一种飞机及其吊挂结构

技术领域

本发明涉及飞机的结构设计、气动设计技术领域，更具体地涉及一种飞机及其吊挂结构。

背景技术

吊挂结构是航空发动机与飞机机翼之间的连接界面，吊挂结构的主要功能如下：

1)吊装航空发动机至飞机机翼；

2)传递航空发动机载荷至飞机；

3)为航空发动机至飞机机翼之间的燃油管路、环控、电气、液压等系统部件提供结构通道和管路安装；

4)满足气动外形要求。

因此，吊挂结构设计应综合考虑到噪声、重量、燃油消耗率、气动、系统布置、发动机安装维护等各方面因素。

图1示出了现有技术中的一种吊挂结构。该种吊挂结构100为传统构型，是A320飞机的吊挂结构，其吊挂本体10’通常设计为由上下梁、多个垂直站位的框、侧壁板相互连接构成的刚性盒型结构，并通过前安装节20’和后安装节30’与发动机的前部及后部装配。吊挂本体10’通过上部结构与飞机机翼固定连接。发动机的全部载荷均通过前安装节20’和后安装节30’传递，并且通常借助于后安装节30’传递扭矩。

图2示出了现有技术中的另一种吊挂结构。该种吊挂结构是C919飞机的吊挂结构，为上下梁、框和侧壁板构成的吊挂本体盒段110，前安装节130与吊挂本体盒段110集成在一起，并可传递扭矩。吊挂本体盒段110与反推的连接通过导轨150实现。吊挂本体盒段110通过上部结构与飞机机翼进行固接。

基于现有的吊挂结构，我们可以发现：

1)发动机到飞机机翼的连接是固定连接；

2)在不考虑结构变形的前提下，发动机在飞机上的安装位置和安装角是固定的。

图3示出了现有技术中的B737MAX飞机与B737NG飞机的发动机安装对比示意图。以B737 MAX飞机为例，其吊挂结构太过靠前，短舱脱体涡流升力对机翼产生了较大的上仰力矩，不利于飞行俯仰稳定性。为了增强飞行稳定性,波音开发了机动增强系统(MCAS)，但正是MCAS的缺陷导致了后续两起严重事故。

随着飞机，特别是民用飞机经济性要求的不断提高，发动机风扇直径不断增大，上述严重事故就是因为存在下面两方面的问题：

1)发动机离地间隙越来越小，需在发动机安装或起落架设计上进行补偿设计；

2)发动机整体安装向上向前移动，发动机重心前移，短舱与飞机之间的气动干涉加剧，影响飞机飞行稳定性。

发明内容

针对现有技术的上述问题，本发明提出了一种飞机及其吊挂结构，改变了吊挂本体与发动机的固定连接方式，使发动机的姿态得以改善，能提升飞机的飞行稳定性及起飞和降落阶段的安全系数。

具体地，本发明提出了一种吊挂结构，包括吊挂本体及设置在所述吊挂本体上的前安装节和后安装节，所述吊挂本体通过前安装节与发动机的前部连接，所述吊挂本体通过后安装节与发动机的后部连接，所述前安装节包括第一长度调整机构，所述第一长度调整机构用于调整所述吊挂本体与所述发动机的前部之间的距离，以提升或降低所述发动机的俯仰角度。

根据本发明的一个实施例，所述后安装节包括第二长度调整机构，所述第二长度调整机构用于调整所述吊挂本体与所述发动机的后部之间的距离，所述第二长度调整机构与所述第一长度调整机构配合以整体抬升或下降所述发动机。

根据本发明的一个实施例，所述第一长度调整机构为液压连杆机构。

根据本发明的一个实施例，所述第二长度调整机构为液压连杆机构。

根据本发明的一个实施例，所述后安装节还包括一连接所述吊挂本体及所述发动机的后部的转轴。

本发明还提供了一种飞机，包括机翼、发动机及前述的吊挂结构，所述吊挂结构设置在所述机翼的底部，所述机翼通过所述吊挂结构来吊装所述发动机。

根据本发明的一个实施例，所述飞机还包括一控制器，用于控制所述第一长度调整机构及第二长度调整机构工作，以调整所述吊挂本体与所述发动机的前部之间的距离，以及所述吊挂本体与所述发动机的后部之间的距离。

根据本发明的一个实施例，所述飞机在地面状态下，所述控制器通过所述第一长度调整机构来提升所述发动机的前部，以增加所述发动机与底面之间的间隙；所述飞机在飞行状态下，所述控制器通过所述第一长度调整机构和第二长度调整机构来调整所述发动机的俯仰角度，以提升所述发动机的运行效率。

本发明提供的一种飞机及其吊挂结构，使发动机的姿态得以改善，能提升飞机的飞行稳定性及起飞和降落阶段的安全系数。

应当理解，本发明以上的一般性描述和以下的详细描述都是示例性和说明性的，并且旨在为如权利要求所述的本发明提供进一步的解释。

附图说明

包括附图是为提供对本发明进一步的理解，它们被收录并构成本申请的一部分，附图示出了本发明的实施例，并与本说明书一起起到解释本发明原理的作用。

附图中：

图1示出了现有技术中的一种吊挂结构。

图2示出了现有技术中的另一种吊挂结构。

图3示出了现有技术中的B737MAX飞机与B737NG飞机的发动机安装对比示意图。

图4示出了本发明一个实施例的吊挂结构的简单示意图。

图5示出了本发明一个实施例的吊挂结构的结构示意图。

图6示出了本发明另一个实施例的吊挂结构的简单示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

吊挂结构 100、400、500、600

吊挂本体 10’、102、401、501、601

前安装节 20’、104、130、402、602

后安装节 30’、106、403、603

吊挂本体盒段 110

导轨 150

第一长度调整结构 404、504、604

液压连杆机构 405、407、505、605、607

第二长度调整机构 406、606

发动机 408、608

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本申请及其应用或使用的任何限制。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本申请的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

在本申请的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本申请保护范围的限制。此外，尽管本申请中所使用的术语是从公知公用的术语中选择的，但是本申请说明书中所提及的一些术语可能是申请人按他或她的判断来选择的，其详细含义在本文的描述的相关部分中说明。此外，要求不仅仅通过所使用的实际术语，而是还要通过每个术语所蕴含的意义来理解本申请。

图4示出了本发明一个实施例的吊挂结构的简单示意图。如图所示，吊挂结构400包括吊挂本体401及设置在吊挂本体401上的前安装节402和后安装节403。吊挂本体401通过前安装节402与发动机408的前部连接，吊挂本体401通过后安装节403与发动机408的后部连接。

通常前安装节402的一端与吊挂本体401连接，另一端与发动机408的前部连接。该前安装节402包括第一长度调整机构404，第一长度调整机构404可以改变其自身长度，例如通过可伸缩结构来调整吊挂本体401与发动机408的前部之间的距离。换言之，前安装节402的长度是可调的。

后安装节403的一端与吊挂本体401连接，另一端与发动机408的后部连接。后安装节403起到辅助作用，承受径向和周向负荷，通常不承受轴向负荷。常规的，后安装节403可以通过铰链与吊挂本体401固定连接。

容易理解的，当后安装节403固定，以后安装节403与发动机408后部的连接位置为基点，调整前安装节402的长度，即可实现发动机408俯仰角度的变化。因此，本发明提供的吊挂结构400可实现发动机408安装位置不变的前提下改善其俯仰角度，调整发动机408的重心，调整其与周边环境的物理间隙。

图5示出了本发明一个实施例的吊挂结构的结构示意图。该吊挂结构500是在图1所示的A320飞机的吊挂结构100所做的改进。在吊挂本体501上设置前安装节，前安装节包括第一长度调整机构504，该第一长度调整机构504为液压连杆机构505。通过该液压连杆机构505能较好的承载发动机前部的载荷，并能够方便地调整吊挂本体501与发动机前部之间的距离，改善发动机俯仰角度。

图6示出了本发明另一个实施例的吊挂结构的简单示意图。吊挂结构600包括吊挂本体601及设置在吊挂本体601上的前安装节602和后安装节603。前安装节602的一端与吊挂本体601连接，另一端与发动机608的前部连接。前安装节602包括第一长度调整机构604。后安装节603的一端与吊挂本体601连接，另一端与发动机608的后部连接。后安装节603包括第二长度调整机构606。第二长度调整机构606用于调整吊挂本体601与发动机608的后部之间的距离。在第二长度调整机构606与第一长度调整机构604配合下，以整体升降发动机608或适于调整发动机608到达最优位置。更佳地，第二长度调整机构606也可以选用液压连杆机构607来执行距离调控。

较佳地，后安装节603还包括一连接吊挂本体601及发动机608的后部的转轴(图未示)。转轴用于传递发动机608的扭矩。

本发明还提供了一种飞机，包括机翼、发动机及前述的吊挂结构。以图6中的吊挂结构600为例来进行说明。吊挂结构600设置在机翼的底部，机翼通过吊挂结构600来吊装发动机608。

较佳地，飞机还包括一控制器。控制器用于控制第一长度调整机构604及第二长度调整机构606工作。控制器控制第一长度调整机构604动作以调整吊挂本体601与发动机608的前部之间的距离，控制器控制第二长度调整机构606动作以调整吊挂本体601与发动机608的后部之间的距离。控制器可以单独控制第一长度调整机构604或第二长度调整机构606，控制器也可以同时控制两者动作。该控制器为现有技术，可以是硬件加软件的模式构成。其中的硬件和软件皆为现有技术，用以执行第一长度调整机构604和/或第二长度调整机构606工作。

较佳地，飞机在地面状态下，控制器通过第一长度调整机构604来提升发动机608的前部，增加发动机608的俯仰角度，以增加发动机608与地面之间的间隙，降低对机翼的上仰力矩。这里的地面状态是指飞机在起飞或降落时，发动机608靠近地面的情况。在飞行状态下，控制器通过第一长度调整机构604和第二长度调整机构606来调整发动机608的俯仰角度。由于发动机608与地面之间无间隙限制，可将发动机608安装角调整回优化位置，降低发动机608的短舱与机翼之间气动干涉问题，并可根据飞机操稳需求对发动机608俯仰角度进行实时调整，以改善飞机操稳特性。

容易理解的，飞机在地面状态下，为了增加发动机608与地面之间的间隙，也可以通过第二长度调整机构606的协助来增加发动机608与地面之间的间隙。

进一步，当飞机在地面状态和飞行状态之间切换过程中，吊挂结构600就可以在地面构型和空中构型之间转换。以下对飞机的整个飞行过程做基本描述：

在地面状态下，吊挂结构600调整至地面构型，保证发动机608最小离地间隙。保持吊挂结构600不变，发动机608起动，随后飞机滑跑开始，直至飞机离地。当飞机离地至某一安全高度后，吊挂结构600调整至空中构型，减少飞行状态下发动机与机翼的气动干涉。在飞机的飞行过程中，吊挂结构600作为飞机操稳控制参数一部分参与飞行控制。飞机进近过程中，将吊挂结构600调整至地面构型，为接地降落做好准备。

本发明提供的一种飞机及其吊挂结构，改变了吊挂本体与发动机的固定连接方式，方便改善发动机的姿态，能提升飞机的飞行稳定性及起飞和降落阶段的安全系数。

本领域技术人员可显见，可对本发明的上述示例性实施例进行各种修改和变型而不偏离本发明的精神和范围。因此，旨在使本发明覆盖落在所附权利要求书及其等效技术方案范围内的对本发明的修改和变型。