民用飞机IPS吊挂接头设计

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0引言
吊挂接头是飞机机体结构上重要结构件之一,将吊挂连接到外翼盒段上。发动机产生的拉力和反推力通过吊挂接头,传递到外翼盒段上,带动飞机起飞滑跑、空中飞行和降落减速。在民用飞机设计中,为了降低意外和事故的影响程度,减少对机组及乘客的伤害,往往在应急着陆的情况下,吊挂与外翼整体油箱应急分离的设计方式,吊挂接头处就是该应急分离的位置。
1翼下发动机吊挂连接形式
民用飞机的翼下吊挂结构一般左右外形对称,结构布置相同,左右可以互换,吊挂与外翼相连,常用的连接方式可以分为:盒式梁式结构、超静定多连杆式结构。1.1盒式梁式结构
盒式梁式结构吊挂上梁布置的接头与外翼前梁上布置的接头连接,承受吊挂扭转载荷及大部分重量。盒形梁延伸到外翼下壁板中后部,与外翼盒段下壁板上布置的后接头连接,用来承受吊挂侧向载荷及小部分重量。下壁板上靠近前梁处布置一个大销子,插到吊挂中部,发动机吊挂的拉力、反推力都是通过该销子传递到外翼盒段上。空客系列民机采用该吊挂结构形式。如图1所示。
图1盒梁式吊挂结构
1.2超静定多连杆式结构
超静定多连杆式吊挂,一般设计有上、中、下三类接头。上接头通过上支撑杆连接外翼前梁接头,传递发动机吊挂的推力、拉力及部分重量。吊挂后部上侧通过中接头与下壁板前梁附近的接头连接,传递发动机吊挂的推力、拉力、大部分重量、扭转载荷以及侧向载荷。吊挂后部下侧下接头通过斜撑杆与外翼下壁板中部的接头连接,传递发动机吊挂的推力及拉力。这种结构是承受发动机吊挂载荷较好的结构,可以减轻结构重量,属于一次超静定结构,具有结构破损/安全性。波音系列民机采用该吊挂结构形式。如图2所示。
图2超静定多杆式结构
2IPS 吊挂接头设计
2.1IPS 吊挂特点
IPS(Integrated Propulsion System)吊挂采取前传扭形式,在后安装节区域比传统吊挂窄了很多,使发动机具有良好的涵道气动性能。推进器的一体化设计贡献的1.5%的油耗降低中,0.75%的油耗降低是直接由吊挂设计创造的。
2.2IPS 吊挂接头布置
IPS 吊挂设计采用超静定多连杆式结构,所以吊挂接头采用上接头,下接头和后接头三类接头设计方式。上接头布置在前梁前,与上支撑杆连接。下接头分为外下接头、中下接头、内下接头三个,布置在外翼下壁板前梁附件。后接头布置在下壁板后侧。如图3所示。
图3IPS 吊挂接头连接图
由于IPS 吊挂及吊挂整流罩较窄,为防止下接头凸出整流罩外形面,下壁板连接的接头底部设计小角度转折。这会引起载荷传递过程中局部应力集中,在设计接头底板和下壁板是要对该处进行局部加强。如图4所示。
图4IPS 吊挂结构受整流罩影响
2.3IPS 吊挂接头结构设计:
上接头布置在上、下壁板、前梁前部组成的半封闭盒段内,如图5所示。沿着上连杆的轴线方向向上沿伸,刚好到前梁腹板和上壁板交界处。上连杆的载荷通过上接头,可以直接传递到梁腹板和上壁板,由梁腹板的剪力和上壁板内剪力平衡,并且无附加弯矩,载荷传递更直接。上接头选用钛合金材料,安全销选用合金钢材料,为防止异电位腐蚀,接头衬套选用铜合金材料。翼盒前梁为满足要求设计得刚度较大,腹板、缘条厚度较厚,并在上接头位置布置一个加强筋。如图6所示。
图5吊挂接头上接头
图6上接头传力及前梁加强设计
民用飞机IPS 吊挂接头设计
张仲桢崔卫军廉伟
(上海飞机设计研究院,中国上海201210)
【摘要】IPS (Integrated Propulsion System )一体化推进系统吊挂,是一种全新的吊挂形式。针对全新IPS 吊挂,设计全新吊挂接头,并描述了吊挂接头结构设计方法、载荷传递路径、应急断离等内容。
【关键词】IPS ;吊挂接头;结构;载荷;
应急断离
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科技视界外下接头组件与吊挂中接头外侧耳片连接,如图7所示,布置在上接头外侧、下壁板下方,接头连接孔位置在前梁正下方,孔轴线方向垂直于航向。外下接头采用钛合金,安装孔安装铜合金的衬套,尾部需悬挂吊挂后缘整流罩,布置一个耳片连接整流罩。在外下接头上面,前梁前面布置前角盒,前角盒背面与前梁腹板连接,用于将接头载荷传递到前梁腹板上。在外下接头上面、前梁内侧布置加强筋增加刚度。外下接头尾端延伸到下前壁板,在翼盒内布置角盒,可以将外下接头尾端的载荷传递到翼肋上。如图8所示。
图7外下接头组件
图8外下接头组件布置及结构设计
内下接头组件与吊挂中接头内侧耳片连接,如图9所示,布置在上接头内侧、下壁板下方,接头连接孔位置在翼肋正下方。内下接头采用钛合金,安装孔安装铜合金的衬套。尾部也设计连接整流罩的耳片。另外尾部腹板侧边需安装吊挂后缘整流罩调节拉杆,所以布置一个接头。内下接头上、翼盒内布置角盒与前梁腹板连接、翼肋连接,角盒底部直接与内下接头前端连接,这样内下接头承受的吊挂载荷可以直接传递到翼盒的下壁板、前梁和翼肋上。内下接头尾端延伸到下中壁板两个肋之间。翼盒内布置一个拉杆,将内下接头尾端与翼盒内结构连接起来。拉杆一侧连接翼肋和长桁处的接头,另一侧连接内下接头尾端处翼盒内的接头。如图10所示。
图9内下接头组件
图10内下接头组件布置及结构设计
中下接头组件包括中下前接头、中下后接头和关节轴承,如图11
所示。中下接头组件布置在内下接头、外下接头之间,上接头正下方,与吊挂侧向连杆连接。主接头是由中下前接头和中下后接头两个背靠背的接头铆接组成的,两个接头都采用钛合金,背靠背接头可以增加
接头的损伤容限性能。接头孔中心交点位置在梁腹板正下方,载荷传递到翼盒的路径更直接。接头孔中心安装一个关节轴承,用来调整安装时的角度公差。中下接头布置在上接头正下面,采用4个螺栓连接在翼盒上。前面2个螺栓直接连接在上接头底板,后面2个螺栓连接到梁下缘条上,载荷直接通过上接头、梁缘条和加强筋传递到梁腹板上。如图12所示。
图11中下接头组件
图12中下接头组件布置及结构设计
后接头与斜撑杆连接,承受发动机工作时吊挂传递过来的拉力以及发动机反推产生的推力。如图13所
示。后接头孔中心布置在吊挂对称面和翼盒翼肋平面交线上。斜撑杆的载荷可以分解为下壁板的面内载荷和垂直下壁板的面外载荷。面内载荷直接传递到下壁板上,面外载荷通过翼肋传递到翼盒上。后接头采用钛合金,安装一个自润滑关节轴承,调节斜撑杆与后接头之间的角度公差。在翼盒内翼肋两侧,后接头正上方分别布置了两个角盒:内角盒和外角盒,角盒底部与后接头前部连接,角盒腹板与翼肋腹板连接,后接头承受竖直方向的载荷分量可以直接传递到翼盒上。后接头后端一直延伸至后梁腹板前,后接头后端直接与后梁下缘条连接,后梁在该处腹板上增加2个纵向立筋,用于增加该处腹板的刚度,如图14所示。
图13后接头组件
图14后接头组件布置及结构设计
2.4吊挂接头应急断离设计
适航条款要求应急着陆时,油箱有防护措施。如图15所示。这就要求吊挂有应急断离设计要求。吊挂接头和吊挂全部采用安全销连接。当发动机着地时,由于地面载荷向上,斜撑杆的安全销首先被剪切断,后续连接上支撑杆的安全销也被剪切断,发动机绕吊挂中接头向上旋转。外下接头和内下接头与吊挂中接头耳片底部分别有6°和3°夹角。如图16所示。当发动机向上转3°时,内下接头耳片的安全销开始剪切。继续旋转,内下接头安全销已剪断,当转到6°时,外下接头的安全销开始剪切。此时只有
外下接头连接吊挂,受惯性力的影响,发动机和吊挂会向远离客舱的外翼外侧倾斜。当外下接头的剪切销剪断后,发动机完全断离,向机翼翼梢脱离,保护了油箱和客舱安全。(下转第17页
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图15吊挂应急断离方式
图16外、内下接头与吊挂耳片底部夹角
3结论
IPS 吊挂接头及安全销通过试验件已验证该设计方案的可行性。随着分析手段的提高,设计方法、分析技术、制造技术不断进步,吊挂接头的设计会向着结构设计方案更简单,承载能力更好,使用性能更安全、更可靠发展。
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[责任编辑:杨玉洁]
《西游记》的“现代”台词和“颠覆经典形象”的造型,也是备受争议。如:猪八戒的一句“逼良为婿”让众人汗颜;孙悟空妆容太夸张被指“女性化”;白骨精化身为“天使”,为爱痴狂。但正如“一千个读者就有一千个哈姆雷特”,每一位观众心中的原著形象都不尽相同。那么争议的根源还是在于,翻拍作品与人们心中的原著有偏差。基于翻拍作品,我们认为既要忠于原著,也要注重品质。不能死板地用原著的标尺去衡量一部影视作品,更不能一笔否认翻拍文学作品的价值。对于文化传承,翻拍无疑是一条寻求经典作品在现代继续继承和发展道路的有效途径。
2四大名著翻拍为何不卖座
2.1高投入与高质量不一定对等
尽管新一轮的四大名著翻拍引起议论声一浪高过一浪,但是无可否认的是,四大名著翻拍依然“钱途”无限。新《西游记》和新《红楼梦》首轮播出版权都纷纷卖到了不菲的价格,收益甚多。《三国》投资1.55亿元,首轮播出就以1.6亿元的高价收回了投资。不难发现,目前翻拍文学作品更加趋向商业化,制作方更倾向把目光投向收益和一系列的产业开发。选用国人熟悉的经典文学作品进行翻拍,本来就具有了一定的市场,不需要大费周章地进行一系列的宣传。豪华级别的制作得到了高收入的回报,但这并不代表高投入等于高质量。翻拍四大名著,是为了让人们更好地了解和重温经典,感受其极高的文学底蕴与艺术价值,从而更好地继承我国优秀文化。但是在实际投入制作的过程中,制作方的做法不被看好。选角仓促、培训粗劣、后期制作欠佳等一系列的问题都体现了制作方的急功近利。观众所追求的是一桌美味可口的文化大餐,要的是高质量,既能吃得美味又能填饱肚子,而不是只有华丽躯壳而没有灵魂的作品。2.2文学作品再创作有风险
新一轮的四大名著翻拍亮点虽多,制作条件各方面也有了相当大的进步,但是观众依旧对旧版本情有独钟。当新版本与旧版本相互比拼时,让人们难以忘怀和割舍的依旧是对经典的一种怀念。因此,对经典文学作品进行翻拍,尤其是已有先前翻拍经历的作品,二次创作具有一定的风险。文学作品给予
人们无限的想象空间,可以多角度去感受作品带来的深刻意蕴,而影视作品只是文学作品的一个单方面的展示,并不能代表所有人对作品的理解。同时,影视制作的灵魂就是一部好的剧本。目前影视市场不乏优秀的制作团队,但缺少好的剧本。新四大名著翻拍缺乏一定的创新,要探讨现今人们所关注的话题和经典作品所契合的平衡点,是具有一定难度的。因此,在题材如此匮乏的时期,模仿便是最快捷的途径。而人们对这种翻拍作品已经产生了一种审美疲劳。二次创作是否再次成为经典,除了制作要严谨和认真,仍然需要多加研究和探讨继承经典的发展道路。
3新时代发展影视文化和文学之对策
3.1拿捏准翻拍名著的“度”
名著可以翻拍,并不意味着可以随意拍。为传承我国优秀文化,翻拍经典文学作品具有一定的现实意义。但是名著翻拍要有原则,要拿捏准翻拍名著的“度”,明白什么该拍,什么不该拍,而不是盲目为了迎合大众审美随意篡改。翻拍名著同样需要我们吸取精华,去其糟粕。怀
着继承的心态去研究和理解原著,遵循原著精神,不颠覆不捏造,尽可能得挖掘其艺术价值。只有在继承中谋发展,学习更多优秀的翻拍作品经验,并勇于创新,在深刻理解原著的基础上结合现今先进的拍摄技术,做到精益求精,才能拍出更多优秀的作品。3.2以宽容心态看待名著翻拍
在现今,还有没有必要去进行名著翻拍?由我看来,名著翻拍仍然是存在一定的现实意义,翻拍还是必要的。翻拍的本意是还原经典,传承经典。只要能更好地继承优秀文化,能够正确引导受众重温经典,尽可能塑造更多客观生动的荧幕形象,这样的翻拍就是可取的。任何新鲜事物的出台都需要一个接受和适应的过程,我们应该怀着一颗宽容的心去看待名著翻拍,客观审视翻拍现象,鼓励创作出更多优秀的影视作品,这样才能更好地继承和发展优秀文化。3.3加强影视翻拍审查力度,加强管制。
面对五花八门的翻拍雷剧,最有效的办法便是采取法律途径。国家应该立法保护经典名著,严谨审查翻拍剧本,加强管理影视市场,避免出现更多低俗、雷人、歪曲的翻拍剧,还名著翻拍一块净土。
4结语
基于市场利益出发,四大名著被频繁翻拍以及其引起的一系列的产业链,是目前影视市场活力不足的体现。翻拍名著是为了传承经典,挖掘其极深的文学价值,提高人们对艺术的鉴赏能力,而不能因为短期的利益而忽略了作品质量。时代在发展,观念也在变化,名著翻拍能否在竞争激烈的影视市场争得一席之地,就要看翻拍能否既要忠于原著,又勇于创新。而且要维护投资人的利益,又符合观众的审美标准。只有这样,名著翻拍才有可能成为人们心中新的“经典”。
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注释:整流罩
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②赵鹏,文静,周宇,李秋萌,王丽娜.宋春丽:不少翻拍剧就是瞎折腾[N].京华时报,2012(020):1.
[责任编辑:杨玉洁]
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