宽体客机飞发连接构造分析

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1、宽体客机飞发连接构造分析　　【摘要】宽体客机项目被列为我国未来二十年国家中长期发展项目之一，发动机与机翼的连接是宽体客机设计中的关键技术。本文通过对三种典型宽体客机飞发连接特点进行分析，总结波音飞机和空客飞机短舱吊挂连接处各自的优缺特性，比较出更具优势的飞发连接设计方案。力求在未来飞机短舱/吊挂设计工作中提供参考。　　【关键词】宽体客机构造分析飞发连接短舱/吊挂　　1引言　　自从20世纪70年代以来宽体客机就一直受到世界各航空公司和乘客的青睐，并逐步成为世界航空旅客运输的主力。目前为止，世界上已经有1

2、4种型号的宽体客机先后投入营运，另有一种型号将要投入运营。在当今世界航空客运市场上，宽体客机不仅在远程和洲际航线上占统治地位，而且在中短程航线上也得到广泛应用，同时关于宽体客机下代产品的设计也在逐步进行。在现代民用飞机的设计过程中，飞机的性能很大程度上依靠机体与动力装置的配合，这就使得飞机与发动机结合部分-短舱/吊挂-区域的设计分析不可小觑。短舱吊挂部分属于发动机向飞机机体的过渡区域，所涉及的系统很多，系统的安装需求分析可以从吊挂部分的结构安装特点以及各分系统管路的接头安装形式展开。可为后续的机型设计

3、提供参考。　　2吊挂连接结构设计要求6　　航空发动机在飞机上有不同的安装方法，根据安装位置不同可分为机翼安装和机身安装两种形式。而机翼安装可分为翼装和吊挂两种，考虑到民用飞机的发动机的维修便利性、通用性、舒适性，吊挂安装形式一直是民用航空器飞发连接的主流，同样未来新机型的设计也会趋于这种主流。短舱吊挂是连接发动机装置和机体的结构部件，是亚音速客机的重要部件之一，有时也可作为一个独立的整体部件。飞发连接结构的设计应该外形紧凑、重量轻，且有优良的维护性和可达性；飞发连接结构应能承受所装发动机在飞行和地面运

4、转时的温度、压力、震动、污染和声环境所产生的各种载荷的影响，且满足飞机的安全性、可靠性和寿命需求。　　吊挂设计要求中有关于连接结构设计的要求如下：　　（1）作为类似机翼、尾翼的盒段部件设计，他在包含结构安装支架、连接发机动各系统的系统管路部件等基础上，外形选择是采用一个低阻的对称翼型作为吊挂的基准翼型。　　（2）吊挂的宽度，吊挂的高度的决定主要是考虑减少短舱-吊挂-机体之间的干扰阻力，除了融合式吊挂设计的吊挂外，不管翼吊型还是尾吊型的安装，吊挂均有较大的结构尺寸。　　（3）为了减少短舱-吊挂-机体之间

5、的干扰阻力和改善飞机的操纵特性，吊挂的弦平面设计是稍有不对称性的，且吊挂宽度或吊挂高度的变化对各种机型是不同的。　　（4）吊挂的对称面同短舱的对称面最好一致，可以方便发动机的安装或换装，且这一对称面垂直于机翼的弦平面为好。6　　（5）吊挂设计时要考虑减震装置，将发动震动对机体的影响限制在规定范围以内。　　3飞发连接相关系统及构造分析　　3.1飞发连接管线布局　　飞机短舱/吊挂区域不仅有结构件还包括电缆线束、液体管路、气体管路等系统。　　国内现役民用飞机短舱/吊挂系统与飞机上其它区域的布置情况相对比，具

6、备以下特点[2]：　　（1）吊挂内空间狭小，不仅要满足吊挂的气动外形要求，也应满足各分系统的间隙及相对位置要求；（2）区域内放置的设备较少，以各种管线路为主；（3）管线路包含多种类型，不仅有液压、燃油等液体管路，还有气源系统的引气管路（全电飞机除外），同时还包括馈电线、信号线等线束。　　对这些管线路的布局进行设计时必须遵守的原则如表1所示。　　3.2波音宽体客机飞发连接构造分析　　3.2.1B787/GEnx组合特点研究　　（1）推力传递路线。发动机的推力通过前后吊点及两根推力连杆传递至飞机，其吊装结

7、构仿真图如图1。　　B787飞机GEnx发动机设计有两根高强度的X2钛合金推力连杆，其两端分别固定于发动机核心机和后吊点上。该推力连杆可将由风扇及压气机所产生的推力传递至后吊点位置，进而将发动机的推力载荷传递到吊挂上。6　　（2）前吊点特点。GEnx发动机前安装点处采用垂直方向上4个高强度的拉紧螺栓以及安装在其内部的4个圆柱形螺帽，吊点处设计的2个剪切销用于辅助定位以及传递扭力到发动机吊挂，前吊点仿真图见图2。　　（3）后吊点特点。发动机后吊点用于支撑发动机后段的重量，并将发动机后段所承受的载荷和力传

8、递到发动机吊挂上。发动机后吊点上部同样采用垂直方向上4个拉紧螺栓以及安装在其内部的4个圆柱形螺帽，在其下部则通过2个侧杆和1个中央位置的失效安全扭力杆连接至发动机涡轮后隔框上，后吊点实物图见图3。此外，由于在吊挂的结构设计方面B787飞机发动机采用统一吊挂的形式，发动机制造商根据飞机吊挂处结构的情况进行匹配发动机接头，吊挂具有很好的通用性，这也会是未来飞机发动机吊挂设计发展的主要趋势。　　3.2.2B777/GE90组合特点研究　　（1）推力传递路线。与