Устройство крепления двигателя к корпусу

Устройство крепления двигателя к корпусу

Реферат

Устройство крепления двигателя к корпусу относится к машиностроению и может применяться при создании преимущественно летательных аппаратов, в том числе и беспилотных.

Известны устройства крепления двигателя к корпусу в виде стержневых ферм с шарнирными соединениями стержней между собой и в местах крепления стержневой фермы к корпусу и двигателю [1]. Известны качающиеся двигатели, применяемые в жидкостных ракетных двигателях, устанавливаемые на карданном подвесе, позволяющем изменять направление вектора тяги [2]. Известны сферические опоры, содержащие каждая четыре концентрические, сопряженные попарно, сферические поверхности [3]. Известны устройства крепления двигателя к корпусу посредством стержневых ферм с шарнирными соединениями с одной стороны и посредством сферической опоры с другой стороны [4] - прототип.

Однако при применении известных устройств монтаж двигателя в корпус летательного аппарата трудоемок и сложен. Трудоемка и настройка положения продольной оси двигателя относительно продольной оси корпуса. Не исключается передача монтажных, температурных и иных напряжений от корпуса летательного аппарата на двигатель.

Задачей предлагаемого устройства является снижение трудоемкости монтажа двигателя в корпус летательного аппарата, а также исключение передачи напряжений от корпуса на двигатель и упрощение настройки и управления положением продольной оси двигателя относительно продольной оси корпуса, в том числе и для изменения направления вектора тяги.

Это достигается применением в качестве устройства крепления двигателя к корпусу двух разнесенных вдоль оси двигателя сферических опор, прикрепленных к двигателю и к корпусу и имеющих каждая по четыре концентрические, сопряженные попарно, сферические поверхности. При этом одна сферическая поверхность из каждой пары размещена на детали, прикрепленной к двигателю, а другая на детали, прикрепленной к корпусу. Одна из сферических опор (условно неподвижная) прикреплена к двигателю неподвижно, а вторая (условно подвижная) - подвижно, телескопически. Монтаж осуществляется вложением двигателя с закрепленной на нем неподвижной сферической опорой в закрепленную на корпусе подвижную сферическую опору. Далее двигатель прикрепляется к корпусу неподвижно через неподвижную сферическую опору и телескопически через подвижную сферическую опору. Таким образом, упрощается монтаж двигателя в корпус, в том числе и в корпус летательного аппарата. Одновременно исключается передача от корпуса на двигатель напряжений, вызванных температурной, монтажной или иной деформацией корпуса. При этом двигатель скользит внутри телескопически присоединенной к двигателю и закрепленной к корпусу подвижной сферической опоры, а сферические опоры разворачиваются и устанавливаются по сопряженным сферическим поверхностям в ненагруженное от деформации корпуса положение.

Для случая крепления реактивного двигателя к корпусу летательного аппарата по меньшей мере одна из сферических опор прикреплена к корпусу неподвижно в радиальном направлении, а другая подвижно, с возможностью радиального перемещения двигателя относительно корпуса. Подвижная в радиальном направлении сферическая опора зафиксирована радиально с помощью подвижных, управляемых фиксаторов, обеспечивающих упрощение настройки и управления положением продольной оси двигателя относительно продольной оси корпуса, в том числе и для изменения направления вектора тяги. Радиально подвижной относительно корпуса может быть любая из сферических опор, либо обе сферические опоры одновременно.

Перечисленные нововведения дают следующий технический результат. Предлагаемое устройство снижает трудоемкость монтажа двигателя в корпус, а также исключает передачу напряжений от корпуса к двигателю и упрощает настройку и управление положением продольной оси двигателя относительно продольной оси корпуса, в том числе и для изменения направления вектора тяги для случая, когда двигатель реактивный.

Предлагаемое устройство поясняется чертежом, где изображен продольный разрез корпуса летательного аппарата с прикрепленным к нему реактивным двигателем с помощью устройства, содержащего две разнесенные вдоль оси двигателя сферические опоры. Продольные оси двигателя и корпуса изображены совмещенными.

Устройство крепления двигателя к корпусу содержит две разнесенные вдоль оси 1 двигателя 2 и концентрично охватывающие двигатель 2 сферические опоры 3 и 4, которые прикреплены к двигателю 2 и к корпусу 5 летательного аппарата. Каждая из сферических опор имеет по четыре сопряженные попарно, концентрические сферические поверхности. На каждой опоре две сферические поверхности сопряжены по меньшему радиусу 6, а две другие - по большему радиусу 7. Все четыре сферические поверхности имеют общий центр 8. Сферическая опора 3 прикреплена неподвижно к фланцу 9 двигателя 2 своей внутренней деталью 10, сопряженной по двум сферическим поверхностям с наружной деталью 11. А наружная деталь 11 сферической опоры 3 прикреплена неподвижно к фланцу 12 корпуса 5. Сферическая опора 4 прикреплена к двигателю 5 подвижно (телескопически) поверхностью 13 внутренней детали 14 через поверхность 15.

Сферическая опора 4 фланцем 16 прикреплена к фланцу 17 корпуса 5. Радиально сферическая опора 4 (вместе с двигателем 2) прикреплена к корпусу 5 подвижно в радиальном направлении с возможностью радиального перемещения двигателя 2 относительно корпуса 5 в пределах кольцевого зазора А и зафиксирована радиально с помощью подвижных, управляемых фиксаторов 18, которых должно быть не менее 3-х, распределенных по окружности корпуса 5.

Двигатель 2 в плоскости сферической опоры 3 (в плоскости, перпендикулярной оси двигателя 2 и проходящей через сферическую опору 3) неподвижен относительно корпуса 5. В плоскости сферической опоры 4 двигатель 2 имеет возможность перемещаться как в осевом, так и в радиальном направлениях.

В работе монтаж двигателя 2 с закрепленной на нем сферической опорой 3 в корпус 5 с закрепленной на нем сферической опорой 4 осуществляется вложением двигателя 2 в сферическую опору 4, с которой двигатель сочленяется телескопически. Далее двигатель 2 вместе со сферической опорой 3 неподвижно крепится к фланцу 12 корпуса 5.

Напряжения, возникающие в корпусе 5 при монтаже, а также температурные напряжения или напряжения, возникающие при эволюциях летательного аппарата, не передаются на двигатель 2, так как сопряженные сферические поверхности позволяют развернуться продольной оси 1 двигателя 2 в ненагруженное состояние. Одновременно происходит проскальзывание поверхности 15 двигателя 2 относительно поверхности 13 внутренней детали 14 сферической опоры 4 в осевом направлении из-за различных температурных расширений двигателя 2 и корпуса 5 и из-за деформаций корпуса 5 при эволюциях летательного аппарата в работе.

Подвижные управляемые фиксаторы 18, изменяя свою длину, изменяют положение продольной оси 1 двигателя 2 в радиальном направлении в пределах кольцевого зазора А, обеспечивая тем самым настройку взаимного расположения продольных осей двигателя 2 и корпуса 5 и изменяя направление вектора тяги двигателя 2 для случая, когда двигатель 2 реактивный.

Источники информации

1. З.С.Паллей, И.М.Королев, Э.В.Ровинский. «Конструкция и прочность авиационных газотурбинных двигателей», М., «Транспорт», 1967. Стр.281...282.

2. П.Ф.Афонин и др. «Беспилотные летательные аппараты», М., «Машиностроение», 1967. Стр.119...120.

3. Свидетельство на полезную модель №23922.

4. В.А.Данилов. Вертолет Ми-8. Устройство и техническое обслуживание, «Транспорт». М., 1988, стр.52...53 - прототип.

1. Устройство крепления двигателя к корпусу преимущественно летательного аппарата, содержащее две разнесенные вдоль оси двигателя сферические опоры, прикрепленные к двигателю и к корпусу, каждая из сферических опор имеет четыре концентрические, сопряженные попарно, сферические поверхности, при этом одна сферическая поверхность из каждой пары размещена на детали, прикрепленной к двигателю, а другая на детали, прикрепленной к корпусу, отличающееся тем, что одна из сферических опор прикреплена к двигателю неподвижно, а вторая подвижно, телескопически.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что, по меньшей мере, одна из сферических опор прикреплена к корпусу подвижно в радиальном направлении с возможностью радиального перемещения двигателя относительно корпуса и зафиксирована радиально с помощью подвижных управляемых фиксаторов.