BR102012009049A2

BR102012009049A2 - conjunto de flape

Info

Publication number: BR102012009049A2
Application number: BR102012009049A
Authority: BR
Inventors: Paul R Brewer; Reg R Raval; Steven Shorcott
Original assignee: Claverham Ltd
Priority date: 2011-04-18
Filing date: 2012-04-17
Publication date: 2015-10-06
Also published as: KR20120118427A; EP2514668A1; CN102745327B; EP2514668B1; US8616504B2; US20120261518A1; CN102745327A; CA2772318A1; CA2772318C; KR101943103B1

Abstract

conjunto de flape. um conjunto de flape de gurney tem um atuador e um corpo. o corpo tem um bordo de ataque e um bordo de fuga e inclui um primeiro painel acopaldo ao mencionado atuador próximo ao bordo de ataque, e um segundo painel acoplado a uma primeira articulação no bordo de fuga. uma segunda articulação acopla o primeiro e segundo painéis. o movimento linear de uma transmissão de atuador é transposto para o flape de gurney, fazendo com que, desse modo, o flape de gurney se expanda e seja empregado na corrente de ar sobre o lado de pressão da asa.

Description

“CONJUNTO DE FLAPE DE GURNEY” FUNDAMENTOS O pedido se refere a flapes de Gumey e, mais particularmente, a flapes de Gumey ativos.

Um flape de Gumey é uma aba plana pequena se projetando de uma área de bordo de fuga de uma asa. Tipicamente, o flape de Gumey é colocado a um ângulo reto em relação à superfície do lado de pressão do aerofólio, e se projeta até a 2% da corda da asa. A posição ao longo da corda é,tipicamente, entre 0,9 da corda para a o bordo de fuga externo quando medida a partir do bordo de ataque. Esta bordo de fuga aumenta a elevação do aero fólio. O flape de Gumey opera pela pressão crescente sobre o lado de pressão da asa, que aumenta a força de elevação e pode ser usado em corrida de autos, rotores de helicópteros, estabilizadores horizontais e aeronave de grande arrasto que tira vantagem da força de elevação resultante. O flape de Gumey aumenta, tipicamente, o coeficiente de arrasto, especialmente a baixos ângulos de ataque, embora para aerofólios espessos, uma redução em arrasto é conhecida. Um benefício líquido na relação global de elevação e arrasto é possível se o flape for apropriadamente dimensionado, com base na espessura de camada limite.

SUMÁRIO

De acordo com um modo de realização aqui revelado, um conjunto de flat Gumey inclui um atuador, e um corpo flexível acoplado ao atuador, o corpo tendo um flape pendente para baixo para se mover para dentro e para fora de uma corrente de ar sobre o lado de pressão de uma asa, onde o corpo flexível é flexionado em reação ao movimento do atuador.

De acordo com outro atuador aqui revelado, um conjunto de flape de Gumey para uma aeronave de asa rotativa tem uma asa tendo um lado de pressão, um lado de sucção, um bordo de fuga e uma porção vazada entre o lado de pressão e o lado de sucção e adjacente ao bordo e fuga. Um atuador disposto dentro da porção vazada, e u corpo tendo um bordo de ataque e um bordo traseiro, um primeiro painel acoplado ao atuador próximo ao bordo de ataque, um segundo painel acoplado ao bordo traseiro, e uma primeira articulação acoplando os primeiro e segundo painéis, onde o segundo painel é flexionado e a primeira articulação gira em reação ao movimento do atuador. O movimento linear de uma transmissão de atuador é transposto ao flape de Gumey, fazendo, desse modo, que o flape de Gumey se expanda e seja empregado na corrente de ar sobre o lado de pressão da asa.

DESCRIÇÃO RESUMIDA DOS DESENHOS Várias características se tomarão aparentes a alguém experiente na técnica a partir da descrição detalhada a seguir do modo de realização não limitativo revelado. Os desenhos que acompanha a descrição detalhada podem ser assim resumidamente descritos: A Figura 1 mostra um helicóptero típico que inclui um modo de realização aqui descrito; A Figura 2 mostra um modo de realização de uma asa rotativa do helicóptero da figura 1; A Figura 3 mostra uma vista em seção da asa rotativa da figura 2 parcialmente em fantasma, mostrando o conjunto de flape de Gumey; A Figura 4A mostra uma vista lateral do flape de Gumey da figura 3 em uma posição fechada; A Figura 4B mostra uma vista lateral do flape de Gumey da fg3 em uma posição parcialmente aberta; A Figura 4C mostra uma vista lateral de um flape de Gumey totalmente empregado da figura 3.

DESCRIÇÃO DETALHADA A figura 1 ilustra esquematicamente um exemplo de uma aeronave de asa rotativa 10 tendo um sistema de motor principal 12. A aeronave 10 inclui uma carcaça 14 tendo uma cauda estendida 16 que suporta um sistema de rotor de cauda 18, como um sistema antitorque. O conjunto de rotor principal 12 é acionado sobre um eixo de rotação A através de uma caixa de engrenagens (ilustrada esquematicamente em T) por um ou mais motores. O sistema de rotor principal 12 inclui um múltiplo de conjuntos de lâminas de rotor 20 montados em um cubo e rotor H. Embora uma configuração particular de helicóptero esteja ilustrada e descrita no modo de realização não limitativo revelado, outras configurações e/ou máquinas, como uma aeronave de asa rotativa composta de alta velocidade com sistemas suplementares de empuxo translacional aeronave com sistema de rotor coaxial duplo contra-rotativo, aeronave com turbo propulsão, com rotores inclináveis e asa inclinável, também podem se beneficiar da presente invenção.

Com referência à figura 2, cada conjunto de lâmina de rotor 20 do conjunto de rotor 12 inclui, geralmente, uma seção raiz 22, uma seção intermediária 24, uma seção de ponta 26 e uma capa de ponta 28. Cada seção de lâmina de rotor 22, 24, 26, 28 pode definir geometria particular de aerofólio para modelar de modo particular a aerodinâmica de lâmina de rotor ao aumento de velocidade ao longo do alcance de lâmina de rotor. A seção de ponta de lâmina de rotor 26 pode incluir uma forma de diedro, embora qualquer forma angulada e não angulada, como catedral, gaivota, dobrada e outras formas não retilíneas se beneficiarão da presente invenção.

As seções de lâmina de rotor 22-28 definem um alcance R do conjunto de lâminas de rotor principal 20 entre o eixo de rotação A e uma extremidade distai 30 da capa de ponta 28, de modo que qualquer estação radial possa ser expressa como uma percentagem em termos de um x/R de raio de lâmina. O conjunto de lâmina de rotor 20 define um eixo de incidência longitudinal P entre um bordo de ataque 32 e um bordo de fuga 34. A distância entre o bordo de ataque 32 e o bordo de fuga 34 define um comprimento C de corda de elemento principal.

Com referência agora à figura 3, uma vista em perspectiva de um conjunto de flape de Gumey 50 é mostrada. A asa do helicóptero 75 tem um lado de pressão 85, um lado de sucção 80, uma viga de suporte ou longarina de asa 90 disposta entre o lado de pressão 85 e o lado de sucção 80, um bordo de ataque 92 e um bordo de fuga 95. O conjunto de flape de Gumey 50 é disposto entre o lado de pressão 85 e o lado de sucção 80 atrás da viga de suporte 90 e tem um atuador 100, um controlador 105, uma transmissão de atuador 110, como uma haste de pistão que é reciprocada pelo atuador 100. O controlador pode ser localizado bem próximo ao atuador 100 ou localizado remotamente em relação ao atuador. A transmissão do atuador 110 tem um conjunto de extremidade de ilhó 111 que se ajusta dentro de orelhas 113 do conjunto de forquilha 115 e é ancorada ao mesmo por um pino 114 que passa através das orelhas 113 e do conjunto de extremidade de ilhó 111. O conjunto de forquilha 115 tem um par de braços inclinados 120, um suporte central 125 que se estende das orelhas 113, através dos braços inclinados 120, e se acopla a um suporte de base disposto perpendicularmente 130. Como mostrado neste modo de realização, o suporte de base 130 tem três conjuntos de protuberâncias 140 através das quais um pino 145 prende uma protuberância 135 de um flape de Gumey 150. O flape de Gumey 150 tem um corpo de várias porções flexível 155 como será explicado. O flape de Gumey 150 é disposto em um recorte retangular 163 do lado de pressão 85. Uma vedação de escova 170, ou similar, é disposta em cada extremidade do corpo de várias porções flexível 155 para minimizar a passagem de detritos para a câmara 175 ou porção vazada entre o lado de pressão 85 e o lado de sucção 80. Esses detritos poderíam danificar o atuador 100 ou o controlador 105 ou o conjunto de flape de Gumey 50.

Com referência às figuras 4A-4C, é mostrado um modo de realização do flape de Gumey 150. O flape de Gumey 150 é ajustado em um recorte 175 no lado de pressão 85 e lado de sucção 80. O flape de Gumey 150 tema forma de um bico de caneta com uma porção superior de topo 210; uma porão inclinada 200 integral e coplanar ao lado de sucção 85 e que se estende para o bordo de fuga 95 da asa 75; um lado de pressão 205 mostrado como coplanar ao lado de pressão na gf 4A e um flape inferior 215. A porção superior de topo 210, a porção inclinada 200, o lado de pressão 205 e o flape inferior 215 podem ser referidos como painéis. O flape de Gumey tem quatro juntas (ou articulações vivas (ou seja, flexíveis): a junta 221 conecta a porção de ligação superior 210 e a porção inclinada 200, a junta 222 conecta o flape inferior 215 e lado de pressão 205, a junta 123 conecta o lado de pressão 205 e a porção inclinada 200, e a junta 224 conecta o flape inferior 215 e a porção de topo 210.

Com referência agora à figura 4B, o flape de Gumey 150 é mostrado em uma posição parcialmente empregado. O atuador 100 moveu o a transmissão de atuador 110 para frente, para mover o conjunto de forquilha para frente a para baixo quando as orelhas 113 giram ao redor do pino 114 (ver figura 3). A porção inclinada 210 gira para baixo ao redor da junta 221, enquanto o flape inferior 215 se move para a corrente de ar quando a junta de pino 224 separa o flape inferior 215 e a porção de topo 210. Concomitantemente, a junta 22 tende a se fechar e a junta 223 tende a se abrir, devido ao movimento dos braços 120. O movimento linear da transmissão de atuador 110 é transposto ao flape de Gumey ativo, fazendo, desse modo, que o flape inferior do conjunto de flape se expanda e seja empregado na corrente de ar sobre o lado de pressão da asa.

Conforme mostrado na figura 4C, o flape de Gumey 150 é mostrado em uma posição totalmente empregada quando a transmissão do atuador 110 do atuador 100 continua a se mover para frente. A porção inclinada 210 gira em relação ao centro, ao redor da junta 221, enquanto o flape inferior 215 se move para a corrente de ar ligeiramente além da perpendicular em relação ao lado de pressão 85 da asa 75, à medida que a junta 224 continua a se fechar e a junta 215 continua a se abrir. Enquanto empregada, a junta 224 mudou de um ângulo agudo para um ângulo obtuso e as juntas 221 e 222 foram mudadas de u ângulo obtuso para um ângulo agudo. Enquanto retraindo o flape inferior 215 para dentro da asa 75, o flape de Gumey 150 se move para frente e para cima, a junta 224 muda de um ângulo obtuso para um ângulo agudo, e as juntas 221 e 222 mudam de um ângulo agudo para um ângulo obtuso.

Em um modo de realização alternativo, a porção inclinada 200 pode ser uma porção da asa 75 e o recorte 175 fica apenas no lado de pressão 85 da asa 75. Neste modo de realização, a porção de topo 210 e a porção inclinada 200 são acopladas diretamente ao lado de sucção 80.

Um primeiro sensor de posição 195 é colocado esquematicamente ao redor da transmissão de atuador 110 que informa o controlador 105 quanto à posição do flape 160, via o conjunto de flape de Gumey 50. Adicionalmente um segundo sensor opcional 190, que se comunica com o controlador 105, é colocado bem próximo à borda 195 do flape de Gumey 150. O segundo sensor 190 permite que o sintonize finamente a posição do flape de Gurney 150, caso a asa 175 encontre flexão excessiva ou outros momentos e o segundo sensor 190 provê um grau de redundância caso ele ou o primeiro sensor 195 falhe. Os primeiro e segundo sensores 195, 190, em conjunto com o controlador 105, permitem que a aeronave 10 module rapidamente a posição do flape 160 para permitir que a asa do helicóptero 75 proveja um modo desejado ou ampliado de operação. O atuador 100 é projetado para prover operação senoidal ou retração/ emprego total com estados firmes de contenção entre movimentações. Por exemplo, se o controle for coletivo, um flape empregado 160 pode permitir que uma asa 175 provesse mais elevação em relação a uma asa sem um flape empregado 160 e um flape retraído tem efeito mínimo sobre a funcionalidade da asa 75. Se o controle for cíclico, o atuador 100, sob comando do controlador 105, pode modular o flape 160 para dentro e para fora para casar com a ação cíclica requerida da asa 75 e pode mesmo ampliar a ação da asa 75 por prover mais elevação se o flape 160 estiver empregado. O controlador 105 pode comparar sinais do primeiro sensor 195 e o segundo sensor 190 para estar se o flape 160 está realmente em uma posição desejada e pode reajustar o conjunto de forquilha 150 para colocar o flape 160 em uma desejada posição. Similarmente, um segundo controlador 305 na aeronave 10 pode comparar a transmissão do controlador 105 com o desempenho esperado da asas 75 ou da aeronave 10 e direcionar o controlador 105 para posicionar o conjunto de forquilha 115 para posicionar o flape 160, de modo que o desempenho de asa 75 exigido seja satisfeito.

As várias porções de corpo flexível 155 (figura 3) e o flape inferior 215 são feitos de um material flexível, como metal ou um compósito ou similar fino. O metal ou outro compósito fino é livremente dobrável para permitir que o atuador mova o flape de Gumey 150 sem afetar a superfície da asa 75. A rigidez do bordo do flape pode ser realçada pela adição de reforço local. Múltiplos flapes de Gumey podem ser incorporados no alcance da lâmina para prover redundância. A descrição acima é exemplificativa, em vez de definida pelas limitações da mesma. Vários modos de realização não limitativos são revelados aqui, porém alguém experiente na técnica reconhecerá que várias modificações e variações à luz dos ensinamentos acima estarão dentro do escopo das reivindicações anexas. Deve, portanto, ser entendido que, dentro do escopo das reivindicações anexas, a invenção pode ser praticada de modo não especificamente descrito. Por esta razão, as reivindicações anexas devem ser estudadas para determinar o verdadeiro escopo e conteúdo.

REIVINDICAÇÕES

Claims

1. Conjunto de flape de Gumey, caracterizado pelo fato de compreender: um atuador; e um corpo tendo: um bordo de ataque e um bordo de fuga, um primeiro painel acoplado ao mencionado atuador próximo ao mencionado bordo de ataque, um segundo painel acoplado a uma primeira articulação no mencionado bordo de fuga, e uma segunda articulação acoplando o mencionado primeiro e segundo painel.

2. Conjunto, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato da mencionada primeira articulação e a mencionada segunda articulação serem articulações vivas.

3. Conjunto, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado adicionalmente pelo fato de compreender: um terceiro painel acoplado a uma terceira articulação que se acopla ao primeiro painel na proximidade do atuador.

4. Conjunto, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato da mencionada terceira articulação ser uma articulação viva.

5. Conjunto, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado adicionalmente pelo fato de compreender: um quarto painel acoplado ao mencionado terceiro painel via uma quarta articulação.

6. Conjunto, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato da mencionada quarta articulação ser uma articulação viva.

7. Conjunto, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato do mencionado quarto painel se acoplar ao mencionado segundo painel via a mencionada primeira articulação.

8. Conjunto, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato da mencionada segunda articulação se mover de um ângulo obtuso para um ângulo agudo quando o mencionado primeiro painel se move de uma posição retraída para uma posição estendida.

9. Conjunto, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato dos mencionados primeiro e segundo painéis serem flexíveis.

10. Conjunto de flape de Gumey para uma aeronave de asa rotativa, caracterizado pelo fato de compreender: uma asa tendo um lado de pressão, um lado de sucção, um bordo de fuga e uma porção vazada entre o mencionado lado de pressão e o mencionado lado de sucção e adjacente ao mencionado bordo de fuga, um atuador disposto dentro da mencionada porção vazada da dita asa, e um corpo tendo: uma borda frontal e uma borda traseira, um primeiro painel acoplado ao mencionado atuador próximo à mencionada borda frontal, um segundo painel acoplado à mencionada borda traseira, e uma primeira articulação acoplada aos mencionados primeiro e segundo painéis, onde o mencionado segundo painel se flexiona e a mencionada primeira articulação gira em reação ao movimento do mencionado atuador.

11. Conjunto, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato da mencionada primeira articulação ser uma articulação viva.

12. Conjunto, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado adicionalmente pelo fato de compreender: um terceiro painel acoplado a uma segunda articulação que se acopla ao primeiro painel na proximidade do atuador e se acopla ao lado de sucção.

13. Conjunto, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato da mencionada segunda articulação se mover de um ângulo agudo para um ângulo obtuso quando o mencionado primeiro painel se move de uma posição retraída para uma posição estendida.

14. Conjunto, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato as mencionada segunda articulação ser uma articulação viva.

15. Conjunto, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato do mencionado terceiro painel ser flexível e se dobrar se o mencionado atuador se mover.

16. Conjunto, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado adicionalmente pelo fato de compreender: um quarto painel acoplado ao mencionado terceiro painel via uma terceira articulação.

17. Conjunto, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato da mencionada quarta articulação ser uma articulação viva.

18. Conjunto, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato do mencionado quarto painel se acopla ao mencionado segundo painel via uma quarta articulação.

19. Conjunto, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato da mencionada primeira articulação se mover de um ângulo obtuso para um ângulo agudo quando o mencionado primeiro pane se move de uma posição retraída para uma posição estendida.

20. Conjunto, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato da mencionada borda traseira ficar no mencionado bordo de fuga.