用于從飛機結構懸置渦輪軸引擎的梁制造技術

本發明專利技術涉及一種用于從飛機結構懸置渦輪軸引擎的梁(11)，其包括：用于緊固到飛機結構的第一連接裝置(12)，和用于緊固到引擎的至少一個第二連接裝置(13，14)。所述梁的特征在于，至少部分地由包括增強纖維(11’A)的金屬基復合材料制成。在本發明專利技術一個實施例中，所述梁采取圓弧的形式。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及航空渦輪軸引擎領域，更具體地涉及從飛機結構懸置渦輪軸引擎。
技術介紹
在飛機中，渦輪軸引擎，例如渦輪噴氣引擎，可在不同部位處固定到此飛機的結構上。例如，其可利用在引擎與飛機之間提供接口的支架固定在機翼下。通常，執行懸置功能的組件包括前懸架和后懸架，其在引擎上的連接點在垂直于引擎軸線的兩個平面中。經過這兩個懸架的不同力分布在前部與后部之間。前懸架的平面經過前轂，其已知為中間殼體， 而后懸架的平面經過后轂，其已知為排放殼體。例如，在機翼下安裝的情況下，前或后懸架通常包括通過連接棒連接到引擎排放殼體的橫梁。懸架例如從以申請人公司名義的申請FR 2 925 016中獲知。各梁形成飛機結構內的結實元件，因為它們必須具有相當良好的機械強度性能以能夠支撐飛機下的引擎；在現有技術中，它們通常由例如hconel 718 這樣的金屬合金制成。由于它們的相當大的體積，因而還對包圍引擎的機艙的主截面具有決定性影響。本專利技術試圖解決這些缺點。
技術實現思路
為此，本專利技術涉及一種用于從飛機結構懸置渦輪軸引擎的梁，整體沿一方向延伸， 并包括設計為固定到所述飛機結構上的至少一個第一連接裝置，和設計為固定到所述引擎上的至少一個第二連接裝置，其特征在于，所述梁至少部分地由包含增強纖維的金屬基復合材料制成，特別地所述增強纖維平行于所述方向。金屬基復合材料本身公知用于形成沿壓力/拉力操作的細長部件，例如連接棒或軸對稱形狀的部件。它們具有的優點在于允許生產出的部件在沿與纖維取向相同方向在壓力或拉力下工作時具有優良機械性能，而重量低于將用于相同應用的金屬合金。這樣的材料適于航空領域，特別是當始終希望以最小重量和尺寸優化部件強度時。所述部件包括金屬基復合材料插件，它有時也可用于單件的部件。這樣的復合材料由例如鈦(Ti)合金這樣的金屬合金基體形成，增強纖維，例如由碳化硅(SiC)制成的陶瓷纖維在金屬合金基體內延伸。這樣的纖維具有的抗拉強度(典型地為4000MPa)顯著優于鈦的抗拉強度(典型地為IOOOMPa)。因此，纖維對力起反應，金屬合金基體用作部件其余部分的粘合劑且用于保護和隔離不應相互接觸的各纖維。進一步地，陶瓷纖維抗腐蝕，但確實需要以金屬增強。這樣，本專利技術包括使用新材料用于這種懸置應用，和認可所述梁可以適合成形。 特別地，對于梁必須在拉力下和以彎曲方式操作的情況，可將梁成形而使其不會顯示出前文中所述的重量和尺寸上的缺點。根據本專利技術第一實施例，為了最好地對引擎產生的力(特別是扭力)起反應，所希望的是，引擎連接到梁的連接部位與豎直方向形成20至90°的角度。更具體地，這個角度被限定在吊架的中間平面與通過引擎軸線并通過梁上與引擎固定的吊環之一的軸線的徑向平面之間吊環。引擎上的固定部位因而將盡可能低以確保穩固連接。這樣的布置允許力最優地沿引擎殼體分布。然而，梁的長度受限于重量的增加(梁的長度增大引起重量增加，而且所希望的是需要重量較小)，而且受限于尺寸的增大(尺寸增大導致主截面增大，這也是不希望出現的)。進一步地，現有技術中使用的材料不允許梁沿橫向伸長，也不允許形成張開如此大角度的連接部位。如前所述，所用金屬合金具有高密度。因此，將連接部位進一步移動遠離與吊架的中心固定部總體上顯著增大懸架重量。進一步地，這些材料的機械性能意味著， 不得不采用的形狀從尺寸方面而言代價很高；這樣的結果是，需要增大體積，尤其是當梁將用于中間殼體處的前懸架時需要增大圍繞引擎的機艙的主截面；進一步的結果是，當梁將用于安裝排放殼體時，通過引擎的氣流將被削弱。這樣，申請人公司本身設定的一個目的在于，一種梁，其允許連接部位的優化布局而不對懸架重量或懸架尺寸具有任何不利影響。更具體地，橫向梁需要包括連接到吊架并且通過兩個臂相對于引擎軸線沿橫向延伸的連接裝置，臂的長度需要允許連接棒盡可能遠離吊架的中平面而連接，使得這些連接棒盡可能低地固定到引擎殼體上。根據本專利技術，所述梁具有細長形狀，更具體地采取圓弧形狀，兩個第二連接裝置布置在所述梁的端部。因此，可選擇通過連接部位形成的很大鈍角以適應需求。特別地，所述梁在其兩端之間在張開40°至180°的圓弧上延伸。優選地，所述第一連接裝置布置在所述兩個第二連接裝置的中間并與這兩個第二連接裝置等距。這樣的布置適合于具有對稱分布力的設置。根據此第一實施例的本專利技術因而具有以下優點懸架的重量與現有技術相比減少約30-50%，而同時允許更好地對源自引擎的力起反應而不會對機艙主截面具有任何不利影響。由于部件的單件性質，因而其維護變得更加容易。所述梁包括在兩個連接裝置之間延伸的增強纖維。特別地，所述纖維從一個第二連接裝置延伸到另一第二連接裝置，而在纖維中沒有間斷。更特別地，第一連接裝置包括安裝板，其設計為接納固定裝置，例如螺釘。安裝板因而可例如在機翼下安裝的情況下直接固定到飛機吊架上。所述安裝板特別地采取金屬塊的形式，所述金屬塊具有洞眼，用于固定到在所述梁的纖維的每側上布置的所述飛機結構的裝置。安裝板可按照一定方式制造以與所述梁形成單一塊或者可替代地通過任意適合裝置連接到所述梁上。所述安裝板可設置有形成第三連接裝置的至少一個吊環。這樣的連接裝置適于傳遞與扭矩相關的力。優選地，所述吊環的取向方式使得力沿切向或大致沿切向傳遞到梁的纖維上，由此限制吊環承受的應力。吊環因而優選地相對于安裝板的平面成50-80°之間的角度取向。第二連接裝置有利地包括吊環。該連接裝置，例如連接棒，利用基本能夠轉動的構件，通過在這些吊環上的一端并通過在引擎殼體上的另一端，直接安裝或者利用中間部件而安裝，從而形成公知的軛。根據本專利技術的第二實施例，所述梁采取環的形狀，所述環被設計為環繞所述渦輪軸引擎，并至少部分地通過金屬基復合材料制成。所述環中的增強纖維優選地被布置為與所述環同心的環。而且在此實施例中，第一連接裝置有利地包括安裝板，其設計為接納例如螺釘這樣的固定裝置。該安裝板因而在機翼下安裝的情況下可例如直接固定到飛機吊架上。更特別地，所述安裝板采取金屬塊的形式，所述金屬塊具有洞眼，用于固定到在所述梁的纖維的每側上布置的所述飛機結構的裝置。所述安裝板還可設置有形成額外連接裝置的至少一個吊環，用于例如在第二連接裝置失效時啟用的備用連接部。所述第二連接裝置可沿所述環的圓周分布；更特別地，沿所述環的圓周分布的第二連接裝置由吊環形成。所述吊環緊固到環上，從而形成例如具有環的單塊系統或者連接到環的系統。連接裝置，例如連接棒，利用基本采用球轉動部形式，即轉動接頭形式的構件，通過在這些吊環上的一端并通過在引擎殼體上的另一端，直接安裝或者利用中間部件而安裝。根據本專利技術的第三實施例，所述的用于從飛機結構懸置渦輪軸引擎的梁包括增強纖維，所述增強纖維是直的，并大致平行于梁的整體方向。當然，所述梁也可包括平行于與所述整體方向不同的方向而延伸的直的纖維和/ 或彎曲纖維。所述梁因而針對最小重量和最小尺寸而被優化。特別地，對于相同性能，可提供比現有技術梁體積更小的梁，因而減小機艙的主截面。所述梁被設計為直接固定到渦輪軸引擎上和直接固定到飛機上，或通過中間部件而間接固定到渦輪軸引擎上。根據一個優選實施例，所述纖維不在所述材料內與一連接裝置成直線延伸。在所述材料內與一連接裝置成直線延伸意味著具有一部位，該部本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】...

【專利技術屬性】
技術研發人員：帕特里克·鄧利維，理查德·馬松，紀勞姆·塞茲，蒂博·弗朗索瓦·魯，紀堯姆·萊福特，
申請(專利權)人：斯奈克瑪，
類型：發明
國別省市：