BR102013002886A2 - Aeronave de asas giratórias, estruturas de equilíbrio longitudinal de aeronave integrada e estrutura de equilíbrio longitudinal cíclica integrada - Google Patents

Abstract

Aeronave de asas giratórias, estruturas de equilíbrio longitudinal de aeronave integrada e estrutura de equilíbrio longitudinal cíclica integrada. De acordo com a modalidade, uma estrutura de equilíbrio longitudinal de aeronave integrada apresenta uma haste, uma batente mecânica, um motor de equilíbrio longitudinal, uma embreagem e um dispositivo de medição. O dispositivo de batentes mecânicas é operável para pelo menos parcialmente evitar a rotação da haste fora de uma faixa permissível de movimento. O motor de equilíbrio longitudinal tem um componente de saída em comunicação mecânica com a haste. A embreagem separa o motor de equilíbrio longitudinal da haste. O dispositivo de medição é próximo da haste operável para medir uma posição da haste e comunicar a posição medida a um computador de controle de voo operável para mudar uma posição de um dispositivo de controle de voo.

Description

AERONAVE DE ASAS GIRATÓRIAS, ESTRUTURA DE EQUILÍBRIO LONGITUDINAL DE AERONAVE INTEGRADA E ESTRUTURA DE EQUILÍBRIO

LONGITUDINAL CÍCLICA INTEGRADA

PEDIDOS RELACIONADOS

Em adequação à 35 U.S.C § 119 (e), este pedido reivindica prioridade ao Pedido de Patente Provisória dos Estados Unidos número de Série 61/633,405 intitulado ESTRUTURAS DE CONTROLE CÍCLICAS/COLETIVAS, depositado em 10 de fevereiro de 2012. Pedido de Patente Provisória dos Estados Unidos número de Série 61/633,405 é incorporado aqui por referência.

CAMPO DA APLICACÃO

Esta invenção se refere geralmente a sistemas de controle de voo de aeronaves e, mais particularmente, a um sistema de controle do piloto com um apoio pendente.

FUNDAMENTOS

Uma aeronave de asas giratórias pode incluir um ou mais sistemas de rotor. Um exemplo de um sistema de rotor de uma aeronave de asas giratórias é um sistema de rotor principal. Um sistema de rotor principal pode gerar uma elevação aerodinâmica para sustentar o peso da aeronave de asas giratórias em voo e impulso para neutralizar o arrasto aerodinâmico e mover a aeronave de asas giratórias em um voo para frente. Outro exemplo de um sistema de rotor de uma aeronave de asas giratórias é um sistema de rotor caudal. Um sistema de rotor caudal pode gerar impulso na mesma direção que a rotação do sistema de rotor principal para neutralizar o efeito de torque criado pelo sistema de rotor principal.

RESUMO

Modalidades particulares da presente descrição podem prover uma ou mais vantagens técnicas. Uma vantagem técnica de uma modalidade pode incluir a capacidade de melhorar o controle do piloto de uma aeronave. Uma vantagem técnica de uma modalidade pode incluir a capacidade de simplificar a instalação de sistemas de controle do piloto em uma aeronave. Uma vantagem técnica de uma modalidade pode incluir a capacidade de melhorar o conforto do piloto durante a operação de uma aeronave.

Certas modalidades da presente descrição podem incluir algumas, todas ou nenhuma das vantagens acima. Uma ou mais vantagens técnicas podem ser prontamente aparentes àqueles versados na técnica a partir das figuras, descrições e reivindicações incluídas aqui.

BREVE DESCRIÇÃO DAS FIGURAS

Para prover um entendimento mais completo da presente invenção e as características e vantagens da mesma, referência é feita à seguinte descrição tomada em conjunção às figuras anexas, nas quais: FIGURA 1 mostra uma aeronave de asas giratórias de acordo com uma modalidade exemplar; FIGURA 2 mostra uma configuração da cabine do piloto da aeronave de asas giratórias da FIGURA 1 de acordo com uma modalidade exemplar; FIGURA 3A mostra uma vista em perspectiva de uma estrutura de controle cíclica da configuração da cabine do piloto da FIGURA 2 de acordo com uma modalidade exemplar; FIGURA 3B mostra uma vista lateral da estrutura de controle cíclica da FIGURA 3A; FIGURA 3C mostra uma modalidade alternativa da estrutura de controle cíclica da FIGURA 3A; FIGURAS 4A-4C mostram um mecanismo giro-estabilizado compacto para uso na estrutura de controle cíclica da FIGURA 3A de acordo com uma modalidade exemplar; FIGURA 5A mostra uma vista em perspectiva de uma estrutura de controle coletiva da configuração da cabine do piloto da FIGURA 2 de acordo com uma modalidade exemplar; FIGURA 5B mostra uma vista lateral da estrutura de controle coletiva da FIGURA 5A; FIGURA 5C mostra uma modalidade alternativa da estrutura de controle coletiva da FIGURA 5A; FIGURAS 6A-6C mostram posições e formatos relativos da estrutura de controle cíclica da FIGURA 3A e da estrutura de controle coletiva da FIGURA 5A de acordo com uma modalidade exemplar; FIGURA 6C mostra uma vista da lateral esquerda das posições e formatos relativos da estrutura de controle cíclica da FIGURA 3A e da estrutura de controle coletiva da FIGURA 5A de acordo com uma modalidade exemplar; FIGURA 7 mostra a estrutura de controle cíclica da FIGURA 3A com os giro-estabilizados das FIGURAS 4A-4C; FIGURA 8 mostra uma instalação 400 de duas estruturas de controle cíclica da FIGURA 3A e duas estruturas de controle coletivas da FIGURA 5A de acordo com uma modalidade exemplar; FIGURA 9 mostra uma representação em diagrama das estruturas de equilíbrio longitudinal cíclicas da FIGURA 8 de acordo com uma modalidade exemplar; FIGURA 10 mostra uma representação em diagrama das estruturas de equilíbrio longitudinal coletivas da FIGURA 8 de acordo com uma modalidade exemplar; FIGURA 11A mostra uma vista em perspectiva frontal das estruturas de pedal da FIGURA 2; FIGURA 11B mostra uma vista em perspectiva traseira das estruturas de pedal da FIGURA 11 A; FIGURA 11C mostra uma vista em perspectiva lateral das estruturas de pedal da FIGURA 11 A; FIGURA 11D mostra uma vista geométrica dos componentes das estruturas de pedal da FIGURA 11 A; e FIGURA 12 mostra uma representação em diagrama das estruturas de equilíbrio longitudinal antitorque das FIGURAS 11A-11C de acordo com uma modalidade exemplar.

DESCRIÇÃO DETALHADA DAS FIGURAS A FIGURA 1 mostra uma aeronave de asas giratórias 100 de acordo com uma modalidade exemplar. A aeronave de asas giratórias 100 apresenta um sistema de rotor 110, pás 120, uma fuselagem 130, um trem de pouso 140 e uma empenagem 150. O sistema de rotor 110 pode rotacionar as pás 120. O sistema de rotor 110 pode incluir um sistema de controle para controlar seletivamente a arfada de cada pá 120, de forma a controlar seletivamente a direção, impulso e elevação da aeronave de asas giratórias 100. A fuselagem 130 representa o corpo da aeronave de asas giratórias 100 e pode ser acoplada ao sistema de rotor 110 tal que o sistema de rotor 110 e as pás 120 possam mover a fuselagem 130 através do ar. O trem de pouso 140 sustenta a aeronave de asas giratórias 100 quando a aeronave de asas giratórias 100 está pousando e/ou quando a aeronave de asas giratórias 100 está em repouso no chão. A empenagem 150 representa a seção caudal da aeronave e apresenta componentes de sistema de rotor 110 e pás 120’. As pás 120’ podem prover impulso na mesma direção que a rotação das pás 120 de forma a neutralizar o efeito de torque criado pelo sistema de rotor 110 e pás 120. Ensinamentos de certas modalidades relacionadas a sistemas de rotor descritos aqui podem ser aplicados ao sistema de rotor 110 e/ou outros sistemas de rotor, tais como outros sistemas de inclinação de rotor e de rotor de helicóptero. Também se deve apreciar que ensinamentos a partir da aeronave de asas giratórias 100 podem se aplicar a outras aeronaves que não a aeronave de asas giratórias, tais como aviões e aeronaves não tripuladas, para nomear alguns exemplos.

Um piloto pode manipular um ou mais controles de voo do piloto de forma a atingir voo controlado aerodinamicamente. Entradas providas pelo piloto aos controles de voo do piloto podem ser transmitidas mecanicamente e/ou eletronicamente (por exemplo, através de um sistema de controle de voo por cabo elétrico) a dispositivos de controle de voo. Dispositivos de controle de voo podem representar dispositivos operáveis para mudar as características de voo da aeronave. Exemplos de dispositivos de controle de voo na aeronave de asas giratórias 100 podem incluir os sistemas de controle operáveis para mudar as posições das pás 120 e das pás 120’. A FIGURA 2 mostra uma configuração da cabine do piloto 160 da aeronave de asas giratórias 100 de acordo com uma modalidade exemplar. No exemplo da FIGURA 2, a aeronave de asas giratórias 100 apresenta pelo menos três conjuntos de controles de voo do piloto: estruturas de controle cíclicas 200, estruturas de controle coletivas 300 e estruturas de pedal 700. No exemplo da FIGURA 2, um conjunto de cada controle de voo do piloto é provido para um piloto e um copiloto (ambos os quais podem ser referidos como pilotos para os propósitos dessa discussão).

Em geral, os controles de voo do piloto cíclicos podem permitir que um piloto transmita movimentos cíclicos às pás 120. Os movimentos cíclicos nas pás 120 podem fazer com que a aeronave de asas giratórias 100 se incline em uma direção especificada pelo piloto. Para inclinação para frente e para trás (arfada) e/ou inclinação para os lados (rolamento), o ângulo de ataque das pás 120 pode ser alterado ciclicamente durante a rotação, criando diferentes quantidades de elevação em diferentes pontos do ciclo.

Em geral, os controles de voo do piloto coletivos podem permitir que um piloto transmita movimentos coletivos às pás 120. Os movimentos coletivos nas pás 120 podem mudar a elevação total produzida pelas pás 120. Para aumentar ou diminuir a elevação total nas pás 120, o ângulo de ataque para todas as pás 120 pode ser alterado coletivamenté em quantidades iguais ao mesmo tempo, resultando em subidas, descidas, aceleração e desaceleração.

Os controles de voo do piloto antitorque podem permitir que o piloto mude a quantidade de força antitorque aplicada à aeronave de asas giratórias 100.

Como explicado acima, as estruturas de pedais 120’ podem prover impulso na mesma direção que a rotação das pás 120 de forma a neutralizar o efeito de torque criado pelo sistema de rotor 110 e pás 120. Os controles de voo do piloto antitorque podem mudar a quantidade de força antitorque aplicada de forma a mudar a direção da aeronave de asas giratórias 100. Por exemplo, o provimento de força antitorque maior que o efeito de torque criado pelo sistema de rotor 110 e as pás 120 pode fazer com que a aeronave de asas giratórias 100 rotacione em uma primeira direção, enquanto o provimento de força antitorque menor que o efeito de torque criado pelo sistema de rotor 110 e as pás 120 pode fazer com que a aeronave de asas giratórias 100 rotacione em uma direção oposta. Em algumas modalidades, controles de voo do piloto antitorque podem mudar a quantidade de força antitorque aplicada por meio da mudança da arfada das pás 120’, aumentando ou diminuindo o impulso produzido pelas pás 120’ e fazendo com que o nariz da aeronave de asas giratórias 100 guine na direção do pedal aplicado. Em algumas modalidades, a aeronave de asas giratórias 100 pode incluir dispositivos antitorque diferentes ou adicionais (tais como um leme ou um dispositivo antitorque NOTAR) e os controles de voo do piloto antitorque podem mudar a quantidade de força provida por esses dispositivos antitorque diferentes ou adicionais.

No exemplo da FIGURA 2, cada estrutura de controle cíclica 200 está localizada à direita de um assento de piloto, cada estrutura de controle coletiva 300 está localizada à esquerda de um assento de piloto e uma estrutura de pedal 700 está localizada em frente a um assento de piloto. Ensinamentos de certas modalidades reconhecem que as estruturas de controle cíclicas 200, as estruturas de controle coletivas 300 e as estruturas de pedal 700 podem estar localizadas em qualquer posição adequada. Embora controles de voo do piloto cíclicos sejam tipicamente localizados entre as pernas do piloto, ensinamentos de certas modalidades reconhecem que modalidades da estrutura de controle cíclica 200 podem estar localizadas à direita do assento de piloto de forma a melhorar a visibilidade do piloto e evitar entradas de controle de voo acidentais. Por exemplo, o posicionamento da estrutura de controle cíclica 200 à direita do assento de piloto pode prover ao piloto uma visão mais clara das janelas de chão localizadas aos pés do piloto. Adicionalmente, um piloto pode ser menos propenso a mover acidentalmente a estrutura de controle cíclica 200 se ela estiver situada à direita do piloto em comparação a se ela estiver situada entre as pernas do piloto.

Como será explicado em mais detalhe abaixo, modalidades da estrutura de controle cíclica 200 e estrutura de controle coletiva 300 podem ser usadas em um sistema de controle de voo por cabo elétrico. Em algumas modalidades, um sistema de controle de voo por cabo elétrico pode reduzir a faixa de movimentos necessária para controles. Portanto, ensinamentos de certas modalidades reconhecem que estruturas 200 e 300 podem operar com uma faixa reduzida de movimento. Em particular, ensinamentos de certas modalidades reconhecem que a redução da faixa de movimento da estrutura de controle cíclica pode ser um fator em permitir que a estrutura de controle cíclica 200 se mude de entre as pernas do piloto ao lado direito do piloto.

As FIGURAS 3A-3B mostram uma estrutura de controle cíclica 200 de acordo com uma modalidade exemplar. FIGURA 3A mostra uma vista em perspectiva da estrutura de controle cíclica 200 e FIGURA 3B mostra uma vista lateral. FIGURA 3C mostra uma modalidade alternativa da estrutura de controle cíclica 200 com o apoio de braço removido.

Como visto na FIGURA 3A, a estrutura de controle cíclica 200 pode apresentar um poste 210, uma haste 220, um apoio 230, um apoio de mão 240 e um apoio de braço 250. No exemplo da FIGURA 3A, a haste 220 tem uma primeira extremidade acoplada próxima ao corpo do poste 210 abaixo do apoio de mão 240 e uma segunda extremidade oposta à primeira extremidade acoplada ao apoio 230. Em particular, a primeira extremidade da haste 220 é acoplada a pelo menos uma ligação disposta pelo menos parcialmente dentro do poste 210 através de uma abertura no corpo do poste 210. Dessa maneira, o apoio 230 é móvel de forma que mover o apoio 230 mecanicamente comunica comandos cíclicos a partir do piloto a pelo menos uma ligação disposta pelo menos em parte dentro do corpo da parte 210.

No exemplo da FIGURA 3A, a haste 220 é curvada de forma que a haste 220 posiciona pelo menos parte do apoio 230 sobre o apoio de mão 240. Dessa maneira, o apoio 230 pode ser descrito como “flutuando” sobre o apoio de mão 240.

Ensinamentos de certas modalidades reconhecem que flutuar o apoio 230 sobre o apoio de mão 240 pode evitar que o manche cíclico e tubo de controle penetrem através da parte superior do poste 210, eliminando, assim, a necessidade de quaisquer aberturas macroscópicas na parte superior do poste 210. A eliminação da necessidade de uma abertura na parte superior do poste 210, por sua vez, evita que sujeira e detritos caiam na abertura e evita que objetos fiquem presos na abertura, o que poderia limitar a faixa de movimento do apoio 230.

Adicionalmente, a eliminação da abertura pode permitir que o piloto tenha um apoio de mão confortável 240 e pode permitir que o piloto faça entradas de controle precisas no apoio 230. Por exemplo, o apoio de mão 240 pode prover uma plataforma estável, não móvel em relação ao apoio 230. Nesse exemplo, o piloto pode estabilizar uma mão sobre o apoio de mão 240 enquanto faz entradas de controle através de toda a faixa de deslocamento do apoio 230. Adicionalmente, o apoio de mão pode ajudar a reduzir oscilações induzidas pelo piloto. Por exemplo, o apoio de mão 240 pode prover um meio para que o piloto varie a fricção e a umidificação dos controles por meio do ajuste da posição/pressão da mão do piloto sobre o apoio de mão 240 enquanto ele mantém as mãos no apoio 230. Adicionalmente, o piloto pode ajustar a pressão da mão sobre o apoio de mão para mitigar contra uma falha dos dispositivos de fricção e/ou umidificação do sistema de controle.

Um apoio flutuante 230 resulta em uma fenda existente entre o apoio 230 e o apoio de mão 240. Em algumas modalidades, a fenda pode ser grande o suficiente para permitir que o apoio 230 se desloque sem tocar o apoio de mão 240, mas pequeno o suficiente para evitar que uma mão humana ou outros objetos fiquem presos entre o apoio 230 e o apoio de mão 240. Em outras modalidades, a fenda pode ser grande o suficiente para permitir uma mão humana entre o apoio 230 e o apoio de mão 240. Em algumas modalidades, o apoio 230 pode ter uma faixa de movimento para movimentos cíclicos de cerca de cinco polegadas.

Em algumas modalidades, o apoio de mão 240 pode ter uma superfície superior tendo um perfil correspondente ao arco de deslocamento do apoio 230. Por exemplo, o apoio 230 pode se deslocar ao longo de um primeiro arco em uma direção longitudinal (por exemplo, para inclinar a aeronave de asas giratórias 100 para frente e para trás) e ao longo de um segundo arco em uma direção lateral (por exemplo, para inclinar a aeronave de asas giratórias 100 de um lado para o outro). Neste exemplo, o apoio de mão 240 pode ter uma superfície superior tendo um perfil correspondente ao primeiro e segundo arcos de deslocamento. Como um exemplo, o perfil pode corresponder ao primeiro e segundo arcos de deslocamento mantendo uma fenda substancialmente constante entre o apoio 230 e o apoio de mão 240 conforme o apoio se move ao longo de um arco de deslocamento. Como outro exemplo, a superfície superior do apoio de mão 240 pode ter uma curvatura que substanciaJmente combina com o arco de deslocamento do apoio 230. Em algumas modalidades, a superfície superior do apoio de mão 240 pode corresponder ao arco de deslocamento do apoio flutuante 230 sem necessariamente manter uma fenda constante ou ter um arco de deslocamento que combine substancialmente. Por exemplo, em algumas modalidades, o perfil do apoio de mão 340 pode corresponder ao arco de deslocamento esperado da mão do piloto conforme o piloto move o apoio 330. Como outro exemplo, em algumas modalidades, o perfil do apoio de mão 240 pode corresponder ao arco de deslocamento do apoio 230 de forma que o apoio 230 não entre em contato com o apoio de mão 240 em nenhum ponto em seu arco de deslocamento, mesmo se a fenda entre o apoio 230 e o apoio de mão 240 mudar em algum ponto no arco de deslocamento. Como outro exemplo, a fenda entre o apoio 230 e o apoio de mão 240 pode ser relativamente constante ao longo de uma certa faixa (tal como no centro do apoio de mão 240) mas a fenda pode crescer se o apoio 230 for movido ao longo de uma faixa mais ampla (tal como em direção às bordas do apoio de mão 240).

Em algumas modalidades, a haste 220 e o apoio 230 podem ser fabricados independentemente e montados um ao outro. Em outras modalidades, a haste 220 e o apoio 230 podem ser fabricados em conjunto, tal como em um único molde.

Nos exemplos das FIGURAS 3A e 3B, a estrutura de controle cíclica 200 também apresenta um apoio de braço 250. Nesses exemplos, o apoio de braço 250 é acoplado diretamente ao poste 210 (em comparação a ser acoplado ao chão, ao assento ou à parede da cabine do piloto). Em algumas modalidades, o apoio de braço 250 é ajustável. No exemplo das FIGURAS 3A e 3B, o apoio de braço 250 é ajustável em volta de três eixos de rotação. Por exemplo, o apoio de braço 250 pode girar em relação ao poste 210, pode deslizar para cima e para baixo substancialmente paralelamente ao poste 210 e pode rodar em volta de um eixo substancialmente perpendicular ao poste 210 de forma a mudar o ângulo entre o apoio de mão 240 e o apoio de braço 250. Em algumas modalidades, o piloto pode ajustar o apoio de braço 250 em volta dos três eixos usando uma mão. Por exemplo, um botão de ajuste pode ser provido para permitir que o piloto pressione o botão de ajuste e mova o apoio de braço 250 usando uma única mão.

Em algumas modalidades, o apoio de mão 240 e o apoio de braço 250 podem ter perfis correspondentes. Como um exemplo, o apoio de mão 240 e o apoio de braço 250 podem ter superfícies superiores que podem ser alinhadas ao longo de um arco comum. Em algumas modalidades, o apoio de braço 250 pode precisar ser ajustado de forma a alinhar as superfícies superiores do apoio de mão 240 e do apoio de braço 250 ao longo do arco comum.

Conforme dito acima, a haste 220 pode ser acoplada a pelo menos uma ligação disposta pelo menos parcialmente dentro do poste 210 através de uma abertura no corpo do poste 210. Dessa maneira, o apoio 230 pode ser móvel de forma que o apoio móvel 230 mecanicamente comunica comandos cíclicos a partir do piloto a pelo menos uma ligação disposta pelo menos em parte dentro do corpo da parte 210.

As FIGURAS 4A-4C mostram um mecanismo giro-estabilizado compacto de acordo com uma modalidade exemplar. Ensinamentos de certas modalidades reconhecem que o mecanismo giro-estabilizado compacto pode permitir comunicações mecânicas de comandos cíclicos a partir da haste 220. Em particular, ensinamentos de certas modalidades reconhecem a habilidade de comunicar comandos cíclicos em duas direções (por exemplo, para frente/para trás e esquerda/direita).

No exemplo das FIGURAS 4A-4C, o mecanismo giro-estabilizado compacto apresenta um giro-estabilizado 260, um giro-estabilizado 270 e ligações 280 e 290. O giro-estabilizado 260 é acoplado à parte de dentro do corpo do poste 210 e é rotativo em volta de um primeiro eixo de rotação. O giro-estabilizado 260 apresenta um ponto de afixação de ligação desalinhado do primeiro eixo de rotação. Ligação 280 é acoplada ao giro-estabilizado 260 e a esse ponto de afixação de ligação. No exemplo da FIGURA 4C, um pino 265 se desloca através do ponto de afixação de ligação e a ligação 280 apresenta uma extremidade de mancai 282 que recebe o pino 265. O giro-estabilizado 270 é acoplado ao giro-estabilizado 260 e é rotativo em relação ao giro-estabilizado 260 em volta de um segundo eixo de rotação. No exemplo da FIGURA 4C, o pino 265 é coaxial ao segundo eixo de rotação e acopla o giro-estabilizado 270 ao giro-estabilizado 260 quando o apoio 230 está em uma posição neutra. O giro-estabilizado 270 apresenta um ponto de afixação de ligação desalinhado do segundo eixo de rotação. Ligação 290 é acoplada ao giro-estabilizado 270 nesse ponto de afixação de ligação. No exemplo da FIGURA 4C, um pino 275 se desloca através do ponto de afixação de ligação e uma ligação 290 apresenta uma extremidade de mancai 292 que recebe o pino 275. A haste 220 é acoplada ao giro-estabilizado 270. No exemplo das FIGURAS 4A-4C, a haste 220 é acoplada ao giro-estabilizado 270 próxima a uma abertura 215 no poste 210. Neste exemplo, pelo menos parte da haste 220 é coaxial ao primeiro eixo de rotação do giro-estabilizado 260 quando o apoio 230 está em uma posição neutra. Adicionalmente, a haste 220 é rotativa em volta tanto do primeiro eixo de rotação de giro-estabilizado 260 quanto do segundo eixo de rotação de giro-estabilizado 270.

Por exemplo, em operação de acordo com uma modalidade, comandos de inclinação cíclicos para a esquerda/direita são comunicados a partir do apoio 230 através da ligação 280. Um piloto pode mover o apoio 230 para a esquerda (ou direita) para comunicar um comando cíclico para a esquerda (ou direita). Como explicado acima, a haste 220 é acoplada ao giro-estabilizado 270, o qual é acoplado ao giro-estabilizado 260. Consequentemente, quando a haste 220 se move para a esquerda, os giro-estabilizados 260 e 270 rotacionam em volta do eixo de rotação do giro-estabilizado 260 (o qual nesse exemplo é coaxial a parte da haste 220 quando o apoio 230 está em uma posição neutra). Rotação dos giro-estabilizados 260 e 270 faz com que a ligação 280 se mova para cima (ou para baixo), permitindo, assim, que a ligação 280 comunique comandos cíclicos para a esquerda/direita a partir do apoio 230. Nesse exemplo, a ligação 290 tem pouco movimento porque o ponto de afixação de ligação da ligação 290 é coaxial ao eixo de rotação do giro-estabilizado 260 quando o apoio 230 está em uma posição neutra.

Adicionalmente, comandos de inclinação para frete/trás podem ser comunicados a partir do apoio 230 através da ligação 290. Um piloto pode mover o apoio 230 para frente (ou para trás) para comunicar um comando cíclico para frente (ou para trás). Mover o apoio 230 para frente faz com que a haste 220 rotacione para frente. Como explicado acima, a haste 220 é acoplada ao giro-estabilizado 270, o qual é rotativamente acoplado ao giro-estabilizado 260. Nesse exemplo, quando a haste 220 rotaciona para frente, o giro-estabilizado 270 rotaciona em volta de seu eixo de rotação relativamente ao giro-estabilizado 260. A rotação de giro-estabilizado 270 relativamente ao giro-estabilizado 260 faz com que a ligação 290 se mova para cima (ou para baixo), permitindo, assim, que a ligação 290 comunique comandos cíclicos para frente/trás a partir do apoio 230. Nesse exemplo, a ligação 280 tem pouco movimento porque o ponto de afixação de ligação da ligação 280 é coaxial ao eixo de rotação do giro-estabilizado 270 quando o apoio 230 está em uma posição neutra.

Consequentemente, ensinamentos de certas modalidades reconhecem que o mecanismo giro-estabilizado das FIGURAS 4A-4C pode receber e dissociar comandos cíclicos para esquerda/direita e comandos cíclicos para frente/trás. Ensinamentos de certas modalidades reconhecem que o mecanismo giro-estabilizado das FIGURAS 4A-4C podem dissociar comandos cíclicos para esquerda/direita a partir de comandos cíclicos para frente/trás dentro do espaço confinado do poste 210.

As FIGURAS 5A-5B mostram uma estrutura de controle coletiva 300 de acordo com uma modalidade exemplar. A FIGURA 5A mostra uma vista em perspectiva da estrutura de controle coletiva 300 e a FIGURA 5B mostra uma vista lateral. A FIGURA 5C mostra uma estrutura de controle coletiva alternativa 300 com o apoio de braço removido.

Em algumas modalidades, a estrutura de controle coletiva 300 pode se assemelhar à estrutura de controle cíclica 200. Diferentemente da estrutura de controle cíclica 200, no entanto, ensinamentos de certas modalidades reconhecem uma faixa diferente de movimento para a estrutura de controle coletiva 300. Em particular, a maioria dos controles coletivos permitem que o piloto puxe um apoio para cima e para baixo. Ensinamentos de certas modalidades reconhecem que a estrutura de controle coletiva 300 pode também permitir que o piloto puxe um apoio para cima e para baixo. Ensinamentos de certas modalidades reconhecem, no entanto, a habilidade de ainda prover um apoio de mão sob o apoio muito embora o apoio possa ser puxado para cima e para baixo pelo piloto.

Como visto na FIGURA 5A, a estrutura de controle coletiva 300 pode apresentar um poste 310, uma haste 320, um apoio 330, um apoio de mão 340 e um apoio de braço 350. No exemplo da FIGURA 3A, a haste 320 tem uma primeira extremidade acoplada próxima ao corpo do poste 310 abaixo do apoio de mão 340 e uma segunda extremidade oposta à primeira extremidade acoplada ao apoio 330. Em particular, a primeira extremidade da haste 320 é acoplada a pelo menos uma ligação disposta pelo menos parcialmente dentro do poste 310 através de uma abertura no corpo do poste 310. Dessa maneira, o apoio 330 é móvel de forma que mover o apoio 330 mecanicamente comunica comandos coletivos a partir do piloto a pelo menos uma ligação disposta pelo menos em parte dentro do corpo da parte 310.

No exemplo da FIGURA 5A, a haste 320 é curvada de forma que a haste 320 posiciona pelo menos parte do apoio 330 sobre o apoio de mão 340. Dessa maneira, o apoio 330 pode ser descrito como “flutuando” sobre o apoio de mão 340.

Ensinamentos de certas modalidades reconhecem que flutuar o apoio 330 sobre o apoio de mão 340 pode evitar que o manche coletivo e tubo de controle penetrem através da parte superior do poste 310, eliminando, assim, a necessidade de quaisquer aberturas macroscópicas na parte superior do poste 310. A eliminação da necessidade de uma abertura na parte superior do poste 310, por sua vez, evita que sujeira e detritos caiam na abertura e evita que objetos fiquem presos na abertura, o que podería limitar a faixa de movimento do apoio 330.

Adicionalmente, a eliminação da abertura pode permitir que o piloto tenha um apoio de mão confortável 340 e pode permitir que o piloto faça entradas de controle precisas ao apoio 330. Por exemplo, o apoio de mão 340 pode prover uma plataforma estável, não móvel em relação ao apoio 330. Nesse exemplo, o piloto pode estabilizar uma mão sobre o apoio de mão 340 enquanto faz entradas de controle através de toda a faixa de deslocamento do apoio 330. Adicionalmente, o apoio de mão pode ajudar a reduzir oscilações induzidas pelo piloto. Por exemplo, o apoio de mão 340 pode prover um meio para que o piloto varie a fricção e a umidificação dos controles por meio do ajuste da posição/pressão da mão do piloto sobre o apoio de mão 340 enquanto ele mantém as mãos no apoio 330. Adicionalmente, o piloto pode ajustar a pressão da mão sobre o apoio de mão para mitigar contra uma falha dos dispositivos de fricção e/ou umidificação do sistema de controle.

Um apoio flutuante 330 resulta em uma fenda existente entre o apoio 330 e o apoio de mão 340. Em algumas modalidades, a fenda pode ser grande o suficiente para permitir que o apoio 330 se desloque sem tocar o apoio de mão 340, mas pequeno o suficiente para evitar que uma mão humana ou outros objetos fiquem presos entre o apoio 330 e o apoio de mão 340. Em algumas modalidades, o apoio 330 pode ter uma faixa de movimento para movimentos coletivos de cerca de cinco polegadas.

Em algumas modalidades, o apoio de mão 340 pode ter uma superfície superior tendo um perfil correspondente ao arco de deslocamento do apoio 330. Por exemplo, o apoio 330 pode se deslocar ao longo de um único arco para aumentar ou diminuir a elevação gerada pelas pás 120. Neste exemplo, o apoio de mão 340 pode ter uma superfície superior tendo um perfil correspondente a esse arco de deslocamento. Como um exemplo, o perfil pode corresponder ao arco de deslocamento mantendo uma fenda substancialmente constante entre o apoio 330 e o apoio de mão 340 conforme o apoio se move ao longo do arco de deslocamento. Como outro exemplo, a superfície superior do apoio de mão 340 pode ter uma curvatura que substancialmente combina com o arco de deslocamento do apoio 330. Em algumas modalidades, a superfície superior do apoio de mão 340 pode corresponder ao arco de deslocamento do apoio flutuante 330 sem necessariamente manter uma fenda constante ou ter um arco de deslocamento que combine substancialmente. Por exemplo, em algumas modalidades, o perfil do apoio de mão 340 pode corresponder ao arco de deslocamento esperado da mão do piloto conforme o piloto move o apoio 330. Como outro exemplo, o perfil do apoio de mão 340 pode corresponder ao arco de deslocamento do apoio 330 de forma que o apoio 330 não entre em contato com o apoio de mão 340 em nenhum ponto em seu arco de deslocamento, mesmo se a fenda entre o apoio 330 e o apoio de mão 340 mudar em algum ponto no arco de deslocamento. Como outro exemplo, a fenda entre o apoio 330 e o apoio de mão 340 pode ser relativamente constante ao longo de uma certa faixa (tal como no centro do apoio de mão 340) mas a fenda pode crescer se o apoio 330 for movido ao longo de uma faixa mais ampla (tal como em direção às bordas do apoio de mão 340).

Em algumas modalidades, a haste 320 e o apoio 330 podem ser fabricados independentemente e montados um ao outro. Em outras modalidades, a haste 320 e o apoio 330 podem ser fabricados em conjunto, tal como em um único molde.

Nos exemplos das FIGURAS 5A e 5B, a estrutura de controle coletiva 300 também apresenta um apoio de braço 350. Nesses exemplos, o apoio de braço 350 é acoplado diretamente ao poste 310 (em comparação a ser acoplado ao chão, ao assento ou à parede da cabine do piloto). Em algumas modalidades, o apoio de braço 350 é ajustável. No exemplo das FIGURAS 3A e 3B, o apoio de braço 350 é ajustável em volta de três eixos de rotação. Por exemplo, o apoio de braço 350 pode girar em relação ao poste 310, pode deslizar para cima e para baixo substancialmente paralelamente ao poste 310 e pode rodar em volta de um eixo substancialmente perpendicular ao poste 310 de forma a mudar o ângulo entre o apoio de mão 340 e o apoio de braço 350. Em algumas modalidades, o piloto pode ajustar o apoio de braço 350 em volta dos três eixos usando uma mão. Por exemplo, um botão de ajuste pode ser provido para permitir que o piloto pressione o botão de ajuste e mova o apoio de braço 350 usando uma única mão.

Em algumas modalidades, o apoio de mão 340 e o apoio de braço 350 podem ter perfis correspondentes. Como um exemplo, o apoio de mão 340 e o apoio de braço 350 podem ter superfícies superiores que podem ser alinhadas ao longo de um arco comum. Em algumas modalidades, o apoio de braço 350 pode precisar ser ajustado de forma a alinhar as superfícies superiores do apoio de mão 340 e do apoio de braço 350 ao longo do arco comum.

As FIGURAS 6A-6C mostram posições e formatos relativos da estrutura de controle cíclica 200 e estrutura de controle coletiva 300. A FIGURA 6A mostra uma vista em perspectiva da estrutura de controle cíclica 200 e estrutura de controle coletiva 300, a FIGURA 6B mostra uma vista lateral direita da estrutura de controle cíclica 200 e estrutura de controle coletiva 300 e a FIGURA 6C mostra uma vista lateral esquerda da estrutura de controle cíclica 200 e estrutura de controle coletiva 300.

Como pode ser visto nas FIGURAS 6A-6C, a estrutura de controle coletiva 300 tem um apoio de mão mais vertical que a estrutura de controle cíclica 200. Ensinamentos de certas modalidades reconhecem que a estrutura de controle coletiva 300 pode ter um apoio de mão mais vertical para simular a experiência tradicional de pousar com uma alavanca de controle coletivo. Ensinamentos de certas modalidades reconhecem que o apoio de mão mais vertical pode ajudar o apoio a ser movido para cima e para baixo ao passo em que ainda provê um apoio de mão sob o arco de movimento do apoio.

Adicionalmente, a estrutura de controle cíclica 200 e estrutura de controle coletiva 300 têm hastes diferentes. Em particular, a haste da estrutura de controle cíclica 200 apresenta uma porção dobrada que não existe na haste da estrutura de controle coletiva 300. Ensinamentos de certas modalidades reconhecem que a porção dobrada pode servir para diversos propósitos. Por exemplo, a porção dobrada pode permitir que a haste 220 posicione o apoio 230 sobre o apoio de mão 240. Adicionalmente, a porção dobrada pode permitir que a haste 220 seja coaxial aos giro-estabilizados dentro do poste 210 no ponto onde a haste 220 se conecta aos giro-estabilizados. Como explicado acima, o posicionamento coaxial da haste 220 aos giro-estabilizados pode permitir que os giro-estabilizados recebam e dissociem movimentos de inclinação para a esquerda/direita e movimentos de inclinação para frente/trás. A estrutura de controle coletiva 300, por outro lado, pode receber apenas movimentos de controle coletivo e, portanto, pode não ser necessário que a estrutura de controle coletiva 300 dissocie movimentos em direções múltiplas. A FIGURA 7 mostra a estrutura de controle cíclica 200 com seus giro-estabilizados 260 e 270. Ensinamentos de certas modalidades reconhecem que a estrutura de controle cíclica 200, juntamente com o mecanismo giro-estabilizado dentro do poste 210, pode ser montada antes da instalação em uma aeronave. Por exemplo, a estrutura de controle cíclica 200 pode ser pré-montada com cotovelos 284 e 294, os quais são acoplados às ligações 280 e 290, respectivamente. Uma vez que a estrutura de controle cíclica 200 está situada na aeronave, cotovelos 284 e 294 podem ser acoplados ao equipamento na aeronave configurado para receber movimentos de controle cíclicos de estrutura de controle cíclica 200.

Ensinamentos de certas modalidades reconhecem que a pré-montagem da estrutura de controle cíclica 200 (ou estrutura de controle coletiva 300) pode reduzir o tempo e recursos necessários para instalar sistemas de controle de piloto em uma aeronave. Por exemplo, a estrutura de controle cíclica 200 pode ser manipulada e ajustada durante o processo de montagem ao invés de na aeronave, onde o espaço é mais confinado. Adicionalmente, a pré-montagem da estrutura de controle cíclica 200 permite que a estrutura de controle cíclica 200 seja instalada em um processo relativamente simples de três etapas: acople o cotovelo 284 a uma ligação para movimentos cíclicos para esquerda/direita; acople o cotovelo 294 a uma ligação para movimentos cíclicos para frente/trás; e prenda o poste 210 ao chão da cabine do piloto. FIGURA 8 mostra uma instalação 400 de duas estruturas de controle cíclico 200 e duas estruturas de controle coletivas 300 de acordo com uma modalidade exemplar. Nesse exemplo, as duas estruturas de controle cíclicas 200 e as duas estruturas de controle coletivas 300 estão acopladas a três estruturas de equilíbrio longitudinal integradas: duas estruturas de equilíbrio longitudinal cíclicas 500 e uma estrutura de equilíbrio longitudinal coletiva 600. Uma das estruturas de equilíbrio longitudinal cíclicas 500 maneja movimentos de inclinação cíclicos para esquerda/direita, e a outra estrutura de equilíbrio longitudinal cíclica 500 maneja movimentos de inclinação para frente/trás.

Na instalação 400 da FIGURA 8, ligações 410 acoplam os cotovelos 294 de ambas as estruturas de controle cíclicas 200 a uma estrutura de equilíbrio longitudinal cíclica 500 e ligações 420 acoplam os cotovelos 284 de ambas as estruturas de controle cíclicas 200 à outra estrutura de equilíbrio longitudinal cíclica 500. Ligações 430 acoplam os cotovelos de ambas as estruturas de controle coletivas 300 à estrutura de equilíbrio longitudinal coletiva 600. Nesse exemplo, ligações 410-430 e estruturas de equilíbrio longitudinal 500 e 600 estão localizadas sob o chão da cabine do piloto.

No exemplo da FIGURA 8, as estruturas de equilíbrio longitudinal cíclicas 500 e a estrutura de equilíbrio longitudinal coletiva 600 são operáveis para receber e medir comunicações mecânicas de movimentos cíclicos coletivos e cíclicos a partir do piloto. Nesse exemplo, as estruturas de equilíbrio longitudinal cíclicas 500 e as estruturas de equilíbrio longitudinal coletivas 600 podem representar componentes em um sistema de controle de voo por cabo elétrico e as medições a partir das estruturas de equilíbrio longitudinal cíclicas 500 e das estruturas de equilíbrio longitudinal coletivas 600 podem ser enviadas a um computador de controle de voo operável para instruir o sistema de rotor 100 para mudar uma posição das pás 120 com base nas medições recebidas. Por exemplo, o computador de controle de voo pode estar em comunicação com atuadores ou outros dispositivos operáveis para mudar a posição das pás 120. A FIGURA 9 mostra uma representação em diagrama das estruturas de equilíbrio longitudinal cíclicas 500 da FIGURA 8 de acordo com uma modalidade exemplar. Nesse exemplo, cada estrutura de equilíbrio longitudinal cíclica 500 apresenta um motor de equilíbrio longitudinal 510, uma embreagem 515, um amortecedor de pouso 520, dispositivos de medição de posição 530, uma mola de gradiente 540, um amortecedor 550, um dispositivo de cisalhamento 560, dispositivos de medição de posição 570, dispositivos de batentes mecânicas 580 e uma haste de saída 590. No exemplo da FIGURA 8, a haste 590 pode ser acoplada às ligações 410 ou 420. Embora a haste 590 possa ser descrita como uma haste única, ensinamentos de certas modalidades reconhecem que a haste 590 pode representar partes múltiplas. Como um exemplo, a haste 590 pode incluir duas hastes separadas pela mola de gradiente 540. Em outro exemplo, a haste 590 pode representar uma única haste com uma mola de torção afixada.

Em operação, de acordo com uma modalidade exemplar, a haste de saída 590 e as estruturas de controle cíclicas 200 estão em comunicação mecânica de forma que o movimento do apoio 230 resulta em movimento da haste de saída 590 e o movimento da haste de saída 590, similarmente, resulta em movimento do apoio 230. O movimento da haste de saída 590 pode ser medido por dispositivos de medição de posição 530 e 570. As medições a partir de dispositivos de medição 530 e 570 podem ser usadas para instruir o sistema de rotor 100 sobre como mudar a posição das pás 120.

No exemplo da FIGURA 9, a estrutura de equilíbrio longitudinal cíclica 500 pode operar em três modos de operação. No primeiro modo de operação, a embreagem 515 está engatada e o motor de equilíbrio longitudinal 510 aciona a haste de saída 590. Esse primeiro modo de operação pode representar, por exemplo, a operação da estrutura de equilíbrio longitudinal cíclica 500 durante operações de piloto automático. Nesse exemplo, o motor de equilíbrio longitudinal 510 pode acionar o movimento da haste de saída 590 de forma a acionar o movimento do apoio 230 da estrutura de controle cíclica 200. Dispositivos de medição de posição 530 e 570 podem também medir como o motor de equilíbrio longitudinal 510 aciona a haste de saída 590 e comunica essas medições ao sistema de rotor 100.

No segundo modo de operação, a embreagem 515 está desengatada e o piloto aciona a haste de saída 590 por meio da estrutura de controle cíclica 200. Nesse exemplo, o piloto muda a posição da haste de saída 590, a qual pode ser medida pelos dispositivos de medição de posição 530 e 570. Os dispositivos de medição de posição 530 e 570 podem medir como o piloto aciona a haste de saída 590 e comunicar essas medições ao sistema de rotor 100.

No terceiro modo de operação, a embreagem 515 está engatada e o motor de equilíbrio longitudinal 510 suporta seu braço de saída em uma posição de equilíbrio longitudinal de forma a prover um ponto de base para a haste de saída 590. Nesse exemplo, o piloto pode mudar a posição da haste de saída 590 em volta da posição de equilíbrio longitudinal estabelecida pelo motor de equilíbrio longitudinal 510. Quando o piloto libera o apoio 230, o apoio 230 pode mover à posição de equilíbrio longitudinal correspondente à posição estabelecida pelo motor de equilíbrio longitudinal 510. Em algumas modalidades, o primeiro e terceiro modos de operações podem ser combinados de forma que o motor de equilíbrio longitudinal 510 mova a posição de equilíbrio longitudinal durante a operação.

Portanto, o motor de equilíbrio longitudinal 510 pode prover força cíclica e/ou equilíbrio longitudinal à estrutura de controle cíclica 200 através da haste de saída 590. Em uma modalidade exemplar, o motor de equilíbrio longitudinal 510 é um motor com ímã permanente DC de 28 volts. Em operação, o motor de equilíbrio longitudinal 510 pode prover uma sensação de força artificial para um sistema de controle de voo em volta de um ponto âncora, como será explicado em mais detalhes abaixo. A embreagem 515 provê um mecanismo para engatar e desengataro motor de equilíbrio longitudinal 510. O amortecedor de pouso 520 ajuda a mover a haste de saída 590 a uma posição de equilíbrio longitudinal estabelecida pelo motor de equilíbrio longitudinal 510. Por exemplo, o amortecedor de pouso 520 pode ajudar a dissipar energia armazenada na mola de gradiente 540 de forma a reduzir ou eliminar o deslocamento ou retorno de solavanco sentido no apoio 230 quando o piloto libera o apoio 230 e é permitido ao apoio 230 retornar à posição de equilíbrio longitudinal. A mola de gradiente 540 permite que a haste de saída 590 seja movida relativamente à posição estabelecida pelo motor de equilíbrio longitudinal 510. Se o piloto liberar o apoio 230, a mola de gradiente 540 poderá fazer com que a haste de saída 590 retorne à posição estabelecida pelo motor de equilíbrio longitudinal 510. O amortecedor 550 pode ajudar a reduzir as forças inerciais nas ligações de controle da cabine do piloto. Por exemplo, o amortecedor 550 pode ajudar a reduzir o efeito de oscilações induzidas pelo piloto e prover suavidade aos controles da cabine do piloto. Dessa maneira, o amortecedor 550 pode prover alguns dos aspectos de força/sensação sentidos na estrutura de controle cíclica 200. O dispositivo de cisalhamento 560 provê um mecanismo para alívio de congestionamento interno ao evento de um congestionamento na estrutura de equilíbrio longitudinal cíclica 500. Por exemplo, se o motor de equilíbrio longitudinal 510 congestionar e evitar que a haste de saída 590 se mova, o piloto pode contornar o congestionamento provendo força suficiente para cisalhar a haste de saída 590 a partir do motor de equilíbrio longitudinal 510 no dispositivo de cisalhamento 560. Uma vez que a haste de saída 590 é cisalhada a partir do motor de equilíbrio longitudinal 510, a estrutura de equilíbrio longitudinal cíclica 500 pode operar no primeiro modo de operação com o piloto acionando a haste de saída 590.

Os dispositivos de medição de posição 530 e 570 podem representar qualquer dispositivo operável para medir a posição de uma haste. No exemplo da FIGURA 9, os dispositivos de medição de posição 530 e 570 são mostrados como transformadores diferenciais variáveis rotativos (RVDTs). Um RVDT é um tipo de transformador elétrico usado para medir deslocamento angular. Em um exemplo, um RVDT pode representar um transdutor eletromecânico que provê uma tensão de saída de corrente alternada variável (AC) que é linearmente proporcional ao deslocamento angular de sua haste de entrada. Quando energizado com uma fonte de AC fixa, o sinal de saída é linear dentro de uma faixa específica sobre o deslocamento angular. Em algumas modalidades, os RVDTs utilizam tecnologia sem escova e sem contato para assegurar sensoriamento de posição repetível, confiável e de vida longa com resolução infinita. Tal desempenho repetível e confiável pode permitir um sensoriamento de posição preciso sob condições extremas de operação.

No exemplo da FIGURA 9, os dispositivos de medição de posição 530 estão situados em lados opostos da mola de gradiente 540. Nesse exemplo, a entrada do piloto pode ser determinada por meio da determinação da diferença em medições dos dispositivos de medição de posição 530. Por exemplo, os dispositivos de medição de posição 570 podem medir a posição da haste de saída 590 próxima à ligação 410 ou 420, enquanto os dispositivos de medição de posição 530 podem medir diferenças na rotação da haste transversalmente à mola de gradiente 540, assim como a posição da haste próxima ao motor de equilíbrio longitudinal 510. Essas medições podem indicar quanto o piloto rotacionou a haste de saída 590 fora da posição de equilíbrio longitudinal estabelecida pelo motor de equilíbrio longitudinal 510.

No exemplo da FIGURA 9, a estrutura de equilíbrio longitudinal cíclica 500 inclui dois dispositivos de medição de posição 530 e três dispositivos de medição de posição 570. Nesse exemplo, dispositivos de medição de posição múltiplos são providos para redundância. Por exemplo, os três dispositivos de medição de posição 570 podem ser associados a três computadores de controle de voo. O provimento de três sistemas de controle de voo pode proteger a aeronave de asas giratórias 100 de certas falhas do sistema.

Batentes mecânicas 580 limitam a faixa de movimento da haste 220 por meio da limitação da faixa de movimento da haste de saída 590. Em uma modalidade exemplar, as batentes mecânicas 580 restringem mecanicamente os limites de deslocamento da haste de saída 590 a +/- 35 graus de uma posição nula com uma tolerância de +/- 0,1 graus. Em algumas modalidades, as batentes mecânicas 580 podem representar batentes mecânicas positivas e não congestionantes. Em algumas modalidades, as batentes mecânicas 580 podem ser capazes de aguentar um torque máximo de 780 polegadas por libra na haste de saída 590 enquanto sobre as batentes mecânicas 580.

Ensinamentos de certas modalidades reconhecem que as batentes mecânicas 580 podem prover o mecanismo primário para limitar a faixa de movimento da haste 220. Embora outros componentes possam ter uma faixa limitada de movimento (tais como os giro-estabilizados 260 e 270) e, assim, prover limitações secundárias sobre a faixa de movimento da haste 220 (tal como no evento de uma falha das batentes mecânicas 580), as batentes mecânicas 580 podem prover o mecanismo primário para limitar a faixa de movimento da haste 220. Ensinamentos de certas modalidades reconhecem que as batentes mecânicas 580 podem ser mais fortes que alguns outros componentes no sistema (tais como os giro-estabilizados 260 e 270) e, portanto, são mais adequadas para prover o mecanismo primário para limitar a faixa de movimento da haste 220. Adicionalmente, ensinamentos de certas modalidades reconhecem que o provimento do mecanismo primário para limitar a faixa de movimento da haste 220 com a estrutura de equilíbrio longitudinal cíclica 500 pode simplificar o procedimento de ajustagem mediante a instalação de estruturas de controle cíclicas 200 e estruturas de equilíbrio longitudinal cíclicas 500 na aeronave de asas giratórias 100. Além disso, ensinamentos de certas modalidades reconhecem que o provimento de batentes mecânicas 580 nas estruturas de equilíbrio longitudinal cíclicas 500 ao invés de nas estruturas de controle cíclicas 200 pode permitir um poste 210 menor. FIGURA 10 mostra uma representação em diagrama das estruturas de equilíbrio longitudinal coletivas 600 da FIGURA 8 de acordo com uma modalidade exemplar. Nesse exemplo, a estrutura de equilíbrio longitudinal coletiva 600 apresenta um motor de equilíbrio longitudinal 610, embreagens 620, resolvers 630, um dispositivo de cisalhamento 640, dispositivos de medição de posição 650, dispositivos de batentes mecânicas 660 e uma haste de saída 670. No exemplo da FIGURA 8, a haste 670 pode ser acoplada às ligações 430. Embora a haste 670 ppssa ser descrita como uma haste única, ensinamentos de certas modalidades reconhecem que a haste 670 pode representar partes múltiplas.

Em operação, de acordo com uma modalidade exemplar, a haste de saída 670 e ps estruturas de controle coletivas 300 estão em comunicação mecânica de forma que o movimento do apoio 330 resulta em movimento da haste de saída 670 e o movimento da haste de saída 670, similarmente, resulta em movimento do apoio 330. O movimento da haste de saída 670 pode ser medido por dispositivos de medição de posição 650. As medições a partir de dispositivos de medição 650 podem ser usadas para instruir o sistema de rotor 100 sobre como mudara posição das pás 120.

No exemplo da FIGURA 10, a estrutura de equilíbrio longitudinal coletiva 500 pode operar em três modos de operação. No primeiro modo de operação, as embreagens 620 estão engatadas e o motor de equilíbrio longitudinal 610 aciona a haste de saída 670. Esse primeiro modo de operação pode representar, por exemplo, a operação da estrutura de equilíbrio longitudinal coletiva 600 durante operações de piloto automático. Nesse exemplo, o motor de equilíbrio longitudinal 610 pode acionar o movimento da haste de saída 670 de forma a acionar o movimento do apoio 630 da estrutura de controle coletiva 300. Dispositivos de medição de posição 650 podem também medir como o motor de equilíbrio longitudinal 610 aciona a haste de saída 670 e comunica essas medições ao sistema de rotor 100.

No segundo modo de operação, as embreagens 620 estão desengatadas e o piloto aciona a haste de saída 670 por meio da estrutura de controle coletiva 300. Nesse exemplo, o piloto muda a posição da haste de saída 670, a qual pode ser medida pelos dispositivos de medição de posição 650. Os dispositivos de medição de posição 650 podem medir como o piloto aciona a haste de saída 670 e comunicar essas medições ao sistema de rotor 100.

No terceiro modo de operação, as embreagens 620 estão engatadas e o motor de equilíbrio longitudinal 610 suporta seu braço de saída em uma posição de equilíbrio longitudinal de forma a prover um ponto de base para a haste de saída 670. Nesse exemplo, o piloto pode mudar a posição da haste de saída 670 em volta da posição de equilíbrio longitudinal estabelecida pelo motor de equilíbrio longitudinal 610. Quando o piloto libera o apoio 330, o apoio 330 pode mover à posição de equilíbrio longitudinal correspondente à posição estabelecida pelo motor de equilíbrio longitudinal 610. Em algumas modalidades, o primeiro e terceiro modos de operações podem ser combinados de forma que o motor de equilíbrio longitudinal 610 mova a posição de equilíbrio longitudinal durante a operação.

Portanto, o motor de equilíbrio longitudinal 610 pode prover força coletiva e/ou equilíbrio longitudinal à estrutura de controle coletiva 300 através da haste de saída 670. Em uma modalidade exemplar, o motor de equilíbrio longitudinal 610 é um motor com ímã permanente DC de 28 volts. Em operação, o motor de equilíbrio longitudinal 610 pode prover uma sensação de força artificial para um sistema de controle de voo em volta de um ponto âncora, como será explicado em mais detalhes abaixo.

As embreagens 620 proveem um mecanismo para engatar e desengatar o motor de equilíbrio longitudinal 610. No exemplo da FIGURA 10, as embreagens são embreagens de fricção variável. Os resolvers 630 medem o deslizamento através das embreagens 620. Em algumas modalidades, os resolvers podem medir a quantidade de esforço do piloto por meio da medição de deslizamento através das embreagens 620. Em combinação, as embreagens 620 e os resolvers 630 podem prover características de força/sensação de volta à estrutura de controle coletiva 300.

Em algumas modalidades, uma engrenagem planetária ou outro sistema de engrenagem pode ser provido entre o motor de equilíbrio longitudinal 610 e as embreagens 620Iresolvers 630. Em uma modalidade exemplar, uma engrenagem planetária é provida entre o motor de equilíbrio longitudinal 610 e as duas embreagens à esquerda dos resolvers 630 na FIGURA 10. Nessa modalidade exemplar, as duas embreagens 620 à esquerda dos resolvers 630 podem ser removidas. O dispositivo de cisalhamento 640 provê um mecanismo para alívio de congestionamento interno ao evento de um congestionamento na estrutura de equilíbrio longitudinal coletiva 600. Por exemplo, se o motor de equilíbrio longitudinal 610 congestionar e evitar que a haste de saída 670 se mova, o piloto pode contornar o congestionamento provendo força suficiente para cisalhar a haste de saída 670 a partir do motor de equilíbrio longitudinal 610 no dispositivo de cisalhamento 640. Uma vez que a haste de saída 670 é cisalhada a partir do motor de equilíbrio longitudinal 610, a estrutura de equilíbrio longitudinal coletiva 600 pode operar no primeiro modo de operação com o piloto acionando a haste de saída 670.

Os dispositivos de medição de posição 650 podem representar qualquer dispositivo operável para medir a posição de uma haste. No exemplo da FIGURA 10, os dispositivos de medição de posição 650 são mostrados como RVDTs. Adicionalmente, a FIGURA 10 mostra a estrutura de equilíbrio longitudinal coletiva 600 como incluindo três dispositivos de medição de posição 650. Nesse exemplo, dispositivos de medição de posição múltiplos são providos para redundância. Por exemplo, os três dispositivos de medição de posição 650 podem ser associados a três computadores de controle de voo. O provimento de três sistemas de controle de voo pode proteger a aeronave de asas giratórias 100 de certas falhas do sistema.

Batentes mecânicas 660 limitam a faixa de movimento da haste 320 por meio da limitação da faixa de movimento da haste de saída 670. Em algumas modalidades, as batentes mecânicas 660 podem representar batentes mecânicas positivas e não congestionantes. Ensinamentos de certas modalidades reconhecem que as batentes mecânicas 660 podem prover o mecanismo primário para limitar a faixa de movimento da haste 320. Embora outros componentes possam ter uma faixa limitada de movimento (tais como os componentes dentro do poste 310) e, assim, prover limitações secundárias sobre a faixa de movimento da haste 320 (tal como no evento de uma falha das batentes mecânicas 660), as batentes mecânicas 660 podem prover o mecanismo primário para limitar a faixa de movimento da haste 320. Ensinamentos de certas modalidades reconhecem que as batentes mecânicas 660 podem ser mais fortes que alguns outros componentes no sistema e, portanto, são mais adequadas para prover o mecanismo primário para limitar a faixa de movimento da haste 320. Adicionalmente, ensinamentos de certas modalidades reconhecem que o provimento do mecanismo primário para limitar a faixa de movimento da haste 320 com a estrutura de equilíbrio longitudinal coletiva 600 pode simplificar o procedimento de ajustagem mediante a instalação de estruturas de controle coletivas 300 e estruturas de equilíbrio longitudinal coletivas 600 na aeronave de asas giratórias 100. Além disso, ensinamentos de certas modalidades reconhecem que o provimento de batentes mecânicas 660 nas estruturas de equilíbrio longitudinal coletivas 600 ao invés de nas estruturas de controle coletivas 300 pode permitir um poste 310 menor.

Portanto, como mostrado em relação às FIGURAS 3-10, uma aeronave como a aeronave de asas giratórias 100 pode ser equipada com controles de voo do piloto tais como estruturas de controle cíclicas 200 e estruturas de controle coletivas 300, as quais podem operar em conjunção com as estruturas de equilíbrio longitudinal cíclicas 500 e as estruturas de equilíbrio longitudinal coletivas 600, respectivamente. Adicionalmente, ensinamentos de certas modalidades reconhecem que uma aeronave tal como a aeronave de asas giratórias 100 pode ser equipada com estruturas de pedal para prover controle antitorque. FIGURAS 11A-11D mostram estruturas de pedal 700 e uma estrutura de equilíbrio longitudinal antitorque 800 de acordo com uma modalidade exemplar. As FIGURAS 11A-11C mostram vistas em perspectiva frontal, traseira e lateral das estruturas de pedal 700 e estrutura de equilíbrio longitudinal antitorque 800 e a FIGURA 11D mostra uma vista geométrica de componentes de uma estrutura de pedal 700.

Como visto nas FIGURAS 11A-11C, cada estrutura de pedal 700 pode incluir uma estrutura de afixação 710, pedais 720a e 720b, ligações de pedal 730a e 730b, cilindros de freio 740a e 740b, um balancim 750, ligações de ajuste de pedal 760a e 760b, um membro de ajuste do balancim 770 e um membro de ajuste do piloto 775. Uma ligação de equilíbrio longitudinal 780 pode acoplar cada estrutura de pedal 700 à estrutura de equilíbrio longitudinal antitorque 800.

Em algumas modalidades, a estrutura de afixação 710 pode apresentar posições de afixação 712 e 714. No exemplo das FIGURAS 11A-11C, as posições de afixação 712 e 714 representam barras. Nesse exemplo, ligações de pedal 730a e 730b podem se acoplar à barra associada à posição de afixação 712 e cilindros de freio 740a e 740b podem se acoplar à barra associada à posição de afixação 714. Conforme usado ao longo desta descrição, referência a uma única posição de afixação (por exemplo, posição de afixação 712) pode também se referir a posições de afixação múltiplas. Por exemplo, em algumas modalidades, a posição de afixação 712 pode representar duas posições de afixação: uma associada à ligação de pedal 730a e outra associada à ligação de pedal 730b. Tal pode ser o caso no exemplo das FIGURAS 11A-11C, por exemplo, se a barra associada à posição de afixação 712 for separada em dois segmentos de barra, um associado à ligação de pedal 730a e outro associado à ligação de pedal 730b.

Os pedais 720a e 720b também podem apresentar posições de afixação. No exemplo das FIGURAS 11A-11C, o pedal 720a apresenta posições de afixação 722a e 724a e o pedal 720b apresenta posições de afixação 722b e 724b. Nesse exemplo, a ligação de pedal 730a pode se acoplar à posição de afixação 722a, o cilindro de freio 740a pode se acoplar à posição de afixação 724a, a ligação de pedal 730b pode se acoplar à posição de afixação 722b e o cilindro de freio 740b pode se acoplar à posição de afixação 724b. Nesses exemplos, os cilindros de freio 740a e 740b podem representar um mecanismo de freio integrado à estrutura de pedal 700. Ensinamentos de certas modalidades reconhecem que os cilindros de freio 740a e 740b podem ser de qualquer formato adequado e, portanto, podem não ser necessariamente cilíndricos. A estrutura de pedal 700 inclui pelo menos dois mecanismos para mover os pedais 720a e 720b. Primeiro, os pedais 720a e 720b podem se mover em direções opostas uma em relação à outra. Como visto nas FIGURAS 11A-11C, as ligações de pedal 730a e 730b estão em comunicação mecânica via balancim 750 e ligações de ajuste de pedal 760a e 760b. O balancim é operável para rotacionar em volta de um ponto de rotação. Nesse exemplo, empurrar o pedal 720a para dentro faz com que a ligação de ajuste de pedal 760a rotacione o balancim 750, o qual, por sua vez, faz com que a ligação de ajuste de pedal 760b empurre para fora o pedal 720b em uma direção oposta àquela do pedal 720a.

Adicionalmente, a rotação do balancim 750 também faz com que a ligação de equilíbrio longitudinal 780 reposicione uma entrada mecânica associada à estrutura de equilíbrio longitudinal antitorque 800. Dessa maneira, o piloto pode comunicar mecanicamente comandos antitorque à estrutura de equilíbrio longitudinal antitorque 800 movendo os pedais 720a e 720b. Além disso, ligações de equilíbrio longitudinal 780 acoplam as estruturas de pedal 700 adjacentes de forma que os pedais do piloto e do copiloto estejam em comunicação mecânica.

Cada estrutura de pedal 700 também inclui um mecanismo adicional para mover os pedais 720a e 720b. Em particular, a posição dos pedais 720a e 720b pode ser ajustada na mesma direção. Por exemplo, os pedais 720a e 720b podem ser ajustados na mesma direção para conforto do piloto. Um piloto com pernas longas pode querer mover ambos os pedais 720a e 720b para trás, enquanto um piloto com pernas curtas pode querer trazer ambos os pedais 720a e 720b para frente.

Para ajustar os pedais 720a e 720b, o piloto pode rotacionar o membro de ajuste do piloto 775. O membro de ajuste do piloto 775 pode ser acoplado ao membro de ajuste do balancim 770 de forma que a rotação do membro de ajuste do piloto 775 faça com que o membro de ajuste do balancim 770 se mova para frente e para trás. No exemplo da FIGURA 11B, o membro de ajuste do balancim 770 se move para frente e para trás deslizando para dentro e para fora de uma abertura na estrutura de afixação 710. O membro de ajuste do balancim 770 pode ser acoplado ao balancim 750 de forma que mover o membro de ajuste do balancim 770 para frente e para trás pode mover o eixo de rotação do balancim 750 sem rotacionar substancialmente o balancim 750. Dessa maneira, o eixo de rotação do balancim 750 pode ser relocado sem prover entradas antitorque à estrutura antitorque 800.

Mover o membro de ajuste do balancim 770 (e o balancim 750) para frente e para trás pode fazer com que as ligações de ajuste de pedal 760a e 760b se movam para frente e para trás, o que, em resposta, pode fazer com que as ligações de pedal 730a e 730b e os pedais 720a e 720b se movam para frente e para trás. Portanto, ensinamentos de certas modalidades reconhecem a capacidade de prover ao piloto um mecanismo para ajustar a posição dos pedais 720a e 720b. Adicionalmente, ensinamentos de certas modalidades reconhecem que o piloto pode independentemente ajustar a posição dos pedais 720a e 720b sem mudar a posição do pedal para o copiloto.

Em cada um desses exemplos, os pedais 720a e 720b se movem por meio da rotação das posições de afixação 722a e 722b em relação à estrutura de afixação 710. Embora as posições de afixação 722a e 722b rotacionem em relação à estrutura de afixação 710, ensinamentos de certas modalidades reconhecem a habilidade de evitar que a orientação dos pedais 720a e 720b mude conforme as posições de afixação 722a e 722b rotacionam. Como será explicado em mais detalhes abaixo, a posição geométrica dos pedais 720a e 720b em relação à estrutura de afixação 710 pode fixar a orientação dos pedais 720a e 720b, contanto que os cilindros de freio 740a e 740b não estejam engatados.

No exemplo das FIGURAS 11A E 11 D, as posições de afixação de cada estrutura de pedal 700 podem formar dois paralelogramos, um associado a cada pedal. Por exemplo, as posições de afixação 72, 714, 722a e 724a podem representar os pontos de um paralelogramo (com lados formados pela estrutura de afixação 710, pedal 720a, ligação de pedal 730a e cilindro de freio 740a). Similarmente, as posições de afixação 712, 714, 722b e 724b podem representar os pontos de um paralelogramo (com lados formados pela estrutura de afixação 710, pedal 720b, ligação de pedal 730b e cilindro de freio 740b).

As posições de afixação 712, 714, 722a, 724a, 722b e 724b podem representar pontos de rotação. Por exemplo, as ligações de pedal 730a e 730b podem rotacionar em volta da posição de afixação 712. Nesse exemplo, a rotação das ligações de pedal 730a e 730b pode resultar em rotação pelos pedais 720a e 720b e os cilindros de freio 740a e 740b de forma a manter os paralelogramos descritos acima. Nesse exemplo, a estrutura de afixação 710 pode ser fixa a uma porção inferior de um painel de instrumentos dentro da cabine do piloto de forma que o local das posições de afixação 712 e 714 pode ser considerado fixo. A FIGURA 11D mostra uma representação geométrica da rotação do pedal 720b a partir de uma primeira posição primordial a uma segunda posição primordial dupla de acordo com uma modalidade exemplar. Nesse exemplo, o segmento de linha entre as posições de afixação 722b e 724b permanece paralelo ao segmento de linha entre as posições de afixação 712 e 714 conforme o pedal 720b se move a partir da primeira posição primordial à segunda posição primordial. Dessa maneira, a orientação do pedal 720b é fixa com base nos locais fixos das posições de afixação 712 e 714.

Nesses exemplos, a estrutura de pedal 700 pode formar paralelogramos se o comprimento total dos cilindros de freio 740a e 740b permanecer substancialmente igual ao comprimento total das ligações de pedal 730a e 730 b.

Ensinamentos de certas modalidades reconhecem, no entanto, a habilidade de mudar o comprimento total dos cilindros de freio 740a e 740b com parte de um mecanismo de freio de uma aeronave. A frenagem de aeronaves pode ser usada, por exemplo, quando uma aeronave está no chão.

Nesse exemplo, um piloto pode invocar o mecanismo de frenagem pressionando as partes superiores dos pedais 720a e 720b e fazendo com que os pedais 720a e 720b rotacionem em volta das posições de afixação 722a e 722b. A rotação dos pedais 720a e 720b em volta das posições de afixação 722a e 722b pode aumentar a distância entre a posição de afixação 714 e as posições de afixação 724a e 724b, o que pode resultar na mudança do comprimento total dos cilindros de freio 740a e 740b.

Ensinamentos de certas modalidades reconhecem que a afixação da orientação dos pedais 720a e 720b pode ajudar o piloto a prover tanto comandos antitorque quanto comandos de frenagem à estrutura de pedal 700. Por exemplo, se a orientação dos pedais 720a e 720b não for fixa, então pode se tomar difícil ao piloto aplicar pressão de frenagem à parte superior dos pedais 720a e 720b quando os pedais 720a e 720b são trazidos para frente ou empurrados para trás.

Embora a orientação dos pedais 720a e 720b possa ser fixa, os pedais 720a e 720b podem se deslocar ao longo de uma via que é mais próxima ou mais afastada do chão da cabine do piloto. Por exemplo, se os pedais 720a e 720b se deslocarem ao longo de um arco e o chão da cabine do piloto for plano, então a distância entre os pedais 720a/720b e o chão não permanecerá constante conforme os pedais 720a e 720b se deslocam.

Ensinamentos de certas modalidades reconhecem, no entanto, a habilidade de configurar a via de deslocamento dos pedais 720 a e 720b para prover conforto adicional ao piloto. Alguém pode afirmar, por exemplo, que muitos pilotos se sentem mais confortáveis com seus calcanhares em repouso no chão da cabine e a parte anterior da planta de seus pés posicionada sobre a porção inferior dos pedais. Adicionalmente, alguém pode afirmar que os pilotos com pernas mais longas têm pés mais longos do que piloto com pernas mais curtas. Consequentemente, ensinamentos de certas modalidades reconhecem a habilidade de prover conforto adicional ao piloto para uma variedade de pilotos por meio da configuração do arco de deslocamento dos pedais 720a e 720b de forma que os pedais 720a e 720b se movem um tanto mais próximos ao chão da cabine quando os pedais 720a e 720b são trazidos em direção ao piloto e se movem um tanto para longe do chão da cabine quando os pedais 720a e 720b são empurrados para longe do piloto.

Como mostrado nas FIGURAS 11A-11C, as estruturas de pedal 700 podem estar em comunicação mecânica com a estrutura de equilíbrio longitudinal antitorque 800. A FIGURA 12 mostra uma representação em diagrama da estrutura de equilíbrio longitudinal antitorque 800 de acordo com uma modalidade exemplar. Nesse exemplo, cada estrutura de equilíbrio longitudinal antitorque 800 apresenta uma mola de gradiente 840, um amortecedor 850, um dispositivo de cisalhamento 860, dispositivos de medição de posição 870, dispositivos de batentes mecânicas 880 e uma haste de saída 890. Embora a haste 890 possa ser descrita como uma haste única, ensinamentos de certas modalidades reconhecem que a haste 890 pode representar partes múltiplas.

Em operação, de acordo com uma modalidade exemplar, a haste de saída 890 e as estruturas de pedal 700 estão em comunicação mecânica de forma que o movimento dos pedais 720a e 720b resulta em movimento da haste de saída 890 e o movimento da haste de saída 890, similarmente, resulta em movimento dos pedais 720a e 720b. O movimento da haste de saída 890 pode ser medido por dispositivos de medição de posição 870. As medições a partir de dispositivos de medição 870 podem ser usadas para instruir o sistema de rotor 100 sobre como mudar a posição das pás 120’ (ou para mudar a operação de um sistema antitorque alternativo). A mola de gradiente 840 permite que a haste de saída 890 seja movida relativamente a uma posição fixa representativa de uma posição a meio pedal. Se o piloto liberar os pedais 720a e 720b, a mola de gradiente 840 poderá fazer com que a haste de saída 890 retome à posição fixa. O amortecedor 850 pode ajudar a reduzir as forças inerciais nas ligações de controle da cabine do piloto. Por exemplo, o amortecedor 850 pode ajudar a reduzir as oscilações induzidas pelo piloto e prover suavidade aos controles da cabine do piloto. Dessa maneira, o amortecedor 850 pode prover alguns dos aspectos de força/sensação sentidos nas estruturas de pedal 700. O dispositivo de cisalhamento 860 provê um mecanismo para alívio de congestionamento interno ao evento de um congestionamento na estrutura de equilíbrio longitudinal antitorque 800. Por exemplo, evita-se que a haste de saída 890 se mova, o piloto pode contornar o congestionamento provendo força suficiente para cisalhar a haste de saída 890 no dispositivo de cisalhamento 860. Uma vez que a haste de saída 890 é cisalhada, a estrutura de equilíbrio longitudinal antitorque 800 pode operar com o piloto acionando a haste de saída 890.

Os dispositivos de medição de posição 870 podem representar qualquer dispositivo operável para medir a posição de uma haste. No exemplo da FIGURA 12, os dispositivos de medição de posição 870 são mostrados como RVDTs.

No exemplo da FIGURA 12 a estrutura de equilíbrio longitudinal antitorque 800 inclui três dispositivos de medição de posição 870. Nesse exemplo, dispositivos de medição de posição múltiplos são providos para redundância. Por exemplo, os três dispositivos de medição de posição 870 podem ser associados a três computadores de controle de voo. O provimento de três sistemas de controle de voo pode proteger a aeronave de asas giratórias 100 de certas falhas do sistema.

Batentes mecânicas 880 limitam a faixa de movimento dos pedais 720a e 720b por meio da limitação da faixa de movimento da haste de saída 890. Em algumas modalidades, as batentes mecânicas 880 podem representar batentes mecânicas positivas e não congestionantes. Ensinamentos de certas modalidades reconhecem que as batentes mecânicas 880 podem prover o mecanismo primário para limitar a faixa de movimento dos pedais 720a e 720b.

Modificações, adições ou omissões podem ser feitas aos sistemas ou aparatos descritos aqui sem desviar do escopo da invenção. Os componentes dos sistemas e aparatos podem ser integrados ou separados. Além disso, as operações dos sistemas e aparatos podem ser realizadas por mais, menos ou outros componentes. Os métodos podem incluir mais, menos ou outras etapas. Adicionalmente, as etapas podem ser realizadas em qualquer ordem adequada.

Embora várias modalidades tenham sido ilustradas e descritas em detalhe, será reconhecido que substituições e alterações são possíveis sem desviar do espírito e escopo da presente invenção, como definido pelas reivindicações anexas.

Para auxiliar o Escritório de Patentes e quaisquer leitores de qualquer patente mencionada nesse pedido a interpretar as reivindicações anexas aqui, os requerentes desejam notar que eles não desejam que nenhuma reivindicação anexa invoque o parágrafo 6 da 35 U.S.C. § 112 conforme ele existe na data de depósito das mesmas a menos que as palavras “meio para” e “etapa para” sejam usadas explicitamente na reivindicação particular.

Claims (24)

1. Aeronave de asas giratórias, caracterizada pelo fato de que compreende: um corpo; um conjunto propulsor acoplado ao corpo e compreendendo uma fonte de energia e uma haste de acionamento acoplada à fonte de energia; um sistema rotor acoplado ao conjunto propulsor e compreendendo uma pluralidade de pás de rotor; uma estrutura de controle de voo operável para receber um ou mais comandos de piloto de um piloto; uma ou mais ligações acopladas entre a estrutura de controle de voo e uma estrutura de equilíbrio longitudinal integrada; a estrutura de equilíbrio longitudinal integrada compreendendo: um alojamento; uma haste pelo menos parcialmente disposta dentro do alojamento e acoplada a uma ou mais ligações; um dispositivo de batentes mecânicas disposto próximo ao alojamento e operável para pelo menos parcialmente evitar rotação da haste fora de uma faixa permissível de movimento; e um motor de equilíbrio longitudinal pelo menos parcialmente disposto dentro do alojamento e tendo um componente de saída em comunicação mecânica com a haste; um computador de equilíbrio longitudinal operável para enviar um ou mais sinais de equilíbrio longitudinal ao motor de equilíbrio longitudinal instruindo o motor de equilíbrio longitudinal para mudar uma posição do componente de saída; e um computador de controle de voo operável para receber uma ou mais medições a partir da estrutura de equilíbrio longitudinal integrada e instruir o sistema de rotor para mudar uma posição de pelo menos uma da pluralidade de pás de rotor com base em uma ou mais medições recebidas.

2. Aeronave de asas giratórias, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a estrutura de controle de voo compreende uma estrutura de controle de voo cíclica operável para receber um ou mais comandos cíclicos provenientes do piloto.

3. Aeronave de asas giratórias, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a estrutura de controle de voo compreende uma estrutura de controle de voo coletiva operável para receber um ou mais comandos coletivos provenientes do piloto.

4. Aeronave de asas giratórias, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que compreende adicionalmente uma embreagem disposta dentro do alojamento e acoplando o motor de equilíbrio longitudinal à haste.

5. Aeronave de asas giratórias, de acordo com a reivindicação 4, caracterizada pelo fato de que a embreagem é configurada de forma que desengatar a embreagem evita que o motor de equilíbrio longitudinal restrinja movimento da haste.

6. Aeronave de asas giratórias, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o computador de equilíbrio longitudinal é operável para acionar a estrutura de controle de voo por meio do envio de um sinal de equilíbrio longitudinal instruindo o motor de equilíbrio longitudinal para mover o componente de saída de forma que o motor de equilíbrio longitudinal faz com que a estrutura de controle de voo se mova.

7. Aeronave de asas giratórias, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o computador de equilíbrio longitudinal é operável para enviar um sinal de equilíbrio longitudinal instruindo o motor de equilíbrio longitudinal para manter o componente de saída em uma posição fixa de forma que o componente de saída estabeleça uma posição de equilíbrio longitudinal para a haste.

8. Aeronave de asas giratórias, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a estrutura de equilíbrio longitudinal integrada compreende adicionalmente um amortecedor de pouso acoplado à haste e operável para ajudar a haste a se mover a uma posição de equilíbrio longitudinal estabelecida pelo componente de saída.

9. Aeronave de asas giratórias, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a estrutura de equilíbrio longitudinal integrada compreende adicionalmente um dispositivo de cisalhamento acoplado à haste e configurado para separar o motor de equilíbrio longitudinal de uma porção da haste de forma que a porção da haste pode se mover livremente em resposta a entradas do piloto recebidas através da estrutura de controle de voo.

10. Aeronave de asas giratórias, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a estrutura de equilíbrio longitudinal integrada compreende adicionalmente pelo menos um dispositivo de medição disposto dentro do alojamento próximo à haste e operável para prover uma ou mais medições ao computador de controle de voo.

11. Aeronave de asas giratórias, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a estrutura de equilíbrio longitudinal integrada compreende adicional mente uma mola de gradiente acoplada à haste e operável para permitir que a haste se mova em relação ao componente de saída.

12. Aeronave de asas giratórias, de acordo com a reivindicação 11, caracterizada pelo fato de que a estrutura de equilíbrio longitudinal integrada compreende adicionalmente: um primeiro dispositivo de medição posicionado entre a mola de gradiente e o motor de equilíbrio longitudinal; e um segundo dispositivo de medição posicionado próximo à haste oposta à mola de gradiente a partir do primeiro dispositivo de medição, em que o computador de controle de voo é operável para receber instruir o sistema de rotor para mudar uma posição de pelo menos uma entre a pluralidade de pás de rotor com base em uma diferença entre uma medição a partir do primeiro dispositivo de medição e uma medição a partir do segundo dispositivo de medição.

13. Estrutura de equilíbrio longitudinal de aeronave integrada, caracterizada pelo fato de que compreende: uma haste; um dispositivo de batentes mecânicas operável para pelo menos parcialmente evitar a rotação da haste fora de uma faixa permissível de movimento; um motor de equilíbrio longitudinal tendo um componente de saída em comunicação mecânica com a haste; uma embreagem separando o motor de equilíbrio longitudinal da haste; e um dispositivo de medição próximo à haste e operável para medir uma posição da haste e comunicar a posição medida ao computador de controle de voo operável para mudar uma posição de um dispositivo de controle de voo.

14. Estrutura de equilíbrio longitudinal de aeronave integrada, de acordo com a reivindicação 13, caracterizada pelo fato de que compreende adicionalmente um alojamento, em que a haste, o dispositivo de batentes mecânicas, o motor de equilíbrio longitudinal, a embreagem e o dispositivo de medição estão pelo menos parcialmente dispostos dentro do alojamento.

15. Estrutura de equilíbrio longitudinal de aeronave integrada, de acordo com a reivindicação 13, caracterizada pelo fato de que o dispositivo de controle de voo é uma pá de aeronave de asas giratórias.

16. Estrutura de equilíbrio longitudinal de aeronave integrada, de acordo com a reivindicação 13, caracterizada pelo fato de que o dispositivo de controle de voo é uma superfície de controle de voo de aeronave.

17. Estrutura de equilíbrio longitudinal de aeronave integrada, de acordo com a reivindicação 13, caracterizada pelo fato de que a haste é configurada para mecanicamente se comunicar com um dispositivo de controle do piloto.

18. Estrutura de equilíbrio longitudinal de aeronave integrada, de acordo com a reivindicação 17, caracterizada pelo fato de que o dispositivo de controle do piloto é um manche de controle do piloto.

19. Estrutura de equilíbrio longitudinal de aeronave integrada, de acordo com a reivindicação 17, caracterizada pelo fato de que o dispositivo de controle do piloto é um conjunto de pedais de pé.

20. Estrutura de equilíbrio longitudinal de aeronave integrada, de acordo com a reivindicação 17, caracterizada pelo fato de que o motor de equilíbrio longitudinal é operável para acionar o dispositivo de controle do piloto movendo o componente de saída de forma que a rotação da haste faça com que o dispositivo de controle do piloto se mova.

21. Estrutura de equilíbrio longitudinal de aeronave integrada, de acordo com a reivindicação 13, caracterizada pelo fato de que a embreagem é configurada de forma que desengatar a embreagem evite que o motor de equilíbrio longitudinal restrinja movimento da haste.

22. Estrutura de equilíbrio longitudinal de aeronave integrada, de acordo com a reivindicação 13, caracterizada pelo fato de que o motor de equilíbrio longitudinal é operável para manter o componente de saída em uma posição fixa de forma que o componente de saída estabeleça uma posição de equilíbrio longitudinal para a haste.

23. Estrutura de equilíbrio longitudinal cíclica integrada, caracterizada pelo fato de que compreende: uma haste; um dispositivo de batentes mecânicas operável para pelo menos parcialmente evitar a rotação da haste fora de uma faixa permissível de movimento; um dispositivo de medição próximo à haste e operável para medir uma posição da haste e comunicar a posição medida ao computador de controle de voo operável para mudar uma posição de pelo menos uma pá de rotor de um sistema de rotor; um dispositivo de cisalhamento acoplado à haste e configurado para separar o motor de equilíbrio longitudinal de uma porção da haste de forma que a porção da haste possa se mover livremente em resposta a entradas do piloto recebidas através da estrutura de controle de voo; e um amortecedor acoplado à haste e operável para reduzir oscilações na haste.

24. Estrutura de equilíbrio longitudinal cíclica integrada, de acordo com a reivindicação 23, caracterizada pelo fato de que compreende adicionalmente um alojamento, em que a haste, o dispositivo de batentes mecânicas, o dispositivo de medição, o dispositivo de cisalhamento e o amortecedor estão cada um pelo menos parcialmente dispostos dentro do alojamento.