[发明专利]破损安全的发动机支架系统

说明书

本发明涉及发动机支架，特别涉及一种将喷气式发动机紧固在飞机上的破损安全性发动机架。

飞机发动机通常用发动机支架安装在飞机机翼下或靠近尾段。通常同时为发动机前段和发动机后段提供安装支架以分布发动机载荷。典型的发动机支架包括多个部件。其中的一个部件是一个基本呈平面的上部安装件，它有一个位于其上缘的安装平台，用该平台将发动机安装到飞机的支承结构上，即机翼支架或机尾支架。多个U形槽位于上部安装件的底缘，并沿发动机外壳的一段分布。多个同时插入上部安装件和发动机壳U形槽中的连杆将发动机连接到支承结构上。发动机的前段和后段所用的都是这一类型的支架。

发动机支架设计为能承受飞行过程中所有阶段的各种载荷。这些载荷包括垂直载荷(发动机重量加上机动飞行载荷)，轴向载荷(发动机推力引起的)，侧向载荷(例如，气流抖振引起的)，以及扭转载荷(由发动机的旋转运转引起的，或因涡轮叶片损失而引起)。发动机架还必须适应发动机相对于机架的热胀冷缩。在巡航阶段，热胀冷缩效应最为显著。巡航时，热胀冷缩会引起作用在发动机架上力的方向产生相当大的变化。

几乎所有的飞机发动机架都设计成破损安全的，即可防止发动机与飞机分离。一个辅助或备用承载系统提供破损安全操作。常见的有两类辅助系统。第一类利用反推装置(例如过渡整流罩)来承载发动机载荷。第二类利用位于发动机支架本身上的扣锁连杆。扣锁连杆是发动机架上的附加连杆，发动机，正常工作时它们通常不承载。一旦基本(即非扣锁)连杆破损，扣锁连杆将能够与剩余的未破损连杆一起承载发动机载荷。许多原因都可能导致连杆破损，包括销钉或U形槽的破损；连杆断裂、变形、脱落或错误安装；销钉切变；等等。

在这两种二级系统中，反推装置系统的应用较广泛。不幸的是，对于最新一代大型风扇发动机，例如用于波音777上的发动机，反推装置系统在结构上是不够充分的。因为这类发动机的重量可超过9,072kg(20,000磅)，当发动机架破损时，为将发动机固定在飞机上，需要附加重量达90.7kg(200磅)的反推支承结构。在飞机上，重量和空间是十分宝贵的，因为使用扣锁连杆所需的重量和空间相对来说少得多，所以是一种更有效的解决方案。现在，所知的用扣锁连杆的发动机架很少，而在其中，只有一种据介绍用于极重的发动机，也就是美国专利5,275,357号(后文简称为“｀357专利”)中所介绍的。

｀357专利介绍了一种三连杆系统，其中，中心连杆为扣锁连杆。正常工作时中心连杆不承载，这是由于将中心连杆连接在发动机壳上的是一个超大尺寸孔。美国专利5,303,880(下文简称为“｀880”)类似于｀357专利，但附加了可更换衬套。这些专利公开的系统虽然可以承载重型飞机发动机，但本发明具有更佳的水平承载能力。这种能力使本发明在某些故障类型中表现较佳，例如出现叶片摔脱发动机故障时。从后面的介绍中可以进一步了解，如果需要安装一个减振器，较之于｀357和｀880发明的实施例，本发明的实施例中更易于安装这种减振器。

另一种所知的发动机架包括带过渡球形轴承的两组分离的扣锁连杆。该设计包括五个连杆：两个垂直侧杆，一个中心水平连杆，以及夹在每一侧杆与中心连杆之间的两个较小的垂直扣锁连杆。但是，这种双连杆设计用于重型发动机时，为了将所有五个连杆装在双岔形管道壁之间，必须不利地降低分岔流。而且，工作过程中，如果中心连杆破损，两个较小的垂直连杆难以承载原先由中心连杆承受的水平载荷。这导致了扣锁连杆在其U形槽中产生“果粒状裂纹”或切变。而且，这种扣锁连杆所需的位于上部安装件的安装槽较深且窄，制造工艺上较困难。扣锁连杆球形轴承滚球的滑道必须是特制的。由于扣锁连杆在发动机架的连接件中自由振动，所以球形轴承需要频繁的维护。

故此，需要一种能够承载极重飞机发动机的高级破损安全发动机架，它的宽度还不能显著降低双岔管流量。在连杆破损时这种机架应具备足够的垂直和水平承载能力，并应重量轻而且能够安装所需的减振器。这种机架还应该比现有的机架需要较少的维护以及较少的特殊制造工艺。由以下介绍可以了解，本发明的目标就是提供这样一种高级的破损安全发动机架。