BR102018070539A2 - Unidade de cauda vertical para controle de fluxo, e aeronave - Google Patents

Unidade de cauda vertical para controle de fluxo, e aeronave Download PDF

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Abstract

"unidade de cauda vertical para controle de fluxo, e aeronave". é divulgada uma unidade de cauda vertical (7) para controle de fluxo, compreendendo um revestimento externo (13) em contato com um fluxo de ar ambiente (21), em que o revestimento externo (13) se estende entre um bordo de ataque (23) e um bordo de fuga (25), e circunda um espaço interior (29), e em que o revestimento externo (13) compreende uma seção porosa (31) na zona do bordo de ataque (23), uma câmara de pressão (15) disposta no espaço interior (29), em que a câmara de pressão (15) está fluidamente conectada à seção porosa (31), uma entrada de ar (17) prevista no revestimento externo (13), em que a entrada de ar (17) está fluidamente conectada à câmara de pressão (15), em que a saída de ar (19) está fluidamente conectada à câmara de pressão (15). o objeto, para dotar a unidade de cauda vertical (7) com arrasto reduzido e maior eficácia, é alcançado pelo fato de a entrada de ar (17) ser formada como uma abertura (35) no revestimento externo (13) no bordo de ataque (23).

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para UNIDADE DE CAUDA VERTICAL PARA CONTROLE DE FLUXO, E AERONAVE.
[001] A presente invenção refere-se a uma unidade de cauda vertical para uma aeronave. A unidade de cauda vertical é configurada para controle de fluxo, de preferência para controle de fluxo laminar híbrido. Um outro aspecto da presente invenção refere-se a uma aeronave compreendendo uma tal unidade de cauda vertical.
[002] A unidade de cauda vertical compreende um revestimento externo, uma câmara de pressão, uma entrada de ar e uma saída de ar. De preferência, a unidade de cauda vertical compreende ainda uma pluralidade de partes estruturais, tais como tirantes, para suportar o revestimento externo a partir do interior. Além disso, é preferível que a unidade de cauda vertical seja composta por um estabilizador vertical e por um leme de direção montado rotativamente no estabilizador vertical.
[003] O revestimento externo está em contato com um fluxo de ar ambiente e se estende entre um bordo de ataque voltado para o fluxo de entrada, e um bordo de fuga. Além disso, o revestimento externo tem duas faces laterais opostas e circunda um espaço interior. O revestimento externo compreende ainda uma seção porosa na zona do bordo de ataque para deixar passar ar através do revestimento externo. A seção porosa poderia ser formada, por exemplo, como um painel de revestimento perfurado ou como um painel de revestimento feito de um material poroso.
[004] A câmara de pressão está disposta no espaço interior para suportar uma sobrepressão ou uma subpressão em relação à pressão do fluxo de ar ambiente em frente da seção porosa. A câmara de pressão está fluidamente conectada à seção porosa.
[005] A entrada de ar é prevista no revestimento externo para
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2/7 deixar entrar ar do fluxo de ar ambiente. A entrada de ar está fluidamente conectada à câmara de pressão e configurada para provocar, durante o voo da respectiva aeronave, uma sobrepressão na câmara de pressão, de modo que ar proveniente da câmara de pressão seja descarregado através da seção porosa para o fluxo de ar ambiente.
[006] A saída de ar é prevista no revestimento externo para deixar sair ar para o fluxo de ar ambiente. A saída de ar está fluidamente conectada à câmara de pressão e configurada para provocar, durante o voo da respectiva aeronave, uma subpressão na câmara de pressão de modo que o ar proveniente do fluxo de ar ambiente seja aspirado para dentro através da seção porosa para a câmara de pressão. De preferência, a saída de ar é formada como um flape móvel que é ou pode ser aberto na direção do bordo de fuga.
[007] Essas unidades de cauda vertical são conhecidas no estado da técnica. A entrada de ar das unidades de cauda vertical conhecidas é, muitas vezes, formada como um coletor de ar que se projeta para fora do revestimento externo para o fluxo de ar ambiente. No entanto, um tal coletor de ar provoca arrasto adicional na unidade de cauda vertical e diminui a eficácia.
[008] Portanto, o objetivo da presente invenção consiste em fornecer uma unidade de cauda vertical com arrasto reduzido e maior eficácia.
[009] Este objetivo é alcançado devido ao fato de a entrada de ar ser formada como uma abertura no revestimento externo no bordo de ataque. A abertura poderia ser formada como um orifício no revestimento externo com um canal seguindo para o interior da unidade de cauda vertical. Desse modo, nenhuma das partes da entrada de ar se projeta para fora a partir do revestimento externo para o fluxo de ar ambiente de modo que não é provocado arrasto adicional por meio da entrada de ar, ou pelo menos o arrasto adicional é minimizado.
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3/7 [0010] De acordo com uma modalidade preferida, a entrada de ar é disposta em um ponto de estagnação do bordo de ataque, isto é, no ponto onde o fluxo de ar ambiente que colide com o bordo de ataque se separa em direções opostas. Desse modo, a pressão de estagnação relativamente elevada pode ser utilizada para pressurizar a câmara de pressão.
[0011] De acordo com uma outra modalidade preferida, a entrada de ar tem uma forma circular ou uma forma oval. Uma tal forma contribui para um arrasto mínimo e para uma pressão máxima na câmara de pressão. No entanto, a entrada de ar também poderia ter uma forma retangular que é vantajosa devido a um design simples.
[0012] De acordo com uma outra modalidade preferida, a entrada de ar está disposta mais afastada de uma raiz da unidade de cauda vertical do que a seção porosa. A raiz refere-se àquela parte da unidade de cauda vertical onde a unidade de cauda vertical está, ou pode estar, conectada a uma fuselagem. Por outras palavras, a entrada de ar está disposta por baixo da seção porosa. Desse modo, a entrada de ar e a seção porosa não interferem uma com a outra.
[0013] De acordo ainda com uma outra modalidade preferida, a entrada de ar está conectada a uma câmara de pressão através de uma conduta de entrada. De preferência, a conduta de entrada prossegue a partir da entrada de ar para cima para a câmara de pressão.
[0014] Em particular, é preferível que a saída de ar esteja conectada à câmara de pressão através de uma conduta de saída. De preferência, pelo menos partes da conduta de entrada e da conduta de saída são formadas integralmente. Desse modo, é necessária uma quantidade mínima de estrutura e, portanto, de peso.
[0015] De acordo com uma outra modalidade preferida, a entrada de ar compreende uma porta para fechar a entrada de ar. De preferência, a porta é configurada para fechar a entrada de ar, tanto parcial
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4/7 como totalmente. Desse modo, se pode controlar se, e em que medida o fluxo de ar ambiente pode passar através do revestimento externo para a unidade de cauda vertical.
[0016] Em particular, é preferível que a porta seja montada em uma dobradiça, de modo que a porta seja rotativa para o interior do canal quando a porta é aberta. Desse modo, nenhuma das partes da entrada de ar se projeta para fora do revestimento externo para o fluxo de ar ambiente. Além disso, é permitida uma vedação da porta confiável.
[0017] Além disso, é preferível que a dobradiça seja montada em um bordo de fundo ou em um bordo de topo da entrada de ar com um eixo de dobradiça horizontal. Desse modo se possibilita uma porta simétrica que pode ser vedada confiavelmente.
[0018] Em alternativa, é preferível que a dobradiça se estenda centralmente através da entrada de ar. A porta inclui duas aletas de porta montadas na dobradiça de modo que cada aleta de porta possa cobrir uma parte da abertura de entrada. Desse modo, a pressão de ar do fluxo de ar ambiente na posição fechada da porta é dividida entre as duas aletas, de modo que as aletas e os acionadores de porta possam ser projetados menos fortes.
[0019] Em particular, é preferível que a dobradiça tenha um eixo de dobradiça vertical ou horizontal. Desse modo, se consegue um desenho das aletas de porta simétrico e simples.
[0020] Um outro aspecto da presente invenção refere-se a uma aeronave compreendendo a unidade de cauda vertical de acordo com qualquer uma das modalidades acima descritas. As funcionalidades e vantagens acima mencionadas em conexão com a unidade de cauda vertical também se aplicam à aeronave.
[0021] Se descrevem a seguir modalidades preferidas da presente invenção com mais detalhe por meio de um desenho. O desenho mosPetição 870180138013, de 05/10/2018, pág. 9/33
5/7 tra na [0022] Figura 1 uma vista lateral da seção de cauda de uma aeronave de acordo com a invenção, [0023] Figura 2 uma vista lateral detalhada de uma primeira modalidade de uma entrada de ar a ser empregue na aeronave mostrada na figura 1 com uma dobradiça de fundo e uma porta em uma posição fechada, [0024] Figura 3 a entrada de ar mostrada na figura 2 com a porta em uma posição aberta, [0025] Figura 4 uma vista lateral detalhada de uma segunda modalidade de uma entrada de ar a ser empregue na aeronave mostrada na figura 1 com uma dobradiça de topo e a porta em uma posição aberta, [0026] Figura 5 uma vista lateral detalhada de uma terceira modalidade de uma entrada de ar a ser empregue na aeronave mostrada na figura 1 com uma dobradiça central e duas aletas de porta em uma posição aberta, [0027] Figura 6 uma vista de topo da entrada de ar mostrada na figura 5.
[0028] Na figura 1 é ilustrada uma modalidade de uma aeronave 1 de acordo com a invenção. A aeronave 1 compreende uma fuselagem 3, uma unidade de cauda horizontal 5, e uma unidade de cauda vertical 7 de acordo com uma modalidade da invenção. A unidade de cauda vertical 7 compreende um estabilizador vertical 9 e um leme de direção 11 montado rotativamente no estabilizador vertical 9. A unidade de cauda vertical 7 é configurada para controle de fluxo laminar híbrido e compreende um revestimento externo 13, uma câmara de pressão 15, uma entrada de ar 17, e uma saída de ar 19.
[0029] O revestimento externo 13 está em contato com um fluxo de ar ambiente 21 e se estende entre um bordo de ataque 23 e um
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6/7 bordo de fuga 25. Além disso, o revestimento externo 13 tem duas faces laterais opostas 27a, 27b e circunda um espaço interior 29. O revestimento externo 13 compreende ainda uma seção porosa 31 na zona do bordo de ataque 23 para deixar passar ar através do revestimento externo 13.
[0030] A câmara de pressão 15 está disposta no espaço interior 29 para suportar uma sobrepressão ou uma subpressão em relação à pressão do fluxo de ar ambiente 21 em frente da seção porosa 31. A câmara de pressão 15 está fluidamente conectada à seção porosa 31. [0031] A saída de ar 19 está disposta no revestimento externo 13 para deixar sair ar para o fluxo de ar ambiente 21. A saída de ar 19 está fluidamente conectada à câmara de pressão 15 e configurada para provocar, durante o voo da respectiva aeronave 1, uma subpressão na câmara de pressão 15 de modo que o ar do fluxo de ar ambiente 21 seja aspirado através da seção porosa 31 para a câmara de pressão 15. A saída de ar 19 inclui um flape rotativo 33 que pode ser aberto na direção do bordo de fuga 25.
[0032] A entrada de ar 17 está disposta no revestimento externo 13 para deixar entrar ar do fluxo de ar ambiente 21 para a unidade de cauda vertical 7. A entrada de ar 17 está fluidamente conectada à câmara de pressão 15 e configurada para provocar, durante o voo da respectiva aeronave 1, uma sobrepressão na câmara de pressão 15, de modo que ar proveniente da câmara de pressão 15 seja descarregado através da seção porosa 31 para o fluxo de ar ambiente 21. A entrada de ar 17 é formada como uma abertura 35 no revestimento externo 13 no bordo de ataque 23. A abertura 35 poderia ser formada como um orifício 37 no revestimento externo 13 com um canal 39 seguindo para o interior da unidade de cauda vertical 7. A entrada de 17 é disposta em um ponto de estagnação 41 do bordo de ataque 23 e tem uma forma circular.
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7/7 [0033] Tal como mostrado nas figuras 2 a 6, a entrada de ar 17 compreende uma porta 43 para fechar a entrada de ar 17. A porta 43 é montada em uma dobradiça 45 de modo que a porta 43 seja rotativa para o interior do canal 39 quando a porta 43 é aberta. Na modalidade mostrada nas figuras 2 e 3, a dobradiça 45 é montada num bordo de fundo 47 da entrada de ar 17 com um eixo de dobradiça horizontal 49, em que a figura 2 mostra a porta 43 em uma posição fechada e a figura 3 mostra a porta 43 em uma posição aberta. Na modalidade mostrada na figura 4, a dobradiça 45 é montada em um bordo de topo 51 da entrada de ar 17 com um eixo de dobradiça horizontal 49.
[0034] Na modalidade mostrada nas figuras 5 e 6, a dobradiça 45 se estende centralmente através da entrada de ar 17. A porta 43 inclui duas aletas de porta 53a, 53b montadas na dobradiça 45 de modo que cada aleta de porta 53a, 53b possa cobrir uma parte da abertura de entrada 35. A dobradiça 45 tem um eixo de dobradiça vertical 49.
[0035] Tal como mostrado na figura 1, a entrada de ar 17 está disposta mais afastada de uma raiz 55 da unidade de cauda vertical 7 do que a seção porosa 31. A entrada de ar 17 é ligada à câmara de pressão 15 através de uma conduta de entrada 57 que prossegue a partir da entrada de ar 17 para cima para a câmara de pressão 15. A saída de ar 19 é ligada à câmara de pressão 15 através de uma conduta de saída 59. Peças grandes da conduta de entrada 57 e da conduta de saída 59 são formadas integralmente.

Claims (13)

  1. REIVINDICAÇÕES
    1. Unidade de cauda vertical (7) para controle de fluxo, compreendendo um revestimento externo (13) em contato com um fluxo de ar ambiente (21), em que o revestimento externo (13) se estende entre um bordo de ataque (23) e um bordo de fuga (25), e circunda um espaço interior (29), e em que o revestimento externo (13) compreende uma seção porosa (31) na zona do bordo de ataque (23), uma câmara de pressão (15) disposta no espaço interior (29), em que a câmara de pressão (15) está fluidamente conectada à seção porosa (31), uma entrada de ar (17) prevista no revestimento externo (13), em que a entrada de ar (17) está fluidamente conectada a uma câmara de pressão (15) e configurada para provocar uma sobrepressão na câmara de pressão (15) de modo que seja descarregado ar através da seção porosa (31) para o fluxo de ar ambiente (21), e uma saída de ar (19) prevista no revestimento externo (13), em que a saída de ar (19) está fluidamente conectada a uma câmara de pressão (15) e configurada para provocar uma subpressão na câmara de pressão (15) de modo que ar do fluxo de ar ambiente (21) seja aspirado para dentro através da seção porosa (31), caracterizada por a entrada de ar (17) ser formada como uma abertura (35) no revestimento externo (13) no bordo de ataque (23).
  2. 2. Unidade de cauda vertical, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por a entrada de ar (17) ser disposta em um ponto de estagnação (41) do bordo de ataque (23).
  3. 3. Unidade de cauda vertical, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizada por a entrada de ar (17) possuir uma forma circular ou uma forma oval.
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  4. 4. Unidade de cauda vertical de acordo com a reivindicação 1, 2 ou 3 caracterizada por a entrada de ar (17) estar disposta mais afastada de uma raiz (55) da unidade de cauda vertical (7) do que a seção porosa (31).
  5. 5. Unidade de cauda vertical, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizada por a entrada de ar (17) estar conectada a uma câmara de pressão (15) através de uma conduta de entrada (57).
  6. 6. Unidade de cauda vertical, de acordo com a reivindicação 5, caracterizada por a saída de ar (19) estar conectada a uma câmara de pressão (15) através de uma conduta de saída (59).
  7. 7. Unidade de cauda vertical, de acordo com a reivindicação 6, caracterizada por pelo menos partes da conduta de entrada (57) e da conduta de saída (59) serem formadas integralmente.
  8. 8. Unidade de cauda vertical, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizada por a entrada de ar (17) compreender uma porta (43) para fechar a entrada de ar (17).
  9. 9. Unidade de cauda vertical, de acordo com a reivindicação 8, caracterizada por a porta (43) ser montada em uma dobradiça (45), de modo que a porta (43) seja rotativa para o interior quando a porta (43) é aberta.
  10. 10. Unidade de cauda vertical, de acordo com a reivindicação 9, caracterizada por a dobradiça (45) ser montada em um bordo de fundo (47) ou em um bordo de topo (51) da entrada de ar (17) com um eixo de dobradiça horizontal (49).
  11. 11. Unidade de cauda vertical, de acordo com a reivindicação 9, caracterizada por a dobradiça (45) se estender através da entrada de ar (17), e a porta (43) incluir duas aletas de porta (53a, 53b) montadas na dobradiça (45) de modo que as aletas de porta (53a, 53b) possam cobrir uma parte da abertura de entrada (35).
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    3/3
  12. 12. Unidade de cauda vertical, de acordo com a reivindicação 11, caracterizada por a dobradiça (45) possuir um eixo de dobradiça vertical (49).
  13. 13. Aeronave (1) caracterizada por compreender uma unidade de cauda vertical (7), como definida em qualquer uma das reivindicações 1 a 12.
BR102018070539-3A 2017-10-09 2018-10-05 Unidade de cauda vertical para controle de fluxo, e aeronave BR102018070539A2 (pt)

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