BR102014024008A2

BR102014024008A2 - sistema hidráulico de aeronave

Info

Publication number: BR102014024008A2
Application number: BR102014024008A
Authority: BR
Inventors: John S Mears
Original assignee: Ge Aviat Systems Llc
Priority date: 2013-09-27
Filing date: 2014-09-26
Publication date: 2016-03-29
Also published as: US9273705B2; CN104514775A; FR3011227B1; CN104514775B; JP2015092103A; JP6475450B2; GB2520156A; FR3011227A1; GB2520156B; CA2865432C; US20150089936A1; GB201416561D0; CA2865432A1

Abstract

sistema hidráulico de aeronave. um sistema hidráulico de aeronave (10) para operar uma pluralidade de atuadores operados de forma hidráulica (12) na aeronave (40) tendo um reservatório hidráulico (14) no qual o fluido hidráulico é armazenado, um sistema de distribuição hidráulico (16) que acopla o reservatório hidráulico (14) aos atuadores (12) e que tem uma linha de fluxo principal (24) acoplada ao reservatório hidráulico (14), uma bomba hidráulica (18) fluidamente acoplada à linha de fluxo principal (24) e ao reservatório hidráulico (14) para bombear o fluido hidráulico do reservatório (14) à linha de fluxo principal (24), um sistema de filtragem principal (20) fluidamente acoplado à linha de fluxo principal (24) a montante de pelo menos alguns dos atuadores (12) e um filtro de lavagem de fluxo (22, 122, 222) fluidamente acoplado a montante do sistema de filtragem principal (20).

Description

“SISTEMA HIDRÁULICO DE AERONAVE” Antecedentes Da Invenção [001] Uma aeronave contemporânea pode incluir um sistema hidráulico para a operação ou atuação de componentes que possam ser movidos na aeronave, tais como trens de pouso, freios, etc. O fluido hidráulico pode se contaminar durante o uso e precisar ser filtrado. Assim, sistemas de filtragem, tais como filtros de materiais substituíveis, podem ser incluídos na aeronave para filtrar elementos contaminantes do mesmo; tais sistemas hidráulicos de filtragem de uma aeronave contemporânea são caros e necessitam de manutenção rotineira para a substituição ou limpeza do filtro.

Breve Descrição Da Invenção [002] Em uma realização, a invenção se refere a um sistema hidráulico de aeronaves para operar uma pluralidade de atuadores operados de forma hidráulica na aeronave que tem um reservatório hidráulico no qual o fluido hidráulico é armazenado, um sistema de distribuição hidráulico que acopla o reservatório hidráulico aos atuadores e que tem uma linha de fluxo principal acoplada ao reservatório hidráulico, uma bomba hidráulica acoplada fluidamente à linha de fluxo principal e ao reservatório hidráulico para bombear fluido hidráulico do reservatório à linha de fluxo principal, um sistema de filtragem principal acoplado fluidamente à linha de fluxo principal a montante de pelo menos alguns dos atuadores e um filtro auto-limpante fluidamente acoplado a montante do sistema de filtragem principal e que tem um corpo com porção de fluxo principal, acoplado de forma alinhada à linha de fluxo principal e uma porção ramificada, com um filtro ramificado localizado dentro do corpo para filtrar o fluido hidráulico que passa pela porção ramificada e é orientado em relação à porção de fluxo principal de forma que o fluido hidráulico que flui através da porção de fluxo principal limpe o filtro ramificado.

Breve Descrição Das Figuras [003] Nos desenhos: A Figura 1 é uma vista esquematizada de um sistema hidráulico de aeronave; A Figura 2 é uma vista esquematizada do sistema hidráulico de aeronave da Figura 1 dentro de uma porção de uma aeronave; A Figura 3 é uma vista em perspectiva explodida de um filtro auto-limpante exemplifícativo que pode ser usado com o sistema hidráulico da aeronave das Figuras 1 e 2; A Figura 4 é uma vista em corte transversal do filtro auto-limpante da Figura 3; e A Figura 5 é uma vista em corte transversal de outro filtro auto-limpante que pode ser usado com o sistema hidráulico de aeronave das Figuras 1 e 2.

Descrição De Realizações Pa Invenção [004] A Figura 1 ilustra, de forma esquematizada, uma realização de um sistema hidráulico de aeronaves 10 para operar uma pluralidade de atuadores operados de forma hidráulica 12 e que tem um reservatório hidráulico 14, um sistema de distribuição hidráulico 16, uma bomba hidráulica 18, um sistema de filtragem principal 20 e um filtro auto-limpante 22. O reservatório hidráulico 14 pode ser qualquer qualquer receptáculo adequado no qual o fluido hidráulico possa ser armazenado. O sistema de distribuição hidráulico 16 pode acoplar, fluidamente, o reservatório hidráulico 14 aos atuadores 12. O sistema de distribuição hidráulico 16 foi ilustrado de forma a incluir uma linha de fluxo principal 24 acoplada ao reservatório hidráulico 14. A bomba hidráulica 18 pode ser acoplada, fluidamente, à linha de fluxo principal 24 e ao reservatório hidráulico 14, de forma que a bomba hidráulica 18 possa bombear fluido hidráulico do reservatório hidráulico 14 até a linha de fluxo principal 24. O sistema de filtragem principal pode ser acoplado fiuidamente à linha de fluxo principal 24 a montante de pelo menos alguns dos atuadores 12. Tal sistema de filtragem principal 20 pode incluir um conjunto de filtro de materiais substituíveis. [005] O filtro auto-limpante 22 se acopla, fluidamente, a montante do sistema de filtragem principal 20, O filtro auto-limpante 22 foi ilustrado como um filtro ramificado hidráulico auto-limpante que inclui um corpo 30 com uma porção de fluxo principal 32 e uma porção ramificada 34. A porção de fluxo principal 32 é acoplada de forma alinhada à linha de fluxo principal 24 e a porção ramificada 34 foi ilustrada a um ângulo de 90 graus da porção de fluxo principal 32. Um filtro ramificado 36 pode ser localizado no corpo 30 para filtrar o fluido hidráulico que passa através da porção ramificada 34. Ademais, o filtro ramificado 36 pode ser orientado em relação à porção de fluxo principal 32 de forma que o fluido hidráulico que flui através da porção de fluxo principal 32 limpe o filtro ramificado 36. [006] O sistema hidráulico de aeronave 10 e seus componentes podem ser utilizados em qualquer porção adequada de uma aeronave. A Figura 2 representa, de forma esquematizada, o sistema hidráulico de aeronave 10 dentro de uma aeronave 40, uma porção da qual foi ilustrada. Considera-se que o sistema hidráulico de aeronaves 10 possa ser utilizado em qualquer aeronave 40, inclusive uma que possua um ou mais conjuntos de motores 42, uma fuselagem 44, uma cabine 46 posicionada na fuselagem 44 e asas 48 que se estendem para fora a partir da fuselagem 44, Embora apenas uma porção da aeronave 40, incluindo um único motor 42, tenha sido ilustrada, entender-se-á que qualquer número de motores 42 pode ser incluído. Porções do sistema hidráulico de aeronaves 10 foram ilustradas como incluídas dentro do motor 42, inclusive o reservatório hidráulico 14, uma porção do sistema de distribuição hidráulico 16 incluindo uma linha que conduz a um atuador operado de forma hidráulica 12 dentro do motor 42, a bomba hidráulica 18 e o filtro auto-limpante 22. Outras porções do sistema hidráulico de aeronaves 10, inclusive uma porção do sistema de distribuição hidráulico 16, incluindo uma variedade de linhas hidráulicas que conduzem ao atuador operado de forma hidráulica 12 dentro de várias outras porções da aeronave e o sistema de filtragem principal 20 estão localizados dentro de várias outras porções da aeronave 40. Conforme ilustrado, a linha de fluxo principal 24 pode conduzir do reservatório hidráulico 14 fora da montagem do motor 42 até o sistema de filtragem principal 20, o qual está localizado dentro da fuselagem 44. No exemplo ilustrado, a bomba hidráulica 18 pode ser dimensionada para bombear em qualquer lugar de 10 a 100 galões por minuto e a linha de fluxo principal 24 pode ser dimensionada de forma correspondente. [007] Múltiplos atuadores operados de forma hidráulica 12 da aeronave 40 foram ilustrados. Exemplos de atuadores operados de forma hidráulica 12 na aeronave podem incluir os freios 50, os flapes 52, o trem de pouso 54, os inversores de empuxo 56, etc. Uma variedade de mecanismos de controle 58 pode ser incluída na cabine 46 para atuar ou operar tais atuadores operados de forma hidráulica 12. Os mecanismos de controle 58 podem ser quaisquer mecanismos adequados. [008] Uma pluralidade de sistemas de aeronave adicionais, não mostrados, que permitem a operação adequada da aeronave 40 podem também ser incluídos na aeronave 40, assim como um controlador 60. O controlador 60 pode ser acoplado operacionalmente aos sistemas de aeronave, inclusive o sistema hidráulico de aeronaves 10. Por exemplo, os componentes hidráulicos 12, os mecanismos de controle 58 e a bomba hidráulica 18 podem ser acoplados operacionalmente ao controlador 60. O controlador 60 pode também ser conectado a outros controladores da aeronave 40. Embora o controlador 60 seja ilustrado como localizado na cabine 46, o controlador 60 pode ser localizado em outras porções da aeronave 40. O controlador 60 pode incluir a memória 62 e um ou mais processadores 64, os quais podem executar quaisquer programas adequados. [009] Embora a aeronave 40 esteja em operação, a variedade de mecanismos de controle 58 pode ser utilizada para ajustar a posição dos atuadores operados de forma hidráulica 12. Λ medida em que certos sistemas são atuados, o fluido é bombeado do reservatório hidráulico 14 até os atuadores operados de forma hidráulica 12. A título exemplificativo, no caso dos flapes 52, o fluido hidráulico pode ser bombeado pela bomba hidráulica 18 do reservatório hidráulico 14, através do sistema de filtragem principal 20, e então para os atuadores operados de forma hidráulica 12 associados aos flapes 52. No caso de um ínversor de empuxo 56, o fluido hidráulico pode ser bombeado pela bomba hidráulica 18 do reservatório hidráulico 14 através do filtro auto-limpante 22 para os atuadores operados de forma hidráulica 12 associados ao ínversor de empuxo 56. Uma vez que tanto o inversor de empuxo 56 quanto o reservatório hidráulico 14 estão localizados no motor 42, a capacidade de passar o fluido hidráulico através do filtro auto-limpante 22 sem ter que passar o fluido hidráulico através do sistema de filtragem principal 20, o qual está localizado for a do motor 42, é muito mais eficiente. [010] Ficará entendido que o filtro auto-limpante pode ser formado através de qualquer maneira adequada, por exemplo, a Figura 3 ilustra uma vista explodida de um filtro auto-limpante exemplificativo 122, o qual é similar ao filtro auto-limpante 22 anteriormente descrito e, portanto, partes similares serão identificadas com numerais similares aumentados em 100, ficando entendido que a descrição das partes similares do filtro auto-limpante 22 se aplica ao filtro auto-limpante 122, a menos que se estipule o contrário. [011] O corpo de filtragem auto-limpante 130 do filtro auto-limpante 122 foi ilustrado como uma junção em T que forma a porção de fluxo principal 132 e a porção ramificada 134. A porção ramificada 134 foi ilustrada como dimensionada para ter menos da metade do tamanho da porção de fluxo principal 132. O filtro ramificado 136 do filtro auto-limpante 122 foi ilustrado como um filtro em tela dentro da junção em T. Embora qualquer filtro ramificado 136 adequado possa ser utilizado, a tela do filtro foi ilustrada como uma tela cilíndrica. Tal filtro em tela pode ser um cilindro de metal com buracos feitos através de laser para melhorar a robustez e confiabilidade do filtro ramificado 136. Alternativamente, uma tela de malha pode ser usada. O filtro em tela pode ter um tamanho médio de poros de 0,01 centímetro ou menos. [012] Ademais, o filtro auto-limpante 122 foi ilustrado de forma a incluir partes adicionais, inclusive um compartimento 170 para o filtro ramificado 136 que tem várias aberturas 172, encaixes 174 e um elemento polarizador 176. A Figura 3 ilustra o filtro auto-limpante 122 montado e em corte transversal. Como pode ser visto mais facilmente, o compartimento 170, juntamente com o elemento polarizador 176, mantém o filtro ramificado 136 dentro da junção em T. O elemento influenciador 176 pode ser qualquer tipo adequado de elemento polarizador, inclusive a arruela do tipo em mola ilustrada, que pode limitar o movimento potencial da tela. Embora apenas um elemento influenciador 176 tenha sido ilustrado, ficará entendido que elementos infíuenciadores 176 adicionais podem ser incluídos para manter o filtro ramificado 136 no lugar. Os encaixes 174 podem incluir qualquer encaixe adequado que possa ser usado para acoplar operacionalmente o filtro auto-limpante 122 dentro do sistema de distribuição hidráulico 16. Encaixes de travamento em anel, não mostrados, podem ser usados para acoplar as linhas hidráulicas aos encaixes 174 ou ao próprio filtro auto-limpante 122, inclusive a porção principal 132 e a porção ramificada 134. Os encaixes de travamento em anel podem permitir uma instalação e conexão confiável e simples com o sistema de distribuição hidráulico 16. Vedações 178 podem ser incluídas dentro de porções do filtro auto-limpante 122, inclusive dentro de porções do filtro ramificado 136, de forma que o líquido hidráulico seja direcionado adequadamente através de porções do filtro auto-limpante 122. [013] Conforme ilustrado, o filtro ramificado 136 é substancialmente paralelo à direção de fluxo do fluido hidráulico através da porção principal 132 e o filtro ramificado 136 é ortogonal a uma abertura da porção ramificada 134. Durante a operação, o filtro auto-limpante 122 usa o fluxo através da porção principal 132 para limpar a contaminação do filtro ramificado 136, o qual é usado para fornecer cruzamento de fluxo para a porção ramificada 134 e para um atuador operado de forma hidráulica 12 acoplado fluidamente à mesma. Desta maneira, o fluxo para um único sistema hidráulico, o qual é parte de um sistema hidráulico maior, é distribuído pela porção ramificada 134 e vai através do filtro ramificado 136 em um ângulo de 90 graus até o suprimento na porção principal 132. O fluxo de suprimento passa através da porção principal 132 e do meio do filtro em tela e contém a maior parte do fluxo e remove qualquer contaminação que tenha sido retida pelo filtro em tela. [014] Ademais, a Figura 4 ilustra um filtro auto-limpante 222 alternativo. O filtro auto-limpante 222 é similar ao filtro auto-limpante 22 e ao filtro auto-limpante 122 anteríormente descrito e portanto, partes similares serão identificadas com numerais similares aumentados em 100, ficando entendido que a descrição das partes similares do filtro auto-limpante 22 e do filtro auto-limpante 122 se aplicam ao filtro auto-limpante 222, a menos que se diga o contrário. Uma diferença é que o filtro ramificado 236 não é cilíndrico e inclui uma moldura 280 acoplada operacionalmente ao filtro ramificado 236. O filtro ramificado 236 e a moldura 280 podem ser mantidos no lugar pelos encaixes 274. Alternativamente, o próprio filtro ramificado 236 pode ser firmado entre os encaixes 274 e nenhuma moldura pode ser incluída. [015] No exemplo ilustrado, a porção ramificada 234 é dimensionada para ser menor do que ou igual a 1/4 da porção de fluxo principal 232. Por exemplo, a porção de fluxo principal 232 pode ter 2,54 centímetros de diâmetro e a porção ramificada 234 pode ter um diâmetro de 0,64 centímetro. O filtro auto-limpante 222 opera de maneira similar aos filtros auto-limpantes descritos acima, inclusive quanto ao fato de que o fluxo de suprimento que vai através da porção principal 232 pode limpar o filtro ramificado 236. [016] As realizações descritas acima fornecem uma variedade de benefícios, inclusive quanto ao fato de que um filtro auto-limpante pode ser usado para filtrar fluido em sistemas que não estejam recebendo no momento fluido filtrado da aeronave e pode ser instalado diretamente nas linhas hidráulicas de um sistema. Ademais, o tamanho pequeno dos filtros auto-limpantes acima descritos permite uma instalação fácil e de baixo custo em comparação com conjuntos de filtros típicos. Ademais, tais filtros de lavagem de fluxo podem eliminar a necessidade de conjuntos de filtros típicos para sistemas hidráulicos menores ou subsistemas de sistemas hidráulicos maiores. Além disso, as realizações acima descritas, com sua natureza auto-limpante, eliminam a necessidade de se ter uma válvula de alívio de pressão, indicações de variação de pressão e a necessidade de remoção, limpeza ou manutenção do elemento de filtragem. [017] Quanto ao que não foi descrito, as diferentes funções e estruturas das várias realizações podem ser usadas em combinação umas com as outras, conforme desejado. O fato de que uma função possa não ser ilustrada em todas as realizações não deve ser interpretado no sentido de que a mesma não o possa ser, mas sim de que se procedeu assim visando a brevidade da descrição. Assim, as várias funções das diferentes realizações podem ser conjugadas e combinadas conforme desejado para formar novas realizações, estando as novas realizações expressamente descritas ou não.

Todas as combinações ou permutações das funções descritas neste documento são abrangidas por esta revelação, [018] Esta descrição escrita usa exemplos para revelar a invenção, inclusive o melhor modo e também para permitir a qualquer pessoa versada na técnica praticar a invenção, inclusive fazer e usar quaisquer dispositivos ou sistemas e realizar quaisquer métodos incorporados. O escopo patenteável da invenção é definido pelas reivindicações e pode incluir outros exemplos que ocorram àqueles versados na técnica. Tais outros exemplos se incluem no escopo das reivindicações se os mesmos tiverem elementos estruturais que não difiram da linguagem literal das reivindicações ou se os mesmos incluírem elementos estruturais equivalentes com diferenças não substanciais da linguagem literal das reivindicações.

Claims

1. SISTEMA HIDRÁULICO DE AERONAVE (10), para operar uma pluralidade de atuadores operados de forma hidráulica (12) na aeronave (40), caracterizado pelo fato de que compreende: um reservatório hidráulico (14) no qual o fluido hidráulico é armazenado; um sistema de distribuição hidráulico (16) que acopla o reservatório hidráulico (14) aos atuadores (12) e que tem uma linha de fluxo principal (24) acoplada ao reservatório hidráulico (14); uma bomba hidráulica (18) fluidamente acoplada à linha de fluxo principal (24) e o reservatório hidráulico (14) para bombear o fluido hidráulico do reservatório hidráulico (14) à linha de fluxo principal (24); um sistema de filtragem principal (20) fluidamente acoplado à linha de fluxo principal (24) a montante de pelo menos alguns dos atuadores (12); e um filtro de lavagem de fluxo (22, 122, 222) fluidamente acoplado a montante do sistema de filtragem principal (20) e que tem um corpo (30, 130, 230) com a porção de fluxo principal (32, 132, 232), acoplada de forma alinhada à linha de fluxo principal (24) e uma porção ramificada (34, 134, 234), com um filtro ramificado (36, 136, 236) localizado dentro do corpo (30, 130, 230) para filtrar o fluido hidráulico que passa através da porção ramificada (34, 134, 234) e orientado em relação à porção de fluxo principal (32, 132, 232) de forma que o fluido hidráulico que flui através da porção de fluxo principal (32, 132, 232) limpe o filtro ramificado (36, 136, 236).

2. SISTEMA HIDRÁULICO DE AERONAVE (10), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que em que a porção ramificada (34, 134, 234) é dimensionada para ser menor do que metade do tamanho da porção de fluxo principal (32, 132, 232).

3. SISTEMA HIDRÁULICO DE AERONAVE (10), de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que a porção ramificada (34, 134, 234) é menor ou igual a % da porção de fluxo principal (32, 132, 232).

4. SISTEMA HIDRÁULICO DE AERONAVE (10), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a porção de fluxo principal (32, 132, 232) tem um diâmetro de 2,54 centímetros e a porção ramificada (34, 134, 234) tem um diâmetro de 0,64 centímetros.

5. SISTEMA HIDRÁULICO DE AERONAVE (10), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a bomba hidráulica (18) é dimensionada para bombear 60 galões por minuto.

6. SISTEMA HIDRÁULICO DE AERONAVE (10), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o corpo do filtro de lavagem de fluxo (30, 130, 230) compreende uma junção em T que forma a porção de fluxo principal (32, 132, 232) e a porção ramificada (34, 134, 234).

7. SISTEMA HIDRÁULICO DE AERONAVE (10), de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que o filtro ramificado (36, 136, 236) do filtro de lavagem de fluxo (22, 122, 222) compreende uma tela dentro da junção em T.

8. SISTEMA HIDRÁULICO DE AERONAVE (10), de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que pelo menos um elemento de polarização (176, 276) mantém a tela dentro da junção em T.

9. SISTEMA HIDRÁULICO DE AERONAVE (10), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o filtro ramificado (36, 136, 236) é substancialmente paralelo à direção de fluxo do fluido hidráulico através da porção de fluxo principal (32, 132, 232).

10. SISTEMA HIDRÁULICO DE AERONAVE (10), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o filtro ramificado (36, 136, 236) é ortogona! a uma abertura da porção ramificada (34, 134, 234).