通常為"箱"形的剛性 結(jié)構(gòu)，換言之，包括由桿形式的元件構(gòu)成并且通過壁板(panel)連 4妄的棱邊。圖2中示出了一種傳統(tǒng)類型的實施例。傳統(tǒng)懸*桂架因》匕包^"由 上翼梁11和下翼梁12構(gòu)成的具有箱形式的剛性結(jié)構(gòu)10，這兩個翼 梁均沿與發(fā)動機(jī)3的AA軸線方向相似的主方向延伸。兩個側(cè)壁板 13(在圖2中只能看到后壁4反)定位在加強(qiáng)件10的側(cè)邊上以《更"封 閉"掛架4。壁板13通常包括使得能夠接近位于掛架4中的不同元 4牛的開口 14。該箱內(nèi)的位于^v向間隔處的4黃向翼肋15增強(qiáng)結(jié)構(gòu)10的剛性； 基于翼肋所在的位置，翼肋15a4氏抗力，而翼肋15b穩(wěn)定結(jié)構(gòu)10。此外，桂架4設(shè)置有插在渦輪噴氣發(fā)動機(jī)3與剛性結(jié)構(gòu)10之 間的裝配系統(tǒng)8;該系統(tǒng)8包4舌至少兩個發(fā)動才幾懸架，通常為至少 一個前懸架16和至少一個后懸架17;另外，安裝系統(tǒng)8包括用于 抵抗由渦輪噴氣發(fā)動機(jī)3產(chǎn)生的推力的裝置，例如該裝置具有首先連接于渦輪噴氣發(fā)動機(jī)3的風(fēng)扇殼體5的后部且其次連接于定位在 前懸架16與后懸架17之間的連接點的兩個側(cè)桿的形式。同樣地，懸掛架4還包括插在剛性結(jié)構(gòu)10與航空器機(jī)翼2之 間的第二安裝系統(tǒng)18,該第二安裝系統(tǒng)通常由兩個或三個懸架構(gòu) 成。最后，該掛架設(shè)置有用于在支撐空氣動力整流裝置的同時隔離 系統(tǒng)并將系統(tǒng)保持在位的輔助結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)10的主要問題是組裝困難；明顯地，不同的翼肋15a、 15b必須一個接一個地固定于翼梁11、 12，并且它們的位置是精確 確定的，具體地，為了使發(fā)動沖幾的運轉(zhuǎn)最優(yōu)化，它們的位置尤其是 由發(fā)動才幾的懸架16、 17的固定位置而精確確定的。此外，不同連 接裝置增加了掛架4的重量，這在航空應(yīng)用方面一直是個缺點。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明提出了 一種用于航空器懸掛架的新型結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)在保 持掛架框架加強(qiáng)件的安全相關(guān)性能的同時簡化其制造和定位。才艮據(jù)本發(fā)明的一個方面，本發(fā)明4是出了一種通過結(jié)合有不同工 藝的兩個步驟來組裝懸掛架結(jié)構(gòu)的方法，即-通過焊接、鑄造或任何其他工藝進(jìn)行掛架框架等的單體式制造 步驟，換言之，進(jìn)行棱邊和翼肋(如果有的話)(以及可能的話， 這些面之一)的單體式制造；-然后進(jìn)行掛架封閉壁板的機(jī)械連接步驟。根據(jù)本發(fā)明的單體式制造方法可以提供整體的、 一體式框架， 換言之，該框架無法拆卸，盡管在焊4妾的情況下該沖醫(yī)架可以由不同 元件來制造。優(yōu)選地，在封閉之前或者之后，還通過軌^戒方法將加強(qiáng)配件固 定在應(yīng)力非常高的位置處。使用兩種不同技術(shù)有許多優(yōu)點。事實上，通過除去由連接件產(chǎn)生的機(jī)械冗余(redundancy),框架的一體化能夠減輕該框架的重量 并縮短其制造時間。此外，保持機(jī)械連接，從而導(dǎo)致掛架不是單體 式的，與其制造時的用途相比，該掛架是易損壞的；當(dāng)損害是由材 料、制造或維護(hù)缺陷造成時，完全一體式的結(jié)構(gòu)難于滿足結(jié)構(gòu)的損 傷容卩艮(damage tolerance )要求。根據(jù)另 一 方面，本發(fā)明涉及利用根據(jù)本發(fā)明方法的4元空器的發(fā) 動機(jī)懸桂架。該掛架具有單體式結(jié)構(gòu)，換言之具有整體一體式結(jié)構(gòu)， 該結(jié)構(gòu)包括箱的棱邊以及4幾械連4妄于沿掛架的主方向延伸的四個 縱向壁才反中的至少三個的翼肋(如果需要的話)。有利地，該掛架 包括用于機(jī)翼和發(fā)動機(jī)的連接點，每一連接點通過機(jī)械固定于單體 式框架的加強(qiáng)配件雙重保護(hù)(double up)。具體地，以一種優(yōu)選的 方式，這些壁板可由復(fù)合材料制成，而該框架可由金屬(例如鈥) 制成。


在參照附圖閱讀下面的描述之后將會更加理解本發(fā)明的特征 和優(yōu)點，這些附圖用于示意性的目的而絕非限制性的。已經(jīng)描述的圖1示出了局部的航空器發(fā)動機(jī)組件的側(cè)視圖。已經(jīng)描述的圖2示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的懸掛架。 圖3示出了根據(jù)本發(fā)明一個優(yōu)選實施例的懸掛架。
具體實施方式
如上所述，懸掛架的制造是個長且復(fù)雜的工藝過程。然而，考慮到施加在掛架上的載荷以及^t空工業(yè)方面所遵守的安全條件，#L 少有可行的解決方案。例如，由于在任4可情況下局部失效必須補(bǔ)償 的固有的失效安全功能，因此桂架在航空器運行中的基本功能要求 嚴(yán)格的可靠性標(biāo)準(zhǔn)。因此，本發(fā)明提出了一種掛架類型，對于這種掛架類型而言，框架(僅僅是框架)為單體式(monolithic,或整體式)和/或一體 化類型的，以在減少結(jié)構(gòu)重量并簡化制造工藝的同時滿足要求。事 實上，掛架結(jié)構(gòu)的完全一體化不足以滿足所要求的條件；例如，如 果在單體式掛架的材料上出現(xiàn)裂紋，這可能蔓延到結(jié)構(gòu)的其他部分并產(chǎn)生完全推斷得出來的風(fēng)險。才艮據(jù)本發(fā)明并且如圖3所示，單體式結(jié)構(gòu)^又涉及框架20,換言 之，僅涉及箱"構(gòu)架"，翼肋22、棱角24 (換言之，棱邊)、基本 力輸入路徑26(具體地，連接點)均以一體化的方式制造出。該結(jié) 構(gòu)體i見為4醫(yī)架20形式，該纟醫(yī)架通過在纟從向面以及兩個端部上添加 壁板(習(xí)慣上指上部壁板、下部壁板、左側(cè)壁板和右側(cè)壁板)以預(yù) 定形狀限定具有沿主方向延伸的四個邊的"箱"；在此術(shù)語"壁板" (如圖3中所示)并不祐J人為表示二維結(jié)構(gòu)；因此上部壁才反具有獨: 此之間成角度的兩個準(zhǔn)平面部分，這兩個準(zhǔn)平面可以是整體(unit) 也可以不是。可能地，根據(jù)本發(fā)明，只有縱向壁板中的一個壁板(尤 其下部壁外反)或該壁4反中的一部分可以:陂結(jié)合至沖匡架20中。才艮才居一個實施例，可以通過例如沿纟從向方向在不同翼肋22上 焊接大量棱角24來形成框架20;將第一翼肋(還形成端部棱邊) i文置到位，接著》文置四個第一棱角(或縱向棱邊)并焊接肋22，然 后放置四個第二縱向棱邊等。從而，框架20被最終制造成不能拆 卸的整體部件的形式，對于該整體部件而言，材津牛是連續(xù)的。因此， 通過根據(jù)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)，考慮到可以優(yōu)選地調(diào)整棱角24的長度， 抵抗力的翼肋22a的定位較少受到限制。通過使用適于構(gòu)架20的設(shè)計，將焊縫28設(shè)置在構(gòu)架20外圍， 以便于能夠容易地使用焊頭并使用用于通過例如機(jī)加工或研磨來 重整焊t逢28的工具。通過該伊C選實施例，因為J見在可以除去毛口 ， /人而可以增強(qiáng)焊《接的可靠性。才艮據(jù)另一實施例，例如可通過鑄造方法來制造框架20。根據(jù)另一實施例，將框架20的所有基本部分22、 24均定位在可以將該組件放入熔爐中以消除(relax )焊接所產(chǎn)生的應(yīng)力，其中， 在該熔爐中，在某一溫度下對該組件進(jìn)行持續(xù)的所謂"張弛 (relaxation)"的熱處理，該溫度以及持續(xù)的時間取決于所使用的 材料。應(yīng)該注意的是，該掛架的圖示僅用于指導(dǎo)。尤其地，翼肋22 可以由不垂直于纟圭架主方向而是例》。沖目^"于該主方向介頁4+的4匡架 構(gòu)成。該掛架還可以具有不同的幾何形狀，例如諸如在下和/或上表 面上具有變化的片^:(圖3),左和/或右側(cè)面具有不同的氣動(或 空氣動力學(xué))形狀。最后，可4艮據(jù)4氏抗通過發(fā)動4幾和才幾翼懸架傳遞 的力的方法來調(diào)節(jié)掛架的形狀。通過簡化構(gòu)成框架20的基本元件 來4足進(jìn)所有這些選才奪。有利地，將配件30添加至由此形成(優(yōu)選地通過才幾械連接形 成)的構(gòu)架，以便雙重保護(hù)處于力臨界點的連接點26。具體地，例 如，可以將發(fā)動才幾的前懸架加強(qiáng)構(gòu)件32與4幾翼的連4妄加強(qiáng)構(gòu)件34 一起螺擰于框架上。此外，可以通過用于通過發(fā)動才幾后懸架所引入 的力的元件38以及通過與抵抗推力相關(guān)的元件38，使后連接點雙重 保護(hù)；這兩個元件38、 38，也可以;波此扭4成地(或通過枳4成方法) 固定。由于對框架20結(jié)構(gòu)的損壞將由比傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)10中的配件凄欠量少 并且具有較簡單的形狀的配件30來補(bǔ)償，因此，這些配件30增加 了 "失效安全"功能。從而，有利地，框架20通過利用機(jī)械地固定于其的蒙皮(skin) 壁板40覆蓋在其四個縱向面上(或三個其余面上)。與現(xiàn)有4支術(shù)相 反，在這種情況下，這些壁板實現(xiàn)簡單的蒙皮作用，且可以具有低 硬度，并且在組裝期間能夠容易地形成為與框架20所指定的形狀 相匹配。這一性質(zhì)在制造和4吏用期間可節(jié)省成本。才艮據(jù)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)，相對于框架20，壁才反40也可以選4奪不同 的構(gòu)成，尤其地，可以具有掛架50 (對于該掛架而言，才匡架20由 鋼或鈦制成)、由特種鋼制成的配件30、以及由復(fù)合材料制成的壁 板40;當(dāng)然，可以構(gòu)想與結(jié)構(gòu)20、 30的剩余部分具有相同性質(zhì)的 金屬壁板40，以及任何其他鋼、鈦、鋁或合金的金屬壁板。因此，本發(fā)明是在成本、重量方面獲得節(jié)省的結(jié)合與降低連接 處風(fēng)險之間獲得平衡(compromise),并且通過雙重"失效安全" 結(jié)構(gòu)來最大化安全準(zhǔn)則。才艮據(jù)本發(fā)明的掛架50保持具有良好損傷 容限的已知多部分箱的所有冗余部分，同時通過進(jìn)入到框架的主要 的力^各徑的結(jié)合，乂人而實現(xiàn)顯著的節(jié)省。
權(quán)利要求
1.一種用于航空器的發(fā)動機(jī)懸掛架(50)，所述懸掛架具有箱型結(jié)構(gòu)，所述箱型結(jié)構(gòu)包括沿主方向延伸的內(nèi)部框架(20)，所述內(nèi)部框架設(shè)置有沿著所述主方向形成所述結(jié)構(gòu)的外圍的四個縱向壁板(40)，所述懸掛架(50)包括用于所述發(fā)動機(jī)和/或機(jī)翼的連接點(26)，其特征在于，至少三個所述縱向壁板(40)機(jī)械地固定于所述框架(20)，所述框架限定所述箱的棱邊(22，24)并包括所述連接點(26)，所述框架(20)被制成單體式的。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的懸掛架，其中，單體式框架(20 )還包 括位于所述懸掛架(50)的連接點(26)處的翼肋(22a),所 述翼肋由連接所述棱邊(24)的框架構(gòu)成。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的懸掛架，其中，所述單體式框架(20) 還包括支撐肋(22b )，所述支撐肋由連接所述棱邊(24 )的框 架構(gòu)成。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1至3中任意一項所述的懸掛架，其中，所述四 個纟從向壁;tl (40)扭4成地固定于所述單體式?jīng)_匡架(20)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1至4中任意一項所述的懸掛架，其中，所述框 架(20)通過沿所述棱邊(24)的焊縫(28)制造而成。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1至5中任意一項所述的懸掛架，還包括加強(qiáng)配 件(30),所述加強(qiáng)配件在所述連4妄點(26)處枳4成地固定于 所述框架(20)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1至6中任意一項所述的懸掛架，其中，所述框 架(20)由鈦制成，并且/或者所述壁板(40)由復(fù)合材料制 成。
8. —種用于制造箱型力克空器發(fā)動才幾懸掛架的方法，所述方法包括 以下步驟單件式制造掛架框架(20)，以及將壁板(40)機(jī) 械地連一妄至所述框架(20)上。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的制造方法，其中，所述單件式制造步驟 通過焊4妄或4壽造工藝來實現(xiàn)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8至9中任意一項所述的制造方法，還包括將加 強(qiáng)配件(30)才幾械地連接至所述框架(20)上。
全文摘要
本發(fā)明描述了一種用于航空器發(fā)動機(jī)組件懸掛架的新型結(jié)構(gòu)。掛架(50)包括例如通過鑄造工藝或焊接工藝制造的單體框架(20)，該框架覆蓋有通過機(jī)械方法裝配的蒙皮(40)。有利地，加強(qiáng)構(gòu)件(30)通過機(jī)械方法固定于施力點(26)。根據(jù)本發(fā)明的雙重結(jié)構(gòu)(20，40)在由于機(jī)械裝配而遵守安全標(biāo)準(zhǔn)的同時，可以在制造過程中獲得一體化的優(yōu)點。
文檔編號B64D27/26GK101272954SQ200680035877
公開日2008年9月24日 申請日期2006年9月26日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月28日
發(fā)明者勞倫特·拉豐 申請人:法國空中客車公司