CN101960166A - 用于将设备支撑和固定在机舱整流罩或航空发动机整流罩上的装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于将一件设备(10)支撑且紧固在航空发动机或机舱罩(12)上的装置，该装置包括振动阻尼器(16)，所述振动阻尼器具有紧固在所述罩上的第一部分和与所述设备牢固地连接的第二同轴部分，所述阻尼器与安全部件(60)相关联，所述安全部件用于在所述阻尼器发生故障或断裂的情况下在所述罩上将所述阻尼器保持在原位。独立于所述阻尼器的所述安全部件跨过所述阻尼器安装并且紧固在所述罩上。

Description

用于将设备支撑和固定在机舱整流罩或航空发动机整流罩上的装置

技术领域

本发明涉及一种用于将设备支撑且固定在发动机机舱整流罩或航空发动机整流罩上的装置，由此这种装置允许设备被悬架起来以使设备免于在运行时受到振动和冲击。

背景技术

航空发动机由发动机机舱所包围的涡轮发动机构成，发动机机舱可以承载一件或多件设备，例如诸如计算单元、控制单元和/或供电单元之类的电气设备，由此借助于由振动阻尼器构成的装置将每件设备固定到发动机机舱的整流罩上。也可借助于振动阻尼器将设备固定到涡流发动机的整流罩上。

按照已知的方式，每个阻尼器由第一部分和第二部分构成，其中第一部分固定在整流罩上，第二部分绕第一部分同轴安装并且通过可弹性变形的装置与第一部分连接。阻尼器的第二部分固定在设备上以便将该设备悬架在发动机机舱或航空发动机的整流罩上。

该阻尼器吸收整流罩在运行时受到的冲击和振动，以便限制设备在运行时的干涉运动。

在涡轮发动机的叶轮断裂而缺失的幸亏罕见的情况下，该叶片向外射出并击中承载该设备的涡轮发动机的机舱。发生极强烈的冲击，这可能会损坏固定在整流罩上的阻尼器。

此外，在飞行时缺失叶片且主动关闭发动机之后，由于风车效应，涌入发动机机舱的空气使叶轮旋转。

这种现象的特征在于由机舱承载的结构的低频(10-15Hz)且高振幅(50-60mm运动)的振动。这些振动导致阻尼器的加速劣化及疲劳并且有导致将阻尼器固定到发动机机舱整流罩上的装置发生断裂的风险。在风车现象过程中阻尼器的使用寿命一般在十分钟左右，这非常短并且不足以允许飞行员紧急降落在最近的机场。

因此存在由这些阻尼器支撑的设备发生分离的高度风险；由于该设备相对重(10-15千克)，因此分离后的设备继而可能与发动机机舱碰撞并损坏发动机机舱。

发明内容

本发明的显著目的是提供一种针对现有技术的上述问题——尤其涉及所用阻尼器的固定装置的相对脆性——的简单、有效且经济的解决方案。

出于此目的，提出了一种用于将设备支撑且固定在发动机机舱整流罩或航空发动机上的安全装置，由此所述装置包括至少一个振动阻尼器，所述至少一个振动阻尼器包括第一部分和第二部分，所述第一部分用于固定在所述整流罩上，所述第二部分通过可弹性变形装置与所述第一部分连接并且用于与所述设备牢固地连接以将所述设备悬架在所述整流罩上，其特征在于：每个阻尼器均与安全装置相关联，所述安全装置用于在所述阻尼器发生故障或断裂的情况下在所述整流罩上将所述阻尼器保持在原位，进而确保所述设备的支撑和固定，由此所述安全装置独立于所述阻尼器并且跨过所述阻尼器安装，并且所述装置由罩盖或遮盖所述阻尼器的至少一部分的中间部分和用于固定在所述整流罩上的相对侧向端部构成，由此将所述装置固定在所述整流罩上的装置独立于将所述阻尼器固定在所述整流罩上的装置。

根据本发明，每个振动阻尼器与附加的安全装置结合，即使在阻尼器用旧或发生损坏或者将阻尼器固定在整流罩上的装置发生破坏的情况下，安全装置也在整流罩上将阻尼器保持在原位。在叶轮缺失并且该叶片射出到发动机机舱上的情况下，通过根据本发明的装置悬架在该发动机机舱上的设备由于安全装置而保持在原位且不会脱离。在本发明的具体实施例中，安全装置使设备在风车现象过程中保持在原位持续至少三小时，使飞行员有足够的时间到达最近的机场并着陆。(配备有这种装置的飞机因而可获得ETOPS 180认证。)

根据本发明的另一特征，所述装置跨过阻尼器安装，并且一方面包括至少部分地罩盖或遮盖阻尼器的第一部分的中间部分，另一方面包括用于固定在整流罩上的相对侧向端部。

安全装置齐跨地安装在振动阻尼器上确保对阻尼器的良好支撑并且防止阻尼器在操作过程中发生移动。这还允许在无需拆卸该装置的情况下触及到阻尼器以及将阻尼器固定到整流罩和设备上的固定装置。例如，允许插入用于紧固/旋松将阻尼器固定到设备上的螺钉的工具。

所述装置由阻尼器承载并且直接固定到整流罩上。将所述装置固定在整流罩上的装置独立于将阻尼器固定在整流罩上的装置。在将阻尼器固定在整流罩上的装置发生断裂的情况下，安全装置确保将阻尼器固定和支撑在整流罩上。所述装置的中间部分罩盖阻尼器，并且通过防止阻尼器与整流罩分离而使阻尼器保持在适当的位置。所述装置的该中间部分与整流罩上的固定装置连接。

所述装置的中间部分优选由形状为圆形或矩形的平板构成，其中该形状例如适于阻尼器的一端以便完全遮盖该端部。

根据本发明的另一特征，形成所述装置的中间部分的板在其相对的两个端部包括用于固定在整流罩上的侧向脚部。作为变型例，板与所述装置可直接固定在整流罩上，或者还借助于张紧的缆索被固定在整流罩上。

优选所述装置的脚部和板构成了单个零件。所述装置可由金属或复合材料制成。其可具有刚度或可弹性变形。

所述装置的脚部可成形为使得所述装置具有马镫或马蹄的形状，即大致为Ω形的形状，或倒V形或倒U形。

所述装置的脚部显然彼此平行或相互形成大约在30至90°之间的角度。脚部具有大致S形，并且还可包括一个或多个沿着阻尼器的轴线延伸的切口，以给予这些脚部一定的挠性。

作为变型例，所述装置的脚部可具有C形截面以增大脚部和所述装置的刚度，并且允许插入紧固/旋松工具。

在又一变型例中，所述装置的中间部分和侧向脚部由大致平坦的板制成，由此这些板在其侧面包含朝向阻尼器定位的倒圆边缘。这使镫形件更加坚固并且限制自身发生屈曲变形和扭转变形。

按照简单的方式，脚部可在其自由端包括位于整流罩上的小板或支撑边缘，由此这些小板或边缘包括用于插入螺钉的孔口，以将所述装置固定到整流罩上。

优选地，垫片夹在所述装置的中间部分与阻尼器的第一部分的一个上端之间。该垫片例如由诸如弹性体之类的可弹性变形的材料构成。该垫片能够制止在安装所述装置时的任何游隙，吸收一些阻尼器在操作时受到的冲击和振动，并且还可改善阻尼器和所述装置的机械性能以具有较高的摩擦系数。

垫片可容纳在所述装置的中间部分的下侧加强件中。阻尼器的上端也可至少部分地容纳在该加强件的内部，以在运行期间将该阻尼器保持在正确的位置处。

本发明还涉及一种航空发动机，包括由发动机机舱同轴包围的涡轮发动机，其特征在于：该航空发动机包括至少一件借助于上述装置而被悬架在涡轮发动机整流罩或发动机机舱整流罩上的设备。

附图说明

在阅读以下借助于非限制性实例并且参照附图进行的描述之后，将更好地理解本发明，并且将更加清楚本发明的其他细节、特征及优点，其中：

图1是通过根据本发明的装置而安装在航空发动机整流罩上的一件设备的示意性立体图，

图2是图1中的局部I2的放大图，

图3是振动阻尼器的示意性透视图，

图4是图3中的阻尼器沿轴向截面的示意图，

图5是从下方看去的图3中的阻尼器的示意图，

图6是从下方且从侧方看去的根据本发明的安全装置的示意性透视图，

图7是从上方看去的图6中的装置的示意图，

图8是沿着图7中的线VIII-VIII截取的截面图，

图9是根据本发明的装置的实施例的示意性透视图，

图10是根据本发明的装置的另一实施例的示意性透视图。

具体实施方式

图1和图2显示了通过根据本发明的装置而被固定在航空发动机的整流罩12上的一件电气设备10。该装置也可用于将一件非电气设备固定在航空发动机整流罩上。

航空发动机通常包括例如涡轮喷气式的涡轮发动机，并且同轴地安装在明显为圆筒状的发动机机舱的内部。设备10例如安装在该发动机的整流罩或机舱结构上。设备10可以为计算单元、控制单元或用来例如驱动发动机反推装置的供电单元。

在所示实例中，设备10具有大致为平行六面体的形状，并且在一端由连接装置14构成用以与发动机的其他电气设备连接。整流罩12具有环形并且可承载一件或多件其他设备。

这种设备对振动敏感，并且通常通过一个或多个阻尼器16悬架在发动机的整流罩12上，所述阻尼器16使该设备与发动机在运行时受到的振动隔离。

与所示实例中的情况一样，一件设备10可由四个阻尼器16承载(在图1中仅可见两个阻尼器)。

图3至5示出了振动阻尼器16。该阻尼器16包括两个同轴的旋转部分18、20，旋转部分18与旋转部分20通过可弹性变形的环状装置22彼此连接，其中一个旋转部分18固定于发动机的整流罩12上，另一旋转部分20固定于设备10上。

固定于发动机的整流罩12上的第一旋转部分18包括沿轴线30的纵向轴24，该纵向轴24在其两端具有彼此平行且垂直于轴线30的盘26、28。在所示实例中，轴24包括中间部分，该中间部分的横向尺寸大于其端部的横向尺寸。

下侧盘28与发动机的整流罩12上的闩锁装置32(或悬架装置)连接，或者与固定在该整流罩上的支撑结构连接。

轴24包括轴向孔36，该轴向孔36与盘26、28的相应孔口对准，以便于固定螺钉38从阻尼器的第一部分18插入到航空发动机的整流罩12中(图1和图2)。

螺钉38的螺纹部分穿过上侧盘26的孔口、轴24的孔36然后穿过下侧盘28的孔口而沿轴向被紧固，进而旋入整流罩12或支撑结构中的螺孔中。在拧紧的位置，该螺钉38的头部沿轴向支撑在上侧盘26的上端面上。

阻尼器的第二部分包括绕轴24同轴安装的圆筒状壳体20。该壳体20容纳至少一个弹性环状内衬22，该内衬22同轴地安装在轴24的外表面与壳体20的内侧圆筒表面之间。壳体20在其下端和其上端包含环状边缘40、42，环状边缘40、42在径向上朝轴线30延伸，并且内边缘与轴24间距一定距离。

板46铺设且固定在壳体的上边缘42的上端面上。该板46具有正方形的外轮廓，并且包括用于轴24插入的中央孔口，该中央孔口的边缘与轴24间距一定距离。板46在其角部附近包括孔口44，孔口44用于插入将壳体20固定到设备10上的螺钉50(图1和图2)。

设备10借助于两个指形支撑48与该壳体20连接，这两个指形支撑在垂直于阻尼器的轴线30的平面内彼此间距一定距离地平行延伸，由此这些指形支撑48在其一端与设备10连接并且完全沿着阻尼器的壳体20延伸(图2)。

每个指形支撑48在壳体20的板46的下方沿着板的一侧面延伸，并且包括与板46的孔口44对准的螺孔。螺钉50配合在板的孔口44中并且紧固在指形支撑48的孔口中，以便确保将壳体20固定到设备10上。

这种类型的阻尼器16的操作对于本领域技术人员来说是公知的。

在本技术领域的现有技术中，阻尼器16仅借助于螺钉38保持且固定在整流罩12上，螺钉38同轴地穿过这些阻尼器并且旋入支撑结构或整流罩上的螺孔中。因此，存在这样的高风险：即，在这些阻尼器或其固定螺钉38失效或发生断裂的情况下，设备10分离。

例如，在叶轮发生断裂的罕见情况下，该叶片射出到发动机机舱上，产生能够损害乃至毁坏阻尼器16的强烈冲击。在关闭发动机之后，叶轮由于风车旋转作用而旋转，这使其自身呈现为发动机的剧烈振动。强烈的冲击和振动会显著降低阻尼器16的使用寿命并且削弱整流罩12上的阻尼器的固定螺钉38。在这些螺钉38发生断裂的情况下，设备10不再保持在整流罩上而可能射出，并且可能毁坏发动机机舱的结构。

由于与各阻尼器16相关联的用于支撑和固定设备10的附加安全装置，本发明使上述问题得到改善。根据本发明，该装置交叉地安装在阻尼器上，以便即使在整流罩上的阻尼器的固定螺钉38发生断裂的情况下也可将阻尼器和设备10保持在适当的位置。

在图1、图2以及图6至图8所示的实施例中，安全装置是形状大致为倒U形的镫形件60。该镫形件60由中间部分和两侧脚部64构成，其中中间部分由圆形板62形成，两侧脚部64与板62的旋转轴线完全相对。

圆形板62形成了用于遮盖或罩盖阻尼器的上端的盖帽，在本实例中该阻尼器的上端表示为阻尼器的第一部分18的上侧盘26。该板62与阻尼器的纵向轴线30相垂直地延伸，因此与该阻尼器的上册盘26平行。

该板62包括下侧环形加强件66，该加强件66与上侧盘26相匹配从而使得至少上侧盘的上部容纳在加强件66的内侧(图6和图8)。这允许限定阻尼器的正确的操作位置并且防止阻尼器与整流罩分离。

环形垫片68也容纳在板62的加强件66中并且夹在该加强件的下端面与阻尼器的盘26的上端面之间。该垫片68可由可弹性变形的材料制成。显然这能够制止阻尼器16与镫形件60之间在组件中的任何轴向游隙。

垫片68限定了中央孔口70，该中央孔口70与镫形件的板62上的相应中央孔口72对准以便于插入固定螺钉38。该螺钉沿轴向配合到镫形件60、垫片68以及阻尼器16各自的中央孔口中并且旋入支撑结构或整流罩的螺孔中。该螺钉38的头部至少部分地容纳在垫片68和板62的孔口70、72内并且支撑在阻尼器的上侧盘26的上端面上。

垫片68还包含通孔74(在所示实例中为六个)，这些贯通孔74围绕以垫片的旋转轴线为中心的圆周规则地分布。这样确定这些孔74的尺寸和形状：即，使垫片68的刚度适于所需规格，限制传递到阻尼器的上侧盘26的力，允许垫片由于所述装置与阻尼器之间的紧固而发生弹性变形，并且吸收游隙和差动膨胀。

镫形件的脚部64显然彼此平行并且均在各自的自由端与支撑结构或整流罩12上的小支撑板76连接。这些小板76平行于镫形件的圆形板62延伸，并且均包括用于插入螺钉80的孔口78以便将镫形件固定到支撑结构或整流罩上。

脚部64坚固并且具有明显的C形截面，并且其开口定向成关于轴线30沿着完全相反的方向朝向径向外侧，进而允许插入紧固/旋松工具80。

镫形件60坚固得足以将阻尼器保持在适当的位置，即使在中央螺钉38发生断裂的情况下也是如此。那么通过借助于螺钉80被固定到整流罩12上的该镫形件将阻尼器保持在适当的位置。脚部64和板62由单个零件形成。镫形件60例如由金属或复合材料制成。

在图9所示的变型例中，安全装置是形状大致为Ω形的镫形件160。该镫形件包括矩形中间板162，该板在两侧端部与显然具有S形外形的脚部164连接。这些S形脚部164赋予镫形件一定的挠性以具有轻微的弹性变形性。

这些脚部164的上端与板162连接，脚部的下端176包括这样的边缘：即，定向成显然平行于板162并且关于阻尼器的纵向轴线30朝向径向外侧。这些脚部164的下端铺盖到支撑结构或发动机的整流罩12上，并且包括用于插入螺钉180的孔口以便将镫形件固定到该结构或整流罩上。每个脚部包括切口182，所述切口显然平行于阻尼器的纵向轴线30延伸。这些切口182使镫形件的重量减轻，使挠性增大，并且允许插入用于紧固/旋松螺钉180的工具以便将镫形件固定到整流罩上。

该镫形件160跨过阻尼器安装，中间板162铺盖在阻尼器的上侧盘26上并且借助于固定螺钉180而被紧固在上侧盘26上。中间板162包括用于插入螺钉138的头部的中央孔口，以便将阻尼器16固定到整流罩上。中间板162还可以包括容纳阻尼器的上侧盘26的下侧加强件。环形垫片168也可夹在镫形件的板162与阻尼器的上侧盘之间。

该镫形件160可由金属或复合材料制成，并且优选由单个零件形成。

在图10所示的变型例中，镫形件260的形状大致为倒V或倒U形，其两侧腿部264以大约30至90°之间的角度相对于彼此倾斜。这些腿部264与罩盖阻尼器16的矩形中间板262的两个相对的端部连接。脚部264的自由端276与图9中的镫形件160的脚部的自由端176相似。镫形件的脚部264和中间板262还包括具有定向朝向阻尼器的倒圆形状的侧向边缘284，以限制镫形件260的屈曲变形和扭转变形。

该镫形件260由金属或复合材料制成并且由单个零件形成。

在另一变型例中，安装装置包括与板62、162、262相比明显平坦的板，该板罩盖阻尼器的上端并且相对的两端直接固定到发动机的整流罩或支撑结构上。

在又一变型例中，借助于张紧的缆索将这种平坦的板固定至整流罩或支撑结构上。

Claims (16)

1.一种用于将设备(10)支撑且固定在机舱整流罩(12)或航空发动机整流罩上的装置，由此所述装置包括至少一个振动阻尼器(16)，所述至少一个振动阻尼器包括第一部分(18)和第二部分(20)，所述第一部分用于固定在所述整流罩上，所述第二部分通过可弹性变形装置(22)与所述第一部分连接并且用于与所述设备牢固地连接以将所述设备悬架在所述整流罩上，其特征在于：

每个阻尼器与安全装置(60、160、260)相关联，所述安全装置用于在所述阻尼器或将所述阻尼器固定在所述整流罩上的装置发生故障或断裂的情况下在所述整流罩上将所述阻尼器保持在原位，进而确保所述设备的支撑和固定，由此所述安全装置独立于所述阻尼器并且跨过所述阻尼器安装，由此所述装置包括至少部分地罩盖或遮盖所述阻尼器的中间部分(62、162、262)和用于固定在所述整流罩上的侧向相对两端部(64、164、264)，由此将所述装置固定在所述整流罩上的装置(80、180、280)独立于将所述阻尼器固定在所述整流罩上的装置(38、138、238)。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述装置的所述中间部分(62、162、262)由形状为圆形或矩形的平板构成。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于：所述板(62、162、262)在其相对两端部包括缆索以固定到所述整流罩上。

4.根据权利要求2所述的装置，其特征在于：所述板(62、162、262)的相对两端部直接固定到所述整流罩上。

5.根据权利要求2所述的装置，其特征在于：所述板(62、162、262)在其相对两端部包括侧向脚部(64、164、264)以固定到所述整流罩上。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于：所述装置是镫形件(60、160、260)，并且具有大致为Ω形的形状或倒U形或倒V形。

7.根据权利要求5或6所述的装置，其特征在于：垫片(68)夹在所述装置的所述中间部分(62)与所述阻尼器的所述第一部分(18)的上端(26)之间，由此所述垫片由可弹性变形的材料或具有高摩擦系数的材料制成。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于：所述垫片(68)容纳在所述装置的所述中间部分(62)的下侧加强件(66)中。

9.根据权利要求7或8所述的装置，其特征在于：所述装置的所述中间部分(62)包含中央孔口(72)，所述中央孔口与所述垫片(68)的孔口(70)对准用以插入螺钉(38)以将所述装置固定到所述阻尼器的所述第一部分(18)上。

10.根据权利要求5至9中任一项所述的装置，其特征在于：所述装置的所述脚部(64、164、264)显然彼此平行或相互形成大约在30至90°之间的角度。

11.根据权利要求5至10中任一项所述的装置，其特征在于：所述装置的所述每个脚部(64)的截面具有明显的C形或S形。

12.根据权利要求11所述的装置，其特征在于：所述脚部(164)均包括至少一个沿着所述阻尼器的轴线延伸的切口(182)。

13.根据权利要求5至10中任一项所述的装置，其特征在于：所述装置的所述中间部分(262)和所述侧向脚部(264)由明显平坦的板构成，由此这些板在其侧面包括朝向所述阻尼器定位的倒圆边缘(284)。

14.根据权利要求5至13中任一项所述的装置，其特征在于：所述脚部(64、164、264)在其自由端包括位于所述整流罩上的小板(76)或支撑边缘(176、276)，由此这些小板或边缘包含用于插入螺钉(80、180、280)的孔口以将所述装置固定到所述整流罩上。

15.根据权利要求5至14中任一项所述的装置，其特征在于：所述装置(60、160、260)由单个零件构成，并且由金属或复合材料制成，并且具有刚度或可弹性变形。

16.一种航空发动机，包括由机舱同轴包围的涡轮发动机，其特征在于：所述航空发动机包括至少一件借助于根据前述任一项权利要求所述的装置而被悬架在涡轮发动机整流罩或机舱整流罩上的设备(10)。

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