用于扭矩滚动振动隔离的安装布置结构制造技术

一种用于将旋转发动机安装到飞机结构的安装布置结构，其中所述发动机具有三个正交轴线，包括：滚动轴线、俯仰轴线和偏航轴线。所述安装布置结构包括：单自由度连杆，所述单自由度连杆具有穿过所述滚动轴线的反作用轴线。单独的滚动约束件具有围绕所述滚动轴线的力矩反作用以使扭矩滚动模式与其它单自由度连杆解耦。

【技术实现步骤摘要】
用于扭矩滚动振动隔离的安装布置结构
本公开涉及飞机发动机，并且更特定来说，涉及旋转发动机安装布置结构。
技术介绍
由于燃烧过程的性质，旋转发动机产生相当大的交变轴向扭矩力。期望低刚度发动机安装件以限制因交变轴向扭矩而传递到飞机结构的扭矩力和振动。然而，由于对发动机在高重力载荷下的平移和旋转偏转的最大可允许偏转限制（例如，涡轮轴发动机的最大轴未对准），因此在许多发动机安装中期望高安装刚度。在设计发动机安装布置结构时存在固有折衷，所述发动机安装布置结构需要高安装刚度来限制操作期间的发动机偏转，同时需要低安装刚度来限制扭矩和振动。期望实现改进。
技术实现思路
在一个方面中，本公开描述一种飞机发动机组件，其包括：旋转发动机，所述旋转发动机具有延伸穿过所述旋转发动机的重心的滚动轴线（rollaxis）、俯仰轴线（pitchaxis）和偏航轴线（yawaxis）；安装到所述旋转发动机的第一侧和第二侧的第一组单自由度连杆，所述第一组单自由度连杆具有被构造成安装到飞机的远侧端部和安装到所述旋转发动机的近侧端部，所述第一组单自由度连杆相对于所述旋转发动机定位成具有穿过所述滚动轴线的相应反作用轴线；以及第二组连杆，所述第二组连杆具有被构造成安装到所述飞机的远侧端部和安装到所述旋转发动机的近侧端部，所述第二组连杆相对于所述旋转发动机定位成具有与所述滚动轴线横向间隔开的相应反作用轴线。根据另一个一般方面，提供一种用于将旋转发动机安装到飞机结构的安装布置结构，其中所述发动机具有三个正交轴线，包括：穿过发动机重心的滚动轴线、俯仰轴线和偏航轴线，所述安装布置结构包括：多个单自由度连杆，所述单自由度连杆安装在旋转发动机的每一侧上并且具有被构造成安装到所述飞机结构的远侧端部和被构造成安装到旋转发动机的近侧端部，所述多个单自由度连杆具有穿过所述滚动轴线的相应反作用轴线；以及滚动约束件，所述滚动约束件具有围绕所述滚动轴线的力矩反作用。在另一个方面中，本公开描述一种将旋转发动机安装到飞机结构的方法，其中所述发动机具有三个正交轴线，包括：穿过发动机重心的滚动轴线、俯仰轴线和偏航轴线，所述安装方法包括：通过一对相对的不平行的单自由度前部连杆将所述发动机的前部部分安装到所述飞机结构，所述一对相对的不平行的单自由度前部连杆具有穿过所述滚动轴线的反作用轴线；通过一对相对的不平行的单自由度后部连杆将所述发动机的后部部分安装到所述飞机结构，所述一对相对的不平行的单自由度后部连杆具有穿过所述滚动轴线的反作用轴线；通过轴向约束件轴向约束所述发动机，所述轴向约束件具有平行于所述滚动轴线的反作用轴线；以及通过滚动约束件旋转约束所述发动机，所述滚动约束件具有围绕所述滚动轴线的力矩反作用；其中所述前部连杆、后部连杆和轴向约束件具有第一安装刚度，并且所述滚动约束件具有第二安装刚度，其中所述第二安装刚度小于所述第一安装刚度。在另一个方面中，本公开描述一种用于旋转发动机的飞机安装件，其包括：附接到发动机的前部部分的一对相对的不平行的单自由度前部连杆和附接到发动机的后部部分的一对相对的不平行的单自由度后部连杆，所述前部和后部连杆具有穿过扭矩滚动轴线的反作用；以及发动机的每一中心侧上的A形框架连杆，所述A形框架连杆取向成具有与所述扭矩滚动轴线横向间隔开的反作用，所述反作用不平行于所述扭矩滚动轴线并且被构造成限制轴向和滚动移动；其中通过滚动约束件限制所述滚动移动，所述滚动约束件具有低于轴向约束件的轴向刚度并且低于不平行的单自由度连杆的连杆刚度的滚动刚度。实施例可以包括以上特征的组合。根据下文包括的具体实施方式和附图，将显而易见到本申请的主题的这些和其它方面的进一步细节。附图说明图1示出带有由机翼安装式旋转发动机驱动的螺旋桨的示例性飞机的侧视图。图2是第一安装布置结构的等角示意图，其中发动机质量被描绘为具有滚动轴线并且由两个前部连杆、两个后部连杆和两个中间A形框架连杆支撑的球体。图3是第二安装布置结构的相似等角示意图，其中发动机由两个前部连杆、两个后部连杆、两个中心滚动约束连杆和后轴向约束连杆支撑。图4是第三安装布置结构的相似等角示意图，其中与图2相比，两个后部连杆已经围绕滚动轴线旋转180度。图5是沿着图2的线5-5的截面视图，其示出用于限制滚动旋转和轴向平移的分段弹性体衬套。具体实施方式图1示出带有驱动螺旋桨3的旋转发动机2的示例性飞机1。本说明书涉及用于使用支柱或连杆将此旋转发动机2安装到飞机结构的安装布置结构。虽然图1示出飞机，但是应理解，所述安装布置结构还可以用于直升机安装。例如，所述安装布置结构可以用于将包括与涡轮机复合动力的至少一个旋转发动机（例如汪克尔发动机）的复合涡轮轴发动机安装到直升机的结构。图2示出第一安装布置结构的等角示意图，其中为清楚起见，发动机质量描绘为球体4，其具有延伸穿过球体4的重心6的滚动轴线5、偏航轴线15和俯仰轴线14。描绘为球体4的旋转发动机2质量由前部安装件、后部安装件和中间安装件支撑在飞机结构上。前部安装件包括在相同轴向工位处附接到发动机2的任一侧的两个不平行的单自由度(1DOF)连杆7。同样地，后部安装件包括在相同轴向工位处附接到发动机2的任一侧的两个不平行的1DOF连杆8。前部连杆7和后部连杆8被布置成其反作用矢量11穿过滚动轴线5。因此，前部和后部连杆7、8并不约束围绕滚动轴线5的滚动旋转，并且并不约束平行于滚动轴线5的轴向平移。前部和后部连杆7、8确实约束俯仰旋转和偏航旋转。前部和后部连杆7、8还约束平行于俯仰和偏航轴线14、15的平移（其抵抗竖直和侧向移动）。前部和后部连杆7、8具有高刚度以限制发动机的偏转。在图2中示出的示例中，中间安装件包括在相同轴向工位处在发动机2的每一侧上的一对A形框架9。每一A形框架9在其顶点处具有耳轴10。A形框架9限制平行于滚动轴线5的轴向平移以及沿着偏航轴线15的平移。可以使用弹性体隔离器控制这些发动机接口中的每一者处的刚度，使得沿着偏航轴线15的刚度较低，并且沿着滚动轴线5的轴向刚度较高。A形框架9还约束围绕滚动轴线5的旋转。耳轴10施加力矩力以约束滚动旋转，因为耳轴10安置在距滚动轴线5距离"x"处。可以了解，沿着俯仰轴线14的侧向刚体运动由前部和后部连杆7、8限制。沿着滚动轴线5的轴向刚体运动由中间A形框架9的轴向反作用限制。沿着偏航轴线15的竖直刚体运动由所有连杆7、8和9限制，但是由较硬的前部和后部连杆7、8支配。沿着滚动轴线5的旋转仅受到2个中间安装A形框架9的竖直反作用的抵抗。围绕俯仰轴线14的旋转主要受到前部和后部安装平面的抵抗。围绕偏航轴线15的旋转在所有安装件处受到抵抗。此示例性安装系统包含单个DOF冗余，因为系统在任何单个连杆故障的情况下继续限制所有自由度。图2中所示的实施例可以描述为按1-1-2-2-1-1构造布置的8个1DOF连杆，以便使扭矩滚动模式与其它自由度解耦。这允许交变扭矩方向上的刚度保持较低，同时以刚性方式限制其它自由度。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种飞机发动机组件，其包括：/n旋转发动机，所述旋转发动机具有延伸穿过所述旋转发动机的重心的滚动轴线、俯仰轴线和偏航轴线，/n安装到所述旋转发动机的第一侧和第二侧的第一组单自由度连杆，所述第一组单自由度连杆具有被构造成安装到飞机的远侧端部和安装到所述旋转发动机的近侧端部，所述第一组单自由度连杆相对于所述旋转发动机定位成具有穿过所述滚动轴线的相应反作用轴线；以及/n第二组连杆，所述第二组连杆具有被构造成安装到所述飞机的远侧端部和安装到所述旋转发动机的近侧端部，所述第二组连杆相对于所述旋转发动机定位成具有与所述滚动轴线横向间隔开的相应反作用轴线。/n

【技术特征摘要】
20190517 US 16/4153081.一种飞机发动机组件，其包括：
旋转发动机，所述旋转发动机具有延伸穿过所述旋转发动机的重心的滚动轴线、俯仰轴线和偏航轴线，
安装到所述旋转发动机的第一侧和第二侧的第一组单自由度连杆，所述第一组单自由度连杆具有被构造成安装到飞机的远侧端部和安装到所述旋转发动机的近侧端部，所述第一组单自由度连杆相对于所述旋转发动机定位成具有穿过所述滚动轴线的相应反作用轴线；以及
第二组连杆，所述第二组连杆具有被构造成安装到所述飞机的远侧端部和安装到所述旋转发动机的近侧端部，所述第二组连杆相对于所述旋转发动机定位成具有与所述滚动轴线横向间隔开的相应反作用轴线。


2.根据权利要求1所述的飞机发动机组件，其中，所述第一组单自由度连杆具有第一安装刚度，并且所述第二组连杆具有第二安装刚度，其中，所述第二安装刚度小于所述第一安装刚度。


3.根据权利要求1所述的飞机发动机组件，其中，所述第一组单自由度连杆包括一对前部连杆和一对后部连杆以及具有平行于所述滚动轴线的反作用轴线的轴向约束连杆；所述前部连杆、所述后部连杆和所述轴向约束连杆具有第一安装刚度，所述第二组连杆具有第二安装刚度，其中，所述第二安装刚度小于所述第一安装刚度。


4.根据权利要求1所述的飞机发动机组件，其中，所述第二组连杆包括：一对单自由度滚动连杆，所述滚动连杆具有不平行于所述滚动轴线并且与所述滚动轴线间隔横向距离X的反作用轴线。


5.根据权利要求4所述的飞机发动机组件，其中，所述对单自由度滚动连杆是安置在所述滚动轴线的相对侧上的一对相对的所述单自由度滚动连杆。


6.根据权利要求3所述的飞机发动机组件，其中，所述第二组连杆包括：
各自具有两个不平行的单自由度连杆的一对A形框架，每一不平行的单自由度连杆具有被构造成安装到间隔开轴向距离的所述飞机的远侧端部和安装到所述旋转发动机的近侧端部。


7.根据权利要求6所述的飞机发动机组件，其中，所述A形框架的所述不平行的单自由度连杆的所述近侧端部在耳轴处接合。


8.根据权利要求7所述的飞机发动机组件，其中，所述耳轴包括限定具有所述第一安装刚度的轴向约束件的轴向段和限定具有所述第二安装刚度的滚动约束件的径向段。


9.根据权利要求8所述的飞机发动机组件，其中，所述对A形框架是安置在所述滚动轴线的相对侧上的一对相对的所述A形框架。


10.一种将旋转发动机安装到飞机结构的方法，其中，所述发动机具有三个正交轴线，包括：延伸穿过所述旋转发动机...

【专利技术属性】
技术研发人员：N托梅什，D加格农马丁，
申请(专利权)人：普拉特惠特尼加拿大公司，
类型：发明
国别省市：加拿大;CA