КОНСТРУКЦИЯ УЗЛОВ КРЕПЛЕНИЯ ДВИГАТЕЛЕЙ

Рис. 3.5 Моторама для рядного ПД с опорными площадками

Для крепления двигателя к силовым элементам крыла или фюзеляжа применяют специальные рамы, стержневые пространственные сварные форменные и другие виды конструкций, которые позволяют надежно соединить двигатель с планером самолета и передать на него нагрузки от двигателя. Силовые схемы таких конструкций определяются типом двигателя и его расположением на самолете. Двигатель имеет шесть степеней свободы (перемещения и поворот относительно осей X, Y, Z), поэтому в общем случае надо не менее шести стержней, направления которых не пересекали бы одну прямую.

Фиг. 3.6 Конструкция моторамы под звездообразный ПД. 1-верхние узлы с амортизаторами; 2-нижние узлы с амортизаторами; 3-втулка крепления двигателя к мотораме; 4-распорная чашка; 5-шайба с привулканизнрованными резиновыми шайбами; 6-распорная втулка; 7-втулка; 8-затяжная гайка; 9-вильчатый болт; 10-болт крепления двигателя; 11-распорная втулка; 12-резиновая втулка.

Часто для повышения живучести СУ число стержней крепления двигателя может быть увеличено. Высокая нагруженность элементов крепления двигателя предопределяет использование в этих целях высокопрочных сталей (например, ЗОХГСА со значениями σ_в до 12...15 мПа). Эти стержни располагают обычно в двух плоскостях, перпендикулярных продольной оси двигателя, причем основные узлы крепления двигателя располагают вблизи ц.м., а вспомогательные узлы - возможно дальше от ц.м.

Крепление на самолетах ПД жидкостного охлаждения осуществлялось на подмоторных рамах (Рис.3.5), основным элементом которых были две продольные балки, закрепленные непосредственно на силовых элементах планера или через пространственную стержневую систему. Для крепления двигателя на балках подмоторной рамы использовался ряд специальных узлов («лап» с проушинами) по обеим сторонам силовой части двигателя - картера и соответствующие им гнезда под шпильки на балках рамы.

Крепление звездообразного ПД воздушного охлаждения часто осуществляется на трубчатой сварной моторной раме, состоящей из трубчатого кольца, к которому крепится картер двигателя, и приваренных к нему стержней. Узлы крепления мотора к фюзеляжу или к крылу представляют собой вваренные в стержни проушины или фитинги. Ответные узлы должны быть и на усиленном шпангоуте фюзеляжа или на лонжероне крыла в местах стыка с усиленными нервюрами.

Рис. 3.7. Ферменно-балочное крепление ТВД: 1-передняя цапфа; 2-место переднего амортизатора; 3-серьга; 4-верхний подкос;5 - балка; 6 - внутренний подкос; 7 - кронштейн; 8 - перемычка металлизации; 9 - подкос-демпфер; 10 - шпангоут гондолы;11 – двигатель.

На рис. 3.6 показана конструкция моторамы звездообразного ПД. Картер двигателя шпильками 10 крепится к раме-кольцу, к которой приварены втулки 3 (сечение Б-Б) и ушки крепления капотов двигателя. Во втулки 3 вставляется резиновый амортизатор. Стержни пространственной фермы приварены к кольцу с помощью косынок. Задние концы стержней попарно соединены и сварены со стаканом с амортизатором узла крепления рамы к крылу.

Крепление ТВД к переднему лонжерону крыла может быть осуществлено с помощью пространственной фермы, соединяющейся с боковыми цапфами на корпусе компрессора двигателя с помощью демпферов.

ТВД крепятся на самолете с помощью пространственных стержневых систем, соединенных с узлами двигателя. Ниже рассматривается крепление ферменно-балочного типа.

Конструкция крепления двигателя ферменно-балочного типа (рис. 3.7) состоит из двух балок 5 и шести подкосов. Балки работают на изгиб от боковых сил, а стержни воспринимают лишь осевые нагрузки.

Двигатель крепится на четырех цапфах. Две основные опоры-цапфы двигателя, расположенные вблизи его ц.м., передают основную долю нагрузки от двигателя на стержни фермы, а цапфы на корпусе, расположенные по другую сторону от ц.м. двигателя и значительно удаленные от него, играют вспомогательную роль. В таких фермах для регулирования положения оси двигателя вилки на верхних и нижних подкосах имеют резьбовые наконечники.

Передние цапфы 1 вставлены в амортизаторы и через балки и верхние подкосы передают нагрузки на силовой шпангоут гондолы двигателя. Нагрузка от задних цапф передается на силовой шпангоут гондолы посредством подкосов-демпферов. Положение двигателя можно изменять регулированием длины внутренних подкосов 6 и задних амортизаторов.

Двигатель крепится на четырех цапфах. Две основные опоры-цапфы двигателя, расположенные вблизи его ц.м., передают основную долю нагрузки от двигателя на стержни фермы, а цапфы на корпусе, расположенные по другую сторону от ц.м. двигателя и значительно удаленные от него, играют вспомогательную роль. В таких фермах для регулирования положения оси двигателя вилки на верхних и нижних подкосах имеют резьбовые наконечники.

Рис. 3.8 Конструкция узлов крепления ТРД в фюзеляже 1-верхние узлы с амортизаторами; 2-нижние узлы с амортизаторами; 3-втулка крепления двигателя к мотораме; 4-распорная чашка; 5-шайба с привулканизнрованными резиновыми шайбами; 6-распорная втулка; 7-втулка; 8-затяжная гайка; 9-вильчатый болт; 10-болт крепления двигателя; 11-распорная втулка; 12-резиновая втулка.

Передние цапфы 1 вставлены в амортизаторы и через балки и верхние подкосы передают нагрузки на силовой шпангоут гондолы двигателя. Нагрузка от задних цапф передается на силовой шпангоут гондолы посредством подкосов-демпферов. Положение двигателя можно изменять регулированием длины внутренних подкосов 6 и задних амортизаторов.

Крепление ТРД на самолете имеет свои особенности, связанные с тем, что на самом ТРД с осевым компрессором есть два силовых пояса (на корпусах компрессора и турбины). Это позволяет крепить двигатель в плоскостях I и II этих поясов (рис. 3.8). Однако есть варианты более простого и технологичного трех точечного крепления ТРД, когда два узла крепления располагаются вблизи ЦМ двигателя, а один узел (вспомогательный) расположен на большом удалении от ЦМ по другую от него сторону. Крепление ТРД внутри фюзеляжа характерно использованием силовых шпангоутов и продольных балок в фюзеляже для непосредственного крепления кронштейнов основных узлов подвески двигателя. На рис. 3.8 показан один из вариантов крепления двигателя внутри фюзеляжа. Двигатель в этом случае закреплен в двух плоскостях 1 и /11 по обе стороны относительно ЦМ двигателя на усиленных шпангоутах 2 и 4 стержнями (тягами) 1 и 3 (сечения 1 и 11, виды А и Б) и на продольной балке верхним узлом (вид В и сечение ДД). Верхний узел, воспринимающий тягу двигателя и вместе со стержнем 3 боковые силы, представляет собой штампованный штырь 9, оканчивающийся пальцем 8, который при монтаже входит в шаровой узел 7 на двигателе. Штырь крепится к верхнему поясу продольной балки 5 фюзеляжа болтом 4, а к гнезду на нижнем поясе этой балки прижимается стальным клином 6. Скользящая посадка пальца штыря 8 в шаровом узле 7 обеспечивает свободное перемещение двигателя в вертикальном направлении и поворот относительно шаровой поверхности при тепловом расширении или при нивелировке двигателя. Штырь 9, зажатый в поясах продольной балки

Рис3.9. Схема крепления двигателя на пилоне под крылом

фюзеляжа 5, от тяги двигателя работает на поперечный изгиб как двух опорная балка с консолью-пальцем 8, входящим в узел крепления двигателя.

Подвеска ТРДД на пилонах под крылом рассматривается на примере крепления двигателей на самолете Ил-86 и показано на рис. 3.9. Каждый из четырех ТРДД на этом самолете крепится к узлам на пилоне. В рассматриваемой схеме крепления двигателей пилоны являются силовыми промежуточными звеньями между двигателями и крылом, обеспечивая вместе с тем выполнение требований противопожарной безопасности.

Детали основного каркаса пилона отвечают требованиям высокой прочности и огнестойкости при малой их массе, поэтому изготавливаются из титана и высокопрочной стали. Передняя рама пилона (поз. 1) имеет два боковых кронштейна для боковых передних узлов 3 подвески двигателя, которые воспринимают вертикальные нагрузки от двигателя 4 через амортизаторы 2 с вильчатыми резьбовыми наконечниками для регулировки положения оси двигателя. Их принципиальная конструктивная схема аналогична схеме амортизатора на рис. 3.4.

Рис. 3.10 Задний узел крепления двигателя

Рис.3.11 Передний узел крепления двигателя

Передний центральный узел крепления двигателя (сечение Г-Г, рис. 3.11)передает на пилон тягу двигателя, боковую силу по оси Z и нагрузки от гироскопических моментов относительно осей Y и Z - M_гирY и M_гирZ. Он включает: передний центральный узел подвески двигателя с шаровым вкладышем 1 и штырем2. Штырь 2 этого узла входит в шарнирный кронштейн 3, закрепленный болтом в кронштейне 4 каркаса пилона, и крепится в этом кронштейне гайкой с контровкой. Детали крепления заднего узла (вид Б рис. 3.12) двигателя 1 в кронштейне 2 на раме пилона болтом 3,. Задний узел подвески двигателя 1 в восприятии веса двигателя играет роль вспомогательной опоры. Он же воспринимает силы от гироскопических моментов M_гирY и M_гирZ и боковую силу по оси Z, величина которой на гондолу двигателя при полете со скольжением может достигать больших значений.

Конструкция узлов крепления двигателя простая (см. рис. 9.8, сечение Г-Г и виды Б и Г) и позволяет достаточно быстро производить монтаж и демонтаж двигателей. Пилоны и гондолы с большим выносом относительно крыла обеспечивают минимум интерференции между ними и хорошие аэродинамические характеристики.

Крепление ТРД на пилонах хвостовой части фюзеляжа показано на рис. 3.12. Здесь: г — вид в плане гондолы левого двигателя 12 с пилоном 2, продольной силовой балкой 11, воспринимающей тягу от двигателя, подкосами 10, силовым кронштейном 16 крепления гондолы (сечение Г—Г) к узлу 1 на силовом шпангоуте фюзеляжа 3 и тягами 13 подвески двигателя в гондоле;

Гондолы боковых двигателей расположены симметрично относительно оси самолета (рис. 3.13.) и развернуты носовой частью в сторону фюзеляжа и вверх, чтобы уменьшить влияние тяги двигателей на характеристики устойчивости и управляемости самолета. Между гондолами 12 и хвостовой частью фюзеляжа находятся пилоны 2, опирающиеся на узлы / крепления гондол двигателей к силовым шпангоутам 3 фюзеляжа.

Рис.3.12. Вид левого двигателя на пилоне

Таким образом, с одной стороны, образуется достаточно надежный слив пограничного слоя от впереди лежащей боковой поверхности фюзеляжа, а с другой стороны, эта поверхность, тормозя воздушный поток перед входом в воздухозаборник, способствует повышению в нем давления. Для крепления гондол двигателя к фюзеляжу используют стальные штампованные кронштейны 1 на поперечных балках 4 усиленных шпангоутов фюзеляжа 3 и кронштейны 16, связанные силовыми арками 14 с гондолами двигателей (сечение Г—Г рис. 9.5, гид). Силовые шпангоуты 3 (сечения А—А и В—В на рис. 9.5, б) состоят из набора дюралевых листов (стенки 5) и мощных профилей (поясов 7), кронштейнов / на стыке шпангоутов с поперечными балками 4. 362

Рис. 3.13.Схема крепления двигателей на шпангоутах фюзеляжа

Для передачи на фюзеляж силы тяги двигателя (рис. 3.14.)используют: продольную балку 11 (рис.3.13.),несущую на себе кронштейн 18, связанный тягой 17 с проушиной 19 узла крепления двигателя; подкосы 10, связывающие балку 11 с кронштейнами 16 гондолы и через них с кронштейнами 1 на силовых шпангоутах 3 фюзеляжа. Тяга двигателя передается через все эти элементы на фюзеляж.

Нагрузки от веса и сил от гироскопических моментов M_Y и M_Z через тяги 13 (вид А) переднего узла крепления двигателя и тяги 22 заднего узла (см. вид 1 на рис. 3.13), силовые арки 14 и кронштейны 16 приходят на узлы 1 на балках 4 силовых шпангоутов 3 фюзеляжа в виде поперечных сил и изгибающих моментов.

Рис. 3.15. Задний узел крепления двигателя

Изгибающие моменты уравновешиваются на балках 4 (поэтому они имеют двутавровое сечение ), а поперечные силы передаются этими балками на силовые шпангоуты 3 накладками. Верхний задний узел крепления двигателя на силовой арке 14 (см. рис. 3.13 и 3.14.)играет в восприятии сил роль вспомогательной опоры. Изменением длины тяги 22 можно регулировать положение оси двигателя. Сама тяга 22 фиксируется в гнезде арки 14 с помощью шаровой опоры 20 и дополнительных тяг 21.

Дата добавления: 2014-10-08; просмотров: 1673; Нарушение авторских прав

Мы поможем в написании ваших работ!