本發(fā)明一般地涉及發(fā)動機(jī)附接系統(tǒng)和方法，并且更具體地涉及改進(jìn)的渦輪螺旋槳發(fā)動機(jī)的附接系統(tǒng)和方法。

背景技術(shù)：

在渦輪螺旋槳飛機(jī)中，發(fā)動機(jī)通常被安裝到懸掛在相應(yīng)機(jī)翼或機(jī)身上的附接結(jié)構(gòu)。常規(guī)附接結(jié)構(gòu)包括復(fù)雜的剛性安裝支架組件。與附接結(jié)構(gòu)分離的柔性隔離器則分布在前框架和/或后框架上，以減少由渦輪螺旋槳發(fā)動機(jī)內(nèi)的螺旋槳和旋轉(zhuǎn)設(shè)備引起的振動。檢查和/或更換在常規(guī)發(fā)動機(jī)附接系統(tǒng)中使用的隔離器可能需要移除整個發(fā)動機(jī)。

制造商正在不斷尋求減小飛機(jī)系統(tǒng)的重量的方法，同時繼續(xù)提供能夠適應(yīng)苛刻操作條件(包括高溫和暴露于振動)的穩(wěn)固系統(tǒng)。

因此，需要一種改進(jìn)的發(fā)動機(jī)附接系統(tǒng)和附接方法，該發(fā)動機(jī)附接系統(tǒng)比常規(guī)系統(tǒng)重量輕、需要更少的材料(例如，熱屏蔽)并且提高了系統(tǒng)部件的安裝、維護(hù)和/或更換的便利性。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本文所述的渦輪螺旋槳發(fā)動機(jī)附接系統(tǒng)和方法利用位于發(fā)動機(jī)/變速箱與機(jī)艙-桁架結(jié)構(gòu)之間的兼容性(compliant)附接件。該改善的系統(tǒng)包括完全一體化的附接系統(tǒng)，其中，后部發(fā)動機(jī)隔離器、前部頂部變速箱隔離器和前部扭矩限制(FTR)系統(tǒng)完全一體化在前部軸環(huán)結(jié)構(gòu)和后部軸環(huán)結(jié)構(gòu)內(nèi)。

在一些實施例中，發(fā)動機(jī)附接系統(tǒng)(EAS)包括前部軸環(huán)；后部軸環(huán)；至少一個桁架子組件，其設(shè)置在前部軸環(huán)與后部軸環(huán)之間且用于支撐發(fā)動機(jī)；以及至少一個振動隔離器，其與前部軸環(huán)和后部軸環(huán)中的各者成一體且用于隔離發(fā)動機(jī)振動和降低噪聲。

還公開了一種附接渦輪螺旋槳發(fā)動機(jī)的方法。該方法包括提供EAS，EAS包括前部軸環(huán)；后部軸環(huán)；以及至少一個桁架子組件，其設(shè)置在前部軸環(huán)與后部軸環(huán)之間且用于支撐發(fā)動機(jī)。至少一個振動隔離器與前部軸環(huán)和后部軸環(huán)中的各者成一體且用于隔離發(fā)動機(jī)振動和降低噪聲。該方法還包括將渦輪螺旋槳發(fā)動機(jī)至少局部地吊裝在至少一個桁架子組件內(nèi)。

附圖說明

圖1A和圖1B分別是根據(jù)本文所述主題的渦輪螺旋槳推進(jìn)系統(tǒng)和渦輪螺旋槳飛機(jī)的透視圖。

圖2A至圖2C是用于與根據(jù)本文所述主題的渦輪螺旋槳推進(jìn)系統(tǒng)一起使用的發(fā)動機(jī)附接系統(tǒng)(EAS)及其部件的各個視圖。

圖3A和圖3B是根據(jù)本文所述主題的一體化前部隔離器的視圖。

圖4A至圖4C是根據(jù)本文所述主題的一體化后部隔離器的視圖。

圖5是根據(jù)本文所述主題的前部軸環(huán)的可選實施例。

圖6A和圖6B是根據(jù)本文所述主題的前部支柱的實施例。

具體實施方式

當(dāng)結(jié)合示出了以下優(yōu)選實施例的附圖閱讀對這些實施例的詳細(xì)描述時，本主題的許多目的和優(yōu)點(diǎn)將變得顯而易見。詳細(xì)參考本主題的這些實施例，在附圖中示出了這些實施例的實例。

本文所述主題包括發(fā)動機(jī)附接系統(tǒng)(EAS)及相關(guān)方法。在一些實施例中，本文的EAS及相關(guān)方法包括與前部軸環(huán)和后部軸環(huán)和/或機(jī)架完全成一體的隔離器，與使用懸臂設(shè)計相反，這允許以簡單支撐的方式更容易地附接隔離器。一體化且簡單支撐的隔離器提供了更高損傷容限的系統(tǒng)，而且是完全互鎖的。

在一些實施例中，與常規(guī)設(shè)計相比，本文所示和所述的EAS和方法還能夠顯著減少重量，因為隔離器的大部分結(jié)構(gòu)由軸環(huán)直接提供，因此可以省略這些結(jié)構(gòu)。另外，可以減少和/或消除昂貴且重量較重的熱屏蔽材料。例如，使隔離器與機(jī)架成一體利用了由軸環(huán)提供的自然熱屏蔽，從而有利地允許省略其它方式可能需要的額外的熱屏蔽。重量減少還有助于提供更省油的飛機(jī)，這反過來又有助于進(jìn)一步節(jié)省勞動力和燃料費(fèi)用。

在進(jìn)一步的實施例中，本文所示和所述的EAS和方法提高(例如，簡化)了維修、更換和/或維護(hù)完全一體化的隔離器的便利性，因為前部彈性體元件和后部彈性體元件可以被獨(dú)立地檢查和獨(dú)立地移除，而無需移除整個發(fā)動機(jī)或螺旋槳。

現(xiàn)在參考圖1A和圖1B，示意性地示出了渦輪螺旋槳飛機(jī)及其各部分。圖1A示出了固定翼渦輪螺旋槳飛機(jī)(整體表示為100)。飛機(jī)包括利用一個或多個渦輪螺旋槳推進(jìn)系統(tǒng)(整體表示為102)進(jìn)行推進(jìn)的機(jī)身。各個推進(jìn)系統(tǒng)102包括被收納在由本文所述的EAS和方法提供的空間內(nèi)的渦輪螺旋槳發(fā)動機(jī)和變速箱，其中，機(jī)艙-桁架結(jié)構(gòu)104容納并提供渦輪發(fā)動機(jī)與機(jī)翼之間的連接部。設(shè)置在桁架結(jié)構(gòu)104內(nèi)的渦輪發(fā)動機(jī)構(gòu)造為驅(qū)動用于推進(jìn)飛機(jī)的飛機(jī)螺旋槳。本文所述的EAS和方法利用了用于減少由各飛機(jī)發(fā)動機(jī)和/或螺旋槳施加到附接結(jié)構(gòu)上的振動的完全一體化的隔離器和機(jī)架。飛機(jī)100在設(shè)計方面僅僅是示例性的，并且可以包括任何類型或型號的固定翼渦輪螺旋槳飛機(jī)，例如，不限于具有特定馬力(hp)發(fā)動機(jī)等級的飛機(jī)。

圖1B示出了附接在固定翼飛機(jī)的相應(yīng)機(jī)翼上的單個推進(jìn)系統(tǒng)102。飛機(jī)的各個機(jī)翼可以包括懸掛在機(jī)翼上的推進(jìn)系統(tǒng)102。推進(jìn)系統(tǒng)102容納發(fā)動機(jī)、變速箱和螺旋槳的各部分(例如，螺旋槳凸緣和/或螺旋槳軸)。本文所述的EAS和方法適于更有效地將推進(jìn)系統(tǒng)102的發(fā)動機(jī)和變速箱固定在飛機(jī)的固定翼W與螺旋槳轂P之間。本文所述的EAS和方法能夠有利地減少系統(tǒng)102的重量，提高維護(hù)和/或更換系統(tǒng)102部件的便利性，以及改善設(shè)置在系統(tǒng)102內(nèi)的發(fā)動機(jī)和變速箱這兩者的支撐。

圖2A和圖2B示出了根據(jù)本主題的實施例的EAS(整體表示為200)的一個實施例的不同視圖。EAS 200包括發(fā)動機(jī)機(jī)架系統(tǒng)(EMS)，發(fā)動機(jī)機(jī)架系統(tǒng)由與前部機(jī)架隔離器、后部機(jī)架隔離器和側(cè)部機(jī)架隔離器(例如，206，208和212)成一體的多個安裝面(例如，圖3A至圖4C中的234、246)構(gòu)成，多個安裝面還在包括一個或多個軸環(huán)的一個或多個發(fā)動機(jī)支撐件內(nèi)與發(fā)動機(jī)支撐件成一體。

在一些實施例中，EAS 200至少包括第一(前部)軸環(huán)202和第二(后部)中間軸環(huán)204。各個軸環(huán)202和204分別包括設(shè)置在內(nèi)部的一個或多個完全一體化的前部機(jī)架隔離器和后部機(jī)架隔離器。使隔離器與各個機(jī)架和軸環(huán)成一體顯著減少了整個EAS 200的重量。在一些實施例中，在重量或質(zhì)量方面，各個軸環(huán)202和204的大部分包括金屬主體部件或結(jié)構(gòu)，這在各個隔離器周圍提供了自然的熱屏蔽。因此，可以減少或消除設(shè)置在各個隔離器周圍的外部熱屏蔽材料。

在一些實施例中，前部軸環(huán)202包括至少一個前部頂部機(jī)架隔離器(整體表示為206)以及與前部軸環(huán)202成一體的多個前部側(cè)部機(jī)架隔離器212。如圖所示，前部軸環(huán)202可以包括僅一個一體化隔離器、兩個一體化隔離器或三個以上一體化隔離器。中間(后部)軸環(huán)204同樣包括與其成一體的一個或多個側(cè)部或頂部的后部機(jī)架隔離器208。各個機(jī)架隔離器(即，206、208、212)均包括用于安裝到渦輪螺旋槳發(fā)動機(jī)和/或變速箱的各部分上的安裝面以及與機(jī)架隔離器成一體且用于減少振動和/或卸載施加到系統(tǒng)200的各部分上的力的彈性體隔離器。在一些實施例中，兩個相對的后部機(jī)架隔離器208沿著軸環(huán)204的相反側(cè)部、表面或腿部設(shè)置。

前部扭矩限制(FTR)組件或系統(tǒng)(整體表示為210)除了機(jī)架隔離器212與成一體也可以與前部軸環(huán)202的除了機(jī)架隔離器212之外的各部分成一體。在一些實施例中，F(xiàn)TR 210是包括可以經(jīng)由至少一根流體軟管進(jìn)行接合或連接的一個或多個流體容器R和相應(yīng)的軸承B在內(nèi)的液壓扭轉(zhuǎn)反作用系統(tǒng)。在一些實施例中，F(xiàn)TR系統(tǒng)210包括可從總部設(shè)在Cary,North Carolina(北卡羅來納州的卡瑞)的LORD Corp(洛德公司)獲得的系統(tǒng)。FTR系統(tǒng)210構(gòu)造為隔離振動并減少由推進(jìn)系統(tǒng)(圖1B中的102)產(chǎn)生的噪聲。FTR系統(tǒng)210可以被動態(tài)調(diào)整，以進(jìn)一步減少在目標(biāo)頻率所傳遞的振動力。

仍參考圖2A和圖2B，系統(tǒng)200還包括設(shè)置在一個或多個桁架中的多個支柱或支柱子組件。例如，系統(tǒng)200包括多個前部支柱(桁架)子組件(整體表示為216)。各個前部支柱子組件216均包括一個或多個單獨(dú)支柱218，支柱218用于形成共同支撐和/或保持飛機(jī)發(fā)動機(jī)、變速箱及其各部分的左桁架子組件、右桁架子組件和上桁架子組件。在圖2B中示意性地示出了發(fā)動機(jī)E、變速箱G和螺旋槳軸S，隨著這些結(jié)構(gòu)被制造、提供和提升到由系統(tǒng)200提供的空間中，于是這些機(jī)構(gòu)被安裝到系統(tǒng)200和/或由此被保持在此。發(fā)動機(jī)E可以在與后部隔離器208成一體的一個或多個安裝面或位置(例如，圖4B中的246)處被安裝到系統(tǒng)200。變速箱G可以在例如與前部頂部隔離器206和前部側(cè)部隔離器212成一體的安裝部件或安裝板234等安裝面處被安裝到系統(tǒng)200。

各個前部支柱子組件216設(shè)置在各個軸環(huán)202和204之間和/或附接在各個軸環(huán)202和204上，以沿著包括焊接結(jié)構(gòu)、支架結(jié)構(gòu)、接合結(jié)構(gòu)、裝配結(jié)構(gòu)和/或可選地?zé)崽幚斫Y(jié)構(gòu)在內(nèi)的支柱-軸環(huán)界面提供載荷路徑冗余。單個支柱218可以包括任何材料，而不限于鋼材，并且可以彼此焊接和/或焊接至端蓋或配件，以簡化組裝、運(yùn)輸、“配套”(例如，裝箱和運(yùn)輸部件)以及可復(fù)制性/可維護(hù)性等方面。支柱218及其部分可以包括中空金屬管，該中空金屬管可選地具有使用任何合適的工藝形成的漸縮形端部，例如，經(jīng)由模鍛和/或模具成形的端部。支柱218也可以被液壓成形或旋壓成形，然后如下文關(guān)于圖6A和圖6B進(jìn)一步描述的那樣被焊接起來。根據(jù)需要，支桿218可以包括使用任何合適的處理技術(shù)形成的任何合適的材料。

系統(tǒng)200還包括多個中間支柱(桁架)子組件(整體表示為220)。各個中間桁架子組件220包括用于形成中間上桁架子組件和兩個以上中間下桁架子組件的一個或多個單獨(dú)機(jī)身支柱222。各個子組件的各部分構(gòu)造為將EAS 200連接至飛機(jī)的固定翼(例如，圖1B中的W)。各個子組件220的其它部分構(gòu)造為經(jīng)由焊接連接至中間軸環(huán)204和/或連接至一個或多個可選支架224和/或配件226。盡管未示出，但根據(jù)需要，每個系統(tǒng)200可以設(shè)置有兩個以上軸環(huán)和兩組以上支柱/桁架子組件，以容納更大的發(fā)動機(jī)和/或變速箱或?qū)⒏浇蛹由熘梁蟛恳砹骸?/p>

從包裝和搬運(yùn)的角度來看，圖2A和圖2B所示EAS 200的子組件216和220相對較小。這不僅允許更容易地運(yùn)輸和安裝上述結(jié)構(gòu)，而且還允許移除并更換實際應(yīng)用中被意外損壞的各種零件?？梢灶A(yù)料到，最終由供應(yīng)商或飛機(jī)制造商建造/安裝支柱結(jié)構(gòu)。

在一些實施例中，各個子組件220包括具有大致平坦的支柱222的低矮輪廓(low profile)，以在焊接期間改進(jìn)配套且簡化夾持或固定。在一些實施例中，子組件220被焊接到多個端蓋或配件中的一者上。例如，每個支柱222的一端可以被焊接到第一配件226，并且每個支柱222的相反端可以被焊接到第二配件228。第一配件226構(gòu)造為經(jīng)由一個或多個機(jī)械緊固件(例如，螺栓、銷、螺釘?shù)?附接到中間軸環(huán)204?？梢越?jīng)由鍛造、機(jī)械加工、鑄造、擠壓和/或任何其它合適的工藝來提供第一配件226。第二配件228構(gòu)造為安裝或附接到飛機(jī)的固定翼(例如，圖1B中的W)，使得系統(tǒng)200懸掛和/或安裝在固定翼(例如，圖1B中的W)下方，從而支撐和/或保持飛機(jī)發(fā)動機(jī)E和變速箱G(圖2B)。

在一些實施例中，各個支柱222的第二配件228包括U形夾端部。各個支柱222可以被焊接或以其它方式連接或附接至第二配件228。支柱222可以包括具有恒定直徑和/或恒定壁厚的中空金屬管或主體部件。第二配件228的U形夾式附接件被安裝到和/或設(shè)置在機(jī)身附近(例如，圖1B中的機(jī)翼W)，這允許支柱222以轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)或結(jié)構(gòu)關(guān)節(jié)的形式來螺栓連接到機(jī)翼連接點(diǎn)。

在一些實施例中，第二配件228被加工成大致筆直(例如，恒定直徑)的支柱222，以提供改進(jìn)的設(shè)計自由度和通用性。根據(jù)需要，第二配件228可以被加工為U形夾或可選地加工為凸耳。研究表明，需要通過許多支柱連接件(而非球狀關(guān)節(jié)或轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié))實現(xiàn)力矩承載，以保持安裝所需的結(jié)構(gòu)剛度和冗余水平。為此，在大多數(shù)位置使用焊接或螺栓連接來設(shè)計EAS 200的結(jié)構(gòu)。一個例外是后部上桁架子組件，后部上桁架子組件最終通過托架224內(nèi)的球形連接件或軸承附接到后部軸環(huán)204。這允許自由樞轉(zhuǎn)且容易地安裝到飛機(jī)上。然而，一旦安裝在飛機(jī)上，桁架的這部分變得有剛性。

各個支柱222的一端固定到飛機(jī)機(jī)翼W(圖1B)或后部桁架組件(未示出)，并且是可拆卸的。因此，八個界面位置處(例如，八個機(jī)身支柱222處)的附接件利用螺栓連接方法而不是焊接。

在一些實施例中，支柱222的每一端包括所形成的U形夾式附接件(例如，配件228)。也就是說，可以使用成形裝置來生產(chǎn)筆直管或旋壓成形(例如，可變的壁厚)管上的一體化U形夾式配件228。模鍛是一種成型和/或鍛造工藝，其中，利用使零件受力的模具改變零件的尺寸。模鍛通常是冷加工工藝，然而，有時也可以使用熱加工工藝來完成。模鍛允許U形夾形成管本身。U形夾式附接件的端部配件228可以通過更常規(guī)的機(jī)械加工、鑄造和/或鍛造方法來制造，或作為單獨(dú)的局部焊接起來。

如圖2A和圖2B共同所示，F(xiàn)TR系統(tǒng)210的流體容器R部分可以被安裝在軸環(huán)202的一部分和/或如圖所示被安裝在軸環(huán)配件238內(nèi)。在一些實施例中，軸環(huán)202和/或軸環(huán)配件238被加工為沉孔，以在內(nèi)部提供大致平坦的安置面。因此，各個流體容器R可以抵靠在安置面上并被擰緊，在一些方面中經(jīng)由可選的端蓋板(未示出)抵靠在安置面上并被擰緊。該附接方案提供了順暢的(直接的)載荷路徑，扭矩和豎直載荷通過該載荷路徑可以輸入和/或轉(zhuǎn)移到軸環(huán)202和支柱218中。在發(fā)動機(jī)安裝期間，F(xiàn)TR系統(tǒng)210可以在容器R部分裝配到軸環(huán)202上之前附接到變速箱G(圖2B)。前部彈性體單元和后部彈性體單元(例如，圖2C中的230、232)然后可以例如通過在相應(yīng)流體容器R被安裝之后使彈性體單元滑動就位來進(jìn)行安裝。因此，各個前部隔離器212相對于軸環(huán)202是可滑動的。

諸如安裝板或凸緣部件234等安裝面可以經(jīng)由大容量層壓板或大容量層壓(HCL)軸承B連接到各個流體容器R和相應(yīng)活塞的各部分上。軸承B提供了與流體系統(tǒng)的極高剛性連接，但是沿剪切方向剛度非常低。這允許凸緣部件234沿橫向和前后方向自由地移動，以便隔離器212的前部彈性體元件和后部彈性體元件(例如，圖2C中的230、232)提供沿這些方向的剛度。

在一些實施例中，變速箱G的各部分構(gòu)造為經(jīng)由凸緣部件234(其包括一體化的隔離器212)安裝到系統(tǒng)200上。變速箱G能夠安裝至與用于在振動噪音源附近減少振動和降低噪聲的隔離器212成一體的凸緣部件234和/或借助該凸緣部件234來保持。

通過移除推力單元(例如，圖3C中的230、232)并橫向移動發(fā)動機(jī)來解除變速箱安裝墊，使得在不移除發(fā)動機(jī)的情況下更換FTR系統(tǒng)210變得可能。然后可從軸環(huán)202移除FTR系統(tǒng)210。然而，推薦的是，在該過程中通過千斤頂或吊運(yùn)裝置支撐發(fā)動機(jī)的重量。

在EAS系統(tǒng)200內(nèi)安裝發(fā)動機(jī)期間，發(fā)動機(jī)E和變速箱G可被豎直地吊起到箭頭所示的發(fā)動機(jī)桁架結(jié)構(gòu)和子組件216、220內(nèi)的位置。在被提起之前，前部變速箱凸緣部件234和FTR系統(tǒng)210可被安裝到變速箱G上。軟管214可以借助p型夾或者任何其它合適的連接器或連接結(jié)構(gòu)被綁(連接)到變速箱G上。一旦發(fā)動機(jī)E被吊裝到位，前部彈性體元件和后部彈性體元件(例如，圖3A中的230、232)就可以被安裝在所有前部安裝位置，包括前部隔離器206、212的位置。

圖2C是前部軸環(huán)202、支柱218和FTR系統(tǒng)210的后視圖。在一些實施例中，前部軸環(huán)202包括焊縫被消除的單個分立材料主體。這通過減少外來物質(zhì)、部件和/或組裝步驟提高了制造的便利性。在一些實施例中，軸環(huán)202由不限于鋼材的任何材料鍛造而成，并且可以可選地被硬化、表面處理、拋光、機(jī)械加工和/或熱處理。根據(jù)需要，軸環(huán)202可以包括任何合適的U形部件，并且可以包括額外的非鍛造實施例(例如，參見圖5)。在一些實施例中，根據(jù)需要，互補(bǔ)的U形軸環(huán)可以被安裝在下半部上，以閉合連接，從而提高剛度和冗余。

如上所述且在一些實施例中，F(xiàn)TR系統(tǒng)210包括和/或包含可從LORD,Corp獲得的技術(shù)。彈性體隔離器212包括前部彈性體元件230和后部彈性體元件232，當(dāng)與密封流體(例如，圖2A和圖2B中的容器R中的流體)組合使用時，彈性體隔離器212允許隔離寬范圍的噪聲和振動。金屬墊片可以設(shè)置在元件230、232的彈性體部分之間。FTR系統(tǒng)210構(gòu)造為最大程度地減少振動噪聲源附近的噪聲和振動，使得可以減少機(jī)艙或機(jī)身中通常所需的隔聲材料的量。這導(dǎo)致重量的進(jìn)一步減小和更大的減振范圍和效率。與常規(guī)扭矩管類型的系統(tǒng)相比，F(xiàn)TR系統(tǒng)210可以在減少隔離器重量約30％以上的同時顯著改善振動和噪聲隔離。

在一些實施例中，F(xiàn)TR系統(tǒng)210構(gòu)造為減少高扭轉(zhuǎn)載荷時的振動并限制扭轉(zhuǎn)變形。FTR系統(tǒng)210通過兩個側(cè)部前部隔離器212之間的液壓或“靜力(hydrostatic)”流體壓縮的狀態(tài)提供扭轉(zhuǎn)反作用。FTR系統(tǒng)210無需扭矩管和相關(guān)聯(lián)的硬件，從而導(dǎo)致推進(jìn)系統(tǒng)(例如，圖1B中的102)和機(jī)身(例如，圖1A中的100)的重量顯著減少。

在一些實施例中，F(xiàn)TR系統(tǒng)210利用了連接在兩個前部側(cè)部機(jī)架隔離器212的兩個容積腔室或容器R之間的高壓編織流體軟管214。發(fā)動機(jī)扭轉(zhuǎn)時，流體在隔離器容器R和軟管214二者內(nèi)被壓縮。靜力壓縮的這種狀態(tài)提供了高效剛度來抵抗扭轉(zhuǎn)載荷。在一些實施例中，F(xiàn)TR系統(tǒng)210是完全密封的并且沒有滑動密封件。彈性體部分可用于提供密封。因此，有利的是，F(xiàn)TR系統(tǒng)210是免維護(hù)的，這意味著系統(tǒng)210不需要蓄能器、填充端口、檢查和/或重新填充。

圖3A和圖3B示出了FTR系統(tǒng)210的前部側(cè)部機(jī)架和隔離器212的各方面。在一些方面中，隔離器212被封裝在框架結(jié)構(gòu)(例如，軸環(huán)202)內(nèi)。這不僅提供了用輕質(zhì)隔離器實現(xiàn)的更具制造性的設(shè)計，而且還實現(xiàn)了可以在顯著減少重量的同時承受更高壓力的系統(tǒng)。從本質(zhì)上講，現(xiàn)在由前部軸環(huán)202提供了以往的隔離器的殼體。這無需典型的懸臂附接方法，并且以簡單支撐的方式將隔離器212結(jié)合到軸環(huán)202內(nèi)。這減少了附接硬件的重量并提供了更能實現(xiàn)互鎖和故障保護(hù)的系統(tǒng)。

參考圖3A，包括前部側(cè)部隔離器212的FTR隔離器被設(shè)計成借助彈性體元件230、232和FTR系統(tǒng)210提供了具有三個自由度(前后、橫向和豎直)的受控剛度。前部彈性體元件230和后部彈性體元件232的壓縮和剪切提供前后和橫向剛度。彈性體元件230、232包括具有多個交替的彈性體和金屬層的層壓結(jié)構(gòu)。在一些實施例中，利用彈性體部分的剪切以及流體容器(例如，圖2A中的R)內(nèi)的流體的靜力壓縮來提供豎直和扭轉(zhuǎn)剛度。

在一些實施例中，彈性體元件230、232包括與彈性體層疊在一起的金屬墊片，該墊片由耐腐蝕鋼、鋁或鈦形成。大多數(shù)主要金屬部件和相關(guān)聯(lián)的硬件236還可以包括耐腐蝕的鋼或鈦。元件230、232的彈性體部分包括用于實現(xiàn)最大的強(qiáng)度和抗疲勞性的天然或合成橡膠混合物。凸緣部件234、硬件236和軸環(huán)202的互鎖性質(zhì)提供了彈性體在火災(zāi)中被燒毀時的冗余載荷路徑。在一些實施例中，變速箱(例如，圖2B中的G)被吊裝并保持在系統(tǒng)200內(nèi)，例如，位于相對的凸緣部件234之間。

在一些實施例中，隔離器212包括用于防止在極端載荷條件下過度變形的硬接觸緩沖特征或非線性剛性元件。另外，隔離器212利用使金屬結(jié)構(gòu)位于彈性體周圍的固有互鎖方案，這提供了用于在火災(zāi)條件(假定彈性體被燒毀)下充分支撐載荷的輔助載荷路徑。

在一些實施例中，前部機(jī)架的各個后部彈性體元件232從側(cè)方被安裝至軸環(huán)202，并且被收納在將前部支柱218與前部軸環(huán)202聯(lián)接在一起的軸環(huán)配件238結(jié)構(gòu)的孔或收納空間238A內(nèi)。從側(cè)方安裝彈性體元件232提供了完全互鎖和充分保護(hù)的設(shè)計。包括螺栓、墊圈和/或間隔套筒在內(nèi)的硬件236將前部彈性體元件230和后部彈性體元件232分別鎖定在系統(tǒng)200內(nèi)。在用于與隔離器212和FTR系統(tǒng)210成一體的前部支柱218和/或軸環(huán)202的各部分之間和/或內(nèi)部設(shè)置有安裝和扳緊用的孔。

圖3B是FTR系統(tǒng)210的一部分的剖視圖，圖3B示意性地示出了響應(yīng)于推力載荷的通過軸環(huán)202、軸環(huán)配件238和支柱218的扭轉(zhuǎn)和豎直載荷的載荷分配或載荷路徑。如圖3B所示，在飛行期間產(chǎn)生沿方向D1的推力載荷。推力載荷沿著具有方向D2和D3的箭頭所示的載荷路徑分配到軸環(huán)202(例如，經(jīng)由軸環(huán)配件238)和支柱218。這在飛行期間提供了有效地分配扭轉(zhuǎn)和豎直荷載的順暢(clean)的(直接的)載荷路徑，而不需要可能增加額外重量的扭矩管或其他硬件/系統(tǒng)。

在一些實施例中，隔離器212與常規(guī)系統(tǒng)的不同之處在于：前部彈性體元件230和后部彈性體元件232分別是位于機(jī)架或安裝面234外側(cè)的獨(dú)立部件。這不僅允許更容易地檢查和更換彈性體元件230、232，而且還允許選擇使用分別具有不同橡膠模量的材料來優(yōu)化剛性和調(diào)整?？蛇x地，將金屬墊片引入到彈性體元件中，以根據(jù)需要在每個方向上提供不同的剛度。

如圖3B所示，凸緣部件234和彈性體元件230、232之間的連接方法被設(shè)計為使得后部彈性體元件232承載大部分前向推力載荷D1。這比較有利，因為特定元件(例如，232)最佳地位于支柱218與軸環(huán)202之間，并且提供了進(jìn)入支柱218的非常順暢的載荷路徑。設(shè)計是這樣的：前部彈性體元件230和后部彈性體元件232的各部分分別經(jīng)由諸如間隔套筒、墊圈和相關(guān)的螺栓等硬件236連接至凸緣部件234。因此，當(dāng)連接至變速箱G(圖2B)的凸緣部件234在推力作用下向前平移時，后部彈性體元件232變?yōu)槌惺軌嚎s載荷。

圖4A至圖4C是后部軸環(huán)204的各種視圖，后部軸環(huán)204的至少一部分與一個或多個發(fā)動機(jī)機(jī)架和振動隔離裝置或隔離器208成一體。在一些實施例中，在軸環(huán)204的相對腿部上，隔離器208被收納和/或設(shè)置在軸環(huán)204的凹部中。隔離器208包括用于隔離振動和降低渦輪螺旋槳發(fā)動機(jī)(例如，圖2B中的E)的噪聲的前部隔離部件240和后部隔離部件242。隔離部件240和242可以借助諸如間隔套筒、螺栓和/或銷等硬件244被固定到軸環(huán)204上。與上述元件230、232類似，隔離部件240、242的各部分可以包括設(shè)置在金屬墊片之間的彈性體元件。

在一些實施例中，隔離器208構(gòu)造為在安裝發(fā)動機(jī)的位置附近隔離并降低發(fā)動機(jī)噪音和/或振動源處的振動。在一些實施例中，后部軸環(huán)204設(shè)置或布置在發(fā)動機(jī)燃燒室的各部分周圍(附近)，并且主要位于轉(zhuǎn)子猝發(fā)(rotor-burst)區(qū)之外。這提高了EAS 200的安全性和可靠性。在發(fā)動機(jī)(例如，圖2B中的E)吊裝到位之后，可以安裝隔離器208。

在一些實施例中，利用一個或多個頂部或側(cè)部的后部機(jī)架隔離器208的各部分固定渦輪螺旋槳發(fā)動機(jī)(例如，圖2B中示意性地示出的E)的各部分。例如，各個隔離器208與例如保持部件246等安裝面成一體。保持部件246構(gòu)造為滑入到軸環(huán)204的側(cè)孔或側(cè)部中，并從軸環(huán)204延伸。例如，如圖4B所示，保持部件246可以包括構(gòu)造為收縮以便插入到軸環(huán)204的凹部或孔內(nèi)的剪狀連桿。發(fā)動機(jī)(例如，圖2B中的E)及其一部分構(gòu)造為螺栓連接或以其它方式安裝到系統(tǒng)200，并借助保持部件246被固定地保持到系統(tǒng)200。隔離器208構(gòu)造為隔離振動和減少在發(fā)動機(jī)(例如，圖2B中的E)安裝到系統(tǒng)200的位置處產(chǎn)生的噪聲。

如圖4A至圖4C共同所示，后部隔離器208被緊密地一體化在后部軸環(huán)204內(nèi)。這為系統(tǒng)200提供了眾多益處。首先，與機(jī)架(例如，246)是安裝在內(nèi)側(cè)面上的凸緣的情況相比，允許后部軸環(huán)204被制造得更窄。第二，它無需隔離器的內(nèi)部部件，因為彈性體元件可以與軸環(huán)204直接相接。由于該原因以及由于無需使用幾個螺栓，顯著減少了組件的重量。第三，由于后部機(jī)架被定位成靠近發(fā)動機(jī)殼體的非常熱的部分，因此加熱隔離器通常是個問題。然而，該改進(jìn)設(shè)計將一體化的后部隔離器208結(jié)合到軸環(huán)204內(nèi)，使得各個隔離器208通過后部軸環(huán)204的工字鋼腹板被自然屏蔽了輻射熱。這減少或消除了對任何額外的熱屏蔽的需要。

圖5示出前部軸環(huán)(整體表示為300)的替代實施例。如圖2A和圖2B所述，在一些實施例中，前部軸環(huán)(例如，202)由單個分立材料主體鍛造而成。在其他實施例中，前部軸環(huán)300是非鍛造的，并包括被焊接到一個或多個配件上的彎管。例如，在一些實施例中，軸環(huán)300包括中空(管)金屬主體302(其可以額外地減少重量)。主體302可以是彎曲的，并焊接到多個端部配件304和頂部配件306。配件306構(gòu)造為保持和/或接納一個或多個支柱和/或具有安裝面的一個或多個隔離器的各部分?？梢栽诙鄠€平臺上使用該實施例。配件304、306可被機(jī)加工、鍛造、擠壓或以其他方式提供。

圖6A和圖6B示出了前部支柱子組件(例如，圖2A中的216)的各個實施例。各個子組件形成被構(gòu)造為支撐發(fā)動機(jī)和/或變速箱的各部分的桁架框架結(jié)構(gòu)的各部分，并且可以包括一個或多個桁架框架支柱。每個系統(tǒng)可以設(shè)置多個支柱(例如，圖2A中的218)，在一些實施例中，設(shè)置至少六個桁架框架支柱。出于說明的目的，圖6A和圖6B示出了單個支柱和配件。

現(xiàn)在參考圖6A，示出了桁架框架結(jié)構(gòu)400的第一實施例。桁架框架結(jié)構(gòu)400包括一個或多個桁架框架支柱402，桁架框架支柱402可以被焊接或以其它方式接合，以形成前部上桁架子組件、前部右桁架子組件和前部左桁架子組件(例如，參見圖2A和2B)。在一些實施例中，各個桁架框架支柱402的一端被焊接到第一配件404，第一配件404構(gòu)造為螺栓連接或以其它方式安裝到前部軸環(huán)(例如，圖2A中的202)的各部分。各個桁架框架支柱402的第二端被焊接到第二配件406，第二配件406構(gòu)造為螺栓連接或以其它方式安裝到后部軸環(huán)(例如，圖2A中的204)的各部分。

在一些實施例中，各個支柱402的至少一部分是漸縮形的，例如，一個或多個端部402A、402B可以是漸縮形的。在一些實施例中，支柱402的端部402A、402B被模鍛、“模具成形”或液壓成形。這是一種能夠使彎曲剛度最大并允許使用較小配件的低成本技術(shù)。除了能夠減少重量之外，較小配件意味著較少的加工和成本。各個端部402A、402B被收納并焊接到第一配件404的開口404A和第二配件406的第二開口406A內(nèi)。

使用桁架結(jié)構(gòu)400內(nèi)的模鍛管或成形管提供了漸縮形管，由此可以增大中央處的直徑，使得具有改善的抗彎阻力和彎曲剛度。同時，有利地在具有大致均一橫截面面積的每個通路的中央提供較薄的壁部。從重量的觀點(diǎn)來看，這更為理想和/或得到改善。

在其它實施例中，支柱402包括具有漸縮形端部402A、402B的旋壓成形管。旋壓成形是這樣的技術(shù)：材料的“坯料”被冷加工或在心軸上軋制出來。該方法提高了制造具有可變壁厚的管(特別是具有恒定內(nèi)徑的管)的容易性。

現(xiàn)在參考圖6B，示出了桁架框架500的另一實施例。桁架框架結(jié)構(gòu)500包括一個或多個桁架框架支柱502，桁架框架支柱502可以被焊接或以其它方式接合，以形成前部上桁架子組件、前部右桁架子組件和前部左桁架子組件(例如，參見圖2A和2B)。在一些實施例中，各個桁架框架支柱502的一端被焊接到第一配件504，第一配件504構(gòu)造為螺栓連接或以其它方式安裝到前部軸環(huán)(例如，圖2A中的202)的各部分。各個桁架框架支柱502的第二端被焊接到第二配件506，第二配件506構(gòu)造為螺栓連接或以其它方式安裝到后部軸環(huán)(例如，圖2A中的204)的各部分。

在一些實施例中，與漸縮形支柱不同，支柱502包括具有恒定直徑的管。各個配件的開口504A、506A是漸縮的，以容納支柱502。漸縮形配件可以有利地避免需要使各個支柱502漸縮化，這節(jié)省了時間，并且優(yōu)化了截面性質(zhì)，使得具有改善的強(qiáng)度和/或剛度。

通過考慮本文所公開的本發(fā)明的說明書或?qū)嵺`，本領(lǐng)域技術(shù)人員將清楚本發(fā)明的其它實施例。因此，前述說明書應(yīng)被視為僅僅是本發(fā)明的示例性說明，本發(fā)明的真實范圍由以下權(quán)利要求書限定。