一种发动机静不定安装结构的制作方法

1.本发明属于飞机发动机装配固定装置的技术领域，具体涉及一种发动机静不定安装结构。


背景技术：

2.发动机安装系统的功用是以合适的安装形式和结构，以及与发动机配套的发动机补充安装系统，将发动机可靠地安装在飞机上，使发动机在各种使用环境和飞行状态下都能正常工作，并将发动机工作时所发出的推力或螺旋桨旋转时所产生的拉力有效地转变为飞机飞行的动力。
3.发动机在飞机上的安装形式可归纳为4种主要形式，即发动机架式、挂梁式、短舱式和支撑式。
4.(1) 发动机架式这种安装形式是借助由桁梁体系或由空间体系构成的发动机架将发动机安装在飞机上。采用发动机架式安装形式，可以实现发动机的垂直、水平和组合式安装，适用于活塞式、涡轮螺旋桨和涡轮喷气发动机。发动机可安装于机头、机翼上方、机翼下方和机身内等部位。
5.(2) 挂梁式这种安装方式是用挂梁将发动机悬置在垂直发动机轴的平面上的几个支撑接头上，或者就安装在一个专用的支撑环上。这种安装形式一般均属于发动机垂直安装形式，多用于涡轮喷气、涡轮螺旋桨发动机的安装，也用于气冷星形活塞式发动机的安装。采用此种安装形式，发动机通常吊装于机翼下方，有时也悬垂于飞机尾部两外侧的支架上或机身之内。
6.(3) 短舱式发动机安装于短舱内，其短舱结构与飞机机身相似，也由薄壁结构构成，有纵向和横向受力构件。短舱借助挂梁吊装于机翼下方，或借助支架安装在机翼上表面，或悬垂于机身尾段两外侧。短舱内的发动机与飞机所有的油、电、气和机械接口都是可拆卸的。
7.短舱式发动机安装形式，大多应用在民用飞机上，适用于涡轮喷气、涡轮风扇和涡轮螺旋桨发动机。
8.4) 支撑式这种属于发动机组合式安装形式，发动机通过固定在飞机加强框上的主、副安装节和辅助拉杆(或撑杆)形成的体系，固定于发动机舱或短舱内。此种发动机安装形式可以使安装节的受力和传力方案获得最佳的组合；通过对偏心衬套和拉(撑)杆长度的调节，使发动机在飞机上的安装位置处于所要求的水平状态；同时这种安装形式可以较好地补偿由于温度的影响所引起的发动机长度的变化，并使发动机能够自由进行热膨胀。
9.目前，典型的支撑式安装形式的安装节主要由发动机安装底座、发动机安装座活动卡箍、紧固螺栓、销子、螺母、螺栓、推力销、发动机耳片和安装底座固定螺栓组成，其不仅
安装复杂，不能实现发动机的快速拆装和调整，发动机绕安装节偏转角度不能调节以及没有考虑到传力效率和余度设计。
10.专利号为cn201811464460.4的专利中公开了“一种发动机安装结构”，首先发动机前安装面的发动机左轴颈通过左快卸安装节固定在飞机上，发动机右轴颈通过右快卸安装节固定在飞机上；发动机机体上部设置有横拉杆转接座，能够调节长度的横拉杆组件一端安装在横拉杆转接座上，横拉杆组件另一端安装在横拉杆固定支座上，横拉杆固定支座与飞机机体连接；发动机机体侧面设置有侧拉杆转接座，能够调节长度的侧拉杆组件一端安装在侧拉杆转接座上，侧拉杆组件另一端安装在侧拉杆固定支座上，侧拉杆固定支座与飞机承力结构连接；采用悬挂快卸式安装节作为主支撑，斜拉杆加横拉杆作为辅助支撑的安装结构形式，有效实现发动机的快速拆装和调整，且还具备轴向补偿及发动机绕主安装节偏转角度调节的功能。但在设计过程中，将主安装节支撑面与结构传力方向设计为垂直，产生额外的剪力造成结构推力梁框板和紧固螺栓应力增大，为此飞机框板会进行加强设计，进而造成飞机增重，同时安装结构设计为静定安装方式，针对单发飞机，没有考虑额外的余度设计，飞机存在发动机安装方式失效的风险。


技术实现要素：

11.本发明的目的在于提供一种发动机静不定安装结构，能够解决发动机主安装节支撑面与飞机结构传力方向不一致产生额外的剪力造成传力效率不高和结构推力梁增重的问题。
12.本发明通过下述技术方案实现：一种发动机静不定安装结构，包括同轴设置的发动机进气道固定环、发动机机体固定环、尾喷管固定环，所述发动机进气道固定环与发动机机体固定环之间同轴设置有固定框板，所述固定框板的左右两侧沿平行于固定框板轴线的方向对称设置有推力梁，所述推力梁靠近固定框板的一端设置有主安装节；所述发动机机体固定环的左右两侧对称铰接设置有喷管吊点安装节调节拉杆组件，所述尾喷管固定环的顶部的左右两侧对称铰接设置有喷管吊点调节拉杆组件。
13.发动机进气道固定环套装在发动机前端的进气道外侧，用于对发动机前端的进气道进行定位固定，发动机机体固定环套装在发动机本体中部的外侧用于对发动机的机身进行定位固定，尾喷管固定环套装在发动机尾部的尾喷管外侧用于对尾喷管进行定位固定。通过微调发动机进气道固定环、发动机机体固定环、尾喷管固定环的位置，使得发动机进气道固定环、发动机机体固定环、尾喷管固定环保持同轴，进而使得发动机进气道、发动机本体、发动机尾喷管保持同轴状态。
14.固定框板同轴设置在发动机进气道固定环与发动机机体固定环之间，固定框板的底部设置有半圆开口，使得固定框板可以直接扣装在发动机顶部以对发动机进行辅助定位固定。固定框板的左右两端分别设置有平行于发动机轴向的推力梁，推力梁的一端设置有主安装节，主安装节用于与发动机侧面上的轴颈转动连接，推力梁则与飞机结构框连接，进而实现对发动机的左右两侧进行定位固定。同时通过主安装节与轴颈的转动连接，可以微调发动机的倾角，同时通过发动机进气道固定环控制进气道的位置，使得进气道与发动机保持同轴。同时通过平行于发动机轴向设置的推力梁保证固定框板以及推力梁的受力方向
平行于发动机的轴向，提高传力效率，同时改善主安装节的受力情况。
15.发动机机体固定环的左右两侧对称设置有喷管吊点安装节调节拉杆组件，喷管吊点安装节调节拉杆组件的自由端与飞机结构框铰接。通过喷管吊点安装节调节拉杆组件拉动发动机机体固定环，进而调节发动机的倾角。同理，在尾喷管固定环的顶部的左右两侧对称铰接设置有喷管吊点调节拉杆组件，喷管吊点调节拉杆组件的自由端与飞机结构框铰接，通过喷管吊点调节拉杆组件拉动尾喷管固定环，进而调节尾喷管的倾角，最终使得进气道、发动机、尾喷管保持同轴状态进行装配。
16.为了更好地实现本发明，进一步的，所述主安装节包括主安装节卡抱、主安装节支座，所述主安装节支座的一侧与推力梁的一端连接，且主安装节支座平行于固定框板的侧面与推力梁的一端之间安装有固定框板，所述主安装节支座垂直于固定框板的侧面上设置有主安装节卡抱。
17.为了更好地实现本发明，进一步的，所述喷管吊点安装节调节拉杆组件包括第一辅助安装节固定座、第二辅助安装节固定座、辅助安装节调节拉杆，所述辅助安装节调节拉杆的一端铰接设置有第一辅助安装节固定座，所述辅助安装节调节拉杆的另一端铰接设置有第二辅助安装节固定座，所述第二辅助安装节固定座的一侧与发动机机体固定环的外环面滑动连接。
18.为了更好地实现本发明，进一步的，所述辅助安装节调节拉杆包括带耳螺栓、拉杆套筒、安装节球轴，所述拉杆套筒的两端的内部同轴设置有带耳螺栓，一端的带耳螺栓通过安装节球轴与第一辅助安装节固定座上的支耳转动铰接，另一端的带耳螺栓通过安装节球轴与第二辅助安装节固定座上的支耳转动铰接。
19.为了更好地实现本发明，进一步的，所述发动机机体固定环的外环面上设置有滑动环槽，所述第二辅助安装节固定座的一侧与滑动环槽滑动连接；所述滑动环槽的侧壁上设置有弧形槽，第二辅助安装节固定座的侧壁上设置有穿过弧形槽并套设有锁紧螺母的锁紧螺栓。
20.为了更好地实现本发明，进一步的，所述喷管吊点调节拉杆组件包括第一喷管吊点安装节固定座、第二喷管吊点安装节固定座、喷管吊点安装节调节拉杆，所述喷管吊点安装节调节拉杆的一端铰接设置有第一喷管吊点安装节固定座，所述喷管吊点安装节调节拉杆的另一端铰接设置有第二喷管吊点安装节固定座，第二喷管吊点安装节固定座的另一端与尾喷管固定环的顶部一侧活动铰接。
21.为了更好地实现本发明，进一步的，所述喷管吊点安装节调节拉杆包括带耳螺栓、拉杆套筒、安装节球轴，所述拉杆套筒的两端的内部同轴设置有带耳螺栓，一端的带耳螺栓通过安装节球轴与第一喷管吊点安装节固定座上的支耳转动铰接，另一端的带耳螺栓直接与第二喷管吊点安装节固定座上的支耳转动铰接。
22.为了更好地实现本发明，进一步的，所述发动机进气道固定环的内壁上同轴设置有发动机前端面密封圈。
23.本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：本发明通过设置固定框板，并在固定框板的左右两侧对称设置平行于发动机轴向的推力梁，同时通过推力梁端部的主安装节垂直于发动机的轴向与发动机侧面的轴颈铰接，解决发动机主安装节支撑面与飞机结构传力方向不一致产生额外的剪力造成传力效率
不高和结构推力梁增重的问题，并针对单发飞机的发的发动机设计左右对称的喷管吊点安装节调节拉杆组件，针对尾喷管设置左右对称的喷管吊点调节拉杆组件，进而实现对发动机与为喷管的倾角调节，保证了进气道、发动机、尾喷管的同轴度，同时增加了发动机调节额外的余度，保证发动机安装结构的稳定性和可靠性。
附图说明
24.图1为本发明的整体结构示意图；图2为主安装节的结构示意图；图3为喷管吊点安装节调节拉杆组件的结构示意图；图4为喷管吊点调节拉杆组件的结构示意图；图5为推力梁的安装示意图；图6为固定框板的安装示意图。
25.其中：1-发动机进气道固定环；2-发动机机体固定环；3-尾喷管固定环；4-固定框板；5-推力梁；6-主安装节；7-喷管吊点安装节调节拉杆组件；8-喷管吊点调节拉杆组件；61-主安装节卡抱；62-主安装节支座；71-第一辅助安装节固定座；72-第二辅助安装节固定座；73-辅助安装节调节拉杆；81-第一喷管吊点安装节固定座；82-第二喷管吊点安装节固定座；83-喷管吊点安装节调节拉杆。
具体实施方式
26.实施例1：本实施例的一种发动机静不定安装结构，如图1、图5、图6所示，包括同轴设置的发动机进气道固定环1、发动机机体固定环2、尾喷管固定环3，所述发动机进气道固定环1与发动机机体固定环2之间同轴设置有固定框板4，所述固定框板4的左右两侧沿平行于固定框板4轴线的方向对称设置有推力梁5，所述推力梁5靠近固定框板4的一端设置有主安装节6；所述发动机机体固定环2的左右两侧对称设置有喷管吊点安装节调节拉杆组件7，所述尾喷管固定环3的顶部的左右两侧对称设置有喷管吊点调节拉杆组件8。
27.发动机进气道固定环1套装在进气道的外侧用于对进气道进行定位固定，发动机机体固定环2套装在发动机的外侧用于对发动机的倾角进行微调并定位固定，尾喷管固定环3套装在尾喷管的外侧用于对尾喷管的倾角进行微调并定位固定。
28.由于发动机的体积较大且轴向长度较长，因此为了进一步提升发动机的倾角微调以及定位效果，在发动机进气道固定环1与发动机机体固定环2之间设置有固定框板4，固定框板4的底部设置有半圆的定位口，定位口直接扣装在发动机的上半部，同时固定框板4的端面与发动机上的定位端面接触用于对发动机进行轴向定位。固定框板4的左右两端对称设置有推力梁5，推力梁5的侧面与飞机结构框通过螺栓连接，推力梁5靠近固定框板4的一端上设置有主安装节6，主安装节6与发动机左右两侧的轴颈转动铰接。发动机机体固定环2套装在发动机外侧靠近尾喷管的一端，配合固定框板4对发动机进行微调以及定位。发动机机体固定环2的左右两侧对称铰接设置有喷管吊点安装节调节拉杆组件7，喷管吊点安装节调节拉杆组件7的自由端与飞机结构框铰接，通过喷管吊点安装节调节拉杆组件7拉动发动机机体固定环2，进而配合主安装节6对发动机进行倾角调节，使得发动机与进气道保持同
轴。
29.同时，通过平行于发动机轴向的推力梁5将力沿平行于发动机轴向的方向传递至飞机结构框，提高了传力效率，改善了主安装节6的受力情况，延长主安装节6的使用时间。
30.如图所示，通过推力梁5进行力传导后，使得主安装节6的最大变形仅为1.1mm，推力梁5的最值应力为379mpa，远远小于许用应力510mpa，同时推力梁5的材料选用材料7050-t7451，重量仅为1.406kg，重量大大减轻。
31.尾喷管固定环3的顶部的左右两侧对称铰接设置有喷管吊点调节拉杆组件8，喷管吊点调节拉杆组件8的自由端与飞机结构框铰接，通过喷管吊点调节拉杆组件8拉动尾喷管固定环3，进而对尾喷管的倾角进行调节，最终使得进气道、发动机、尾喷管保持同轴装配。
32.实施例2：本实施例在实施例1的基础上做进一步优化，如图2所示，所述主安装节6包括主安装节卡抱61、主安装节支座62，所述主安装节支座62的一侧与推力梁5的一端连接，且主安装节支座62平行于固定框板4的侧面与推力梁5的一端之间安装有固定框板4，所述主安装节支座62垂直于固定框板4的侧面上设置有主安装节卡抱61。
33.主安装节支座62为l型支座，包括平行于固定框板4端面的推力梁连接侧以及垂直于固定框板4端面的卡抱连接侧。推力梁连接侧直接与推力梁5的一端连接，卡抱连接侧上通过连接螺栓安装有主安装节卡抱61。主安装节卡抱61支耳转动抱合在发动机侧面上的轴颈外侧，实现与发动机轴颈的转动铰接。
34.本实施例的其他部分与实施例1相同，故不再赘述。
35.实施例3：本实施例在上述实施例1或2的基础上做进一步优化，如图3所示，所述喷管吊点安装节调节拉杆组件7包括第一辅助安装节固定座71、第二辅助安装节固定座72、辅助安装节调节拉杆73，所述辅助安装节调节拉杆73的一端铰接设置有第一辅助安装节固定座71，所述辅助安装节调节拉杆73的另一端铰接设置有第二辅助安装节固定座72，所述第二辅助安装节固定座72的一侧与发动机机体固定环2的外环面滑动连接。
36.通过调节辅助安装节调节拉杆73的长度，进而拉动发动机机体固定环2以调节发动机的倾角。同时，第二辅助安装节固定座72的一侧与发动机机体固定环2的外环面滑动连接，能够调节第二辅助安装节固定座72在发动机机体固定环2的外侧的安装位置，以适应发动机更大倾角的调节需求。
37.所述辅助安装节调节拉杆73包括带耳螺栓、拉杆套筒、安装节球轴，所述拉杆套筒的两端的内部同轴设置有带耳螺栓，一端的带耳螺栓通过安装节球轴与第一辅助安装节固定座71上的支耳转动铰接，另一端的带耳螺栓通过安装节球轴与第二辅助安装节固定座72上的支耳转动铰接。
38.本实施例的其他部分与上述实施例1或2相同，故不再赘述。
39.实施例4：本实施例在上述实施例1-3任一项的基础上做进一步优化，如图3所示，所述发动机机体固定环2的外环面上设置有滑动环槽，所述第二辅助安装节固定座72的一侧与滑动环槽滑动连接；所述滑动环槽的侧壁上设置有弧形槽，所述第二辅助安装节固定座72的侧壁上设置有穿过弧形槽并套设有锁紧螺母的锁紧螺栓。
40.第二辅助安装节固定座72沿着滑动环槽滑动以调节第二辅助安装节固定座72在发动机机体固定环2外侧的安装位置。第二辅助安装节固定座72的安装位置调节完成后，即可将锁紧螺栓端部的锁紧螺母朝向滑动环槽的侧壁拧紧，进而将第二辅助安装节固定座72的位置锁定。
41.本实施例的其他部分与上述实施例1-3任一项相同，故不再赘述。
42.实施例5：本实施例在上述实施例1-4任一项的基础上做进一步优化，如图4所示，所述喷管吊点调节拉杆组件8包括第一喷管吊点安装节固定座81、第二喷管吊点安装节固定座82、喷管吊点安装节调节拉杆83，所述喷管吊点安装节调节拉杆83的一端铰接设置有第一喷管吊点安装节固定座81，所述喷管吊点安装节调节拉杆83的另一端铰接设置有第二喷管吊点安装节固定座82，所述第二喷管吊点安装节固定座82的另一端与尾喷管固定环3的顶部一侧活动铰接。通过调节喷管吊点安装节调节拉杆83的长度，进而拉动尾喷管固定环3以调节尾喷管的倾角。
43.所述喷管吊点安装节调节拉杆83包括带耳螺栓、拉杆套筒、安装节球轴，所述拉杆套筒的两端的内部同轴设置有带耳螺栓，一端的带耳螺栓通过安装节球轴与第一喷管吊点安装节固定座81上的支耳转动铰接，另一端的带耳螺栓直接与第二喷管吊点安装节固定座82上的支耳转动铰接。
44.本实施例的其他部分与上述实施例1-4任一项相同，故不再赘述。
45.实施例6：本实施例在上述实施例1-5任一项的基础上做进一步优化，如图1所示，所述发动机进气道固定环1的内壁上同轴设置有发动机前端面密封圈。发动机前端面密封圈与发动机进气道固定环1通过周向均匀设置的8个紧固件连接，发动机前端面密封圈的作用是为了保证发动机与进气道连接处之间的密封性，同时与主安装节6一起相互协调，保证进气道轴线与发动机轴线同轴。
46.本实施例的其他部分与上述实施例1-5任一项相同，故不再赘述。
47.以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种发动机静不定安装结构，包括同轴设置的发动机进气道固定环（1）、发动机机体固定环（2）、尾喷管固定环（3），其特征在于，所述发动机进气道固定环（1）与发动机机体固定环（2）之间同轴设置有固定框板（4），所述固定框板（4）的左右两侧沿平行于固定框板（4）轴线的方向对称设置有推力梁（5），所述推力梁（5）靠近固定框板（4）的一端设置有主安装节（6）；所述发动机机体固定环（2）的左右两侧对称铰接设置有喷管吊点安装节调节拉杆组件（7），所述尾喷管固定环（3）的顶部的左右两侧对称铰接设置有喷管吊点调节拉杆组件（8）。2.根据权利要求1所述的一种发动机静不定安装结构，其特征在于，所述主安装节（6）包括主安装节卡抱（61）、主安装节支座（62），所述主安装节支座（62）的一侧与推力梁（5）的一端连接，且主安装节支座（62）平行于固定框板（4）的侧面与推力梁（5）的一端之间安装有固定框板（4），所述主安装节支座（62）垂直于固定框板（4）的侧面上设置有主安装节卡抱（61）。3.根据权利要求1所述的一种发动机静不定安装结构，其特征在于，所述喷管吊点安装节调节拉杆组件（7）包括第一辅助安装节固定座（71）、第二辅助安装节固定座（72）、辅助安装节调节拉杆（73），所述辅助安装节调节拉杆（73）的一端铰接设置有第一辅助安装节固定座（71），所述辅助安装节调节拉杆（73）的另一端铰接设置有第二辅助安装节固定座（72），所述第二辅助安装节固定座（72）的一侧与发动机机体固定环（2）的外环面滑动连接。4.根据权利要求3所述的一种发动机静不定安装结构，其特征在于，所述辅助安装节调节拉杆（73）包括带耳螺栓、拉杆套筒、安装节球轴，所述拉杆套筒的两端的内部同轴设置有带耳螺栓，一端的带耳螺栓通过安装节球轴与第一辅助安装节固定座（71）上的支耳转动铰接，另一端的带耳螺栓通过安装节球轴与第二辅助安装节固定座（72）上的支耳转动铰接。5.根据权利要求4所述的一种发动机静不定安装结构，其特征在于，所述发动机机体固定环（2）的外环面上设置有滑动环槽，所述第二辅助安装节固定座（72）的一侧与滑动环槽滑动连接；所述滑动环槽的侧壁上设置有弧形槽，所述第二辅助安装节固定座（72）的侧壁上设置有穿过弧形槽并套设有锁紧螺母的锁紧螺栓。6.根据权利要求1所述的一种发动机静不定安装结构，其特征在于，所述喷管吊点调节拉杆组件（8）包括第一喷管吊点安装节固定座（81）、第二喷管吊点安装节固定座（82）、喷管吊点安装节调节拉杆（83），所述喷管吊点安装节调节拉杆（83）的一端铰接设置有第一喷管吊点安装节固定座（81），所述喷管吊点安装节调节拉杆（83）的另一端铰接设置有第二喷管吊点安装节固定座（82），所述第二喷管吊点安装节固定座（82）的另一端与尾喷管固定环（3）的顶部一侧活动铰接。7.根据权利要求6所述的一种发动机静不定安装结构，其特征在于，所述喷管吊点安装节调节拉杆（83）包括带耳螺栓、拉杆套筒、安装节球轴，所述拉杆套筒的两端的内部同轴设置有带耳螺栓，一端的带耳螺栓通过安装节球轴与第一喷管吊点安装节固定座（81）上的支耳转动铰接，另一端的带耳螺栓直接与第二喷管吊点安装节固定座（82）上的支耳转动铰接。8.根据权利要求1所述的一种发动机静不定安装结构，其特征在于，所述发动机进气道固定环（1）的内壁上同轴设置有发动机前端面密封圈。

技术总结
本发明公开了一种发动机静不定安装结构，包括同轴设置的发动机进气道固定环、发动机机体固定环、尾喷管固定环，所述发动机进气道固定环与发动机机体固定环之间同轴设置有固定框板，所述固定框板的左右两侧沿平行于固定框板轴线的方向对称设置有推力梁，所述推力梁靠近固定框板的一端设置有主安装节；所述发动机机体固定环的左右两侧对称铰接设置有辅助安装节调节拉杆组件，所述尾喷管固定环的顶部的左右两侧对称铰接设置有喷管吊点调节拉杆组件；本发明能够解决发动机主安装节支撑面与飞机结构传力方向不一致产生额外的剪力造成传力效率不高和结构推力梁增重的问题，并针对单发飞机设计额外的余度，保证发动机安装结构的稳定性和可靠性。稳定性和可靠性。稳定性和可靠性。


技术研发人员：韩伟 李莹 卢耀文 唐高虎 王振东
受保护的技术使用者：成都飞机工业（集团）有限责任公司
技术研发日：2023.03.27
技术公布日：2023/6/14