BR102013032347A2 - "fixação de trem de pouso de aeronave e aeronave" - Google Patents

Abstract

patente de invenção para "fixação de trem de pouso de aeronave e aeronave". descreve-se uma fixação de trem de pouso de aeronave compreendendo: um munhão (10) dotado de um mancal de rolamento (15) que aloja o eixo de articulação (101) do trem de pouso (100), alinhado a um eixo longitudinal (x) da aeronave, o mancal de rolamento (15) é diretamente associado ao munhão (10) por meio de pinos fusíveis (6) e o munhão (10) é associado lateralmente a duas nervuras (21, 22) adjacentes de uma estrutura de asa (20) da aeronave, as nervuras (21, 22) sendo dispostas ortogonais a uma longarina traseira (23) da estrutura de asa (20) e o munhão (10) sendo disposto axialmente afastado da longarina traseira (23). descreve-se, ainda, uma aeronave, caracterizada pelo fato de que compreende trens de pouso (100> a ela anexados através da fixação de trem de pouso de aeronave.

Description

"FIXAÇÃO DE TREM DE POUSO DE AERONAVE E AERONAVE" A presente invenção refere-se a uma fixação de trem de pouso de aeronave que permite a separação deste trem de pouso da estrutura em situações de sobrecarga, mantendo a integridade de partes críticas da mesma como, por exemplo, o tanque de combustível. A invenção também faz referência a uma aeronave incorporando essa forma de fixação do trem de pouso.

Descrição do estado da técnica Em muitas aeronaves conhecidas o trem de pouso principal é fixado através de um munhão (trunnion) estabelecido próximo à longarina traseira da asa que é geralmente projetada como uma das paredes laterais do tanque de combustível. Em muitas configurações, este munhão é fixado diretamente na alma da longarina traseira.

Mudanças recentes nos requerimentos de segurança enfatizaram a necessidade de ter essa parte segregada, isto é, não diretamente fixada aos limites do tanque de combustível, a fim de reduzir o perigo de vazamento massivo de combustível em uma situação de sobrecarga no trem de pouso.

Por conta disto, diferentes configurações têm sido desenvolvidas. Os documentos do estado da técnica US 4,392,622, W09824688 e EP2562083 apresentam soluções em que o trunnion ou munhão não está diretamente fixado à longarina traseira. Nessas soluções, montagens intermediárias são instaladas entre o trunnion e a longarina. A solução descrita no documento EP2562083 compreende dois suportes estruturais fixados à longarina traseira da asa e um trunnion dianteiro dividido em duas partes: um bloco inferior, o qual recebe o rolamento dianteiro do trem de pouso, e um bloco superior, projetado para suportar cargas apenas. A conexão de montagem do trunnion é feita por seis pinos fusíveis alinhados na direção lateral (Y). Dois pinos são localizados no bloco superior e os outros quatro no bloco inferior.

Embora os blocos superior e inferior estejam em contato, eles não são fixados um ao outro. Essa construção permite que diferentes limites de força sejam definidos para cada direção de carga. Para cima, o limite de força é definido considerando a carga distribuída entre todos os seis pinos fusíveis. Entretanto, para baixo, para trás e para frente, o bloco superior não trabalha e o limite de força é definido considerando apenas os quatro pinos fusíveis do bloco inferior.

Uma limitação importante da solução descrita por EP2562083 está relacionada ao mecanismo de separação ou destacamento. Nenhum pino fusível é previsto na direção Y da aeronave, uma vez que os blocos do trunnion são restringidos lateralmente, por estarem confinados entre os dois suportes de montagem. Além disso, esta solução apresenta uma grande quantidade de peças, incluindo calços montados entre os blocos e os suportes. Por fim, estes suportes são fixados diretamente à longarina traseira, que é parte do limite do tanque de combustível, que, neste caso, permanece sujeito a danos em uma situação de sobrecarga no trem de pouso.

Soluções similares são propostas pelos documentos US 4,392,622 e W09824688. Em ambos o trunnion dianteiro também é fixado entre suportes, com deslocamento restrito nas direções laterais. Eles diferem da solução apresentada por EP2562083 somente pelo fato de não possuírem o bloco superior do trunnion, incluído em EP2562083 para aumentar a resistência na direção vertical.

Objetivos da invenção Portanto, é um objetivo da presente invenção, prover uma fixação de trem de pouso de aeronave que permita a separação deste trem de pouso da estrutura em situações de sobrecarga ou pouso forçado, mantendo a integridade de partes críticas da aeronave como, por exemplo, o tanque de combustível. É também objetivo desta invenção, prover uma fixação de trem de pouso de aeronave que permita a separação deste trem de pouso da estrutura em qualquer direção, ou seja, nos três graus de liberdade (X, Y, Z) conforme exigido pelos requisitos sob o aspecto de proteção do tanque de combustível em casos de sobrecarga (crash worthiness).

Outro objetivo da presente invenção é prover um arranjo simplificado de fixação de trem de pouso, com número reduzido de peças e que facilite a instalação e remoção do mesmo. Este aspecto representa um avanço em relação às soluções existentes do estado da técnica.

Breve descrição da invenção A presente invenção tem como objeto uma fixação de trem de pouso de aeronave compreendendo: um munhão dotado de um mancai de rolamento que aloja um eixo de articulação do trem de pouso, sendo este mancai fixado ao munhão por meio de pinos fusíveis. O munhão, além de distanciado da longarina traseira, é fixado lateralmente a duas nervuras adjacentes localizadas no bordo de fuga da asa da aeronave e fixadas à longarina traseira da mesma. É também objeto desta invenção uma aeronave incorporando essa forma de fixação do trem de pouso.

Descrição resumida dos desenhos A presente invenção será, a seguir, mais detalhadamente descrita com base em um exemplo de execução representado nos desenhos. As figuras mostram: Figura 1 - é uma vista esquemática da estrutura de asa de uma aeronave contendo um trem de pouso a ela fixado através da fixação de trem de pouso de aeronave objeto desta invenção;

Figura 2 - é uma vista explodida da fixação de trem de pouso de aeronave objeto desta invenção;

Figura 3 - é uma vista esquemática da fixação de trem de pouso de aeronave objeto desta invenção;

Figura 4 - é uma vista esquemática em corte da fixação dos pinos fusíveis no munhão para a fixação de trem de pouso de aeronave objeto da presente invenção;

Figura 5 - é uma vista em detalhe da fixação de trem de pouso de aeronave objeto desta invenção;

Figura 6 - é uma vista esquemática do conjunto ilustrando o mecanismo de destacamento do trem de pouso após o rompimento dos pinos fusíveis e o movimento do trem de pouso em uma situação em que o avião se desloca na direção X, mais provável; e Figura 7 - é uma vista esquemática ilustrando o mecanismo de destacamento do mancai após o rompimento dos pinos fusíveis com deslocamentos conjugados nas direções Y e Z.

Descrição detalhada da invenção De acordo com uma concretização preferencial e como pode ser visto a partir da figura 1, a fixação de trem de pouso 100 de aeronave objeto da presente invenção compreende um munhão ou trunnion 10 associado a estruturas da aeronave, mais particularmente a estruturas da asa 20, e alinhado ao eixo de articulação do trem de pouso.

Conforme ilustrado nas figuras 2 e 3, o munhão 10 é dotado de um mancai de rolamento 15 que recebe um eixo de articulação 101 do trem de pouso 100. Em uma concretização preferencial, o munhão 10 é formado por um suporte traseiro 11 substancialmente retangular associado a um suporte dianteiro 12, também substancialmente retangular, através dos pinos fusíveis 6. No entanto, opcionalmente o suporte traseiro 11 e o suporte dianteiro 12 podem apresentar outros formatos e, ainda, serem usinados integrados de modo que o munhão 10 constitua um bloco único. O mancai de rolamento 15 é diretamente associado ao munhão 10 por meio dos pinos fusíveis 6. Particularmente, o mancai de rolamento 15 compreende um assento de mancai 151 inserido em um corpo flangeado 152 dotado de furos 153 passantes que coincidem com furos de suporte 113, 123 passantes dos suportes traseiro 11 e dianteiro 12 do munhão 10. Deste modo, o mancai de rolamento 15 é disposto entre os suportes traseiro 11 e dianteiro 12 do munhão 10 mantendo o assento de mancai 151 adjacente a uma borda inferior 115 do munhão 10, de maneira que os pinos fusíveis 6 atravessam os suportes traseiro 11 e dianteiro 12 e o corpo flangeado 152 do mancai de rolamento 15, fixando firmemente estes elementos entre si (figuras 3 e 4). Opcionalmente o assento de mancai 151 pode ser posicionado adjacente ao centro do munhão 10 ou adjacente a uma borda superior do munhão 10, desde que mantenha a funcionalidade desse elemento. Opcionalmente, o eixo de articulação 101 do trem de pouso 100, pode ter em sua extremidade uma porca de fixação (não ilustrada) de forma a garantir o travamento do trem de pouso 100 na direção X da aeronave.

Esta associação do suporte traseiro 11 ao suporte dianteiro 12 do munhão 10 mantendo o mancai de rolamento 15 entre estes suportes é feita por pelo menos um e preferencialmente três pinos fusíveis 6 que são removíveis e intercambiáveis, a fim de prover instalação e remoção do trem de pouso 100 facilitadas, otimizando a manutenção.

Os pinos fusíveis 6 são preferencialmente dispostos alinhados ao eixo longitudinal X da aeronave. Estes pinos fusíveis 6 são preferencialmente instalados entre os suportes traseiro 11 e dianteiro 12 com o objetivo de prover uma fixação de cisalhamento duplo. Essa disposição minimiza a flexão dos pinos 6 e assegura o rompimento destes por cisalhamento. Opcionalmente, a junção entre o munhão 10 e o mancai de rolamento 15 pode se dar por meio de cisalhamento simples.

Conforme ilustrado nas figuras 2 e 4, os pinos fusíveis 6 são montados usando buchas de ajuste deslizantes 9 alojadas nos furos suporte 113 do suporte traseiro 11 e buchas fixas flangeadas 7 nos furos suporte 123 do suporte dianteiro 12. Adicionalmente, buchas fixas flangeadas 7 são montadas também nos furos suportes 113 do suporte traseiro 11 a fim de proteger estes furos dos efeitos do desgaste. Porcas 5 são dispostas junto às extremidades finais 2 dos pinos fusíveis 6, com valores de torque de aperto predeterminados a fim de proteger o conjunto de perder algum pino fusível 6 durante a operação da aeronave. Ainda, o valor do torque de aperto deve ser suficiente para reter todas as buchas 7, 9 e manter fixo o mancai de rolamento 15 ao suporte dianteiro 12 na direção longitudinal X da aeronave. Opcionalmente, outros tipos de buchas e porcas podem ser usados, desde que mantenham essa fixação e suas funcionalidades.

Além disso, os pinos fusíveis 6 são dispostos de modo que um pino fusível 6 central compreende a maior bitola e é alojado nos furos de suporte 113, 123 próximos ao centro do munhão 10. Este pino fusível 6 compreende bitola maior porque é disposto alinhado ao ponto de aplicação das forças e, portanto, absorve uma carga maior. Os demais pinos fusíveis 6 são dispostos nos suportes 113, 123 próximos à junção das laterais com a borda inferior 115 do munhão 10. Estes pinos fusíveis 6 possuem bitolas idênticas e menores do que o pino fusível 6 disposto nos furos de suporte 113, 123 centrais, uma vez que absorvem uma carga menor do que o pino fusível 6 central.

Ainda com relação aos pinos fusíveis 6, estes são ocos para permitir uma calibração de força precisa e para sustentar uma falha sob um nível de força predeterminado. Adicionalmente, estes três pinos fusíveis 6 são dispostos de forma a garantir a redundância estrutural do conjunto (fail safe concept), uma vez que a integridade da estrutura da aeronave é preservada mesmo no caso de perda de algum desses pinos fusíveis 6. Opcionalmente, pode ser utilizada uma quantidade diferente de pinos fusíveis 6 e estes pinos fusíveis 6 podem ser maciços, contanto que mantenham a função de se romperem sob o efeito de cargas predeterminadas.

De acordo com as figuras 2, 3 e 5, o munhão 10 é preferencialmente fixado por meio de pinos de cisalhamento a duas nervuras 21, 22 adjacentes, dispostas ortogonalmente à longarina traseira 23 da estrutura de asa 20 da aeronave. Estas nervuras 21, 22 possuem um travamento interno na estrutura da asa (nervuras adjacentes localizadas no interior da asa), o que garante maior robustez ao conjunto, e, consequentemente, melhora a proteção ao tanque de combustível. Este aspecto representa um diferencial da presente invenção em relação às estruturas conhecidas do estado da técnica, uma vez que as mesmas utilizam suportes diretamente fixados à longarina traseira.

Na fixação de trem de pouso de aeronave, objeto da presente invenção, o munhão 10 é disposto axialmente afastado da longarina traseira 23, isto é, sem nenhum contato com a longarina traseira 23, que faz parte dos limites do tanque de combustível. Opcionalmente o munhão 10 pode ser associado a outros elementos da estrutura de asa 20 da aeronave, contanto que não seja diretamente fixado à longarina traseira.

Conforme ilustrado na figura 6, na ocorrência de uma sobrecarga no trem de pouso 100, os pinos fusíveis 6 se rompem por cisalhamento, e o mancai de rolamento 15 do trem de pouso 100 é destacado da estrutura de asa 20 da aeronave preservando a longarina traseira 23 dessa estrutura de asa 20.

No caso dos pinos fusíveis 6 não se romperem conforme é esperado, a fixação do munhão 10 lateralmente junto às nervuras 21, 22 adjacentes funcionará como uma segunda barreira, protegendo o tanque de combustível de avarias. Tal mecanismo de falha deve ser garantido pelo dimensionamento apropriado da junção entre as nervuras 21, 22 e a estrutura da asa 20. Esta junção entre nervuras 21, 22 e asa 20 deve apresentar uma maior resistência estrutural se comparada à resistência da junção lateral entre o munhão 10 e as nervuras 21, 22.

Quanto às direções de destacamento, considerando-se o sistema de coordenadas X, Y, Z da aeronave, a fixação de trem de pouso de aeronave tal como descrita permite que o trem de pouso 100 seja destacado do munhão 10 por sobrecargas na direção longitudinal X, no sentido positivo (para trás), na direção vertical Z, no sentido negativo (para baixo) e na direção lateral Y em ambos os sentidos. Estes são os deslocamentos esperados em condições reais de destacamento do trem de pouso por sobrecarga, conforme ilustrado nas figuras 6 e 7.

Conforme ilustrado na figura 6, na direção vertical Z, o destacamento se dá apenas pela ruptura por cisalhamento dos pinos fusíveis 6. Esta é a situação com maior probabilidade de ocorrência, dada a geometria do trem de pouso 100 e o sentido de pouso do avião, normalmente na direção longitudinal X.

Na direção longitudinal X, o destacamento se dará pelo deslizamento do eixo de articulação 101 do trem de pouso 100 em relação ao assento de mancai 151. Opcionalmente, caso o eixo de articulação 101 do trem de pouso 100 tenha em sua extremidade uma porca de fixação, esta deve ser dimensionada de forma a possibilitar a falha por cisalhamento em uma carga predefinida. E finalmente, na direção lateral Y, o destacamento se dará pela ruptura por cisalhamento dos pinos fusíveis 6, seguida do deslocamento do mancai 15 na direção vertical, proporcionado pelo movimento de rotação imposto ao trem de pouso 100 quando em contato com o solo, conforme ilustrado na figura 7. Para que ocorra o cisalhamento dos pinos fusíveis 6, o alojamento 124 do mancai 15 deve garantir uma folga mínima, suficiente para que ocorra a falha por cisalhamento dos pinos fusíveis 6 antes que ocorra o contato interno entre o mancai 15 e o munhão 10. A fixação de trem de pouso de aeronave objeto desta invenção pode ser usada na fixação dianteira ou traseira dos trens de pouso 100 principais, bem como no trem de pouso 100 disposto no nariz da aeronave. A presente invenção também compreende uma aeronave (não ilustrada) dotada de trens de pouso a ela anexados através da fixação de trem de pouso de aeronave acima descrita.

Tendo sido descrito um exemplo de concretização preferido, deve ser entendido que o escopo da presente invenção abrange outras possíveis variações, sendo limitado tão somente pelo teor das reivindicações apensas, aí incluídos os possíveis equivalentes.

REIVINDICAÇÕES

Claims (8)

1. Fixação de trem de pouso de aeronave compreendendo: um munhão (10) dotado de um mancai de rolamento (15) que aloja um eixo de articulação (101) do trem de pouso (100), alinhado a um eixo longitudinal (X) da aeronave, a fixação de trem de pouso sendo caracterizada pelo fato de que o mancai de rolamento (15) é diretamente associado ao munhão (10) por meio de pinos fusíveis (6) e o munhão (10) é associado lateralmente a duas nervuras (21, 22) adjacentes de uma estrutura de asa (20) da aeronave, as nervuras (21, 22) sendo dispostas ortogonais a uma longarina traseira (23) da estrutura de asa (20) e o munhão (10) sendo disposto axialmente afastado da longarina traseira (23).

2. Fixação de trem de pouso de aeronave, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o munhão (10) é formado por um suporte traseiro (11) associado a um suporte dianteiro (12) através dos pinos fusíveis (6).

3. Fixação de trem de pouso de aeronave, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que a associação do suporte traseiro (11) ao suporte dianteiro (12) do munhão (10) é feita por pelo menos um e preferencialmente três pinos fusíveis (6) removíveis e intercambiáveis.

4. Fixação de trem de pouso de aeronave, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que os pinos fusíveis (6) são dispostos alinhados ao eixo longitudinal (X) da aeronave.

5. Fixação de trem de pouso de aeronave, de acordo com as reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que o trem de pouso (100) é destacado do munhão (10) por uma sobrecarga na direção longitudinal (X) da aeronave.

6. Fixação de trem de pouso de aeronave, de acordo com as reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que o trem de pouso (100) é destacado do munhão (10) por uma sobrecarga em uma direção vertical (Z) da aeronave.

7. Fixação de trem de pouso de aeronave, de acordo com as reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que o trem de pouso (100) é destacado do munhão (10) por uma sobrecarga em uma direção lateral (Y) da aeronave.

8. Aeronave, caracterizada pelo fato de que compreende trens de pouso (100) a ela anexados através da fixação de trem de pouso de aeronave definida nas reivindicações 1 a 7.