ES2250955T3 - Suspension trasera de motor de avion con recuperacion del empuje. - Google Patents

Abstract

Suspensión de turbomotor a un mástil de avión, que comprende un herraje (12) dispuesto para ser fijado al mástil, una barra articulada (15) fijada en su parte central (150) al herraje por un medio de unión con un eje de pivotamiento (150P), y dos bielas de recuperación de empuje (20, 22) unidas cada una por un extremo a la barra articulada y que incluyen en el otro extremo unos medios de fijación al motor, caracterizada por el hecho de que dicho medio de unión está constituido en dicha parte central (150) de la barra articulada por dos ramas (151, 152) paralelas distantes entre sí, y en el herraje por una abrazadera de fijación central (133), manteniéndose juntas la abrazadera de fijación y las dos ramas por medio de dicho eje de pivotamiento (150P).

Description

Suspensión trasera de motor de avión con recuperación del empuje.

La presente invención se refiere a la suspensión de los motores de propulsión en la estructura de un avión. Se refiere en particular a una suspensión trasera con recuperación de empuje que comprende unos medios que procuran mantener la suspensión en funcionamiento en caso de rotura de una de sus piezas.

Se puede montar un motor de propulsión en diversos lugares del avión siendo enganchado a un mástil perteneciente a la estructura de éste último. Se puede suspender bajo las alas, fijar al fuselaje o montar en el empenaje por medios de enganche. Estos medios de enganche tienen como función asegurar la transmisión de los esfuerzos mecánicos entre el motor y la estructura del avión. Las cargas a tomar en consideración están orientadas según las tres direcciones principales. Son especialmente el peso del motor, su empuje, y las cargas aerodinámicas laterales. Las cargas a transmitir comprenden también la recuperación del par de rotación alrededor del eje del motor. Estos medios deben absorber, además, las deformaciones experimentadas por el motor durante las diferentes fases del vuelo, especialmente en razón de las variaciones dimensionales debidas a las dilataciones o a las contracciones térmicas.

Un modo de suspensión, por ejemplo, en el caso de un turbomotor con soplante, consiste en enganchar el motor a un mástil perteneciente a la estructura del ala del avión por una suspensión o enganche delantero y una suspensión o enganche trasero. La suspensión delantera se fija en particular sobre el cárter exterior de la soplante, y la suspensión trasera al cárter de escape del flujo primario.

Según una configuración conocida, la fijación delantera está dispuesta para asegurar la transmisión de los esfuerzos mecánicos verticales y tangenciales entre el motor y el avión. La fijación trasera está dispuesta para asegurar el paso de los esfuerzos mecánicos según estas mismas direcciones, así como la recuperación del par motor alrededor del eje del turbomotor y la recuperación de empuje. Ésta última se transmite por medio de dos barras de recuperación de empuje enganchadas, por delante, a la base del cárter de soplante a una y a otra parte del eje longitudinal, y por detrás, al medio de suspensión trasera del motor.

La presente invención se refiere a la suspensión trasera con los medios de recuperación de empuje.

Como es conocido, una suspensión de este tipo comprende más precisamente un herraje que se fija a un elemento estructural del avión, denominado mástil, las dos barras o bielas de recuperación de empuje unidas al herraje pon una barra articulada, así como un juego de bielas articuladas sobre el cárter de escape de flujo primario. A fin de paliar los problemas que se presentan en caso de rotura de una pieza, tal como una de las bielas o bien la barra articulada, que asegura la transmisión de los esfuerzos de empuje entre el motor y la estructura del avión, la suspensión está provista siempre de medios de seguridad que pretenden sustituir a la pieza que falla.

La solicitud de patente EP 1136355, que representa la técnica anterior más próxima, describe un dispositivo de recuperación de empuje con unos medios que forman una unión con juego entre cada una de las bielas y el herraje. Estos medios aseguran la transmisión de los esfuerzos de empuje en caso de rotura de una de las piezas del dispositivo. El herraje comprende, en la parte delantera, una horquilla central en la que se articula la barra articulada. Las dos bielas están articuladas mediante primeros ejes de pivotamiento a los dos extremos de la barra articulada. El herraje comprende, como medio de seguridad, dos orejas o abrazaderas laterales suplementarias. Estas abrazaderas reciben los medios de unión con un juego de cada una de las bielas de empuje. Las uniones con juego están constituidas cada una por un eje de pivotamiento, paralelo al primer eje, que atraviesa a la vez la abrazadera lateral y la horquilla de la biela correspondiente. El eje de pivotamiento está montado con juego en la abrazadera de fijación del herraje. En funcionamiento normal, los esfuerzos se transmiten por las bielas, la barra articulada, la horquilla central del herraje, y el propio herraje. En caso de rotura de una de las bielas, por ejemplo, se produce un desplazamiento relativo que trae consigo la absorción del juego de la otra biela. La unión se hace rígida y asegura la transmisión de los esfuerzos.

Este dispositivo cumple perfectamente la función de seguridad que le ha sido asignada.

Se ha propuesto otras disposiciones que permiten asegurar la transmisión de los esfuerzos en caso de rotura accidental de una de las piezas que constituyen el dispositivo de recuperación de empuje.

Las patentes EP 564126, EP879759 ó EP 805108 describen igualmente dispositivos de este tipo con empleo de una barra articulada que une las dos bielas al herraje trasero por medio de una articulación central. Ésta última comprende un eje de pivotamiento orientado radialmente con respecto al eje longitudinal del motor. El eje de pivotamiento atraviesa la barra articulada y una horquilla central doble solidaria del herraje. Estas patentes presentan diversos medios para asegurar la transmisión del empuje en caso de funcionamiento anormal.

La solicitante se ha fijado como objetivo mejorar los dispositivos de la técnica anterior tanto en el plano de la mecánica como en el de los costos de fabricación.

Según la invención, la suspensión de turbomotor a un mástil de avión, que comprende un herraje dispuesto para ser fijado al mástil, una barra articulada fijada en su parte central al herraje por un medio de unión con un eje de pivotamiento, y dos bielas de recuperación de empuje unidas cada una por un extremo a la barra articulada y que incluyen en el otro extremo unos medios de fijación al motor, se caracteriza por el hecho de que dicho medio de unión está constituido en dicha parte central de la barra articulada por dos ramas paralelas distantes entre sí, y en el herraje por una abrazadera de fijación central, manteniéndose juntas la abrazadera de fijación y las dos ramas por medio de dicho eje de pivotamiento.

La solución de la invención con respecto a las realizaciones de la técnica anterior referida más arriba presenta la ventaja de garantizar una seguridad adicional en el caso de que se produjera un fallo de la barra articulada. Si, por ejemplo, se forma una fisura en la barra articulada al nivel de una de las ramas de la parte central, el camino de transmisión de los esfuerzos pasa por la otra rama.

La solución presenta igualmente una ventaja de fabricación. Los herrajes, en razón de su geometría compleja, son piezas difíciles de mecanizar. Reemplazando la horquilla en el herraje por una simple abrazadera monoplano, se disminuye los costos de fabricación. Se observa que las soluciones de la técnica anterior referida más arriba no toman en consideración este problema.

Ventajosamente, la parte central de la barra articulada tiene una forma de elemento en dos planos. En particular, la barra articulada comprende, a un lado y a otro de su parte central, una abrazadera de fijación que coopera por un eje de pivotamiento lateral cada una con una horquilla solidaria del extremo posterior de las bielas. De esta manera, la barra articulada presenta igualmente una geometría simple.

En conformidad con otra característica de la invención, el herraje comprende a una parte y a otra de la abrazadera de fijación central, una abrazadera de fijación lateral, que coopera mediante una unión en espera con el extremo trasero de cada biela. Ventajosamente, la unión en espera está formada por un eje de pivotamiento montado con juego en su alojamiento. En particular, los ejes de pivotamiento laterales y los ejes de pivotamiento de las uniones en espera están montados en las mismas horquillas en el extremo posterior de las bielas.

Este modo de realización de los herrajes es particularmente ventajoso porque se puede mecanizar la abrazadera de fijación central y las dos abrazaderas de fijación laterales en un mismo plano.

El costo de fabricación del herraje se reduce todavía más porque su contorno se realiza en una sola pasada de la herramienta de mecanizado.

Se obtiene también una pieza cuya geometría asegura una resistencia mecánica óptima porque se reducen los fenómenos de concentración de las tensiones en las zonas de enlace de mecanizado.

Otras características y ventajas aparecerán en la lectura de la descripción que sigue, acompañada de los dibujos que se anexan, en los cuales:

la figura 1 representa una vista general del montaje de un motor al mástil de un avión,

la figura 2 representa en perspectiva el dispositivo de montaje del motor según la invención,

la figura 3 representa el dispositivo de la figura 2 en vista con despiece ordenado,

la figura 4 muestra una vista en corte de la figura 2 según la línea IV-IV.

La figura 1 representa, visto desde los tres cuartos por detrás un turborreactor 1 equipado con sus medios de enganche a un mástil de avión que no está representado. Puede tratarse especialmente del enganche al ala de un avión. Según este modo de suspensión, el motor comprende un dispositivo 40 de fijación en la parte delantera del motor, fijado al cárter exterior de la soplante. Incluye también un medio de fijación 10 en la parte trasera, fijado al cárter de escape del flujo primario. La recuperación del empuje está asegurada por dos barras 20 y 22 dispuestas longitudinalmente a una parte y a otra del eje del motor y enganchadas en sus extremos, a una parte a la base del cárter de la soplante y a la fijación trasera por otra parte.

La presente invención se refiere a la fijación trasera que se describe a continuación en relación con las figuras 2 y 3. La vista con despiece ordenado de la figura 2 no representa los casquillos de montaje de los diferentes ejes. La fijación 10 se compone de un herraje 12 superior, y de tres bielas 16, 17 y 18 que unen el herraje 12 a unas orejas u horquillas solidarias del cárter de escape, 146, 147, 148, y dispuestas circunferencialmente. Eventualmente, estas orejas se reúnen en un herraje inferior único.

El herraje superior está constituido por una viga 120 con, aquí, cuatro alojamientos para el paso de bulones o de tornillos con los cuales se hace solidario el herraje al mástil del avión. La viga es de forma sensiblemente rectangular; está dispuesta en sentido transversal con respecto al eje longitudinal del motor. La viga se prolonga en la dirección transversal por dos horquillas, 126 y 128, en las cuales se articulan las bielas, 16 y 18 respectivamente. Una tercera horquilla 127, dispuesta bajo la viga entre las dos primeras, asegura la unión con la biela 17.

El herraje 12 comprende delante, definiéndose delante con relación a la dirección del empuje del motor, una pieza 130 plana. Esta pieza 130 define tres abrazaderas de fijación: 133, 135 y 137. Una abrazadera central 133 y dos abrazaderas laterales 135 y 137 a una y a otra parte de la abrazadera central. Las tres abrazaderas están perforadas perpendicularmente al plano de la pieza con los taladros 133A, 135A y 137A. Las dos bielas de recuperación de empuje 20 y 22 están orientadas hacia delante desde el herraje 12 a una parte y a otra del eje longitudinal del motor. Los extremos posteriores de las dos bielas 20 y 22 están provistos cada uno de una horquilla alargada 200 y 220 con dos taladros, 200A, 200B y 220A, 220B respectivamente, atravesando las ramas. Las bielas cooperan con una barra articulada 15 colocada transversalmente en forma paralela al herraje.

Esta barra articulada 15 comprende una parte central 150 con dos ramas 151 y 152 paralelas, distantes la una de la otra de manera que forman un elemento en dos planos. Este elemento en dos planos está atravesado por un taladro 150A. La barra articulada se une al herraje por medio de una unión constituida por un eje de pivotamiento que atraviesa las dos ramas 151, 152 y la abrazadera central dispuesta entre ellas.

La barra articulada comprende igualmente dos abrazaderas 155 y 157 a una parte y a otra de este elemento 150 en dos planos, cada una con un taladro, 155A y 157A. Los ejes de los taladros de las dos abrazaderas y del elemento en dos planos son paralelos entre sí.

Las dos horquillas 200 y 220 unen las bielas 20 y 22 a la vez a la barra articulada y al herraje por unos ejes de pivotamiento alojados en los taladros. Sin embargo, la unión con la barra articulada es la única activa. A fin de garantizar la seguridad de la transferencia de los esfuerzos entre el motor y la estructura del avión, la unión entre las dos bielas 20 y 22 y las abrazaderas de fijación laterales del herraje 135 y 137 está en espera. Se designa por este término una unión que, en funcionamiento normal del dispositivo de recuperación de empuje, permanece inactiva y no transmite ninguna fuerza. Cuando sobreviene una rotura accidental, la unión se hace activa y se sustituye la pieza que ha fallado.

Ventajosamente, la unión en espera está garantizada por un eje de pivotamiento que atraviesa las dos ramas de la horquilla y la abrazadera de fijación, montado con juego. Mientras el juego no sea absorbido por un movimiento relativo entre la horquilla y la abrazadera, no se transmite ningún esfuerzo de una a otra.

Esto aparece en la figura 4 que representa una vista en corte de las uniones de la biela 20 con la barra articulada y el herraje. La abrazadera 200 une la biela 20 a la abrazadera 155 por un eje de pivotamiento 202. El casquillo sobre la abrazadera 155 en el taladro 155A es de superficie esférica para formar una rótula. La horquilla 200 une la biela a la abrazadera 135 del herraje por un segundo eje de pivotamiento 204. Éste está montado con juego en el taladro 135A. Este juego es suficiente para que ningún esfuerzo se transmita por esta unión en funcionamiento normal de la suspensión.

Del mismo modo la biela 22 está unida al herraje por una horquilla 220, a la abrazadera 157 por un eje de pivotamiento 222 montado con rótula como el eje 202. La horquilla 220 une la biela a la abrazadera lateral 137 del herraje por un segundo eje de pivotamiento 224. Éste está montado con juego en el taladro 137A de la abrazadera 137. Este juego es preferentemente idéntico al que se dispone entre el eje 204 y su alojamiento en el taladro 135A.

El dispositivo funciona de la manera siguiente.

En funcionamiento normal, los esfuerzos de tracción ejercidos por el motor se reparten entre las dos bielas 20 y 22 que los transmiten a la barra articulada por las uniones articuladas. En razón del montaje de los ejes de pivotamiento en la barra articulada, sólo se transmiten los esfuerzos de tracción y de compresión según la dirección de las bielas. La barra articulada 15 transmite a su vez los esfuerzos al herraje por el medio de unión constituido por el eje de pivotamiento 150P que atraviesa el elemento en dos planos 151-152 y la abrazadera central 133.

Si se rompe una biela, el esfuerzo ejercido por la otra biela trae consigo un movimiento de rotación alrededor del pivote 150/133 y la absorción del juego al nivel de la abrazadera correspondiente. La unión se hace rígida y sustituye a la unión que ha fallado.

Si la barra articulada o la unión por la abrazadera central se rompe, las dos bielas transmiten entonces la carga directamente al herraje por las dos abrazaderas laterales.

Claims (6)

1. Suspensión de turbomotor a un mástil de avión, que comprende un herraje (12) dispuesto para ser fijado al mástil, una barra articulada (15) fijada en su parte central (150) al herraje por un medio de unión con un eje de pivotamiento (150P), y dos bielas de recuperación de empuje (20, 22) unidas cada una por un extremo a la barra articulada y que incluyen en el otro extremo unos medios de fijación al motor, caracterizada por el hecho de que dicho medio de unión está constituido en dicha parte central (150) de la barra articulada por dos ramas (151, 152) paralelas distantes entre sí, y en el herraje por una abrazadera de fijación central (133), manteniéndose juntas la abrazadera de fijación y las dos ramas por medio de dicho eje de pivotamiento (150P).

2. Suspensión según la reivindicación 1, cuya parte central (150) tiene forma de elemento en dos planos.

3. Suspensión según la reivindicación 1 ó 2, cuya barra articulada (15) comprende, a un lado y a otro de su parte central (150), una abrazadera de fijación (155, 157) que coopera, por un eje de pivotamiento lateral, cada una con una horquilla solidaria del extremo posterior de las bielas.

4. Suspensión según la reivindicación 1, 2 ó 3, cuyo herraje (12) comprende a una parte y a otra de la abrazadera de fijación central (133), una abrazadera de fijación lateral (135, 137), que coopera mediante una unión en espera con el extremo trasero de cada biela (20, 22).

5. Suspensión según la reivindicación 4, cuya unión en espera está formada por un eje de pivotamiento (204, 224) montado con juego en su alojamiento.

6. Suspensión según una de las reivindicaciones 2 a 5, cuyos ejes de pivotamiento laterales (202, 222) y los ejes (204, 224) de las uniones en espera están montados en las mismas horquillas en el extremo posterior de las bielas.