BR102015006184B1 - Método de manutenção de uma haste de choque de um trem de pouso - Google Patents

Método de manutenção de uma haste de choque de um trem de pouso Download PDF

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Abstract

MÉTODO DE MANUTENÇÃO DE UM STRUT DE CHOQUE DE UM TREM DE ATERRISSAGEM. Um método de manutenção de um strut de choque de um trem de pouso inclui parcialmente encher o strut de choque com óleo fresco e pressurizar a câmara com gás. A pressurização é até um nível de pressão que compensa perda de pressão de gás esperada devido a arraste de gás no óleo durante a operação do strut de choque. O método pode ser realizado sem peso sobre rodas, com peso nas rodas e um curso de strut constante, ou peso nas rodas e uma pressão constante.

Description

Fundamentos
[001] Dispositivos de absorção de choque são usados numa ampla variedade de sistemas de suspensão de veículos para controlar o movimento do veículo e seus pneus em relação ao solo e para reduzir transmissão de forças transientes do solo para o veículo. Hastes de absorção de choque são um componente comum e necessário na maioria dos conjuntos de trem de pouso de aeronave. As hastes de choque utilizadas no trem de pouso de aeronave em geral estão sujeitas a requisitos de desempenho mais exigentes do que a maioria, senão todos, os amortecedores de veículos terrestres. Em particular, hastes de choque devem controlar o movimento do trem de pouso e absorver e amortecer cargas impostas no trem durante a pouso, taxiamento e decolagem.
[002] Uma haste de choque geralmente realiza estas funções comprimindo um fluido dentro de uma câmara vedada formada por cilindros telescópicos ocos. O fluido inclui, geralmente, tanto um gás quanto um líquido, tal como fluido ou óleo hidráulico. Um tipo de haste de choque geralmente utiliza um arranjo de "ar sobre óleo", em que um volume de gás aprisionado é comprimido quando a haste de choque é comprimida axialmente e um volume de óleo é dosado através de um orifício. O gás age como um dispositivo de armazenamento de energia, tal como uma mola, de modo que mediante término de uma força de compressão a haste de choque retorna ao seu comprimento original. Hastes de choque também dissipam energia passando o óleo através do orifício, de modo que à medida que o absorvedor de choque é comprimido ou estendido, sua taxa de movimento é limitada pela ação de amortecimento da interação do orifício e do óleo.
[003] Ao longo do tempo o gás e/ou óleo podem vazar dos cilindros telescópicos e causar uma mudança nas características de desempenho da haste. Embora a pressão de gás possa ser prontamente monitorada, ela não pode ser prontamente determinada se uma perda de pressão de gás surgiu de vazamento de gás sozinho ou de vazamento tanto de gás quanto de óleo, a menos que evidência externa de um vazamento de óleo seja notada pelo pessoal de manutenção. Se uma condição de baixa pressão for detectada na ausência de evidência externa de um vazamento de óleo, o pessoal de manutenção até agora restauraria a pressão de gás até um nível prescrito adicionando gás. Isto, no entanto, eventualmente leva ao desempenho degradado da haste de choque se óleo tivesse de fato escapado da haste. Mesmo se evidência de um vazamento de óleo for observada, o pessoal de manutenção não pode facilmente determinar a quantidade de óleo que resta ou se a quantidade restante de óleo atende às especificações ou é aceitável para operação.
[004] O desempenho de amortecimento de uma haste de choque de trem de pouso é o resultado do projeto interno, volume de fluido e pressão de gás. É um fato bem conhecido que, após o serviço de gás inicial da haste de choque, abastecido com óleo novo, e várias aterrissagens aeronave subsequentes, a pressão de gás da haste de choque cai devido ao arraste de gás em óleo em hastes de choque de fluido-gás misturados. A redução de pressão associada com o arraste de gás, no entanto, nunca foi quantificada analiticamente. Esta perda de pressão resulta em uma modificação adversa do desempenho de amortecimento da haste de choque. Para compensar esta perda de pressão e manter o amortecimento desejado, os operadores tipicamente reabastecem a haste de choque com gás depois de alguns voos. Esta prática corrente assume que a redução de pressão é unicamente devida ao arraste de gás e, portanto, poderia não notar qualquer vazamento de gás ou óleo no sistema. Além disso, esta prática requer tempo de manutenção adicional.
Sumário
[005] Um método de manutenção de uma haste de choque de um trem de pouso inclui parcialmente encher a haste de choque com óleo fresco e pressurizar a câmara com gás. A pressurização é até um nível de pressão que compensa perda de pressão de gás esperada devido a arraste de gás no óleo durante a operação da haste de choque.
Breve Descrição dos Desenhos
[006] A FIG. 1 é um fluxograma que ilustra um método de manutenção de gás numa haste de choque de trem de pouso.
Descrição Detalhada
[007] Esta invenção fornece um método novo e único para determinar a quantidade de perda de pressão associada com arraste de gás inicial para a haste de choque recentemente abastecido e, portanto, elimina a ação de manutenção/remanutenção adicional. Em primeiro lugar, isto inclui o método matemático para determinar a perda de pressão associada com arraste de gás inicial. Em segundo lugar, o método matemático também é utilizado para especificar uma pressão de manutenção inicial mais alta para levar em conta o arraste de gás inicial.
[008] Qualquer líquido em contato com gás pode ter os seguintes estados de saturação:
[009] Subsaturado: A quantidade de gás dissolvido no líquido é menor do aquilo que o líquido pode dissolver. O líquido dissolve mais gás ao longo do tempo para chegar ao estado saturado.
[0010] Saturado: líquido está em equilíbrio estável com gás. Nenhuma transferência de massa ocorre na fronteira gás/líquido.
[0011] Supersaturado: A quantidade de gás dissolvido no líquido é maior que a capacidade do líquido. O líquido perde um pouco de gás ao longo do tempo para chegar ao estado saturado.
[0012] A lei de Henry afirma que a uma temperatura constante, a quantidade de gás dissolvido que pode saturar um dado volume e tipo de fluido em estado constante é diretamente proporcional à pressão parcial de gás. A lei de Henry tem a seguinte representação matemática:
Figure img0001
onde,
Figure img0002
é o número de moles de gás dissolvido no líquido em estado saturado,
Figure img0003
é o volume de líquido,
Figure img0004
é a pressão parcial de gás e
Figure img0005
é temperatura A uma dada temperatura, com base na lei de Henry,
Figure img0006
é reescrita da seguinte forma:
Figure img0007
onde
Figure img0008
é um coeficiente que tem que ser definido experimentalmente para cada conjunto de tipos de líquidos e gases em função da temperatura. Assim, a queda de pressão inicial devida à saturação do óleo a uma dada temperatura de serviço pode ser calculada com base na seguinte equação:
Figure img0009
onde,
Figure img0010
é a pressão à qual a haste de choque é abastecida inicialmente,
Figure img0011
é o volume de gás em posição totalmente estendida,R é a constante ideal dos gases,
Figure img0012
é o volume de óleo e
Figure img0013
é temperatura
Manutenção sem nenhum peso nas rodas
[0013] Uma vez que a queda de pressão inicial é determinada, a pressão à qual a haste de choque (sem peso nas rodas) tem que ser souperpressurizada para compensar o arraste de gás inicial é determinada como se segue:
Figure img0014
onde
Figure img0015
é a pressão de gás nominal/desejada em posição totalmente estendida. Para derivar a pressão de manutenção, assumiu-se que a haste de choque foi abastecido com óleo fresco.
Manutenção com peso nas rodas e curso de haste fixo
[0014] Se o abastecimento de óleo e gás for realizado com peso nas rodas e a um curso de haste de choque fixo, então, a pressão à qual o gás tem que ser abastecido no curso, , é determinado como a seguir:
Figure img0016
onde
Figure img0017
é a pressão correspondente ao curso
Figure img0018
na curva de mola de ar estática e
Figure img0019
é o volume de gás no curso .
Manutenção com peso nas rodas e a pressão constante
[0015] Se manutenção de óleo e gás for realizada com peso nas rodas e a uma pressão constante (isto é, carga constante), o que é o procedimento de manutenção típico, então, o curso ao qual a haste de choque tem de ser abastecido à pressão,
Figure img0020
é determinado como a seguir:
Figure img0021
onde é
Figure img0022
o curso correspondente
Figure img0023
na curva de mola de ar estática e é a área de pistão da haste de choque.
[0016] É de notar que a superpressurização da haste de choque somente é necessária se o óleo for reabastecido (isto é, óleo fresco introduzido na haste) durante a manutenção da haste de choque.
[0017] Este método determinou que a pressão à qual a haste de choque deve ser inicialmente abastecido é dependente dos parâmetros físicos da haste de choque, tal como sua pressão de gás nominal, volume de gás na posição totalmente estendida e o volume de óleo. Esta invenção elimina a necessidade de manutenção adicional para reabastecer a haste de choque devido a arraste de gás inicial.
[0018] FIG. 1 mostra o método de serviço de gás 10 o qual é realizado quando uma haste de choque de trem de pouso requer manutenção (etapa 12). Em primeiro lugar, é feita uma determinação se o óleo na haste precisa ser abastecido adicionando óleo fresco (etapa 14). Se não, então, o serviço prossegue adicionando gás à haste com base numa curva de mola de ar estática (etapa 16). Se sim, então, óleo fresco é adicionado pelas instruções de manutenção para a haste de choque (etapa 17).
[0019] Se óleo for abastecido (isto é, óleo fresco é adicionado à haste), então, é feita uma determinação quanto a qual de três protocolos de serviço de gás diferentes é feito. Na etapa 18, é feita uma determinação se a manutenção será realizada com peso nas rodas. Se não, então, o gás é abastecido de acordo com a Equação 4 (etapa 20). Se sim, então, é feita uma determinação se a manutenção será realizada a uma pressão (carga) fixa (constante) (etapa 22). Se não, então, o gás é abastecido de acordo com a Equação 5 (etapa 24). Se sim, o gás é abastecido de acordo com a Equação 6 (etapa 26).
[0020] As instruções/o cartão de manutenção da haste de choque devem ser alterados/estabelecidos para levar em conta e compensar o arraste de gás inicial de acordo com o fluxograma mostrado na Figura 1.
[0021] Com este método, a perda de pressão de gás causada pelo arraste de gás é quantificada e compensada durante a manutenção da haste de choque. Como resultado, a necessidade de remanutenção após algumas decolagens e aterrissagens é eliminada, o que proporciona uma economia significativa de tempo e custo.
Discussão de Possíveis Modalidades
[0022] A seguir são descrições não exclusivas de possíveis modalidades da presente invenção.
[0023] Um método de manutenção de uma haste de choque de um trem de pouso enchendo parcialmente uma câmara da haste de choque com uma quantidade predeterminada de óleo fresco e pressurização da câmara com gás até o nível que compensa a perda de pressão de gás esperada devido a arraste de gás no óleo durante a operação da haste de choque.
[0024] O método do parágrafo anterior pode opcionalmente incluir, adicionalmente e/ou alternativamente, qualquer um ou mais dos seguintes recursos, configurações e/ou componentes adicionais: Se a manutenção for executada sem peso nas rodas do trem de pouso, então, a câmara é pressurizada até um nível de:
Figure img0024
[0025] Se a manutenção for realizada com peso nas rodas do trem de pouso e a um curso de haste de choque constante, então, a câmara é pressurizada até um nível de:
Figure img0025
[0026] Se a manutenção for realizada com peso nas rodas do trem de pouso e a uma pressão constante, então, a câmara é pressurizada para produzir um curso de choque de haste de:
Figure img0026
[0027] Embora a invenção tenha sido descrita com referência a modalidade(s) exemplar(es), será compreendido por aqueles versados na técnica que várias alterações podem ser feitas e equivalentes podem ser usados em lugar de elementos das mesmas sem se afastar do escopo da invenção. Além disso, muitas modificações podem ser feitas para adaptar uma situação ou material particular aos ensinamentos da invenção sem afastamento do escopo essencial da mesma. Portanto, pretende-se que a invenção não seja limitada à(s) modalidade(s) particular(es) divulgada(s), mas que a invenção inclua todas as modalidades caindo dentro do escopo das reivindicações anexas.

Claims (3)

1. Método de manutenção de uma haste de choque de um trem de pouso, o método compreendendo as etapas de: encher parcialmente uma câmara da haste de choque com uma quantidade predeterminada de óleo fresco; e pressurizar a câmara com gás até um nível que compensa perda de pressão de gás esperada devido a arraste de gás no óleo durante a operação da haste de choque; caracterizado pelo fato de que se a manutenção for executada sem peso nas rodas do trem de pouso, então, a câmara é pressurizada até um nível de:
Figure img0027
onde
Figure img0028
é a pressão de gás nominal/desejada em posição totalmente estendida,
Figure img0029
é o volume de gás em posição totalmente estendida,
Figure img0030
é o volume de óleo,
Figure img0031
é um coeficiente que tem que ser definido experimentalmente para cada conjunto de tipos de líquidos e gases em função da temperatura, é a constante ideal dos gases, e
Figure img0032
é temperatura.
2. Método de manutenção de uma haste de choque de um trem de pouso, o método compreendendo: encher parcialmente uma câmara da haste de choque com uma quantidade predeterminada de óleo fresco; e pressurizar a câmara com gás até um nível que compensa perda de pressão de gás esperada devido a arraste de gás no óleo durante a operação da haste de choque; caracterizado pelo fato de que se a manutenção for realizada com peso nas rodas do trem de pouso e a um curso de haste de choque constante, então, a câmara é pressurizada até um nível de:
Figure img0033
onde
Figure img0034
é a pressão de gás nominal/desejada em posição totalmente estendida,
Figure img0035
é o volume de gás no curso
Figure img0036
, é o volume de óleo,
Figure img0037
é um coeficiente que tem que ser definido experimentalmente para cada conjunto de tipos de líquidos e gases em função da temperatura, é a constante ideal dos gases,
Figure img0038
é temperatura, e
Figure img0039
é a pressão correspondente ao curso na curva de mola de ar estática.
3. Método de manutenção de uma haste de choque de um trem de pouso, o método compreendendo: encher parcialmente uma câmara da haste de choque com uma quantidade predeterminada de óleo fresco; e pressurizar a câmara com gás até um nível que compensa perda de pressão de gás esperada devido a arraste de gás no óleo durante a operação da haste de choque; caracterizado pelo fato de que se a manutenção for realizada com peso nas rodas a uma pressão constante, então, a câmara é pressurizada a uma pressão
Figure img0040
para produzir um curso de choque de haste de:
Figure img0041
onde
Figure img0042
é a pressão de gás nominal/desejada em posição totalmente estendida,
Figure img0043
é o volume de óleo,
Figure img0044
é um coeficiente que tem que ser definido experimentalmente para cada conjunto de tipos de líquidos e gases em função da temperatura, R é a constante ideal dos gases,
Figure img0045
é temperatura,
Figure img0046
é a área de pistão da haste de choque,
Figure img0047
é o curso correspondente a
Figure img0048
na curva de mola de ar estática.
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