BR102019003313A2

BR102019003313A2 - sistema de hélices, e, método de operar um sistema de hélices

Info

Publication number: BR102019003313A2
Application number: BR102019003313-4A
Authority: BR
Inventors: M Henze Chad
Original assignee: Hamilton Sundstrand Corp
Priority date: 2018-03-16
Filing date: 2019-02-18
Publication date: 2019-10-29
Also published as: EP3539866B1; CN110271682A; EP3539866A1; CA3036856A1; US20190283864A1; CN110271682B

Abstract

um sistema de hélices tem um par de rotores e um par de conjuntos de lâminas e pelo menos a entrada de impulsionamento para impulsionar um primeiro dos rotores e conjuntos de lâminas e um segundo dos rotores e conjuntos de lâminas. os conjuntos de lâminas são posicionados de modo que quando ambos sejam impulsionados acionados, o ar será impulsionado através do primeiro conjunto de lâminas e depois através do segundo conjunto de lâminas. existe um mecanismo de mudança de inclinação para alterar um ângulo de incidência da lâmina em pelo menos um conjunto de lâminas. existe um dispositivo para parar seletivamente a rotação de pelo menos um dentre o primeiro ou o segundo rotor e conjunto de lâminas enquanto ainda permite a rotação do outro rotor e conjunto de lâminas. o mecanismo de mudança de inclinação do conjunto de lâminas parada ainda pode alterar o ângulo de incidência quando o dispositivo tiver parado de girar. um método também é divulgado.

Description

SISTEMA DE HÉLICES, E, MÉTODO DE OPERAR UM SISTEMA DE HÉLICES

FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO [001] Esta aplicação se refere a um sistema de hélices de contrarotação, tal como para uso em aeronaves, onde uma das séries pode ser seletivamente interrompida da rotação e suas lâminas utilizadas como palhetas de guia durante operação de baixa potência.

[002] Os sistemas de hélices são conhecidos e frequentemente utilizados para fornecer propulsão às aeronaves. Um tipo conhecido de sistema de hélice tem dois conjuntos coaxiais de lâminas rotativas girando com cubos separados. Em muitos casos, os dois conjuntos de lâminas giram em direções opostas. Esses são chamados de sistemas de hélices de contrarotação.

[003] É também conhecido o fornecimento de palhetas direcionais ou a montante quer a jusante de uma hélice, que pode ter um ângulo de incidência variável, tal como redirecionar o fluxo a montante ou capturar o turbilhão a jusante das lâminas de hélice. Em pelo menos um sistema conhecido, existem lâminas guia dedicadas posicionadas a jusante do rotor e das lâminas.

SUMÁRIO [004] Um sistema de hélices tem um par de rotores e um par de conjuntos de lâminas e pelo menos uma entrada de impulsionamento para impulsionar um primeiro dos rotores e conjuntos de lâminas e um segundo dos rotores e conjuntos de lâminas. Os conjuntos de lâminas são posicionados de modo que quando ambos sejam impulsionados acionados, o ar será impulsionado através do primeiro conjunto de lâminas e depois através do segundo conjunto de lâminas. Existe um mecanismo de mudança de inclinação para alterar um ângulo de incidência da lâmina em pelo menos um dos primeiro e segundo conjuntos de lâminas. Existe um dispositivo para

Petição 870190016547, de 18/02/2019, pág. 35/46 / 5 parar seletivamente a rotação de pelo menos um dentre o primeiro ou o segundo rotor e conjunto de lâminas enquanto ainda permite a rotação do outro rotor e conjunto de lâminas. O mecanismo de mudança de inclinação do conjunto de lâminas parada ainda pode alterar o ângulo de incidência quando o dispositivo tiver parado de girar.

[005] Um método também é divulgado.

[006] Estas e outras características podem ser mais bem compreendidas a partir dos seguintes desenhos e relatório descritivo.

BREVE DESCRIÇÃO DAS FIGURAS [007] A Figura 1 mostra esquematicamente um sistema de hélices.

[008] A Figura 2 mostra esquematicamente um ângulo da lâmina.

[009] A Figura 3 mostra esquematicamente um primeiro arranjo de impulsionamento.

[0010] A Figura 4 mostra esquematicamente outro impulsionamento alternativo.

DESCRIÇÃO DETALHADA [0011] A Figura 1 mostra um sistema de hélices 20. Um motor, tal como um motor de turbina 21, é ilustrado esquematicamente e impulsiona os cubos 22 e 26. Uma entrada 23 fornece ar ao motor da turbina 21. Outras unidades podem ser utilizadas. Um primeiro conjunto de lâminas 24 roda em uma direção com uma porção de cubo frontal 22. Um segundo conjunto de lâminas 28 roda na direção oposta com uma porção de cubo 26.

[0012] O ar é impulsionado pelas lâminas 24 e depois pelas lâminas 28 que conduzem um fluxo de ar adicional.

[0013] A Figura 2 mostra esquematicamente uma característica das lâminas 28 e, nomeadamente, que um ângulo de incidência ou ângulo de inclinação das lâminas pode mudar em torno de um eixo de articulação 30. Numa modalidade, o mesmo é verdade para as lâminas 24. Ainda em outra modalidade, as lâminas 24 têm uma mudança de inclinação, mas as lâminas

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[0014] A Figura 3 mostra outros detalhes esquemáticos de um sistema. Um mecanismo de mudança de inclinação 40 permite que as lâminas 24 articulem em torno do eixo 30.

[0015] Um mecanismo de mudança de inclinação 41 pode alterar o ângulo de inclinação das lâminas 28 em torno de seus respectivos eixos 30.

[0016] Mecanismos de mudança de inclinação são conhecidos e os mecanismos 40/41 podem ser conhecidos.

[0017] A mudança de inclinação dos sistemas de hélices em operação normal serve duas funções. Uma delas é permitir a conversão eficiente de energia em impulso ao longo de uma gama de condições operacionais, incluindo velocidades de avanço variáveis, alinhando corretamente as pás da hélice com o fluxo de entrada.

[0018] A segunda é permitir que o sistema de hélice controle sua velocidade de rotação.

[0019] A figura 3 mostra uma entrada de impulsionamento X que impulsiona uma parte de haste 110 para, por sua vez, impulsionar uma parte de haste 111 através de uma embreagem 109.

[0020] A embreagem 109 é mostrada como sendo controlada por um controle 300. O controle 300 controla ainda os mecanismos de mudança de inclinação 40 e 41.

[0021] Agora, à operação de baixa potência, o controle 300 pode abrir a embreagem 109 parando a rotação do cubo 22 e das lâminas 24. O ângulo das lâminas 24 pode ainda ser alterado pelo mecanismo de mudança de inclinação 40, de modo que as lâminas agora paradas 24 possam fornecer a função de palhetas de guia, como descrito abaixo. Assim, a função da palheta de guia é fornecida sem o requisito de ter uma série de palhetas de guia separada. O uso de tais palhetas de guia torna-se particularmente valioso em operação de baixa potência e quando não for necessário ter os dois conjuntos

Petição 870190016547, de 18/02/2019, pág. 37/46 / 5 de lâminas 24 e 28 para fornecer propulsão suficiente. A operação de menor potência poderia ser o cruzeiro da aeronave associada e a operação de maior potência poderia ser a decolagem da aeronave associada.

[0022] Permitir que a linha de lâmina parada mude a inclinação destina-se a permitir que as lâminas operem eficientemente como palhetas de guia em uma variedade de condições de operação, incluindo velocidades de voo variadas. No caso em que as palhetas de guia estão à traseira da série rotativa, as palhetas giram o fluxo de turbilhonamento das hélices na direção axial convertendo parte da energia desperdiçada no fluxo rotacional em impulso. Similarmente, na situação em que as palhetas de guia estão na frente da série de lâminas rotativas, o fluxo é rodado entrando na série rotativa de tal forma que o fluxo saindo da série rotativa seja mais predominantemente na direção axial, e gerando assim mais empuxo, que teria feito sem as palhetas de guia. Um versado na técnica reconhecerá quando um ângulo particular for desejável.

[0023] Em outra modalidade, uma embreagem pode ser posicionada para parar a rotação do cubo 26 e das lâminas 28, que servirão então como palhetas de guia para o fluxo que sai do conjunto de lâminas dianteiras rotativas 24. A Figura 4 mostra ainda outra modalidade, que é mostrada esquematicamente. Aqui, a modalidade 200 tem um primeiro impulsionamento 202 para impulsionar um cubo 204. Uma segunda unidade separada 206 impulsiona o segundo cubo 208. Ambas as unidades 202 e 206 são controladas pelo controle 300. Nessa modalidade, o controle 300 pode parar o impulsionamento 202 ou 206, conforme apropriado, para parar a rotação do cubo particular 204 ou 208. Esta modalidade funcionaria como as descritas acima.

[0024] Como pode ser apreciado, qualquer número de mecanismos pode ser empregado para parar o impulsionamento de um dos conjuntos de lâminas. Aqueles divulgados aqui são exemplos.

Petição 870190016547, de 18/02/2019, pág. 38/46 / 5 [0025] Embora algumas modalidades sejam divulgadas, aqueles versados na técnica reconhecerão que certas modificações estão dentro do escopo da presente divulgação. Por essa razão, as seguintes reivindicações devem ser estudadas para determinar o escopo verdadeiro e conteúdo desta divulgação.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Sistema de hélices, caracterizado pelo fato de que compreende:

um par de rotores e um par de conjuntos de lâminas e pelo menos uma entrada de impulsionamento para impulsionar um primeiro dos referidos rotores e conjuntos de lâminas e um segundo dos referidos rotores e conjuntos de lâminas;

os referidos conjuntos de lâminas estão posicionados de modo que quando ambos sejam impulsionados acionados, o ar será impulsionado através do referido primeiro conjunto de lâminas e depois através do referido segundo conjunto de lâminas;

havendo um mecanismo de mudança de inclinação para alterar um ângulo de incidência em pelo menos um dos referidos primeiro e segundo conjuntos de lâminas e existindo um dispositivo para parar seletivamente a rotação do referido pelo menos um dos referidos primeiro e segundo conjuntos de lâminas enquanto ainda permite a rotação do outro dos referidos primeiro e segundo conjuntos de lâminas; e o referido mecanismo de mudança de inclinação do referido pelo menos um dos referidos primeiro e segundo conjuntos de lâminas, permitindo ainda a mudança do referido ângulo de incidência quando o referido dispositivo tiver parado a rotação.
2. Sistema de hélices, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a referida pelo menos uma entrada de impulsionamento é uma única entrada de impulsionamento.
3. Sistema de hélices, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o referido dispositivo é uma embraiagem.
4. Sistema de hélices, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que um controle altera seletivamente o ângulo de incidência dos referidos primeiro e segundo conjuntos de lâminas e também

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2 / 4 controlar seletivamente o referido dispositivo.
5. Sistema de hélices, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o referido controle faz com que o referido primeiro e segundo conjuntos de lâminas sejam impulsionados quando a uma operação de maior potência de uma aeronave associada e parar a rotação do referido primeiro e segundo conjuntos de lâminas a operação de menor potência da referida aeronave.
6. Sistema de hélices, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que a referida operação de maior potência inclui uma condição de decolagem para a aeronave associada.
7. Sistema de hélices, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que a referida operação de baixa potência inclui uma condição de cruzeiro da aeronave associada.
8. Sistema de hélices, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o referido dispositivo ser uma embreagem para parar a rotação dos referido primeiros e segundos conjuntos de lâminas.
9. Sistema de hélices, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a referida pelo menos uma entrada de impulsionamento para os referidos primeiro e segundo rotores e conjuntos de lâminas são duas entradas de impulsionamento separadas e o referido dispositivo é um controle para parar a entrada de impulsionamento de uma respectiva primeira e uma segunda entradas de impulsionamento.
10. Sistema de hélices, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que um controle faz com que o referido primeiro e segundo conjuntos de lâminas sejam impulsionados a uma operação de maior potência de uma aeronave associada e parar a rotação do referido primeiro e segundo conjuntos de lâminas a operação de menor potência da referida aeronave.
11. Método de operar um sistema de hélices montado em uma

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3 / 4 aeronave, caracterizado pelo fato de que compreende as etapas de:

(a) fornecer um par de rotores e um par de conjuntos de lâminas e impulsionar um primeiro dos referidos rotores e conjuntos de lâminas e um segundo dos referidos rotores e conjuntos de lâminas; e (b) parar a rotação de um dos referidos primeiro e segundo conjuntos de lâminas, enquanto ainda roda um segundo dos referidos primeiro e segundo conjuntos de lâminas e altera um ângulo de incidência de um dentre os referidos primeiros e segundos conjuntos de lâminas enquanto o mesmo é parado de rodar.
12. Sistema de hélices, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que um controle altera seletivamente o ângulo de incidência de um dos referidos primeiro e segundo conjuntos de lâminas e também controlar seletivamente um dispositivo para parar a rotação do referido pelo menos um dentre os referidos primeiro e segundo conjuntos de lâminas.
13. Sistema de hélices, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que o referido controle faz com que o referido primeiro e segundo conjuntos de lâminas sejam impulsionados a uma operação de maior potência de uma aeronave associada e parar a rotação do referido primeiro e segundo conjuntos de lâminas a operações de menor potência.
14. Sistema de hélices, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que a referida operação de maior potência inclui uma condição de decolagem para a aeronave associada.
15. Sistema de hélices, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que a referida operação de baixa potência inclui uma condição de cruzeiro da aeronave associada.
16. Sistema de hélices, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que o referido controle faz com que o referido

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4 / 4 primeiro e segundo conjuntos de lâminas sejam impulsionados a uma operação de maior potência de uma aeronave associada e parar a rotação do referido primeiro e segundo conjuntos de lâminas a operações de menor potência.
17. Sistema de hélices, de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de que a referida operação de maior potência inclui uma condição de decolagem para a aeronave associada.
18. Sistema de hélices, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que a referida operação de baixa potência inclui uma condição de cruzeiro da aeronave associada.
19. Sistema de hélices, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que uma embreagem é aberta para parar a rotação dos referido primeiros e segundos conjuntos de lâminas.
20. Sistema de hélices, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que o referido impulsionamento aos referidos primeiro e segundo rotores e conjuntos de lâminas é proporcionado por duas entradas de impulsionamento separadas e por uma entrada de impulsionamento de paragem de controle de uma respectiva dentre as referidas duas entradas de impulsionamento.