BR102020022572A2

BR102020022572A2 - Sistema e método de operação de trem de pouso do nariz, e, atuador eletromecânico para direcionar um sistema de trem de pouso do nariz

Info

Publication number: BR102020022572A2
Application number: BR102020022572-3A
Authority: BR
Inventors: Jason Bradley Allen
Original assignee: Goodrich Corporation
Priority date: 2019-11-07
Filing date: 2020-11-05
Publication date: 2021-07-20
Also published as: CA3098033A1; EP3828080A3; US20210140539A1; US11433993B2; EP4234400A1; EP3828080B1; EP3828080A2

Abstract

sistema e método de operação de trem de pouso do nariz, e, atuador eletromecânico para direcionar um sistema de trem de pouso do nariz. um sistema de trem de pouso de nariz está divulgado. nas várias modalidades, o sistema de trem de pouso de nariz inclui um motor elétrico; uma bomba hidráulica conectada ao motor elétrico; uma caixa de engrenagens conectada ao motor elétrico; e uma embreagem configurada para acoplar mecanicamente a caixa de engrenagens a um colar de direção.

Description

SISTEMA E MÉTODO DE OPERAÇÃO DE TREM DE POUSO DO NARIZ, E, ATUADOR ELETROMECÂNICO PARA DIRECIONAR UM SISTEMA DE TREM DE POUSO DO NARIZ

CAMPO

[001] A presente divulgação se refere geralmente a sistemas de trem de pouso e, mais particularmente, a sistemas de trem de pouso de nariz elétrico.

FUNDAMENTOS

[002] As aeronaves costumam conter vários sistemas hidráulicos, incluindo, por exemplo, sistemas hidráulicos normalmente usados para o nariz e os sistemas de trem de pouso principal. As bombas hidráulicas para tais sistemas são normalmente centralizadas e localizadas à popa da região do nariz. O transporte de fluido hidráulico pressurizado das porções de popa da aeronave para a região do nariz frequentemente envolve longas redes de tubos hidráulicos. Os tubos vão de perto dos motores, onde as bombas fornecem fluxo de fluido hidráulico usando a energia do motor ou energia elétrica fornecida a partir de uma fonte auxiliar, para o nariz da aeronave, onde o fluido pressurizado é usado para alimentar e dirigir o trem de pouso do nariz.

[003] Como resultado das longas redes de tubos de sistemas hidráulicos centralizados, a aeronave carrega um grande volume de fluido hidráulico para encher os tubos hidráulicos usados para abastecimento e retorno. Carregar fluido extra equivale a carregar peso extra e, portanto, diminui a eficiência da aeronave. Além disso, os tubos hidráulicos ocasionalmente desenvolvem vazamentos durante a vida útil da aeronave. Os vazamentos na tubulação são corrigidos usando processos intensivos de mão de obra para localizar o vazamento, acessar a tubulação e substituí-la. Reduzir o potencial de pontos de vazamento é, portanto, desejável.

[004] Com respeito aos sistemas de atuação do trem de pouso, os sistemas hidráulicos centralizados são relativamente ineficientes, uma vez que os sistemas e componentes hidráulicos devem estar dimensionados para fornecer uma vazão pressurizada relativamente grande para os sistemas de atuação do trem de pouso por curtos períodos de tempo, além de fornecer continuamente fluxo para outros sistemas. Os sistemas de acionamento do trem de pouso geralmente operam apenas duas vezes durante um ciclo de voo, ou seja, antes do pouso e após a decolagem. As tentativas de reduzir a tubulação hidráulica e, portanto, os pontos de vazamento em potencial incluem a utilização de componentes elétricos em vez de componentes hidráulicos. Uma maneira de conseguir isso é gerando energia hidráulica localmente por meio de uma bomba acionada por motor elétrico localizada dentro do compartimento do trem de pouso do nariz. Esta energia hidráulica é alimentada a um sistema hidráulico independente local dentro do compartimento do trem de pouso do nariz que pode acionar um motor de direção da roda do nariz, bem como uma porta do trem de pouso do nariz e atuadores de travamento ascendente, travamento descendente e retração/extensão. Outras tentativas utilizam uma unidade de direção da roda do nariz com atuador eletromecânico rotativo (EMA) em vez de um motor hidráulico. Algumas tentativas utilizam um EMA para retração/extensão do trem de pouso do nariz e outras funções do trem de pouso. No entanto, o uso de um EMA conforme descrito pode apresentar desvantagens. Por exemplo, o EMA não lida com cargas excessivas tão facilmente quanto os atuadores hidráulicos, e os modos de falha por bloqueio não são facilmente resolvidos. Além disso, esses conceitos requerem mais equipamentos (por exemplo, dois motores) do que o idealmente exigido.

SUMÁRIO

[005] Um sistema de trem de pouso de nariz está divulgado. Em várias modalidades, o sistema de trem de pouso de nariz inclui um motor elétrico; uma bomba hidráulica conectada ao motor elétrico; uma caixa de engrenagens conectada ao motor elétrico; e uma embreagem configurada para acoplar mecanicamente a caixa de engrenagens a um colar de direção.

[006] Em várias modalidades, uma válvula de controle de embreagem está configurada para engatar e desengatar a embreagem. Em várias modalidades, a válvula de controle da embreagem está acoplada hidraulicamente a um acumulador local que está pressurizado pela bomba hidráulica do sistema de trem de pouso do nariz. Em várias modalidades, o acumulador está configurado para armazenar fluido hidráulico a uma pressão especificada que é suficiente para engatar ou desengatar a embreagem. Em várias modalidades, a embreagem está disposta entre a caixa de engrenagens e o colar de direção.

[007] Em várias modalidades, a bomba hidráulica está configurada para conexão com um atuador de retração ou, em várias modalidades, com um ou mais de atuadores travamento ascendente, travamento descendente e de porta. Em várias modalidades, uma válvula de controle direcional está acoplada hidraulicamente à bomba hidráulica e ao atuador de retração. Em várias modalidades, a válvula de controle direcional está configurada para fornecer um circuito hidráulico de recirculação quando em uma posição neutra. Em várias modalidades, o circuito hidráulico de recirculação está configurado para acoplar fluidamente uma saída de fluido a uma entrada de fluido da bomba hidráulica por meio da válvula de controle direcional. Em várias modalidades, a saída de fluido da bomba hidráulica está acoplada hidraulicamente a uma válvula de controle de embreagem configurada para engatar e desengatar a embreagem e a válvula de controle direcional.

[008] Um método de operação de um sistema de trem de pouso do nariz está divulgado. Em várias modalidades, o método inclui acionar um motor elétrico conectado a uma bomba hidráulica e a uma caixa de engrenagens; circular um fluido hidráulico dentro de um circuito hidráulico de recirculação por meio da bomba hidráulica; e dirigir uma roda de nariz através do colar de direção e da caixa de engrenagens.

[009] Em várias modalidades, a circulação do fluido hidráulico dentro do circuito hidráulico de recirculação inclui a circulação do fluido hidráulico através de um retorno de fluido fornecido por uma válvula de controle direcional em uma posição neutra. Em várias modalidades, o método inclui a pressurização de um acumulador a uma pressão especificada que é suficiente para engatar ou desengatar uma embreagem mecanicamente acoplada à caixa de engrenagens e ao colar de direção do conjunto de trem de pouso do nariz.

[0010] Em várias modalidades, o método inclui desengatar a embreagem, mudar a válvula de controle direcional para uma posição retraída e retrair o conjunto do trem de pouso do nariz por meio da bomba hidráulica. Em várias modalidades, o método inclui desengatar a embreagem, trocar a válvula de controle direcional para uma posição implantada e implantar o conjunto de trem de pouso do nariz por meio da bomba hidráulica.

[0011] Em várias modalidades, o colar de direção do conjunto de trem de pouso do nariz está mecanicamente acoplado à caixa de engrenagens por meio de uma embreagem. Em várias modalidades, a embreagem está acoplada hidraulicamente a um acumulador local configurado para pressurização por meio da bomba hidráulica do sistema de trem de pouso do nariz.

[0012] Um atuador eletromecânico para direcionar um sistema de trem de pouso do nariz está divulgado. Em várias modalidades, o atuador eletromecânico inclui um motor elétrico; uma caixa de engrenagens conectada ao motor elétrico; uma embreagem configurada para acoplar mecanicamente a caixa de engrenagens a um colar de direção; e uma válvula de controle de embreagem acoplada hidraulicamente à embreagem e configurada para receber fluido hidráulico pressurizado de um acumulador local ou do sistema hidráulico do sistema de trem de pouso do nariz para engatar ou desengatar a embreagem com ou do colar de direção. Em várias modalidades, uma embreagem acionada eletricamente com ou sem bobinas redundantes está configurada para operar a embreagem no lugar da pressão hidráulica.

[0013] Em várias modalidades, o motor elétrico está configurado para acionar uma bomba hidráulica conectada ao motor elétrico e a bomba hidráulica está fluidamente acoplada ao sistema hidráulico do sistema de trem de pouso do nariz que inclui um ou mais acumuladores. Em várias modalidades, o atuador eletromecânico inclui uma válvula de retenção configurada para acoplamento de fluido com uma saída de fluido da bomba hidráulica de modo a isolar fluidamente o acumulador local da válvula de controle de embreagem do resto do sistema hidráulico do sistema de trem de pouso do nariz. Isso permitirá que a pressão seja retida dentro desse acumulador local, mesmo se houver uma ruptura na linha de fluido a montante da válvula de retenção.

[0014] As características e os elementos anteriores podem ser combinados em várias combinações, sem exclusividade, a menos que expressamente indicado de outra forma neste documento. Estas características e elementos, bem como a operação das modalidades divulgadas ficarão mais evidentes à luz da descrição que se segue e dos desenhos anexos.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0015] A matéria da presente divulgação está particularmente salientada e distintamente reivindicada na porção conclusiva do relatório descritivo. Uma compreensão mais completa da presente divulgação, no entanto, pode ser mais bem obtida por referência à descrição detalhada seguinte e às reivindicações em relação as seguintes figuras. Embora os desenhos ilustrem várias modalidades que empregam os princípios descritos neste documento, os desenhos não limitam o âmbito das reivindicações.

[0016] A FIG. 1 ilustra uma aeronave tendo um conjunto de trem de pouso e rodas montadas no mesmo, de acordo com várias modalidades;
A FIG. 2 ilustra componentes mecânicos de uma arquitetura de trem de pouso elétrico do nariz, de acordo com várias modalidades;
A FIG. 3 ilustra um circuito hidráulico e elétrico configurado para operar um sistema de trem de pouso do nariz, de acordo com várias modalidades;
As FIGS. 4A, 4B e 4C ilustram um circuito hidráulico e elétrico configurados para operar um sistema de trem de pouso do nariz, de acordo com várias modalidades;
A FIG. 5 ilustra um método de operação de um sistema de trem de pouso do nariz, de acordo com várias modalidades;
A FIG. 6 ilustra um método de operação de um sistema de trem de pouso do nariz, de acordo com várias modalidades; e
A FIG. 7 ilustra um método de operação de um sistema de trem de pouso do nariz, de acordo com várias modalidades.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[0017] A seguinte descrição detalhada de várias modalidades neste documento faz referência aos desenhos anexos, que mostram várias modalidades a título de ilustração. Embora estas várias modalidades estejam descritas com detalhes suficientes para permitir aos versados na técnica praticar a divulgação, deve ser entendido que outras modalidades podem ser realizadas e que as alterações podem ser feitas sem se afastar do âmbito da divulgação. Assim, a descrição detalhada neste documento está apresentada para fins de ilustração apenas e não de limitação. Além disso, qualquer referência ao singular inclui modalidades plurais e qualquer referência a mais de um componente ou etapa pode incluir uma modalidade ou etapa singular. Além disso, qualquer referência a preso, fixado, conectado ou semelhante pode incluir fixação permanente, removível, temporária, parcial, completa ou qualquer outra opção de fixação possível. Adicionalmente, qualquer referência a sem contato (ou frases semelhantes) também pode incluir contato reduzido ou contato
mínimo. Também deve ser entendido que, a menos que especificamente indicado de outra forma, as referências a “um”, “uma” ou “o/a” podem incluir um ou mais de um e que a referência a um item no singular também pode incluir o item no plural. Além disso, todas as faixas podem incluir valores superiores e inferiores e todas as faixas e limites de razão divulgados neste documento podem ser combinados.

[0018] Com referência à FIG. 1, uma aeronave 100 está ilustrada. De acordo com várias modalidades, a aeronave 100 pode incluir um ou mais sistemas de trem de pouso, como, por exemplo, um sistema de trem de pouso esquerdo 102 (ou sistema de trem de pouso de bombordo), um sistema de trem de pouso direito 104 (ou sistema de trem de pouso de lado estibordo) e um sistema de trem de pouso de nariz 106. Cada um do sistema de trem de pouso esquerdo 102, o sistema de trem de pouso direito 104 e o sistema de trem de pouso de nariz 106 pode suportar a aeronave 100 quando não está voando, permitindo que a aeronave 100 taxie, decole e pouse, com segurança e sem danos à aeronave. Em várias modalidades, o sistema de trem de pouso esquerdo 102 pode incluir um conjunto de trem de pouso esquerdo 108 que inclui um conjunto de rodas esquerdo 110, o sistema de trem de pouso direito 104 pode incluir um conjunto de trem de pouso direito 112 que inclui um conjunto de rodas direito 114 e o sistema de trem de pouso do nariz 106 pode incluir um conjunto de trem de pouso do nariz 116 que inclui um conjunto de rodas do nariz 118.

[0019] Com referência à FIG. 2, uma aeronave 200 tendo um sistema de trem de pouso de nariz 206 configurado para retração e recolhimento dentro de uma seção de compartimento interior 201 (ou um compartimento de trem de pouso de nariz) da aeronave está ilustrada, de acordo com várias modalidades. O sistema de trem de pouso do nariz 206 inclui um atuador de direção 230, um atuador de porta 232 e um atuador de retração 234. O sistema de trem de pouso de nariz 206 pode incluir ainda um atuador travamento descendente 236 e um atuador travamento ascendente 238 que, em várias modalidades, pode estar localizado interno ao atuador de retração 234 ou externo ao atuador de retração 234 e conectado a uma estrutura fixa 203 dentro da seção de compartimento interna 201. O atuador de direção 230 está conectado a um comando de direção 215 que por sua vez está conectado a um conjunto de trem de pouso do nariz 216 e configurado para dirigir o sistema de trem de pouso do nariz 206. O atuador de direção 230 compreende um motor elétrico 240, uma caixa de engrenagens 242 configurada para transmitir energia fornecida pelo motor elétrico 240
para o colar de direção 215 e uma embreagem 244. Em várias modalidades, a combinação do motor elétrico 240, a caixa de engrenagens 242 e a embreagem 244 compreende um atuador eletromecânico 248 conectado ao colar de direção 215 e configurado para dirigir a aeronave 200. Em várias modalidades, o atuador de direção 230 também pode incluir uma bomba hidráulica 241 operativamente acoplada ao motor elétrico 240. Um cabo de energia 247 fornece energia elétrica de uma fonte de energia 249 para o motor elétrico 240. Em várias modalidades, a fonte de energia 249 está disposta localmente dentro da seção de compartimento interno 201 ou é fornecida por um sistema de energia elétrica centralizado externo à seção de compartimento interno 201.

[0020] Ainda com referência à FIG. 2, o atuador de porta 232 está conectado a um conjunto de porta 243 e configurado para abrir e fechar uma porta de carenagem 245 do conjunto de porta 243, a fim de fornecer acesso à seção de compartimento interno 201 da aeronave 200 para o sistema de trem de pouso do nariz 206 para ser armazenado quando retraído. Em várias modalidades, a porta da carenagem 245 pode estar subordinada ao conjunto de trem de pouso do nariz 216 ou a um ou mais outros componentes do sistema de trem de pouso do nariz 206, evitando a necessidade do atuador de porta 232. O atuador de retração 234 está conectado ao conjunto de trem de pouso do nariz 216 e configurado para elevar e abaixar o conjunto do trem de pouso do nariz 216 para dentro e para fora, respectivamente, da seção interna do compartimento 201 da aeronave 200.

[0021] Com referência agora à FIG. 3, um diagrama esquemático de um sistema de trem de pouso do nariz 306, semelhante ao sistema de trem de pouso do nariz 206 descrito anteriormente com referência à FIG. 2 está ilustrado. O sistema de trem de pouso do nariz 306 inclui um atuador de direção 330, um atuador de porta 332 e um atuador de retração 334. O sistema de trem de pouso de nariz 306 pode incluir ainda um atuador de travamento descendente 336 e um atuador de travamento ascendente 338 configurado para bloquear um conjunto de trem de pouso de nariz, tal como, por exemplo, o conjunto de trem de pouso de nariz 216 descrito anteriormente com referência à FIG. 2, em uma posição implantada e uma posição retraída, respectivamente. Em várias modalidades, as funções de travamento descendente e travamento ascendente podem estar integradas ou dependente no próprio atuador de retração 334. Em várias modalidades, o atuador de porta 332, o atuador de retração 334, o atuador de travamento descendente 336 e o atuador de travamento ascendente
338 são controlados por meio de uma válvula de controle direcional 339. O atuador de direção 330 está conectado a um colar de direção 315 que está ele próprio conectado ao conjunto de trem de pouso do nariz e configurado para dirigir uma roda do nariz e, portanto, a aeronave. Em várias modalidades, o atuador de direção 330 compreende um motor elétrico 340, uma caixa de engrenagens 342 configurada para transmitir a energia fornecida pelo motor elétrico 340 ao colar de direção 315 e uma embreagem 344 conectada a uma válvula de controle de embreagem 341 configurada para engatar e desengatar a embreagem 344. Em várias modalidades, a combinação do motor elétrico 340, a caixa de engrenagens 342 e a embreagem 344 compreende um atuador eletromecânico 348 conectado ao colar de direção 315.

[0022] Conforme descrito em mais detalhes a seguir, a válvula de controle direcional 339 e a válvula de controle de embreagem 341 estão acopladas hidraulicamente a uma bomba hidráulica 350. A bomba hidráulica 350 está mecanicamente conectada ao motor elétrico 340 por meio de um eixo 352 e está fluidamente conectada à válvula de controle direcional 339 e à válvula de controle de embreagem 341 por meio de uma rede de linhas hidráulicas 354. A rede de linhas hidráulicas 354 inclui uma pluralidade de linhas hidráulicas de atuador 356 que acopla fluidamente a válvula de controle direcional 339 ao atuador de porta 332, o atuador de retração 334, o atuador de travamento descendente 336 e o atuador de travamento ascendente 338, uma linha hidráulica de embreagem 358 que fluidamente acopla a válvula de controle de embreagem 341 à embreagem 344 e um circuito hidráulico de recirculação 360 que acopla fluidamente uma saída de fluido 362 a uma entrada de fluido 364 da bomba hidráulica 350 através da válvula de controle direcional 339. Também fluidamente acoplado à rede de linhas hidráulicas 354 está um primeiro acumulador 366, um segundo acumulador 368 e um reservatório 365. Em várias modalidades, a rede de linhas hidráulicas 354 também inclui uma pluralidade de linhas hidráulicas auxiliares 367 configuradas para acoplar fluidamente o atuador de porta 332, o atuador de retração 334, o atuador de travamento descendente 336 e o atuador de travamento ascendente 338 ao segundo acumulador 368 por meio de uma válvula auxiliar 369. Em várias modalidades, o primeiro acumulador 366 e a válvula de controle de embreagem 341 estão integrados no atuador de direção 330, permitindo que a linha hidráulica de embreagem 358 também esteja integrada no atuador de direção 330 como uma passagem de fluido integrada.

[0023] Com referência agora às FIGS. 4A, 4B e 4C, diagramas esquemáticos de um sistema de trem de pouso de nariz 406, semelhante ao sistema de trem de pouso de nariz 206 descrito anteriormente com referência à FIG. 2 e o sistema de trem de pouso do nariz 306 descrito anteriormente com referência à FIG. 3, estão ilustrados. O sistema de trem de pouso de nariz 406 inclui um atuador de direção 430, um atuador de retração 434 e um atuador de travamento ascendente 438, semelhante ao atuador de direção 330, o atuador de retração 334 e o atuador de travamento ascendente 338 descritos anteriormente com referência à FIG. 3. Embora não ilustrado, o sistema de trem de pouso de nariz 406 também pode incluir um atuador de travamento descendente e um atuador de porta, semelhante ao atuador de travamento descendente 336 e o atuador de porta 332 também descrito anteriormente com referência à FIG. 3. Em várias modalidades, o atuador de retração 434 e o atuador de travamento ascendente 438 são controlados por meio de uma válvula de controle direcional 439, conforme ilustrado nas FIGS. 4B e 4C. O atuador de direção 430 está conectado a um colar de direção 415 que está conectado a um conjunto de trem de pouso do nariz, como, por exemplo, o conjunto de trem de pouso do nariz 216 descrito anteriormente com referência à FIG. 2, e configurado para dirigir uma aeronave. Em várias modalidades, o atuador de direção 430 compreende um motor elétrico 440, uma caixa de engrenagens 442 configurada para transmitir a energia fornecida pelo motor elétrico 440 ao colar de direção 415 e uma embreagem 444 conectada a uma válvula de controle de embreagem 441 configurada para engatar e desengatar a embreagem 444. Em várias modalidades, a combinação do motor elétrico 440, a caixa de engrenagens 442 e a embreagem 444 compreende um atuador eletromecânico 448 conectado ao colar de direção 415 e a uma bomba hidráulica 450.

[0024] A válvula de controle direcional 439 e a válvula de controle de embreagem 441 estão acopladas hidraulicamente à bomba hidráulica 450. Em várias modalidades, a bomba hidráulica 450 compreende uma bomba hidráulica do tipo válvula de retenção ou bomba semelhante, permitindo um fluxo de saída da saída de fluido 462, independentemente da direção na qual o motor elétrico 440 está girando. Outros tipos de bomba que não têm essa característica são viáveis, mas podem exigir válvulas hidráulicas adicionais para lidar com o fluxo bidirecional. Em várias modalidades, a bomba hidráulica 450 é uma bomba do tipo compensada por pressão de entrega variável que permite que
diferentes configurações da válvula de controle direcional 439 sejam configuradas de forma diferente. Em várias modalidades, uma segunda embreagem pode ser adicionada entre a bomba hidráulica 450 e o motor elétrico 440, eliminando assim a necessidade de um caminho de fluxo de recirculação ou bomba compensada por pressão. A bomba hidráulica 450 está mecanicamente conectada ao motor elétrico 440 por meio de um eixo 452 e está fluidamente conectada à válvula de controle direcional 439 e à válvula de controle de embreagem 441 por meio de uma rede de linhas hidráulicas 454. A rede de linhas hidráulicas 454 inclui uma pluralidade de linhas hidráulicas de atuador 456 que acopla fluidamente a válvula de controle direcional 439 ao atuador de retração 434 e ao atuador de travamento ascendente 438, uma linha hidráulica de embreagem 458 que acopla fluidamente a válvula de controle de embreagem 441 à embreagem 444 e um circuito hidráulico de recirculação 460 que acopla fluidamente uma saída de fluido 462 a uma entrada de fluido 464 da bomba hidráulica 450 por meio da válvula de controle direcional 439. Em várias modalidades, a válvula de controle direcional 439 pode estar configurada para controlar a direção do fluxo, além de permitir o fluxo de recirculação durante a direção. Também fluidamente acoplado à rede de linhas hidráulicas 454 está um primeiro acumulador 466, um segundo acumulador 468 e um reservatório 465. Em várias modalidades, a rede de linhas hidráulicas 454 também inclui uma pluralidade de linhas hidráulicas auxiliares 467 configuradas para acoplar fluidamente o atuador de retração 434 e o atuador de travamento ascendente 438 para o segundo acumulador 468 por meio de uma válvula auxiliar 469. As linhas hidráulicas auxiliares 467 em combinação com a válvula auxiliar 469 e o segundo acumulador 468 permitem que o conjunto de trem de pouso do nariz seja implantado no caso de uma falha no sistema primário.

[0025] Ainda com referência às FIGS. 4A, 4B e 4C, um método para operar um sistema de trem de pouso do nariz, tal como o sistema de trem de pouso do nariz 406, está descrito de acordo com várias modalidades. Durante uma primeira etapa (por exemplo, durante uma etapa de inicialização pré-voo em que o sistema de trem de pouso do nariz 406 atualmente assume uma posição estendida ou implantada, como ilustrado na FIG. 4A), o motor elétrico 440 está ligado, permitindo que a bomba hidráulica 450 pressurize o primeiro acumulador 466 e o segundo acumulador 468 através da rede de linhas hidráulicas 454. Durante esta etapa, a válvula de controle direcional 439 é comutada para a posição estendida
ou implantada (por exemplo, para a esquerda, como ilustrado), permitindo assim que o fluido hidráulico flua para o atuador de retração 434 e o atuador de travamento ascendente 438. Da mesma forma, a válvula de controle de embreagem 441 é comutada para uma posição desligada (por exemplo, para a esquerda, conforme ilustrado), desengatando assim a embreagem 444 e evitando que o motor elétrico 440 acione o colar de direção 415 através da caixa de engrenagens 442. Também durante esta etapa, um conjunto de pistão e haste de retração 471 que faz parte do atuador de retração 434 foi previamente impelido para a esquerda (como ilustrado) e, assim, impeliu previamente um conjunto de trem de pouso de nariz, como, por exemplo, o nariz conjunto de trem de pouso 216 descrito anteriormente com referência à FIG. 2, na posição estendida ou implantada. Ao mesmo tempo, um conjunto de pistão e haste de travamento ascendente 473 que faz parte do atuador de travamento ascendente 438 foi anteriormente impelido para a esquerda (como ilustrado) e, assim, ativou previamente uma válvula de sequência 475 para cima (como ilustrado) para uma posição aberta, tal que esse fluido hidráulico possa fluir para o atuador de retração 434. Em tal configuração, o fluido hidráulico que flui através da bomba hidráulica 450 durante a primeira etapa é bloqueado no atuador de retração 434 e no atuador de travamento ascendente 438, forçando assim o fluido hidráulico a fluir através de uma primeira válvula de retenção 476 no primeiro acumulador 466 e através uma segunda válvula de retenção 478 para o segundo acumulador 468. Durante a primeira etapa, a bomba hidráulica 450 é operada até que um primeiro interruptor de pressão 477 em comunicação de fluido com o primeiro acumulador 466 e um segundo interruptor de pressão 479 em comunicação de fluido com o segundo acumulador 468 sejam ligados a uma pressão especificada nos respectivos acumuladores sendo alcançada. Ao atingir a pressão especificada nos acumuladores, o motor elétrico 440 é desligado, desligando assim a bomba hidráulica 450. Em várias modalidades, os transdutores de pressão (ou dispositivos semelhantes) podem ser usados no lugar de interruptores de pressão.

[0026] Durante uma segunda etapa (por exemplo, durante o taxiamento, seguido pela decolagem, onde o sistema de trem de pouso do nariz 406 permanece na posição estendida ou implantada, como ilustrado na FIG. 4B), a válvula de controle direcional 439 é comutada para uma posição neutra (por exemplo, para o meio, como ilustrado), proporcionando assim um retorno de fluido que permite que o circuito hidráulico de
recirculação 460 seja estabelecido. O motor elétrico 440 é ligado, forçando o fluido hidráulico a fluir com restrição mínima de fluido através do circuito hidráulico de recirculação 460 - por exemplo, o fluido hidráulico é bombeado com restrição mínima de fluido da saída de fluido 462 e para a entrada de fluido 464 através do retorno de fluido fornecido pela válvula de controle direcional 439. A pressão especificada tendo sido alcançada dentro do primeiro acumulador 466 e do segundo acumulador 468 durante a primeira etapa, o fluxo de fluido hidráulico é bloqueado na primeira válvula de retenção 476 e na segunda válvula de retenção 478, respectivamente. Durante a segunda etapa, a válvula de controle de embreagem 441 é comutada para uma posição ligada (por exemplo, para a direita, como ilustrado), engatando assim a embreagem 444 e permitindo que o motor elétrico 440 acione o colar de direção 415 através da caixa de engrenagens 442. Conforme configurado, durante a segunda etapa, o motor elétrico 440 aciona o colar de direção 415 (por exemplo, no sentido horário ou anti-horário, dependendo da direção de rotação do motor elétrico 440) e, ao mesmo tempo, permanece acoplado e aciona a bomba hidráulica 450, embora a potência mínima seja perdida acionando a bomba hidráulica 450 por causa do fluido mínimo restrição fornecida pelo circuito hidráulico de recirculação 460. Durante a parte de decolagem da segunda etapa, uma vez que um sinal de peso na engrenagem do nariz (“WONG”) é desligado durante a rotação da aeronave (ou seja, uma vez que a roda do trem de pouso do nariz deixou a pista), o motor elétrico 440 é comandado para centralizar a roda do nariz e a válvula de controle da embreagem 441 é desenergizada e retornada à sua posição desligada (por exemplo, conforme ilustrado na FIG. 4A), desengatando assim a embreagem 444. Em várias modalidades, um interruptor de status de embreagem 480 está configurado para fornecer um sinal de status para a cabine de comando ou para sistemas aviônicos para verificar se a embreagem foi desengatada. Neste momento, o motor elétrico 440 pode ser desligado. Em várias modalidades, diferentes métodos de detecção podem ser empregados no lugar do interruptor de status da embreagem 480. A válvula de controle de embreagem redundante e as configurações de interruptor/sensor também podem ser empregadas.

[0027] Durante uma terceira etapa (por exemplo, durante uma etapa de engrenagem para cima, onde o sistema de trem de pouso do nariz 406 retorna para uma posição retraída ou recolhida da posição estendida ou implantada, como ilustrado na FIG. 4C), o motor elétrico 440 é ligado e a válvula de controle direcional 439 é comutada para a
posição retraída ou recolhida (por exemplo, à direita, conforme ilustrado), permitindo assim que o fluido hidráulico flua para o atuador de retração 434. Durante a terceira etapa, a válvula de controle da embreagem 441 permanece na posição desligada (por exemplo, à esquerda, como ilustrado), desengatando assim a embreagem 444 e evitando que o motor elétrico 440 acione o colar de direção 415 por meio da caixa de engrenagens 442, enquanto permite que o motor elétrico 440 acione a bomba hidráulica 450. Também durante esta etapa, o pistão de retração 470 é impelido para a direita (como ilustrado) impele o conjunto do trem de pouso do nariz para a posição retraída ou recolhida. Ao mesmo tempo, o conjunto de pistão e haste de travamento ascendente 473 foi previamente impelido para a direita (como ilustrado) por um membro de polarização 482 (por exemplo, uma mola helicoidal) liberando assim a válvula de sequência 475 para retornar para baixo (como ilustrado) para uma posição fechada de modo que o fluido hidráulico possa fluir do atuador de retração 434 e para a entrada de fluido 464 e o reservatório 465 através de uma terceira válvula de retenção 483 incorporado como parte da válvula de sequência 475. Uma vez que o conjunto do trem de pouso do nariz está confirmado na posição retraída ou recolhida e o primeiro interruptor de pressão 477 e o segundo interruptor de pressão 479 indicam que a pressão especificada foi atingida no primeiro acumulador 466 e no segundo acumulador 468, o motor elétrico 440 é girado fora.

[0028] Durante uma quarta etapa (por exemplo, durante uma etapa de cruzeiro, onde o sistema de trem de pouso do nariz 406 permanece na posição retraída ou recolhida como ilustrado na FIG. 4C), o motor elétrico 440 é ligado e desligado (juntamente com a energização da válvula de controle direcional 439 para a retração do trem de pouso ou posição retraída), periodicamente e conforme pode ser necessário, para garantir que a pressão especificada seja mantida dentro do primeiro acumulador 466 e o segundo acumulador 468. Durante uma quinta etapa (por exemplo, durante uma etapa de aproximação de pouso), o motor elétrico 440 é ligado e a válvula de controle direcional 439 é retornada para a posição estendida ou implantada (por exemplo, à esquerda, conforme ilustrado na FIG. 4A), permitindo assim que o fluido hidráulico flua para o atuador de retração 434 e o atuador de travamento descendente 438. A válvula de controle da embreagem 441 permanece na posição desligada (por exemplo, à esquerda, conforme ilustrado na FIG. 4A), desengatando assim a embreagem 444 e evitando que o motor elétrico 440 acione o colar de direção 415 através da caixa de engrenagens 442. Isso permite que o conjunto de pistão e haste de
retração 471 se mova de volta para a esquerda (como ilustrado na FIG. 4A) e retorna o conjunto de trem de pouso do nariz para a posição estendida ou implantada. O motor elétrico 440 pode então ser desligado uma vez que um interruptor indicador de travamento descendente verifica se o conjunto do trem de pouso do nariz assumiu a posição estendida ou implantada e um atuador de travamento descendente foi engatado. Finalmente, durante uma sexta etapa (por exemplo, durante o pouso, seguido por taxiamento, onde o sistema de trem de pouso de nariz 406 permanece na posição estendida ou implantada, como ilustrado na FIG. 4B), uma vez que o sinal WONG foi restabelecido (indicando que a aeronave pousou), a válvula de controle direcional 439, na medida não feita anteriormente, é movida para a posição neutra, proporcionando assim o retorno de fluido que permite o circuito hidráulico de recirculação 460 a ser estabelecida, e a válvula de controle de embreagem 441 é retornada para a posição ligada (por exemplo, para a direita, como ilustrado), engatando assim a embreagem 444 e permitindo que o motor elétrico 440 acione o colar de direção 415 através da caixa de engrenagens 442. O motor elétrico 440 pode então ser ligado novamente para acionar o colar de direção 415. Em várias modalidades, o motor elétrico 440 pode ser ligado ao mesmo tempo que as várias válvulas são energizadas a fim de facilitar a operação piloto das válvulas.

[0029] Com referência agora à FIG. 5, um método 500 de operar um sistema de trem de pouso do nariz está divulgado como compreendendo as seguintes etapas. Em várias modalidades, uma primeira etapa 502 inclui acionar um motor elétrico conectado a uma bomba hidráulica e a uma caixa de engrenagens. Uma segunda etapa 504 inclui a circulação de um fluido hidráulico dentro de um circuito hidráulico de recirculação por meio da bomba hidráulica. Uma terceira etapa 506 inclui direcionar um conjunto de trem de pouso do nariz através da caixa de engrenagens e uma embreagem engatada. Em várias modalidades, a circulação do fluido hidráulico dentro do circuito hidráulico de recirculação inclui a circulação do fluido hidráulico através de um retorno de fluido fornecido por uma válvula de controle direcional em uma posição neutra. Em várias modalidades, o método 500 inclui ainda a pressurização de um acumulador a uma pressão especificada que é suficiente para engatar ou desengatar uma embreagem mecanicamente acoplada à caixa de engrenagens e ao colar de direção do conjunto de trem de pouso do nariz. Em várias modalidades, o método 500 inclui ainda desengatar a embreagem, alternar a válvula de controle direcional para uma
posição retraída e retrair o conjunto de trem de pouso do nariz por meio da bomba hidráulica. Em várias modalidades, o método 500 inclui ainda desengatar a embreagem, trocar a válvula de controle direcional para uma posição implantada e implantar o conjunto de trem de pouso do nariz por meio da bomba hidráulica.

[0030] Com referência agora à FIG. 6, um método 600 para dirigir uma aeronave está descrito, de acordo com várias modalidades e com referência às FIGS. 2, 4A, 4B e 4C. Uma primeira etapa 602 inclui pressurizar um acumulador, que pode compreender, por exemplo, um ou ambos o primeiro acumulador 466 e o segundo acumulador 468 descritos anteriormente com referência às FIGS. 4A-4C. Os acumuladores são pressurizados energizando o motor elétrico 440 que opera a bomba e energiza a válvula de controle direcional 439 para a posição comandada pelo nível de controle do trem de pouso da cabine de comando (por exemplo, energizado para implantar a posição quando a alavanca de controle está na posição do trem de pouso para baixo) . O motor elétrico 440 e a válvula de controle direcional são desenergizados uma vez que uma pressão especificada é atingida. Uma vez pressurizados, os acumuladores são repressurizados conforme necessário durante a operação da aeronave para manter uma pressão especificada suficiente para realizar uma extensão de trem de pouso de nariz alternativo no caso do segundo acumulador 468 e operar uma embreagem (por exemplo, a embreagem 444) no caso do primeiro acumulador 466 conectando um motor elétrico (por exemplo, o motor elétrico 440) para um colar de direção (por exemplo, o colar de direção 415). Uma segunda etapa 604 inclui energizar uma válvula de controle de embreagem (por exemplo, a válvula de controle da embreagem 441) para engatar a embreagem e acionar o motor elétrico conectado a uma bomba hidráulica (por exemplo, a bomba hidráulica 450) e para uma caixa de engrenagens (por exemplo, a caixa de engrenagens 442). Uma terceira etapa 606 inclui a circulação de um fluido hidráulico dentro de um circuito hidráulico de recirculação (por exemplo, o circuito hidráulico de recirculação 460 com válvula direcional 439 na posição neutra) através da bomba hidráulica. Uma quarta etapa 608 inclui dirigir uma roda do nariz conectada a um conjunto de trem de pouso do nariz (por exemplo, o conjunto de trem de pouso do nariz 216) através do colar de direção 415 e da caixa de engrenagens 442 acoplada à embreagem 444.

[0031] Com referência agora à FIG. 7, um método 700 de retração ou extensão de um conjunto de trem de pouso do nariz está descrito, de acordo com várias modalidades
e com referência às FIGS. 2, 4A, 4B e 4C. Uma primeira etapa 702 inclui pressurizar ambos os acumuladores, por exemplo, o primeiro acumulador 466 e o segundo acumulador 468 descritos anteriormente com referência às FIGS. 4A-4C. Uma vez pressurizados, os acumuladores são repressurizados conforme necessário durante a operação da aeronave para manter uma pressão especificada suficiente para operar a embreagem 444 e um atuador de retração (por exemplo, o atuador de retração 434) acoplado a um conjunto de trem de pouso de nariz (por exemplo, o conjunto do trem de pouso do nariz 216). Uma segunda etapa 704 inclui acionar um motor elétrico (por exemplo, o motor elétrico 440) conectado a uma bomba hidráulica (por exemplo, a bomba hidráulica 450) e a uma caixa de engrenagens (por exemplo, a caixa de engrenagens 442). Uma terceira etapa 706 inclui energizar uma válvula de controle direcional (por exemplo, a válvula de controle direcional 439) configurada para fornecer fluido hidráulico pressurizado para o atuador de retração e um caminho de retorno para o reservatório 465. Uma quarta etapa 708 inclui desenergizar o motor elétrico, uma vez que o conjunto de trem de pouso do nariz assume sua posição comandada.

[0032] Os benefícios, outras vantagens e soluções para os problemas foram aqui descritos com relação às modalidades específicas. Além disso, as linhas de conexão mostradas nas várias figuras contidas aqui têm a intenção de representar relações funcionais exemplares e/ou acoplamentos físicos entre os vários elementos. Deve ser notado que muitas relações funcionais alternativas ou adicionais ou conexões físicas podem estar presentes em um sistema prático. No entanto, os benefícios, as vantagens, as soluções para os problemas e quaisquer elementos que possam fazer qualquer benefício, vantagem, ou solução ocorrer ou ficar mais pronunciado não serão interpretados como características ou elementos críticos, necessários ou essenciais da divulgação. O escopo da divulgação é, por conseguinte, para ser limitado por nada que não as reivindicações anexas nas quais a referência a um elemento no singular não pretende significar "um e apenas um" a menos que explicitamente assim divulgado, mas em vez de "um ou mais." Além disso, onde uma frase semelhante a "pelo menos um de A, B ou C" é usada nas reivindicações, pretende-se que a frase seja interpretada como significando que A sozinho pode estar presente em uma modalidade, B sozinho pode estar presente em uma modalidade, C sozinho pode estar presente em uma modalidade, ou que qualquer combinação dos elementos A, B e C pode estar presente em uma única modalidade; por exemplo, A e B, A e C, B e C ou A e B e C. Hachuras diferentes
são usadas em todas as figuras para denotar partes diferentes, mas não necessariamente para denotar os mesmos materiais ou materiais diferentes.

[0033] Sistemas, métodos e aparelhos são fornecidos neste documento. Na descrição detalhada neste documento, referências a "a modalidade”, "uma modalidade”, ’’várias modalidades”, etc., indicam que a modalidade descrita pode incluir um recurso, estrutura, ou característica particular, mas toda modalidade pode não necessariamente incluir o recurso, estrutura, ou característica particular. Além disso, essas frases não estão necessariamente se referindo à mesma modalidade. Além disso, quando um recurso, estrutura, ou característica particular está descrita em relação a uma modalidade, alega-se que ela está dentro do conhecimento de um versado na técnica para efetuar tal recurso, estrutura, ou característica em relação às outras modalidades se ou não explicitamente descritas. Após leitura da descrição, será evidente para um versado na(s) técnica(s) relevante(s) como implementar a divulgação nas modalidades alternativas.

[0034] Nas várias modalidades, instruções do programa de sistema ou instruções de controlador podem ser carregadas em um meio legível por computador tangível, não transitório (também referido neste documento como uma memória tangível, não transitória) tendo instruções armazenadas no mesmo que, em resposta à execução por um controlador, fazem com que o controlador execute várias operações. O termo “não transitório” deve ser entendido para remover somente os sinais transitórios de propagação per se a partir do escopo da reivindicação e não renuncia os direitos de todos os meios legíveis por computador padrão que não são somente sinais transitórios de propagação per se. Estabelecido de outa forma, o significado do termo “meio não transitório legível por computador” e “meio de armazenamento não transitório legível por computador” devem ser considerados para excluir somente os tipos de meios não transitórios legíveis por computador que foram observados por In Re Nuijten como estando fora do escopo da matéria patenteável sob 35 U.S.C. § 101.

[0035] Além disso, nenhum elemento, componente, ou etapa de método na presente divulgação se destina a ser dedicado ao público, independentemente se o elemento, componente, ou etapa de método for expressamente mencionado nas reivindicações. Nenhum elemento de reivindicação será interpretado neste documento de acordo com as disposições de 35 U.S.C. 112 (f), a menos que o elemento seja expressamente mencionado usando a frase "meios para.” Como utilizado neste documento, os termos "compreende",
"compreendendo", ou qualquer outra variação dos mesmos, se destinam a cobrir uma inclusão não exclusiva, de modo que um processo, método, artigo ou aparelho que compreende uma lista de elementos não inclua apenas esses elementos, mas possa incluir outros elementos não expressamente listados ou inerentes a tal processo, método, artigo ou aparelho.

[0036] Finalmente, deve ser entendido que qualquer um dos conceitos descritos anteriormente pode ser usado sozinho ou em combinação com qualquer ou todos os outros conceitos descritos anteriormente. Embora várias modalidades tenham sido divulgadas e descritas, um versado na técnica reconheceria que certas modificações estariam dentro do escopo desta divulgação. Consequentemente, a descrição não se destina a ser exaustiva ou a limitar os princípios descritos ou ilustrados neste documento a qualquer forma precisa. São possíveis muitas modificações e variações na luz do ensinamento anterior.l

Claims

Sistema de trem de pouso do nariz, caracterizado pelo fato de que compreende:
um motor elétrico
uma bomba hidráulica conectada ao motor elétrico;
uma caixa de engrenagens conectada ao motor elétrico; e
uma embreagem configurada para acoplar mecanicamente a caixa de engrenagens a um colar de direção.
Sistema de trem de pouso do nariz de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende ainda uma válvula de controle de embreagem configurada para engatar e desengatar a embreagem.
Sistema de trem de pouso de nariz de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que a válvula de controle de embreagem é acoplada hidraulicamente a um acumulador.
Sistema de trem de pouso do nariz de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que o acumulador está configurado para armazenar fluido hidráulico a uma pressão especificada que é suficiente para engatar ou desengatar a embreagem.
Sistema de trem de pouso do nariz de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que a embreagem está disposta entre a caixa de engrenagens e o colar de direção.
Sistema de trem de pouso de nariz de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a bomba hidráulica está configurada para conexão com um ou mais de um atuador de retração, um atuador de travamento ascendente, um atuador de travamento descendente e um atuador de porta.
Sistema de trem de pouso de nariz de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que uma válvula de controle direcional está fluidamente acoplada à bomba hidráulica e a um ou mais dentre o atuador de retração, o atuador de travamento ascendente,
o atuador de travamento descendente e o atuador de porta.
Sistema de trem de pouso do nariz de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que a válvula de controle direcional está configurada para fornecer um circuito hidráulico de recirculação quando em uma posição neutra.
Sistema de trem de pouso de nariz de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que o circuito hidráulico de recirculação está configurado para acoplar fluidamente uma saída de fluido a uma entrada de fluido da bomba hidráulica por meio da válvula de controle direcional, e
a saída de fluido da bomba hidráulica está fluidamente acoplada a uma válvula de controle de embreagem configurada para engatar e desengatar a embreagem e a válvula de controle direcional.
Método de operação de um sistema de trem de pouso do nariz, caracterizado pelo fato de que compreende:
acionar um motor elétrico conectado a uma bomba hidráulica e a uma caixa de engrenagens;
circular um fluido hidráulico dentro de um circuito hidráulico de recirculação por meio da bomba hidráulica; e
dirigir um conjunto de trem de pouso do nariz por meio da caixa de engrenagens e uma embreagem.
Método de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que a circulação do fluido hidráulico dentro do circuito hidráulico de recirculação inclui a circulação do fluido hidráulico através de um retorno de fluido fornecido por uma válvula de controle direcional em uma posição neutra, e em que
compreende ainda pressurizar um acumulador até uma pressão especificada que é suficiente para engatar ou desengatar a embreagem, mecanicamente acoplada à caixa de engrenagens e ao conjunto de trem de pouso do nariz por meio de um colar de direção.
Método de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que compreende ainda:
desengatar a embreagem, comutar a válvula de controle direcional para uma posição retraída e retrair o conjunto do trem de pouso do nariz por meio da bomba hidráulica; ou
desengatar a embreagem, comutar a válvula de controle direcional para uma posição implantada e implantar o conjunto de trem de pouso de nariz por meio da bomba hidráulica.
Método de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que o conjunto de trem de pouso do nariz está mecanicamente acoplado à caixa de engrenagens por meio da embreagem; e
a embreagem está acoplada hidraulicamente a um acumulador configurado para pressurização por meio da bomba hidráulica.
Atuador eletromecânico para direcionar um sistema de trem de pouso do nariz, caracterizado pelo fato de que compreende:
um motor elétrico
uma caixa de engrenagens conectada ao motor elétrico;
uma embreagem configurada para acoplar mecanicamente a caixa de engrenagens a um colar de direção; e
uma válvula de controle de embreagem acoplada hidraulicamente à embreagem e configurada para receber um fluido hidráulico pressurizado de um acumulador para engatar ou desengatar a embreagem com ou do colar de direção.
Atuador eletromecânico de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que o motor elétrico está configurado para acionar uma bomba hidráulica conectada ao motor elétrico e a bomba hidráulica está fluidamente acoplada ao acumulador; e
em que compreende ainda uma válvula de retenção configurada para acoplamento de fluido com uma saída de fluido da bomba hidráulica.