[发明专利]螺旋桨发动机的紧固系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于将螺旋桨发动机紧固于飞行器发动机连接支柱上以确保至少保吸收来自发动机的振动的一部分的紧固系统。本发明还涉及一种所述紧固系统的实施方法。

这项发明可应用在航空领域，尤其是应用在飞行器的发动机和支柱之间的连接的领域。

背景技术

航空领域中有很多种类型的发动机：

-涡轮喷气发动机，其通常安装于飞行器的机翼结构下方，通过发动机吊架或发动机支柱与该机翼连接在一起；

-涡轮螺旋桨发动机，其安装于飞行器后部或飞行器机翼结构下面。

今日最常用的飞行器是涡轮喷气式飞行器。但是这类飞行器的缺点是耗油量太大(航空煤油)。出于这个原因，某些飞机制造商仍继续开发涡轮螺旋桨飞机。事实上，与涡轮喷气飞机相比，使用螺旋桨的飞机具有噪音明显更小、耗油量更低的优势。但是，这种飞机的劣势是会产生许多振动，该振动对飞行器的结构有害，对乘客来说也相对较不舒适。螺旋桨的运动所产生的振动通过将发动机连接至机身的发动机支柱传送至飞行器的机身。利用发动机紧固系统可减弱该振动的传递。

目前具有多种将发动机固定于飞行器机身上的紧固件。特别是一种是刚性紧固系统，该刚性紧固系统用作发动机和飞行器机身(或机翼)之间的连接部。这种刚性紧固系统将来自发动机的力有效地传送至飞行器，但却不吸收任何振动。因此这种刚性紧固系统特别适用于几乎不产生振动的涡轮喷气飞机，但并不适用于螺旋桨飞机。

已经设想制造将发动机固定在机身上、可吸收振动的紧固系统。事实上，存在多种吸收振动的已知方法。人们熟知的可吸收振动的系统特别是通过产生对抗力量以抵消振动的动态谐振器。这样的谐振器通常安装在可以使其产生振动的结构点上。但是，此类动态谐振器的缺点就是作用范围有限，仅在给定的频率内有效。因为螺旋桨发动机产生频率不相同的多种振动，因此动态谐振器系统在用于紧固螺旋桨发动机的系统中不能非常有效。

此外，还存在已知的能够吸收振动的系统，称为减震器。使用减震器并不能改变振动模式，但能够缓和振动峰值。因此，为了有效，减震器需要最小速度，因此不能完全吸收由螺旋桨发动机产生的所有振动。

目前使用的螺旋桨发动机紧固系统是一种软性系统，该软性系统由可吸收振动的材料制成。这种软性系统也称为“Soft-Mount(软性安装件)”，通常使用弹性体制成。这种材料刚度相对较低且自身具有缓冲作用，因此可对振动进行过滤，即，可减弱一部分振动。

目前，螺旋桨发动机使用的紧固系统并不能完全实现其过滤低频，即振动频率低于20赫兹的作用。实际上，这些采用弹性体制作的柔性紧固系统是通过压缩而起作用的。其刚度曲线——该刚度曲线随压缩的力度而变化——呈非线性且大致为双曲线形。因此，压缩荷载施加得越大，其刚度就越大。所以，当要传递给结构的力很大时，弹性体就会变得刚硬。因为刚度曲线为双曲线形，所以柔性元件的刚度提升的速度比施加的力更快。此外，很难准确判定刚度的演变。因此，即使荷载并不高，但对于悬挂自身模式来说已经变得太高而无法用作过滤器。软性悬挂便失去了过滤器的功能。

换言之，一旦来自发动机的力超过巡航模式飞行的标准力，弹性体就变得相对刚硬，甚至完全刚硬，因此不再具备任何柔软性，无法再吸收振动。

发明内容

本发明的目的正是为了克服上述技术的缺点。因此本发明提出一种用于将螺旋发动机固定于发动机吊架的紧固系统，该紧固系统包括刚性元件和柔性元件，所述柔性元件夹于刚性元件之间，从而使得柔性元件在剪切力作用下工作，甚至成为限位装置。由于处于剪切力下的弹性体的刚度曲线为线性，本发明的紧固系统在承受比当前技术条件下的柔性系统大很多的发动机的力的情况下仍保持柔性。但是，一旦来自发动机的力变得很高，特别是在极端状况下飞行时，柔性元件便成为限位装置，使紧固系统不再过滤振动，而是传递所有力。

更具体地说，本发明涉及一种用于飞行器结构上可振动元件的紧固系统，其包括至少一对斗型件，该斗型件一方面固定于能够振动的元件上，另一方面固定于所述结构上，其特征在于这对斗型件的每个斗型件均包括：

-固定于所述结构上的外部刚性元件；

-安装于外部刚性元件内并与可振动元件连接在一起的内部刚性元件；以及

-沿着外部刚性元件每个侧边沿安置、在外部刚性元件和内部刚性元件之间的柔性元件。

本发明的紧固系统可以包括以下一项或多项特征：

-所述柔性元件为弹性体材料制成的板。

-所述柔性元件可在剪切状态下工作。