BR102019026333A2

BR102019026333A2 - atuador linear, pá de rotor de helicóptero, e, método para compensar expansão ou contração térmica

Info

Publication number: BR102019026333A2
Application number: BR102019026333-4A
Authority: BR
Inventors: Paul Brewer; Reg RAVAL
Original assignee: Claverham Limited
Priority date: 2019-10-18
Filing date: 2019-12-11
Publication date: 2021-04-20
Also published as: US20210114722A1; US11518507B2; CA3065053A1; EP3808653A1

Abstract

Um atuador linear (112) é fornecido. O atuador linear compreende: um corpo (140); um eixo (118) adaptado para se mover linearmente em relação ao corpo; um acionador adaptado para acionar o movimento linear do eixo; e um componente de liga de memória de forma (148) configurado para compensar a expansão ou contração térmica do atuador linear devido a uma mudança na temperatura do mesmo.

Description

ATUADOR LINEAR, PÁ DE ROTOR DE HELICÓPTERO, E, MÉTODO PARA COMPENSAR EXPANSÃO OU CONTRAÇÃO TÉRMICA

CAMPO TÉCNICO

[001] A presente divulgação se refere a atuadores lineares e, em particular, a atuadores lineares eletromecânicos. Tais atuadores podem ser usados para atuar superfícies de controle e outras superfícies em aeronaves, por exemplo, aerofólios auxiliares, flapes, portas de reversor de empuxo e assim por diante.

FUNDAMENTOS

[002] Tais atuadores tipicamente incluem um eixo de saída e um sistema de controle de feedback de posição. Quando usados em aeronaves ou outros servo sistemas de alta integridade, qualquer expansão ou contração de tais atuadores devido a efeitos térmicos alterará a posição do eixo de saída quando atuado, afetando adversamente a precisão de posição alcançada.

[003] Para compensar os efeitos adversos de tal expansão ou contração, o sistema de controle de feedback de posição pode ser utilizado. Por exemplo, em um atuador linear eletromecânico para atuar um flape de borda de fuga em uma pá de helicóptero, pode ser fornecido um sistema de feedback que mede a posição do flape de borda de fuga, determina qualquer erro na posição do flape de borda de fuga e faz o eixo de saída do atuador linear eletromecânico se mover por uma quantidade desejada para corrigir o erro na posição do flape de borda de fuga.

[004] Embora esse sistema de feedback possa fornecer operação satisfatória, o sistema de controle de feedback pode ser complexo. Por exemplo, um sinal adicional pode ser necessário para medições de temperatura. Isto pode adicionar complexidade ao algoritmo de controle usado, resultando em custos, tamanho e peso mais altos do atuador linear. Na indústria aeroespacial, pelo menos, há um desejo de reduzir o tamanho e o peso de componentes utilizados. Também é desejável uma redução no custo e na complexidade dos componentes.

SUMÁRIO

[005] De um primeiro aspecto da divulgação, é fornecido um atuador linear compreendendo: um corpo; um eixo adaptado para se mover linearmente em relação ao corpo; um acionador adaptado para acionar o movimento linear do eixo; e um componente de liga de memória de forma configurado para compensar a expansão ou contração térmica do atuador linear devido a uma mudança na temperatura do mesmo.

[006] Ao fornecer um componente de liga de memória de forma no atuador linear de acordo com a divulgação, a expansão ou contração térmica do atuador linear pode ser compensada sem o uso de sistemas adicionais, tal como, por exemplo, sistemas de controle de feedback de posição. Assim, um atuador linear de acordo com a divulgação pode ser mais leve, menos complexo e/ou mais barato de produzir do que um atuador linear usando um sistema de controle de feedback de posição para compensar os efeitos térmicos no mesmo.

[007] O componente de liga de memória de forma pode ser configurado para manter um comprimento constante do atuador linear ao longo de uma faixa de temperaturas. A faixa de temperaturas pode ser de - 50°C a +150°C ou de -10°C a +110°C. Será apreciado que a faixa de temperaturas poderia variar dependendo do ambiente no qual o atuador linear se destina a ser usado.

[008] O atuador linear poderia assumir qualquer forma desejada e a presente divulgação é relevante, por exemplo, para atuadores lineares compreendendo um acionador mecânico, tal como uma manivela e um parafuso, ou compreendendo um acionador hidráulico. Em um exemplo, o atuador linear pode ser um atuador eletromecânico.

[009] Em qualquer exemplo da divulgação, o acionador pode compreender um motor elétrico.

[0010] O componente de liga de memória de forma pode ser fixado ao corpo por qualquer meio adequado. Em qualquer exemplo da divulgação, o componente de liga de memória de forma pode ser fixado ao corpo por um ou mais parafusos. Adicionalmente ou alternativamente, o componente de liga de memória de forma pode ser ligado ao corpo.

[0011] Em qualquer exemplo da divulgação, o componente de liga de memória de forma pode compreender um espaçador se estendendo entre uma primeira parte do corpo e uma segunda parte do corpo. A primeira parte do corpo pode compreender um alojamento. Adicionalmente ou alternativamente, a segunda parte do corpo pode compreender uma porção de extremidade do atuador linear. Será apreciado que o componente de liga de memória de forma pode ser fixado a ambas a primeira e a segunda partes do corpo por qualquer meio adequado. No exemplo descrito, o componente de liga de memória de forma se estende entre e separa a primeira e a segunda partes do corpo na direção de movimento do atuador linear.

[0012] Em qualquer exemplo da divulgação, o componente de liga de memória de forma pode compreender uma porção de extremidade do atuador linear. Esta pode ser fornecida adicionalmente ao ou sem o espaçador de SMA. Assim, em um exemplo, não é necessário fornecer nenhum espaçador que se estenda entre a primeira e a segunda partes do corpo.

[0013] O atuador linear de acordo com a presente divulgação poderia ser usado em inúmeras aplicações diferentes. Por exemplo, em pás de turbinas eólicas. Em um exemplo, o atuador linear pode ser usado para controlar um flape de borda de fuga em uma pá de helicóptero. De acordo com um aspecto adicional da divulgação, é fornecida uma pá de rotor de helicóptero, a pá compreendendo: um flape de borda de fuga; e um atuador linear como descrito em qualquer dos exemplos da divulgação acima, em que o atuador linear é adaptado para acionar movimento do flape de borda de fuga.

[0014] Ainda de um aspecto adicional da divulgação, é fornecido um método de compensação de expansão ou contração térmica de um atuador linear devido a uma mudança de temperatura do mesmo, o método compreendendo: comprimir um componente de liga de memória de forma enquanto aquecendo ou resfriando o componente até uma temperatura desejada; e posicionar o componente de liga de memória de forma no atuador linear, de modo que o componente de liga de memória de forma compensará a expansão ou contração térmica do atuador devido a uma mudança na temperatura do mesmo.

[0015] O método pode ainda compreender fixar o componente de liga de memória de forma ao corpo do atuador linear usando parafusos e/ou ligar o componente de liga de memória de forma ao corpo do atuador linear.

[0016] Em qualquer exemplo do atuador linear, pá de rotor de helicóptero ou método como descrito acima, o componente de liga de memória de forma pode ser configurado para compensar uma mudança em uma posição linear do eixo devido à expansão ou contração térmica do atuador linear.

[0017] Será entendido que várias ligas de memória de forma poderiam ser usadas em um atuador linear, uma pá de rotor de helicóptero ou um método de acordo com a presente divulgação. Em um exemplo, o componente de liga de memória de forma pode compreender Liga de Níquel Titânio.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0018] Algumas modalidades da divulgação serão agora descritas a título de exemplo apenas com referência aos desenhos anexos nos quais:
A Figura 1 mostra uma pá de helicóptero típica com um flape de borda de fuga;
A Figura 2 mostra uma vista em perspectiva de uma parte da pá de helicóptero da Figura 1;
A Figura 3 é uma vista esquemática mostrando um atuador eletromecânico que não cai dentro do escopo da invenção ligado a um flape de borda de fuga em uma pá de helicóptero;
A Figura 4 é uma vista esquemática tomada na direção da seta A na Figura 3 mostrando o flape de borda de fuga e uma parte da ligação da Figura 3;
A Figura 5A mostra um atuador eletromecânico de acordo com a presente divulgação em uma primeira temperatura;
A Figura 5B mostra o atuador eletromecânico da Figura 5A a uma segunda temperatura;
A Figura 5C mostra uma porção de extremidade de um atuador eletromecânico de acordo com a presente divulgação tendo uma seção transversal quadrada;
A Figura 5D mostra uma porção de extremidade de um atuador eletromecânico de acordo com a presente divulgação tendo uma seção transversal circular; e
A Figura 6 mostra parte de um atuador eletromecânico de acordo com um exemplo alternativo da presente divulgação.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[0019] Com referência à Figura 1, uma pá de helicóptero 2 à qual um atuador linear de acordo com a divulgação pode ser montada compreende uma ponta 4 e uma raiz 6. A pá é adaptada para girar em torno de um centro de rotação C, de modo que a ponta 4 da pá 2 se estenda por uma distância radial R do centro de rotação C.

[0020] Um flape de borda de fuga 8 é fornecido na borda de fuga 10 da pá 2. Como visto na Figura 2, a flape de borda de fuga 8 é configurada para articular em relação à pá 2 em torno de uma dobradiça tendo uma linha de centro CL. Um atuador linear eletromecânico 12 de acordo com um exemplo da divulgação é configurado para acionar a articulação do flape de borda de fuga 8 através de uma ligação 14. No exemplo mostrado, o atuador linear eletromecânico 12 é montado no interior 15 da pá 2.

[0021] A ligação 14 é mostrada esquematicamente na Figura 3. Uma primeira extremidade 16 do atuador eletromecânico 12 é fixada à pá de helicóptero 2. Um eixo de saída 18 se estende para fora a partir de uma segunda extremidade 20 do atuador eletromecânico 12 oposta à primeira extremidade 16. O eixo de saída 18 é ligado a uma primeira extremidade 21 de uma manivela de sino 22 através de um conjunto de extremidade de olhal de eixo de saída 24. A manivela de sino 22 se estende substancialmente perpendicular ao eixo de saída 18. O conjunto de extremidade de olhal de eixo de saída 24 é equipado com um mancal de esferas (não mostrado) para permitir movimento rotativo das ligações e das superfícies de controle.

[0022] Uma segunda extremidade 26 da manivela de sino 22 está ligada a uma primeira extremidade 28 de uma ligação de acionamento 30 por uma alavanca 32. Uma segunda extremidade 34 da ligação de acionamento 30 é fixada ao flape de borda de fuga 8 e, assim, fará com que o flape de borda de fuga 8 gire para dentro ou para fora do alinhamento com uma superfície da pá 2, dependendo da posição do eixo de saída 18.

[0023] Como visto na Figura 3, o atuador linear eletromecânico 12 tem um comprimento L à temperatura ambiente. O atuador linear eletromecânico 12 compreende um motor (não mostrado) para acionar o eixo de saída 18. Quando em uso, o motor fará com que a temperatura do atuador linear eletromecânico 12 aumente. Será entendido que a natureza do controle de rotor de helicóptero frequentemente requer uma posição de desvio de flape de estado estacionário durante a operação, de modo que o motor esteja em uso na maior parte do tempo ou o tempo todo. Esta operação de estado estacionário do atuador linear eletromecânico 12 pode resultar em um aumento significativo da temperatura do atuador linear eletromecânico 12. A temperatura do ambiente circundando o atuador linear eletromecânico 12 também pode aumentar devido a fatores externos.

[0024] Qualquer aumento na temperatura fará com que o atuador linear eletromecânico 12 se expanda, de modo que o comprimento L aumentará por uma quantidade ∆L. Isto terá o efeito de o eixo de saída 18 se estender por uma quantidade ∆L além de sua posição desejada quando atuado. Como mostrado na Figura 4, isto causará um desvio de ∆Ɵ na posição desejada do flape de borda de fuga 8. Devido ao posicionamento do atuador linear eletromecânico 12 dentro da pá 2 e ao alto ganho proporcionado pelo arranjo de ligação, mesmo um pequeno aumento no comprimento ∆L do atuador linear eletromecânico 12 causará um desvio significativo ∆Ɵ no flape de borda de fuga 8.

[0025] Será entendido que a quantidade pela qual o atuador linear eletromecânico 12 se expande a uma dada temperatura dependerá do coeficiente de expansão térmica do material ou dos materiais dos quais o atuador linear eletromecânico 12 é feito. Nas indústrias aeroespacial e aeronáutica, por exemplo, é frequentemente desejável usar componentes de liga leve sempre que possível. Estas ligas leves tipicamente apresentam coeficientes de expansão térmica mais altos do que outros metais, tal como aço. O desvio térmico produzido para uma dada mudança de temperatura pode, consequentemente, ser mais alto em atuadores lineares formados desses componentes de liga leve, tal como a liga de alumínio, do que seria o caso em atuadores lineares feitos de outros metais, tal como aço.

[0026] Um meio possível de corrigir o desvio indesejado ∆Ɵ é fornecer um sistema de controle de feedback no qual a posição do eixo de saída 18 é ajustada para compensar um desvio medido da posição desejada do flape de borda de fuga 8. Será apreciado, no entanto, que isto requer que sistemas adicionais sejam fornecidos no atuador linear eletromecânico 12, aumentando assim a complexidade, o custo e o peso do sistema a ser usado. Adicionalmente, o sistema de controle de feedback exigirá que seja fornecida corrente adicional ao motor do atuador a fim de mover o eixo, aumentando assim a temperatura do atuador linear eletromecânico 12 ainda mais. Por sua vez, isto fará com que o atuador linear eletromecânico 12 se expanda ainda mais, necessitando que ajustes adicionais na posição do eixo de saída 18 sejam feitos.

[0027] O atuador linear eletromecânico de acordo com a presente divulgação fornece uma solução alternativa para o problema de expansão térmica do atuador linear eletromecânico.

[0028] A Figura 5A mostra um atuador eletromecânico 112 de acordo com a presente divulgação em uma primeira temperatura ambiente;O atuador eletromecânico 112 compreende um corpo 140. O corpo 140 pode compreender um alojamento 144 tendo um eixo longitudinal A-A' e uma seção transversal retangular perpendicular ao eixo longitudinal A-A'. Em exemplos alternativos, o alojamento pode ter uma seção transversal quadrada ou pode ser cilíndrico tendo uma seção transversal circular. O corpo 140 também pode compreender uma porção de extremidade 141 fornecida em uma primeira extremidade 116 do corpo 140.

[0029] Um componente de liga de memória de forma (SMA) (no exemplo mostrado, um espaçador de SMA 148) é fornecido se estendendo coaxialmente com e entre a porção de extremidade 141 e o alojamento 144. Em um exemplo, o componente de SMA pode ser formado de Liga de Níquel Titânio, embora seja apreciado que outros materiais tendo as propriedades desejadas também possam ser utilizados. No exemplo mostrado, o alojamento 144 pode ter uma seção transversal retangular com uma altura h e uma largura w (ver figura 5C). O espaçador de SMA 148 pode ter uma seção transversal retangular correspondente à seção transversal retangular do alojamento 144. Assim, a altura H do espaçador de SMA 148 pode ser igual à altura h do alojamento 144. A largura W do espaçador de SMA 148 também pode ser igual à largura w do alojamento 144. Em um exemplo alternativo (não mostrado), o espaçador de SMA pode ter uma seção transversal diferente e/ou dimensões diferentes daquelas do alojamento. Assim, em um exemplo (não mostrado), a altura e a largura do espaçador de SMA poderiam ser menores que a altura e a largura do alojamento 144, de modo que o espaçador de SMA fosse disposto internamente à superfície externa do alojamento 144 quando in situ. Em um exemplo, o espaçador de SMA 148 pode ser retido no atuador eletromecânico 112 por um ou mais parafusos (não mostrados) que se estendem para o alojamento 144 e a porção de extremidade 141, respectivamente. Em um exemplo alternativo, o espaçador de SMA 148 pode ser ligado entre o alojamento 144 e a porção de extremidade 141.

[0030] No exemplo mostrado nas Figuras 5A, 5B e 5C, a porção de extremidade 141 pode compreender uma porção de fixação 150 tendo uma profundidade d e a mesma seção transversal retangular que aquela do alojamento 144 e do espaçador de SMA 148. Uma porção de extremidade de terra 152 pode se estender para fora da porção de fixação 150. A porção de extremidade de terra 152 é afunilada de modo a reduzir em altura à medida que ela se estende para longe da porção de fixação 150. A porção de extremidade de terra 152 também pode ter uma espessura t na direção da largura w do alojamento 144. A espessura t pode ser menor que a largura w do alojamento 144 e a porção de extremidade de terra 152 pode ser posicionada para permitir que elementos de conexão, tal como parafusos (não mostrados), sejam passados através das aberturas 156 na porção de fixação 150 em cada canto da mesma em qualquer lado da porção de extremidade de terra 152. A porção de extremidade de terra 152 tem uma ponta arredondada 154 na extremidade afunilada da mesma e é formada com um olhal ou uma abertura 142 através da mesma para permitir a fixação do atuador eletromecânico 12 à pá 2.

[0031] No exemplo alternativo da Figura 5D, no qual o alojamento 144' tem uma seção transversal cilíndrica, o espaçador de SMA 148' pode compreender um disco. A porção de extremidade 141' pode compreender uma porção de fixação 150' tendo um diâmetro (não mostrado) e a mesma seção transversal cilíndrica que aquela do alojamento 144' e do espaçador de SMA 148'. Uma porção de extremidade de terra 152' pode se estender para fora da porção de fixação 150'. Como no exemplo da Figura 5C, a porção de extremidade de terra 152' é afunilada de modo a reduzir em altura à medida que ela se estende para longe da porção de fixação 150'. A porção de extremidade de terra 152' também pode ter uma espessura t' de modo que a porção de extremidade de terra 152' possa ser posicionada para permitir que elementos de conexão, tal como parafusos (não mostrados), sejam passados através das aberturas 156' na porção de fixação 150' em cada canto da mesma em qualquer lados da porção de extremidade de terra 152'. A porção de extremidade de terra 152' tem uma ponta arredondada 154' na extremidade afunilada da mesma e é formada com um olhal ou uma abertura 142' através da mesma para permitir fixação do atuador eletromecânico 12 à pá 2.

[0032] Em um exemplo alternativo da divulgação que é mostrado na Figura 6, nenhum espaçador de SMA pode ser fornecido, mas em vez disso a porção de extremidade 241 pode compreender o componente de SMA, isto é, a porção de extremidade pode ser feita de um material de SMA. Neste exemplo, a porção de extremidade 241 pode ser retida no atuador eletromecânico 212 por um ou mais parafusos (não mostrados) que se estendem da porção de fixação 250 para o alojamento 244 ou a porção de extremidade 241 pode ser ligada ao alojamento 244. Todos os outros componentes do exemplo da Figura 6 são como no exemplo das Figuras 5A e 5B e, assim, não são descritos adicionalmente aqui.

[0033] Em qualquer um dos exemplos descritos acima, o componente de SMA é tratado antes da montagem no atuador eletromecânico 112 de modo que o comprimento (ao longo do eixo A-A') do componente diminua à medida que a temperatura do mesmo aumenta. Para conseguir isto, o componente de SMA é mecanicamente deformado ou comprimido ao longo de seu comprimento, embora sendo aquecido até a temperatura máxima que ele atingirá durante a operação do atuador eletromecânico 112. Assim, o componente de SMA pode ser configurado para compensar os efeitos de expansão térmica no atuador eletromecânico 112 ao longo de toda a faixa de temperatura operacional do mesmo.

[0034] O atuador eletromecânico 112 das Figuras 5A e 5B é descrito adicionalmente abaixo. Como visto, o atuador eletromecânico 112 compreende um eixo de saída 118. O eixo de saída 118 é adaptado para se mover linearmente em relação ao corpo 140 e se estender para fora ao longo do eixo longitudinal A-A' a partir de uma segunda extremidade 120 do corpo 140 oposta à primeira extremidade 116 do mesmo.

[0035] O atuador eletromecânico 112 compreende um acionador (não mostrado) para acionar o movimento do eixo de saída 118. No exemplo mostrado, o acionador pode compreender um motor sem escova (não mostrado) que é fornecido internamente ao alojamento 144. O motor sem escova pode acionar um conjunto de parafuso de rolo (também não mostrado) que, por sua vez, aciona o movimento linear do eixo de saída 118. Se necessário, o alojamento 144 também pode alojar um conjunto de feedback de posição (não mostrado) que pode compreender um LVDT ou potenciômetro (não mostrado).

[0036] Como no atuador linear eletromecânico 12 da Figura 3, o eixo de saída 118 pode ser usado em uma pá de helicóptero e pode ser ligado à primeira extremidade de uma manivela de sino (não mostrada) através de um conjunto de extremidade de olhal de eixo de saída 124. O conjunto de extremidade de olhal de eixo de saída 124 é equipado com um mancal de esferas (não mostrado) para permitir movimento rotativo das ligações e das superfícies de controle. O mancal de esfera também pode acomodar desalinhamento entre os pontos de montagem rígidos do helicóptero.

[0037] À temperatura ambiente, como mostrado na Figura 5A, o atuador linear eletromecânico 112 tem um comprimento total L1, em que o comprimento total L1 é medido do centro da abertura 142 na porção de extremidade 141 ao centro da abertura 146 no conjunto de extremidade de olhal de eixo de saída 124. À temperatura ambiente e como mostrado na Figura 5A, o espaçador de SMA 148 terá um comprimento, isto é, uma medição ao longo do eixo A-A', de L2.

[0038] A Figura 5B mostra o atuador linear eletromecânico 112 a uma segunda temperatura mais alta correspondente à temperatura de operação em estado estacionário do atuador linear eletromecânico 112. Como mostrado na Figura 5B, o comprimento total L1 do atuador linear eletromecânico 112 é o mesmo que na temperatura ambiente mais baixa mostrada na Figura 5A. Como será entendido a partir da descrição acima, na temperatura operacional mais alta em estado estacionário, o comprimento do espaçador de SMA 148 diminui até um comprimento L3, onde L3 é menor que L2. Será apreciado que, como o comprimento total L1 do atuador linear eletromecânico 112 é o mesmo em ambas a temperatura ambiente e a temperatura operacional mais alta em estado estacionário, o espaçador de SMA 148 é configurado para reduzir em comprimento na mesma taxa e pela mesma quantidade que o aumento no comprimento do atuador linear eletromecânico 112 devido a efeitos de expansão térmica.

[0039] Assim, o espaçador de SMA é configurado de modo que a diferença ∆LTérmica entre o comprimento do espaçador de SMA 148 na temperatura ambiente, L2 e o comprimento do espaçador de SMA 148 na temperatura operacional mais alta em estado estacionário,L3 corresponde ao aumento do comprimento das partes ou componentes não de SMA do atuador linear eletromecânico 112 devido à expansão térmica na temperatura operacional mais alta em estado estacionário.

[0040] Em um exemplo de um atuador linear de acordo com a divulgação, o atuador eletromecânico 112 pode ser feito de alumínio. Adicionalmente ou alternativamente, um ou mais componentes individuais do atuador eletromecânico 112, tal como o eixo de saída 118, a porção de extremidade 141 ou o conjunto de extremidade de olhal de eixo de saída 124 podem ser feitos de alumínio.

[0041] Em um exemplo, o comprimento L1 do atuador eletromecânico 112 pode ser de cerca de 12,7 cm ou entre cerca de 12 cm e 13 cm ou entre cerca de 11 cm e 14 cm ou entre cerca de 10 cm e cerca de 15 cm. Em uma aplicação aeroespacial típica, a temperatura do atuador eletromecânico 112 pode variar de cerca de -50°C a +150°C ou de cerca de - 10°C a cerca de +110°C. No exemplo descrito, um aumento de temperatura de -10°C a +110°C resultaria em uma variação no deslocamento linear do eixo de saída 118 do atuador eletromecânico 112 de cerca de 0,35 mm

[0042] Um método para compensar tal variação no deslocamento linear de um atuador linear, ou mais geralmente para compensar a expansão ou contração térmica de um atuador linear devido a uma mudança na temperatura do mesmo, será agora descrito com referência às Figuras 5A e 5B. Um espaçador de SMA 148 é tratado antes da montagem no atuador eletromecânico 112 de modo que o comprimento (ao longo do eixo A-A') do componente diminua à medida que a temperatura do mesmo aumenta. Para conseguir isto, o componente de SMA é mecanicamente deformado ou comprimido, embora sendo aquecido até a temperatura máxima que ele atingirá durante a operação do atuador eletromecânico 112. Em um exemplo, portanto, o componente de SMA pode ser aquecido até +110°C.

[0043] Após ele ter sido tratado, o espaçador de SMA 148 pode ser inserido no atuador eletromecânico 112. No exemplo mostrado, o espaçador de SMA 148 é primeiro fixado a uma extremidade do alojamento 144 usando um ou mais parafusos que se estendem do alojamento 144 para o espaçador de SMA 148. Em um exemplo alternativo, o espaçador de SMA 148 pode ser ligado entre ao alojamento 144. A porção de extremidade 141 do corpo 140 é, então, fixada ao espaçador de SMA por um ou mais parafusos que se estendem da porção terminal 141 para o espaçador de SMA 148. Em um exemplo alternativo, a porção de extremidade 141 pode ser ligada ao espaçador de SMA 148.

[0044] Será apreciado que a descrição acima é de exemplos da divulgação e que várias modificações podem ser feitas nesses exemplos dentro do escopo da divulgação. Por exemplo, um componente de SMA poderia ser configurado para compensar a contração térmica de um atuador linear a ser usado em temperaturas operacionais inferiores às ambientes. Além disso, o componente de SMA poderia ser fornecido em uma parte diferente do atuador eletromecânico. Por exemplo, o alojamento 144 pode ser formado em duas partes e um espaçador de SMA poderia ser fornecido se estendendo entre e coaxialmente com as duas partes do alojamento.

[0045] Pelo exposto acima, será visto que o atuador divulgado tem inúmeras vantagens significativas em relação aos atuadores convencionais. Ao fornecer um componente de liga de memória de forma configurado para compensar a expansão ou contração térmica do atuador linear devido a uma mudança de temperatura do mesmo, erros de posição de flape devido a efeitos térmicos podem ser reduzidos, melhorando assim o desempenho do rotor.

[0046] Além disso, a complexidade do sistema de controle de atuador linear pode ser reduzida, pois o sistema de controle pode não ser necessário para compensar os efeitos térmicos. Por esse motivo, o fornecimento de corrente adicional a um atuador linear eletromecânico para compensar efeitos térmicos também pode não ser necessário, evitando assim o aquecimento adicional do atuador eletromecânico e os efeitos térmicos adicionais (isto é, expansão ou contração) que resultariam do aquecimento adicional devido ao fornecimento de corrente adicional.

[0047] Ainda mais, o atuador linear da divulgação permite o uso de componentes e conjuntos leves, como é particularmente desejável na indústria aeronáutica.

[0048] Também será apreciado que, embora o atuador linear possa compreender um atuador eletromecânico no qual o acionador compreende um motor, a invenção da divulgação também é relevante para outros tipos de atuadores lineares, tal como atuadores lineares pneumáticos. Além disso, embora descrito em relação a atuação de pás de helicóptero e flape de borda de fuga, o atuador linear de acordo com a divulgação poderia ser usado em muitas outras aplicações, tal como, por exemplo, turbinas eólicas, motores de turbinas a gás ou sistemas de controle nucleares em que esses sistemas estão expostos a altas variações de temperatura.

Claims

Atuador linear, caracterizado pelo fato de que compreende:
um corpo;
um eixo adaptado para se mover linearmente em relação ao corpo;
um acionador adaptado para acionar o movimento linear do eixo; e
um componente de liga de memória de forma configurado para compensar a expansão ou contração térmica do atuador linear devido a uma mudança na temperatura do mesmo.
Atuador linear de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o componente de liga de memória de forma é configurado para manter um comprimento constante do atuador linear ao longo de uma faixa de temperaturas.
Atuador linear de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que a faixa de temperaturas é de -50°C a +150°C ou de -10°C a +110°C.
Atuador linear de acordo com a reivindicação 1 a 3, caracterizado pelo fato de que o atuador linear é um atuador eletromecânico.
Atuador linear de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que o acionador compreende um motor elétrico.
Atuador linear de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o componente de liga de memória de forma é fixado ao corpo por um ou mais parafusos.
Atuador linear de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o componente de liga de memória de forma está ligado ao corpo.
Atuador linear de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o componente de liga de memória de forma compreende um espaçador que se estende entre uma primeira parte do corpo e uma segunda parte do corpo.
Atuador linear de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que a primeira parte do corpo compreende um alojamento.
Atuador linear de acordo com a reivindicação 8 ou 9, caracterizado pelo fato de que a segunda parte do corpo compreende uma porção de extremidade do atuador linear.
Atuador linear de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que o componente de liga de memória de forma compreende uma porção de extremidade do atuador linear.
Pá de rotor de helicóptero, caracterizada pelo fato de que compreende:
um flape de borda de fuga; e
um atuador linear, como reivindicado em qualquer reivindicação anterior, em que o atuador linear é adaptado para acionar movimento do flape de borda de fuga.
Método para compensar expansão ou contração térmica de um atuador linear devido a uma mudança de temperatura do mesmo, o método caracterizado pelo fato de que compreende:
comprimir um componente de liga de memória de forma enquanto aquecendo ou resfriando o componente até uma temperatura desejada;
posicionar o componente de liga de memória de forma no atuador linear de modo que o componente de liga de memória de forma compensará a expansão ou contração térmica do atuador devido a uma mudança na temperatura do mesmo.
Método de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que compreende fixar o componente de liga de memória de forma ao atuador linear usando parafusos e/ou ligando o componente de liga de memória de forma ao atuador linear.
Atuador linear, pá de rotor de helicóptero ou método como definido em qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o componente de liga de memória de forma é configurado para compensar uma mudança em uma posição linear do eixo devido à expansão ou contração térmica do atuador linear.