BR102022022337A2

BR102022022337A2 - Sistema de atuação de mudança de passo, conjunto de hélice, e, métodos para instalar um sistema de atuação de mudança de passo e para controlar o passo de pá de uma hélice de passo variável

Info

Publication number: BR102022022337A2
Application number: BR102022022337-8A
Authority: BR
Inventors: Thibaut MARGER; Romain BOULOC
Original assignee: Ratier-Figeac Sas
Priority date: 2021-11-22
Filing date: 2022-11-03
Publication date: 2023-06-06

Abstract

Um sistema de atuação de mudança de passo (310) para variar um passo de pá de hélice, o sistema de atuação de mudança de passo (310) compreendendo: um corpo de atuador (340) definindo um volume interior (360); um separador de câmara (380) localizado dentro do volume interior (360) do corpo de atuador (340) e dividindo o volume interior (360) em uma primeira câmara (360a) e uma segunda câmara (360b), as duas câmaras sendo fluidamente separadas pelo separador de câmara (380). A primeira e a segunda câmaras (360a, 360b) são configuradas para receber fluido hidráulico. O corpo de atuador (360) é configurado para transladar em relação ao separador de câmara (380) em resposta a uma diferença em pressão hidráulica entre a primeira câmara (360a) e a segunda câmara (360b); e a translação do corpo de atuador (340) é configurada para efetuar uma mudança em passo de pá de hélice.

Description

SISTEMA DE ATUAÇÃO DE MUDANÇA DE PASSO, CONJUNTO DE HÉLICE, E, MÉTODOS PARA INSTALAR UM SISTEMA DE ATUAÇÃO DE MUDANÇA DE PASSO E PARA CONTROLAR O PASSO DE PÁ DE UMA HÉLICE DE PASSO VARIÁVEL

Campo Técnico

[001] A presente divulgação se refere a um sistema de atuação de mudança de passo para variar um passo de pá de hélice.

Fundamentos da invenção

[002] Hélices, por exemplo hélices de aeronaves, tipicamente compreendem uma pluralidade de pás fixadas a um cubo de hélice rotativo. Hélices de passo variável são fornecidas com um sistema de mudança de passo que permite que o passo de pá de cada pá seja controlado. Pás da hélice de passo variável permitem que o ângulo de ataque da pá em relação ao fluxo de ar entrante seja variado. Por exemplo, o passo de pá pode ser ajustado a partir de uma posição de emandeiramento (com as pás paralelas ao fluxo de ar entrante - mínimo empuxo/arrasto) para uma posição reversa que pode fornecer empuxo reverso.

[003] Sistemas de mudança de passo da hélice comumente usam sistemas de atuação hidráulica para controlar o passo das pás de hélice. Um atuador hidráulico típico compreende um pistão hidráulico que está localizado axialmente à frente do plano de pá de hélice e alojado dentro de uma luva de pistão. Uma tampa é geralmente fornecida na extremidade mais à frente, de modo que uma primeira câmara seja formada entre a tampa, a luva e o pistão, e uma segunda câmara seja formada entre a luva e o pistão, o pistão separando as câmaras. Um tubo de transferência geralmente se estende das câmaras de pistão axialmente para trás até uma fonte de fluido hidráulico, de modo que fluido hidráulico possa ser fornecido à primeira e segunda câmaras.

[004] Um controlador controla o fluxo de fluido hidráulico para fornecer fluido hidráulico seletivamente às câmaras, dependendo do ângulo de passo de pá desejado. A diferença em pressão hidráulica entre as duas câmaras hidráulicas faz com que o pistão translade axialmente. Acoplado ao pistão está geralmente um eixo de pistão que se estende para trás em direção ao plano de pá de hélice e próximo às pás da hélice uma cinemática de mudança de passo acopla o eixo às pás de hélice. Isso permite que o passo das pás de hélice seja variado variando fluxo hidráulico e pressão dentro das duas câmaras.

[005] Sistemas de atuação de mudança de passo de hélice existentes podem ser demorados para manter e correm o risco de poluentes serem introduzidos na câmara de pistão se a tampa for removida para realizar manutenção. Além disso, sistemas de atuação de mudança de passo existentes podem ser pesados e complexos.

[006] Permanece, portanto, uma necessidade de um projeto aprimorado de um sistema de atuação de mudança de passo para controlar passo de pá de hélice.

Sumário

[007] De acordo com um primeiro aspecto, é fornecido um sistema de atuação de mudança de passo para variar um passo de pá de hélice, o sistema de atuação de mudança de passo compreendendo: um corpo de atuador definindo um volume interior; um separador de câmara localizado dentro do volume interior do corpo de atuador e dividindo o volume interior em uma primeira câmara e uma segunda câmara, as duas câmaras sendo fluidamente separadas pelo separador de câmara; em que a primeira e a segunda câmaras são configuradas para receber fluido hidráulico; em que o corpo de atuador é configurado para transladar em relação ao separador de câmara em resposta a uma diferença em pressão hidráulica entre a primeira câmara e a segunda câmara; e em que a translação do corpo de atuador é configurada para efetuar uma mudança em passo de pá de hélice.

[008] A translação do corpo de atuador pode ser um movimento linear ao longo de um eixo longitudinal do sistema de atuação de mudança de passo. Portanto, onde "axialmente" for referido, isso será entendido como relacionado a este eixo longitudinal. Será bem entendido pelo versado na técnica que o eixo longitudinal do sistema de atuação de mudança de passo se estende em uma direção de frente para trás. Isto é, o corpo de atuador pode se mover para frente e para trás ao longo de um eixo longitudinal.

[009] Será apreciado que termos posicionais relativos, tal como "para frente" e "para trás" são com referência à atitude operacional normal do sistema de atuação de mudança de passo. O sistema de atuação de mudança de passo pode ser instalável em um conjunto de hélice de uma aeronave, sendo o conjunto de hélice acionado por um eixo de motor.

[0010] Pode ser entendido que uma extremidade para trás do sistema de atuação de mudança de passo pode estar em direção ao eixo de motor e a extremidade para frente pode estar afastada do referido eixo de motor. A título de exemplo adicional, uma aeronave terá uma extremidade para frente (isto é, frontal) e uma extremidade para trás (isto é, traseira). No caso de uma aeronave tendo uma configuração de hélice de trator (isto é, a hélice puxando a aeronave) a extremidade para frente do sistema de atuação de mudança de passo está em direção à frente da aeronave quando instalada na mesma. Neste caso, as extremidades para frente e para trás do sistema de atuação de mudança de passo estão em correlação com as extremidades para frente e para trás de uma aeronave na qual elas são instaláveis.

[0011] Inversamente, no caso de uma aeronave tendo uma configuração de hélice de empurrador (isto é, a hélice empurrando a aeronave) a extremidade para frente do sistema de atuação de mudança de passo está em direção à traseira da aeronave quando instalada na mesma. Em uma configuração de trator ou empurrador da hélice, a extremidade traseira do sistema de atuação de mudança de passo está em direção ao eixo de motor, isto é, o eixo que aciona a hélice.

[0012] O corpo de atuador, responsivo à diferença em pressão hidráulica entre a primeira câmara e a segunda câmara, pode ser configurado para transladar entre uma primeira posição e uma segunda posição. Na primeira posição, a segunda câmara pode ter um volume mínimo e a primeira câmara pode ter um volume máximo. Na segunda posição, a primeira câmara pode ter um volume mínimo e a segunda câmara pode ter um volume máximo. Uma da primeira e da segunda posições de corpo de atuador pode corresponder ao fornecimento de um passo de pá de hélice reverso, com a outra das posições de corpo de atuador correspondendo ao fornecimento de um passo de pá de hélice de embandeiramento e posições de corpo de atuador intermediárias correspondentes ao fornecimento de passos intermediários de pás de hélice.

[0013] A primeira câmara pode ser conhecida como a câmara de passo de diminuição, em que um aumento em volume da primeira câmara corresponde a uma translação do corpo de atuador que faz com que o passo das pás diminua, isto é, faz com que o passo se torne mais fino. Por outro lado, a segunda câmara pode ser conhecida como a câmara de passo de aumento, em que um aumento em volume da segunda câmara corresponde a uma translação do corpo de atuador que faz com que o passo das pás aumente, isto é, faz com que o passo se torne mais grosso e mova para frente a posição de embandeiramento. Portanto, a primeira posição de corpo de atuador (isto é, na qual a primeira câmara tem um volume máximo) pode corresponder a um passo de pá de hélice reverso. A segunda posição de corpo de atuador (isto é, na qual a segunda câmara tem um volume máximo) pode corresponder a um passo de pá de hélice de embandeiramento. Posições intermediárias de corpo de atuador entre a primeira e a segunda posições de corpo de atuador podem corresponder a passos intermediários de pá de hélice.

[0014] Alternativamente, a primeira câmara pode ser uma câmara de passo de aumento, em que um aumento em volume da primeira câmara corresponde a uma translação do corpo de atuador que faz com que o passo das pás aumente, isto é, faz com que o passo se torne mais grosso e mova para frente a posição de embandeiramento. Inversamente, a segunda câmara pode ser uma câmara de passo de diminuição, em que um aumento em volume da segunda câmara corresponde a uma translação do corpo de atuador que faz com que o passo das pás diminua, isto é, faz com que o passo se torne mais fino. Portanto, a primeira posição de corpo de atuador (isto é, na qual a primeira câmara tem um volume máximo) pode corresponder a um passo de pá de hélice de embandeiramento. A segunda posição de corpo de atuador (isto é, na qual a segunda câmara tem um volume máximo) pode corresponder a um passo de pá de hélice reverso. Posições intermediárias de corpo de atuador entre a primeira e a segunda posições de corpo de atuador podem corresponder a passos intermediários de pá de hélice.

[0015] A primeira posição do corpo de atuador pode ser uma posição axialmente mais para frente e a segunda posição do corpo de atuador pode ser uma posição axialmente mais para trás. A primeira câmara pode ser uma câmara axialmente mais à frente e a segunda câmara pode ser uma câmara axialmente mais à ré.

[0016] O separador de câmara pode não transladar em resposta a uma diferença em pressão hidráulica entre as câmaras. Em outras palavras, ele pode ser configurado para ser axialmente estático em relação a um cubo de hélice no qual o sistema de atuação de mudança de passo pode ser instalado. O separador de câmara pode estar na forma de um pistão. Isso pode ser denominado um pistão fixo, por exemplo, porque ele não translada em resposta a uma diferença em pressão hidráulica entre as câmaras, ele é configurado para ser axialmente estático em relação a um cubo de hélice no qual o sistema de atuação de mudança de passo pode ser instalado. O pistão pode assumir qualquer forma típica conhecida, tal como, por exemplo, um segmento substancialmente cilíndrico. O corpo de atuador pode ser considerado como uma luva de pistão. O separador de câmara pode ser uma forquilha.

[0017] O corpo de atuador pode ser configurado para interceptar um plano da(s) pá(s) de hélice de um conjunto de hélice no qual ele é instalável. Em outras palavras, o corpo de atuador pode ser configurado para interceptar um plano da(s) pá(s) de hélice quando montado em um conjunto de pá de hélice. Em outras palavras, o sistema de atuação de mudança de passo pode ser configurado, por exemplo, posicionável em um cubo de hélice, de modo que o corpo de atuador intercepte um plano da(s) pá(s) cujo passo o sistema de atuação de mudança de passo varia. O sistema de atuação de mudança de passo pode ser configurado de modo que o corpo de atuador intercepte um plano da pá de hélice em todos os momentos, independentemente da translação em resposta a uma diferença em pressão hidráulica.

[0018] Dito de outra forma, o corpo de atuador pode ser configurado para estar localizado pelo menos parcialmente dentro de um plano de pá de hélice. Em outras palavras, o corpo de atuador pode ser configurado para estar localizado pelo menos parcialmente dentro de um plano de pá(s) cujo passo a o sistema de atuação de mudança de passo varia.

[0019] O sistema de atuação de mudança de passo pode compreender um eixo, por exemplo, uma haste. Esse pode se estender axialmente do separador de câmara. Ele pode se estender axialmente tanto para a frente como para trás. O corpo de atuador pode ser configurado para transladar em relação ao eixo. O corpo de atuador pode ser configurado para transladar em uma direção longitudinal do eixo. O corpo de atuador pode ser configurado para transladar ao longo do eixo. O corpo de atuador pode ser engatado de forma deslizante com o eixo. O corpo de atuador pode ser montado de forma deslizante no eixo. O corpo de atuador pode transladar de forma deslizante ao longo do eixo em relação ao separador de câmara. O eixo pode se estender axialmente do separador de câmara em uma direção para frente, uma direção para trás ou ambas.

[0020] O separador de câmara e o eixo podem não ser móveis um em relação ao outro, por exemplo, estão em uma relação de posição fixa. O separador de câmara pode ser fixado ao eixo. O separador de câmara e o eixo podem ser integrados um ao outro. O separador de câmara pode compreender uma vedação em torno de sua circunferência para evitar vazamento hidráulico entre a primeira e a segunda câmaras. A vedação pode ser uma vedação deslizante, anel deslizante, vedação de O-ring, um O-ring em combinação com um anel de apoio. A vedação pode ser uma vedação dinâmica. A vedação pode compreender uma pluralidade de vedações.

[0021] O eixo pode se estender através da primeira e/ou da segunda câmaras. O separador de câmara pode estar localizado em uma porção média axial do eixo.

[0022] O corpo de atuador pode compreender uma abertura em uma extremidade do corpo de atuador e o eixo pode se estender através da abertura. A abertura pode ser uma abertura para frente em uma extremidade axialmente para frente do corpo de atuador. A abertura pode compreender uma vedação configurada para evitar vazamento hidráulico de dentro do corpo de atuador.

[0023] O eixo pode ser configurado para encostar em uma tampa de cubo de pá de hélice ou outro componente de um cubo de hélice em uma extremidade axialmente para frente do eixo. O eixo pode ser configurado para engatar com uma tampa de cubo.

[0024] O eixo pode ser configurado para ser mantido axialmente estático, por exemplo, em relação a uma tampa de cubo de pá de hélice ou outro componente do cubo de hélice. O eixo pode ser configurado para ser fixado a uma tampa de cubo de hélice. O eixo pode ser configurado para receber uma porca para prender o eixo à tampa de cubo de hélice.

[0025] O sistema de atuação de mudança de passo pode compreender um tubo de transferência. O tubo de transferência pode ser acoplado ao corpo de atuador. Uma porção do tubo de transferência pode ser recebida dentro do corpo de atuador. O tubo de transferência pode ser configurado para fornecer fluido hidráulico à primeira e segunda câmaras. O sistema de atuação de mudança de passo pode compreender uma ou mais passagens de fluido para fornecer fluido hidráulico do tubo de transferência para a primeira e/ou segunda câmaras.

[0026] O corpo de atuador pode compreender um acoplamento para acoplar o tubo de transferência ao corpo de atuador. O acoplamento pode ser configurado para evitar deslocamento axial relativo entre o corpo de atuador e o tubo de transferência e evitar rotação relativa entre o corpo de atuador e o tubo de transferência em torno de um eixo longitudinal do sistema de atuação de mudança de passo. O acoplamento pode ser configurado para permitir que o tubo de transferência gire em torno de eixos perpendiculares ao eixo longitudinal.

[0027] O acoplamento pode ser um acoplamento macio para receber o tubo de transferência. O acoplamento macio pode ser configurado para permitir um número limitado de graus de liberdade entre o tubo de transferência e o corpo de atuador. O acoplamento macio pode evitar deslocamento axial relativo entre o corpo de atuador e o tubo de transferência e evitar rotação relativa entre o corpo de atuador e o tubo de transferência em torno de um eixo longitudinal do sistema de atuação de mudança de passo; mas permita outros graus de liberdade, por exemplo, movimento rotacional em torno de eixos perpendiculares ao eixo longitudinal. Deflexão também pode ser acomodada, por exemplo, de modo que casos em que um eixo do corpo de atuador e um eixo do tubo de transferência não sejam paralelos possam ser acomodados. O acoplamento macio pode ser na forma de uma junta esférica.

[0028] O tubo de transferência pode transladar com o corpo de atuador.

[0029] O eixo pode compreender uma passagem de fluido interior configurada para acoplar fluidamente pelo menos uma da primeira e da segunda câmaras ao tubo de transferência. O eixo pode compreender saídas de fluido para fornecer fluido da passagem de fluido interior para pelo menos uma da primeira e da segunda câmaras.

[0030] O eixo pode compreender uma ou mais saídas de fluido em uma posição axialmente para frente do separador de câmara para acoplar fluidamente a primeira câmara à passagem interior. O eixo pode compreender saídas de fluido em uma posição axialmente para trás do separador de câmara para acoplar fluidamente a segunda câmara à passagem interior.

[0031] O corpo de atuador pode compreender uma passagem de fluido que se estende do tubo de transferência para a primeira ou segunda câmara, de modo que o tubo de transferência e a primeira ou segunda câmara estejam em comunicação de fluido, em outras palavras, sejam acopladas fluidamente.

[0032] A passagem interior do eixo pode acoplar fluidamente a primeira câmara ao tubo de transferência e a passagem de fluido de corpo de atuador pode acoplar fluidamente a segunda câmara ao tubo de transferência. Alternativamente, a passagem interior do eixo pode acoplar fluidamente a segunda câmara ao tubo de transferência e a passagem de fluido de corpo de atuador pode acoplar fluidamente a primeira câmara ao tubo de transferência.

[0033] O tubo de transferência pode compreender uma ou mais entradas configuradas para acoplar fluidamente com uma ou mais saídas de um componente de recepção de tubo de transferência. O tubo de transferência pode compreender dois caminhos de fluxo de fluido hidráulico. Os caminhos de fluxo de fluido hidráulico podem estar em comunicação com as uma ou mais entradas. O primeiro caminho de fluxo de fluido hidráulico do tubo de transferência pode estar em comunicação de fluido com a passagem interior do eixo. O segundo caminho de fluxo hidráulico do tubo de transferência pode estar em comunicação de fluido com a passagem de fluido de corpo de atuador.

[0034] O sistema de atuação de mudança de passo pode ser configurado para ser instalado e/ou desinstalado pelo menos parcialmente dentro de um cubo de hélice de um conjunto de hélice como um único módulo. Em outras palavras, o sistema de atuação de mudança de passo pode ser configurado para ser substituível como uma única unidade. Isto é, os componentes formando o sistema de atuação de mudança de passo, por exemplo, o corpo de atuador, separador de câmara e tubo de transferência, podem ser configurados para serem inseridos ou removidos como um conjunto dentro ou fora de um conjunto de hélice. A título de exemplo adicional, o tubo de transferência não é desacoplado do corpo de atuador para remover o sistema de atuação de mudança de passo de um conjunto de hélice.

[0035] Em uma modalidade, o sistema de atuação de mudança de passo pode ser uma unidade substituível em linha (LRU). Se o sistema de atuação de mudança de passo for uma LRU, então, não será necessário nenhum equipamento adicional entre o corpo de atuador e o tubo de transferência.

[0036] Translação do corpo de atuador é configurada para efetuar uma mudança em passo de pá de hélice. Isso pode ser pelo corpo de atuador sendo configurado para engatar com uma cinemática de passo de pá de hélice. Por exemplo, o corpo de atuador pode compreender um flange se estendendo radialmente para fora de uma superfície exterior do corpo de atuador. O flange pode ser para acoplar mecanicamente o corpo de atuador a uma cinemática de passo de pá de hélice. Em outras palavras, o flange pode se estender radialmente para fora da superfície não definindo o volume interior. O flange pode ser configurado para receber um prendedor para acoplar mecanicamente o corpo de atuador a uma cinemática de passo de pá de hélice. O flange pode ser configurado para ser recebido dentro de uma fenda da cinemática de passo de pá de hélice. O flange pode compreender duas porções de flange que são configuradas para receber a cinemática de passo de pá de hélice entre as mesmas.

[0037] O flange pode ser um flange circunferencial, por exemplo, se estendendo anularmente em torno do corpo de atuador. O flange pode ser configurado para receber um prendedor, tal como um parafuso rosqueado. O flange pode compreender uma abertura para receber um prendedor. O flange pode compreender uma pluralidade de aberturas para receber uma pluralidade de prendedores. O sistema de atuação de mudança de passo pode compreender um prendedor instalado no flange, o prendedor e o flange podem ser configurados para acoplar mecanicamente uma cinemática de passo de pá de hélice ao corpo de atuador. O sistema de atuação de mudança de passo pode compreender uma pluralidade de prendedores instalados no flange, os prendedores e o flange podem ser configurados para acoplar mecanicamente uma pluralidade de cinemáticas de passo de pá de hélice ao corpo de atuador.

[0038] A cinemática de passo de pá de hélice pode ser um rolo excêntrico, um eixo de manivela e came, rolo e placa / mancal ou outros mecanismos adequados para converter movimento linear em movimento de rotação, como é conhecido na técnica. Em outras palavras, a cinemática de passo de pá de hélice pode ser qualquer mecanismo adequado para converter o movimento de translação do corpo de atuador em um movimento de rotação na raiz de pá de hélice. Por conseguinte, translação axial do corpo de atuador corresponde diretamente a uma mudança em passo da pá de hélice.

[0039] O separador de câmara pode estar localizado em uma posição axial entre uma posição axial do flange que se estende radialmente quando o corpo de atuador está na primeira posição de corpo de atuador e uma posição axial do flange que se estende radialmente quando o corpo de atuador está na segunda posição de corpo de atuador. O separador de câmara pode estar localizado em uma posição axial entre uma posição axialmente mais para frente do flange que se estende radialmente e uma posição axialmente mais para trás do flange que se estende radialmente.

[0040] O corpo de atuador pode compreender uma primeira porção de corpo de atuador e uma segunda porção de corpo de atuador. A primeira e a segunda porções de corpo de atuador podem ser acopladas juntas para definir o volume interior. A primeira e a segunda porções de corpo de atuador podem compreender, cada uma, um flange. A primeira porção de corpo de atuador e a segunda porção de corpo de atuador podem ser presas uma à outra via pelo menos um prendedor se estendendo através dos flanges da primeira e da segunda porções de corpo de atuador.

[0041] A primeira porção de corpo de atuador pode ser uma porção de corpo de atuador para frente e a segunda porção de corpo de atuador pode ser uma porção de corpo de atuador para trás. O flange de porção de corpo de atuador para frente pode estar em um local próximo à extremidade para trás da porção de corpo de atuador para frente. O flange de porção de corpo de atuador pode estar em um local próximo à extremidade para frente da porção de corpo de atuador para trás. A porção de corpo de atuador para frente e a porção de corpo de atuador para trás podem ser presas uma à outra via pelo menos um prendedor se estendendo através do flange de porção de corpo de atuador para frente e do flange de porção de corpo de atuador para trás.

[0042] De acordo com um segundo aspecto, é fornecido um conjunto de hélice compreendendo: um cubo de hélice; uma pá de hélice montada no cubo de hélice; e um sistema de atuação de mudança de passo como descrito acima.

[0043] O sistema de atuação de mudança de passo pode ser configurado para receber fluido hidráulico de um conjunto de energia e controle hidromecânico.

[0044] O corpo de atuador pode interceptar um plano da pá de hélice. Dito de outra forma, o corpo de atuador pode estar localizado pelo menos parcialmente dentro de um plano de pá de hélice. O corpo de atuador pode interceptar um plano da pá de hélice em todos os tempos, independentemente de translação em resposta a uma diferença em pressão hidráulica.

[0045] Uma porção do corpo de atuador pode ser configurada para transladar através de um plano da pá de hélice em resposta à diferença em pressão hidráulica.

[0046] O corpo de atuador, responsivo à diferença em pressão hidráulica entre a primeira câmara e a segunda câmara, pode ser configurado para transladar entre uma primeira posição e uma segunda posição. Na primeira posição, a segunda câmara pode ter um volume mínimo e a primeira câmara pode ter um volume máximo. Na segunda posição, a primeira câmara pode ter um volume mínimo e a segunda câmara pode ter um volume máximo. O sistema de atuação de mudança de passo pode ser posicionado no cubo de hélice de modo que durante translação entre a primeira e a segunda posições de corpo de atuador haja uma posição do corpo de atuador na qual pelo menos uma das câmaras tenha uma porção interceptando o plano de pá.

[0047] O plano da pá de hélice (ou o "plano de pá de hélice") pode ser definido como um plano que se estende perpendicularmente ao eixo longitudinal do sistema de atuação de mudança de passo em uma posição axial correspondente à posição axial da linha de centro de retenção de pá de hélice, isot é, o eixo de rotação de passo de pá.

[0048] O sistema de atuação de mudança de passo pode ser instalado pelo menos parcialmente dentro do cubo de hélice. Uma tampa de cubo pode ser fornecida para cobrir uma extremidade para frente axialmente do cubo. A tampa de cubo pode, portanto, vedar o cubo. A tampa de cubo pode ser integral com o cubo de hélice. A tampa de cubo pode ser aparafusada ao cubo. A tampa de cubo pode ser um componente separado do sistema de atuação de mudança de passo. A tampa de cubo pode, portanto, não fazer parte do corpo de atuador. O eixo pode encostar ou engatar de outra forma com a tampa de cubo de hélice. A tampa de cubo pode ser acoplada ao eixo.

[0049] O corpo de atuador é configurado para transladar em relação ao separador de câmara. O separador de câmara pode ser considerado ser estático em relação ao cubo de hélice no qual o sistema de atuação de mudança de passo está instalado. Portanto, o corpo de atuador pode ser considerado transladar em relação ao cubo de hélice.

[0050] O conjunto de hélice pode compreender um eixo longitudinal em torno do qual pá(s) de hélice é(são) montada(s), isto é, um eixo de rotação de hélice. Isso pode ser chamado de linha de centro do conjunto de hélice. O corpo de atuador pode transladar ao longo deste eixo longitudinal do conjunto de hélice. O corpo de atuador pode transladar perpendicularmente à(s) pá(s) de hélice.

[0051] O conjunto de hélice pode compreender uma cinemática de passo de pá de hélice, por exemplo, conforme descrito anteriormente acima. O corpo de atuador pode ser engatado com a cinemática de passo de pá de hélice. O corpo de atuador pode compreender um flange se estendendo radialmente para fora de uma superfície exterior do corpo de atuador. O flange pode ser acoplado, por exemplo, fixado, à cinemática de passo de pá de hélice. A cinemática de passo de pá de hélice pode ser acoplada a uma raiz da pá de hélice, opcionalmente via um pino de raiz de pá. Portanto, a translação do corpo de atuador causará translação da cinemática, o que converte o movimento de translação em rotação da raiz de pá acoplada à mesma.

[0052] Será apreciado que, embora o conjunto de hélice tenha sido descrito em relação a uma pá de hélice, tipicamente o conjunto de hélice compreenderá múltiplas pás de hélice e o sistema de atuação de mudança de passo varia o passo das múltiplas pás de hélice. Cada pá de hélice pode ter uma cinemática de passo de pá de hélice associada, por exemplo, conforme descrito acima. O corpo de atuador pode ser engatado com cada cinemática de passo de pá de hélice, opcionalmente via um flange do corpo de atuador que é acoplado a cada uma das cinemáticas de passo de pá de hélice.

[0053] O conjunto de hélice pode fazer parte de um sistema de hélice. Assim, também é fornecido um sistema de hélice compreendendo o conjunto de hélice e um conjunto de energia e controle hidromecânico.

[0054] O conjunto de energia e controle hidromecânico pode ser montado em uma parte estática do sistema de hélice, por exemplo, a parte compreendendo um motor. O conjunto de energia e controle hidromecânico pode compreender múltiplos componentes localizados em diferentes partes da parte estática do sistema de hélice ou da aeronave na qual ele está montado. Os múltiplos componentes podem ser interconectados. O conjunto de energia e controle hidromecânico pode compreender um reservatório de fluido hidráulico ou pode ser configurado para receber fluido hidráulico do lado do motor da aeronave.

[0055] Onde "estático" é usado neste documento, será apreciado que isso se destina a diferenciar de uma parte rotativa do sistema de hélice. Obviamente, um veículo tendo o sistema de hélice pode estar se movendo e, assim, a parte “estática” do conjunto de hélice estará se movendo com o veículo e não verdadeiramente estático (estacionário).

[0056] O sistema de hélice pode incluir um componente de recepção de tubo de transferência configurado para receber uma extremidade do tubo de transferência. A extremidade recebida no componente de recepção de tubo de transferência pode ser a extremidade oposta àquela acoplada ao corpo de atuador. O componente de recepção de tubo de transferência pode ser configurado para receber o tubo de transferência via uma abertura. O componente de recepção de tubo de transferência pode ser configurado para receber o tubo de transferência sem requerer prendedores. O componente de recepção de tubo de transferência pode ser configurado para receber fluido hidráulico do conjunto de energia e controle hidromecânico e fornecê-lo ao tubo de transferência.

[0057] O componente de recepção de tubo de transferência pode ser um componente do conjunto de energia e controle hidromecânico. O componente de recepção de tubo de transferência pode ser configurado para fornecer o fluido hidráulico ao primeiro caminho de fluxo de fluido hidráulico e ao segundo caminho de fluxo de fluido hidráulico do tubo de transferência, para criar um diferencial de pressão desejado entre a primeira e a segunda câmaras do volume interior do corpo de atuador. O componente de recepção de tubo de transferência pode ser configurado para fornecer o fluido hidráulico para o primeiro caminho de fluxo de fluido hidráulico e o segundo caminho de fluxo de fluido hidráulico responsivo a uma entrada de controle de uma unidade de controle eletrônico de hélice que pode ser parte do conjunto de energia e controle hidromecânico. O conjunto de hélice pode compreender tal unidade de controle eletrônico de hélice localizada em uma parte estática do conjunto de hélice. O componente de recepção de tubo de transferência pode compreender uma ou mais saídas que acoplam fluidamente com uma ou mais entradas do tubo de transferência.

[0058] O sistema de hélice pode incluir um sensor configurado para detectar a posição axial do tubo de transferência para determinar a posição de corpo de atuador e, daí, o passo de pá de hélice. Uma pluralidade de sensores pode ser fornecida. O(s) sensor(es) pode(m) incluir pelo menos um sensor de Transformador Diferencial Variável Rotativo (RVDT), um sensor de Transformador Diferencial Variável Linear (LVDT), um sensor de efeito hall ou um sensor de proximidade.

[0059] O sensor pode ser montado em uma porção estática do sistema de hélice. O sensor pode ser instalado próximo a uma extremidade para trás do tubo de transferência. O sensor pode ser configurado para medir a posição do tubo de transferência em relação à porção estática do sistema de hélice.

[0060] O sensor pode ser configurado para enviar dados indicando a posição de tubo de transferência para o conjunto de energia e controle hidromecânico. O conjunto de energia e controle hidromecânico pode ser configurado para determinar o ângulo de passo de pá da hélice atual com base na posição axial do tubo de transferência. O conjunto de energia e controle hidromecânico pode ser configurado para comparar o ângulo de passo de pá de hélice atual com um ângulo de passo de pá de hélice desejado e ajustar o fluxo e as pressões do fluido hidráulico fornecido à primeira e à segunda câmaras de acordo.

[0061] O conjunto de hélice pode ser montado em uma aeronave. O sistema de hélice pode ser montado em uma aeronave. Assim, também é fornecida uma aeronave compreendendo o conjunto de hélice conforme descrito acima. Uma aeronave também é fornecida compreendendo o conjunto de hélice conforme descrito acima e um conjunto de energia e controle hidromecânico, ou a aeronave pode compreender o sistema de hélice conforme descrito acima.

[0062] De acordo com um terceiro aspecto, é fornecido um método para instalar um sistema de atuação de mudança de passo como descrito acima em um conjunto de hélice, o método compreendendo inserir o sistema de atuação de mudança de passo no cubo de hélice.

[0063] O método pode compreender inserir, opcionalmente deslizar, o sistema de atuação de mudança de passo no cubo de hélice como um único módulo integrado.

[0064] O método pode compreender remover uma tampa de cubo de hélice de um conjunto de hélice antes de inserir o sistema de atuação de mudança de passo no cubo de hélice. O sistema de atuação de mudança de passo pode ser inserido a partir de uma extremidade para frente. A tampa de cubo de hélice pode ser reinstalada posteriormente.

[0065] O método pode ainda compreender fixar uma porca ao eixo do sistema de atuação de mudança de passo para fixar o eixo à tampa de cubo de hélice.

[0066] O método pode compreender inserir o sistema de atuação de mudança de passo no cubo de hélice a partir de uma extremidade para trás do cubo de hélice, por exemplo, quando uma tampa de cubo de hélice é um componente integral do cubo de hélice.

[0067] O método pode compreender acoplar um flange do corpo de atuador a uma cinemática de passo de pá de hélice. Opcionalmente, o acoplamento pode compreender fixar pelo menos um prendedor.

[0068] O método pode ainda compreender montar uma tampa de cubo de pá de hélice sobre o sistema de atuação de mudança de passo. De preferência, a tampa de cubo é aparafusada ao cubo. A tampa de cubo pode ser acoplada ao eixo. O método pode compreender fixar uma porca ao eixo do sistema de atuação de mudança de passo de modo que o eixo seja fixado à tampa de cubo. A tampa de cubo pode vedar o cubo.

[0069] A instalação de um sistema de atuação de mudança de passo em um conjunto de hélice pode incluir inserir uma extremidade do tubo de transferência em um componente de recepção de tubo de transferência do conjunto de hélice. O tubo de transferência pode ser deslizado para o componente de recepção de tubo de transferência. O tubo de transferência pode ser rotativo dentro do componente de recepção de tubo de transferência. O componente de recepção de tubo de transferência pode ser configurado para fornecer fluido hidráulico ao tubo de transferência quando o tubo de transferência é recebido. A inserção do tubo de transferência no componente de recepção de tubo de transferência pode compreender inserir axialmente o tubo de transferência em uma abertura do componente de recepção de tubo de transferência e pode não exigir nenhum fixador.

[0070] Instalar um sistema de atuação de mudança de passo em um conjunto de hélice pode incluir localizar o corpo de atuador pelo menos parcialmente dentro de um plano da(s) pá(s) do conjunto de hélice. Instalar um sistema de atuação de mudança de passo em um conjunto de hélice pode incluir localizar o corpo de atuador para interceptar um plano da(s) pá(s) de hélice.

[0071] Instalar um sistema de atuação de mudança de passo em um conjunto de hélice pode incluir alinhar o flange do corpo de atuador com a cinemática de passo de pá de hélice.

[0072] Instalar um sistema de atuação de mudança de passo em um conjunto de hélice pode incluir alinhar o eixo do sistema de atuação de mudança de passo de modo que uma porca possa ser presa ao mesmo para prender o eixo à tampa de cubo de pá de hélice.

[0073] Também é divulgado um método para controlar o passo de pá de uma hélice de passo variável utilizando o sistema de atuação de mudança de passo como descrito acima.

[0074] De acordo com um quarto aspecto, é fornecido um método para controlar o passo de pá de uma hélice de passo variável, o método compreendendo: variar a diferença em pressão hidráulica agindo em qualquer lado de um separador de câmara, de modo que um corpo de atuador envolvendo o separador de câmara translade em relação para o separador de câmara, em que a translação do corpo de atuador efetua uma mudança em passo de pá de hélice.

[0075] O método pode incluir fornecer fluido hidráulico para qualquer lado do separador de câmara via um tubo de transferência.

[0076] O corpo de atuador pode transladar ao longo de um eixo que se estende axialmente do separador de câmara. O corpo de atuador pode transladar de forma deslizante ao longo do eixo.

[0077] Opcionalmente, pelo menos uma porção do corpo de atuador pode transladar através de um plano da(s) pá(s) de hélice. Uma câmara pode ser fornecida em cada lado do separador de câmara. Uma das câmaras pode ser configurada para transladar através do plano de pá em resposta à diferença em pressão hidráulica.

[0078] O método pode incluir reter o separador de câmara em uma posição axialmente fixa em relação a um conjunto de hélice tendo a hélice de passo variável.

[0079] O método pode incluir fornecer fluido hidráulico do tubo de transferência para uma primeira câmara delimitada pelo corpo de atuador e separador de câmara via uma passagem interior de um eixo que se estende do separador de câmara. O método pode incluir fornecer fluido hidráulico do tubo de transferência para uma segunda câmara delimitada pelo corpo de atuador e separador de câmara via uma passagem interior do corpo de atuador.

[0080] O método pode incluir transladar o corpo de atuador e o tubo de transferência juntos.

[0081] O método pode incluir detectar a translação do corpo de atuador. O método pode incluir detectar translação do tubo de transferência. Com base na translação do corpo de atuador ou do tubo de transferência, o método pode compreender calcular o passo de pá de hélice correspondente.

[0082] O método pode incluir comparar o passo de pá de hélice atual com um passo de pá de hélice desejado e variar o fluxo e as pressões de fluido hidráulico dentro da primeira e segunda câmaras de acordo para alcançar o passo de pá de hélice desejado.

[0083] O método do quarto aspecto pode ser realizado fornecendo e/ou usando o sistema de atuação de mudança de passo do primeiro aspecto, o conjunto de hélice do segundo aspecto ou o sistema de hélice descrito acima. As características descritas anteriormente são aplicáveis, conforme apropriado, tanto ao sistema de atuação de mudança de passo do primeiro aspecto, ao conjunto de hélice do segundo aspecto, ao sistema de hélice descrito acima e ao método de controle do passo de uma hélice de passo variável do quarto aspecto.

Breve descrição dos desenhos

[0084] Algumas modalidades exemplares da presente divulgação serão agora descritas
a título de exemplo apenas e com referência aos desenhos em anexo, nos quais:
Figura 1 mostra um sistema de hélice compreendendo um sistema de atuação de mudança de passo de acordo com a técnica anterior; e
Figura 2 mostra um sistema de atuação de mudança de passo de acordo com uma modalidade da presente divulgação com um sistema de hélice.

Descrição Detalhada

[0085] Figura 1 mostra um sistema de hélice 70 compreendendo um conjunto de hélice 20 compreendendo um sistema de atuação de mudança de passo 10 de acordo com a técnica anterior.

[0086] Um eixo A-A de linha de centro (longitudinal) do conjunto de hélice 20 é mostrado, em torno do qual componentes do conjunto de hélice são montados. Por exemplo, pás de hélice do conjunto de hélice são montadas em torno do eixo A-A. Referência a axialmente para frente é entendida significar ao longo do eixo A-A na direção do lado esquerdo da figura e para trás é entendida significar ao longo do eixo A-A na direção do lado direito da figura. Referência a uma direção radial é entendida se referir a se estendendo perpendicularmente a partir do eixo A-A, por exemplo, para longe do eixo AA em direção à parte superior e inferior da figura.

[0087] O conjunto de hélice 20 compreendendo um cubo rotativo 30 é geralmente configurado para girar pás de hélice para impulsionar um veículo, tal como uma aeronave, no qual o conjunto de hélice 20 está montado. Neste exemplo, o conjunto de hélice 20 compreende pás de hélice com passo variável, que permite controle do ângulo de ataque da pá em relação ao fluxo de ar entrante. Cada uma das pás de hélice tem um pino de raiz de pá 50 configurado para fazer interface com um sistema de atuação de mudança de passo de modo que o ângulo da pá possa ser ajustado. Por exemplo, o passo de pá pode ser ajustado a partir de uma posição de embandeiramento (com as lâminas paralelas ao fluxo de ar entrante - mínimo empuxo/arrasto) até uma posição reversa que pode fornecer empuxo reverso.

[0088] Para ajustar o passo das pás de hélice, o sistema de atuação de mudança de passo 10 é fornecido dentro do cubo rotativo 30. O sistema de atuação de mudança de passo 10 compreende um pistão 40 localizado dentro de uma câmara de pistão 60, um eixo de atuador 80 acoplado ao e se estendendo do pistão 40, um flange de atuador 100 se estendendo do eixo de atuador 80 e um tubo de transferência 120 se estendendo da câmara de pistão 60.

[0089] O tubo de transferência 120 recebe fluido hidráulico de um componente de recepção de tubo de transferência 140 do sistema de hélice 70 e fornece fluido hidráulico para um primeiro e um segundo lados do pistão 40. Para fornecer fluido hidráulico para qualquer lado do pistão 40, o tubo de transferência 120 compreende duas passagens concêntricas de fluido hidráulico. A primeira passagem de fluido hidráulico interna 160 é configurada para fornecer fluido hidráulico do componente de recepção de tubo de transferência 140 para o primeiro lado do pistão 40. A segunda passagem de fluido hidráulico externa 180 é configurada para fornecer fluido hidráulico do componente de recepção de tubo de transferência 140 para o segundo lado do pistão 40.

[0090] Para variar o passo de pá de hélice, um conjunto de energia e controle hidromecânico do sistema de hélice 70 em combinação com o componente de recepção de tubo de transferência 140 causa uma diferença de pressão entre os dois lados do pistão 40 alterando o fluxo de fluido hidráulico e a pressão fornecida para o primeiro e segundo lados do pistão 40. Isso faz com que o pistão 40 translade seja axialmente para frente ou para trás, dependendo da diferença de pressão através dos dois lados do pistão 40. A translação do pistão 40 faz com que o eixo de atuador 80 e o flange de atuador 100 também transladem à medida que cada pistão 40, eixo de atuador 80 e flange de atuador 100 é acoplado mecanicamente um ao outro. O flange de atuador 100 é configurado para fazer interface com uma cinemática de passo de pá de hélice 200 que converte a translação do flange de atuador 100 em um movimento de rotação de uma pá de hélice, isto é, para mudar o passo. Tipicamente, múltiplas pás são fornecidas, cada uma com uma cinemática de passo de pá de hélice e as interfaces de flange de atuador com cada cinemática de passo de pá de hélice.

[0091] Neste exemplo de um sistema de atuação de mudança de passo existente 10, a câmara de pistão 60 é limitada por porções de um cubo de pá de hélice 220 e uma tampa de câmara 240 e está localizada axialmente à frente do plano no qual as pás de hélice são montadas. Isso significa que o eixo de atuador 80 é necessário para se estender do pistão 40 ao plano de pá de hélice (indicado pela linha P - P), de modo que translação do pistão 40 possa ser usada para variar o passo de pá de hélice na raiz das pás de hélice via o flange de atuador 100. O eixo de atuador 80 e o flange de atuador 100 adicionam peso e complexidade ao sistema de atuação de mudança de passo 10. Além disso, para remover o sistema de atuação de mudança de passo 10, por exemplo, durante a manutenção regular, é necessário remover a tampa de câmara 240, de modo que o sistema de atuação de mudança de passo 10 possa ser extraído do conjunto de pá de hélice 20. Neste caso, a câmara de pistão é colocada em risco de contaminantes serem inadvertidamente introduzidos que podem danificar ou reduzir o desempenho do sistema.

[0092] A modalidade da presente divulgação mostrada na Figura 2 fornece um sistema de atuação de mudança de passo melhorado 310 de um conjunto de hélice 320, que é parte de um sistema de hélice 370.

[0093] Um eixo A-A de linha de centro (longitudinal) do conjunto de hélice 320 é mostrado, em torno do qual componentes do conjunto de hélice são montados. Em outras palavras, este é o eixo de rotação de hélice. Por exemplo, pás de hélice (não visíveis na Figura 2) do conjunto de hélice são montadas em torno do eixo A-A. Referência axialmente à frente é entendida como significando ao longo do eixo A-A na direção do lado esquerdo da figura e para trás é entendida como significando ao longo do eixo A-A na direção do lado direito da figura. Referência a se estendendo radialmente é entendida se referir a se estendendo perpendicularmente a partir do eixo A-A, por exemplo, para longe do eixo A-A em direção à parte superior e inferior da figura.

[0094] O conjunto de hélice 320 compreendendo um cubo rotativo 330 é geralmente configurado para girar pás de hélice para impulsionar um veículo, tal como uma aeronave, no qual o conjunto de hélice 320 está montado. Neste exemplo, o conjunto de hélice 320 compreende pás de hélice com passo variável, que permite controle do ângulo de ataque da pá em relação ao fluxo de ar entrante. As pás de hélice têm cada qual um pino de raiz de pá 350 configurado para fazer interface com um sistema de atuação de mudança de passo de modo que o ângulo da pá possa ser ajustado. Por exemplo, o passo da lâmina pode ser ajustado a partir de uma posição de pena (com as lâminas paralelas ao fluxo de ar que se aproxima - mínimo thrust/drag) para uma posição reversa que pode fornecer empuxo reverso.

[0095] Para ajustar o passo das pás de hélice, o sistema de atuação de mudança de passo 310 é fornecido dentro do cubo rotativo 330. O sistema de atuação de mudança de passo compreende: um corpo de atuador 340 que define um volume interior 360; um separador de câmara 380 na forma de um pistão fixo localizado dentro do referido volume interior 360, que divide o volume interior em uma primeira câmara 360a e uma segunda câmara 360b; e um tubo de transferência 420.

[0096] Nesta modalidade, o corpo de atuador 340 é formado por duas porções, uma primeira porção de corpo de atuador 340a e uma segunda porção de corpo de atuador 340b. As duas porções sendo acopladas juntas nas respectivas interfaces, de modo que a primeira porção de corpo de atuador 340a esteja axialmente à frente da segunda porção de corpo de atuador 340b.

[0097] Um eixo 500 se estende axialmente para frente e para trás do separador de câmara 380. Na direção axialmente para frente, o eixo 500 se estende através de uma abertura 342 na primeira porção de corpo de atuador 340a. Na direção axialmente para trás, o eixo 500 se estende para a segunda porção de corpo de atuador 340b. Na extremidade axialmente para frente do eixo 500, o eixo 500 é acoplado mecanicamente a uma tampa de cubo de hélice 520, de modo que o eixo 500 e o separador de câmara 380 sejam mantidos axialmente fixos em relação ao conjunto de hélice 320. As porções de corpo de atuador 340a, 340b são configuradas para transladar axialmente, neste caso deslizar, ao longo do eixo 500. Em outras palavras, o corpo de atuador 340 translada em relação ao eixo 500. Nesta modalidade, o eixo 500 e o separador de câmara 380 são integralmente formados como uma peça.

[0098] Uma extremidade axialmente para frente do tubo de transferência 420 é recebida dentro da segunda porção de corpo de atuador 340b em uma posição axialmente para trás da mesma. Assim, o tubo de transferência 420 está ligado ao corpo de atuador 340 e translada com o mesmo. A segunda porção de corpo de atuador 340b compreende um acoplamento de junta esférica (não mostrado) que conecta o tubo de transferência 420 ao corpo de atuador 340 e evita pelo menos deslocamento axial relativo entre o corpo de atuador 340 e o tubo de transferência 420 e evita pelo menos rotação relativa entre o corpo de atuador 340b e o tubo de transferência 420 em torno de um eixo longitudinal do sistema de atuação de mudança de passo 310, mas permite rotação em torno dos eixos perpendiculares ao eixo longitudinal.

[0099] Uma extremidade axialmente para trás do tubo de transferência 420 é recebida dentro de um componente de recepção de tubo de transferência 440 do sistema de hélice 370. Nesta modalidade, o componente de recepção de tubo de transferência 440 é um componente de um conjunto de energia e controle hidromecânico ilustrado esquematicamente por uma caixa 450. No entanto, será apreciado que o conjunto de energia e controle hidromecânico pode compreender múltiplos componentes interconectados localizados em diferentes partes da parte estática do sistema de hélice ou aeronave na qual ele está montado. O tubo de transferência 420 recebe fluido hidráulico do componente de recepção de tubo de transferência 440 e fornece fluido hidráulico tanto para uma passagem de fluido 540 dentro do eixo 500 quanto para uma passagem de fluido 560 dentro da segunda porção de corpo de atuador 340b. A passagem de fluido 540 dentro do eixo comunica o fluido hidráulico recebido do tubo de transferência 420 para a primeira câmara 360a via aberturas no eixo 500 não ilustradas na Figura 2. As aberturas no eixo 500 podem estar axialmente à frente da separador de câmara 380 de modo que a passagem de fluido 540 e a primeira câmara 360a estejam em comunicação de fluido. A passagem de fluido 560 dentro da segunda porção de corpo de atuador 340b comunica o fluido hidráulico recebido do tubo de transferência 420 para a segunda câmara 360b.

[00100] Para fornecer fluido hidráulico à passagem de fluido 540 dentro do eixo 500 e à passagem de fluido 560 dentro da segunda porção de corpo de atuador 360b, o tubo de transferência 420 compreende duas passagens de fluido hidráulico concêntricas. Em outras modalidades, as duas passagens de fluido hidráulico podem ser não concêntricas dentro do tubo de transferência. A primeira passagem de fluido hidráulico interna 460 é configurada para fornecer fluido hidráulico do componente de recepção de tubo de transferência 440 para a passagem de fluido 540 dentro do eixo 500. A segunda passagem de fluido hidráulico externa 480 é configurada para fornecer fluido hidráulico do componente de recepção de tubo de transferência 440 para a passagem de fluido 560 dentro da segunda porção de corpo de atuador 360b.

[00101] O corpo de atuador 340 compreende um flange se estendendo radialmente 346 que está conectado a uma cinemática de passo de pá de hélice 200. A cinemática de passo de pá de hélice 200 é acoplada a uma tulipa de pá da pá de hélice via o pino de raiz de pá 350 e converte translação do corpo de atuador 340 em um movimento de rotação da tulipa de pá. Este movimento de rotação desse modo altera o passo da pá. Embora não ilustrado, o flange é acoplado mecanicamente à cinemática de passo de pá de hélice 200 via um prendedor. Tipicamente, múltiplas pás são fornecidas, cada uma com uma cinemática de passo de pá de hélice associada. O flange 346 será acoplado a toda as cinemáticas de modo a efetuar mudança de passo de todas as pás.

[00102] O sistema de hélice 370 compreende um sensor (não ilustrado) montado em uma porção estática do sistema de hélice 370 em uma extremidade para trás do tubo de transferência 420.

[00103] Para variar o passo de pá de hélice, o conjunto de energia e controle hidromecânico 450 em combinação com o componente de recepção de tubo de transferência 440 causam uma diferença de pressão entre os dois lados do separador de câmara 380 alterando o fluxo e a pressão do fluido hidráulico fornecido à primeira e à segunda câmaras 360a, 360b via o tubo de transferência 420. Como o separador de câmara 380 é mantido fixo axialmente, por exemplo, via o eixo 500 sendo acoplado mecanicamente à tampa de cubo de hélice 520, a diferença de pressão faz com que o corpo de atuador 340 transfira axialmente seja para frente ou para trás ao longo do eixo 500. O corpo de atuador pode transladar entre uma primeira posição axialmente mais à frente e uma segunda posição axialmente mais à ré. Figura 2 ilustra a posição axialmente mais à frente. O flange se estendendo radialmente 346 do corpo de atuador 340 é configurado para fazer interface com uma cinemática de passo de pá de hélice 200 que converte a translação do corpo de atuador 340 em um movimento de rotação da pá de hélice, isto é, mudança de passo. Em outras palavras, a tulipa de pá está conectada ao corpo de atuador móvel 340 via o flange 346 do corpo de atuador e da cinemática 200.

[00104] O conjunto de energia e controle hidromecânico 450 é configurado para determinar o ângulo de pá de hélice atual com base na posição axial do tubo de transferência 420 detectado pelo sensor. O conjunto de energia e controle hidromecânico 450 é ainda configurado para comparar o ângulo de passo de pá de hélice atual com um ângulo de passo de pá de hélice desejado e para ajustar o fluxo e as pressões do fluido hidráulico fornecido à primeira e à segunda câmaras 360a, 360b de acordo. O passo de pá desejado pode, por exemplo, ser selecionado pelo piloto ou ser determinado automaticamente, por exemplo, com base em uma velocidade desejada da aeronave.

[00105] No sistema de atuação de mudança de passo 310 da presente modalidade, o corpo de atuador 340 intercepta o plano P-P das pás de hélice do conjunto de hélice 320.

[00106] Uma vez que o corpo de atuador 340 translada em relação ao separador de câmara 380, isto é, o inverso de uma disposição típica de pistão e cilindro, o corpo de atuador 340 pode estar localizado dentro, isto é, de modo a interceptar, do plano de pá da hélice indicado pela linha P-P e, consequentemente, mínimas ligações são necessárias para acoplar mecanicamente o corpo de atuador 340 à cinemática de mudança de passo de pá de hélice 200. Em outras palavras, eixos longos e complicados e flanges não precisam se estender do componente atuado pelo fluido hidráulico para transferir a referida atuação para a cinemática de mudança de passo de pá de hélice. Em vez disso, uma ligação comparativamente direta pode ser fornecida entre o corpo de atuador 340 e a cinemática de mudança de passo de pá de hélice 200. Além disso, uma vez que o sistema de atuação de mudança de passo 310 intercepta o plano de pá, o tubo de transferência 420 pode ser mais curto do que nos sistemas da técnica anterior, onde o tubo de transferência precisa se estender para a frente do cubo de hélice. Novamente, isso reduz o custo e a complexidade. Além disso, isso significa que o volume de fluido de atuação no sistema pode ser reduzido, o que, por sua vez, reduz o peso do sistema.

[00107] Vantajosamente, o corpo de atuador 340 estando localizado dentro do plano de pá (por exemplo, por meio da disposição divulgada na qual o corpo de atuador translada) tanto reduz o peso do sistema de atuação de mudança de passo 310, bem como move o centro de gravidade do sistema de atuação de mudança de passo 310 para uma posição mais desejável em comparação com sistemas de atuação de mudança de passo existentes. Em outras palavras, modalidades da presente divulgação fornecem um sistema que não requer um atuador de mudança de passo localizado axialmente para frente das pás de hélice e, portanto, não requer as ligações pesadas e complexas vistas na técnica existente que acoplam o atuador à cinemática de pá de hélice. Assim, a ligação entre o atuador e a cinemática de passo de pá de hélice em modalidades da presente divulgação (por exemplo, o flange 346 conectado diretamente à cinemática de pá 200) é mais compacta e, portanto, mais leve que a técnica anterior. Isso oferece uma economia de peso que é claramente vantajosa no contexto de aeronaves, desse modo reduzindo o consumo de combustível e, consequentemente, custo. Além disso, a conexão mais simples utiliza menos peças que a disposição de ligação da técnica anterior, resultando novamente em custo reduzido. O desenho mais compacto também é mais rígido e mais robusto, o que melhora a vida útil das vedações dinâmicas.

[00108] Uma vantagem adicional fornecida por modalidades da presente divulgação inclui aquela que o sistema de atuação de mudança de passo 310 pode ser instalado ou desinstalado como um único módulo. Ou seja, o corpo do atuador 340, o separador de câmara 380 e o tubo de transferência 420 podem ser inseridos ou removidos como um único módulo. Nenhum equipamento adicional entre o corpo de atuador 340 e o tubo de transferência 420 é necessário. Isso proporciona manutenção mais fácil de um conjunto de hélice 320, pois menos componentes precisam ser desmontados ou remontados para instalar ou desinstalar o sistema de atuação de mudança de passo 310. Isso reduz o tempo necessário para manutenção e, portanto, reduz custo de manutenção. Nesta modalidade, o sistema de atuação de mudança de passo 310 é uma unidade substituível em linha, no entanto, será apreciado que em outras modalidades o sistema de atuação de mudança de passo 310 pode não ser uma unidade substituível em linha, embora ainda seja um único módulo.

[00109] Além disso, como o sistema de atuação de mudança de passo 310 pode ser instalado ou desinstalado como um único módulo, a primeira e segunda câmaras 360a, 360b permanecem encerradas pelo corpo de atuador 340 durante instalação ou desinstalação do sistema de atuação de mudança de passo 310. Isto é, a primeira e a segunda câmaras 360a, 360b não precisam ser expostas ao ambiente externo durante manutenção. Portanto, o risco de poluentes ou contaminantes entrarem na primeira e na segunda câmaras 360a, 360b do ambiente externo durante manutenção é reduzido. Isso tem a vantagem de reduzir o desgaste de vedações dinâmicas que pode ser causado por poluição na câmara. Vedações dinâmicas podem estar localizadas entre o eixo 500 e o corpo de atuador 340, bem como entre o separador de câmara 380 e o corpo de atuador 340. Assim, o desgaste dessas vedações pode ser reduzido pelo sistema de atuação de mudança de passo 310 fornecido.

[00110] Pode, portanto, ser visto que o sistema de atuação de mudança de passo de modalidades da divulgação oferece uma arquitetura simplificada proporcionando vantagens significativas sobre a técnica anterior.

Claims

Sistema de atuação de mudança de passo para variar um passo de pá de hélice, o sistema de atuação de mudança de passo caracterizado pelo fato de que compreende:
um corpo de atuador definindo um volume interior;
um separador de câmara localizado dentro do volume interior do corpo de atuador e dividindo o volume interior em uma primeira câmara e uma segunda câmara, as duas câmaras sendo fluidamente separadas pelo separador de câmara;
em que a primeira e a segunda câmaras são configuradas para receber fluido hidráulico;
em que o corpo de atuador é configurado para transladar em relação ao separador de câmara em resposta a uma diferença em pressão hidráulica entre a primeira câmara e a segunda câmaras;
e em que a translação do corpo de atuador é configurada para efetuar uma mudança em passo de pá de hélice.
Sistema de atuação de mudança de passo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende:
um eixo se estendendo axialmente do separador de câmara e em que o corpo de atuador é configurado para transladar em relação ao eixo;
opcionalmente, em que o corpo de atuador é montado de forma deslizante no eixo, de modo que o corpo de atuador pode transladar de forma deslizante ao longo do eixo em relação ao separador de câmara.
Sistema de atuação de mudança de passo de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que
o corpo de atuador compreende uma abertura em uma extremidade do corpo de atuador e o eixo se estende através da abertura.
Sistema de atuação de mudança de passo de acordo com a reivindicação 2 ou 3, caracterizado pelo fato de que
o eixo é configurado para encostar ou engatar de outra forma com uma tampa de cubo de hélice em uma extremidade axialmente para frente do eixo
Sistema de atuação de mudança de passo de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que compreende:
um tubo de transferência, em que o tubo de transferência é acoplado ao corpo de atuador;
opcionalmente, em que uma porção do tubo de transferência é recebida dentro do corpo de atuador;
opcionalmente, em que o tubo de transferência é configurado para fornecer fluido hidráulico para a primeira e a segunda câmaras.
Sistema de atuação de mudança de passo de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que
o corpo de atuador compreende um acoplamento que conecta o tubo de transferência ao corpo de atuador, em que o acoplamento é configurado para evitar deslocamento axial relativo entre o corpo de atuador e o tubo de transferência e evitar rotação relativa entre o corpo de atuador e o tubo de transferência em torno de um eixo longitudinal do sistema de atuação de mudança de passo e permitir rotação relativa do tubo de transferência em relação ao corpo de atuador em torno de eixos perpendiculares ao eixo longitudinal.
Sistema de atuação de mudança de passo de acordo com a reivindicação 5 ou 6, quando dependente de qualquer das reivindicações 2 a 4, caracterizado pelo fato de que
o eixo compreende uma passagem de fluido interior configurada para acoplar fluidamente pelo menos uma da primeira e da segunda câmaras ao tubo de transferência;
opcionalmente em que o eixo compreende saídas de fluido para fornecer fluido da passagem de fluido interior para pelo menos uma da primeira e da segunda câmaras.
Sistema de atuação de mudança de passo de acordo com qualquer das reivindicações 5, 6 ou 7, caracterizado pelo fato de que
o corpo de atuador pode compreende uma passagem de fluido que se estende do tubo de transferência para a primeira ou segunda câmara, de modo que o tubo de transferência e a primeira ou a segunda câmara estejam em comunicação de fluido.
Sistema de atuação de mudança de passo de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que
o sistema de atuação de mudança de passo é configurado para ser instalado e/ou desinstalado dentro de um cubo de hélice de um conjunto de hélice como um único módulo.
Sistema de atuação de mudança de passo de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que
o corpo de atuador é configurado para engatar com uma cinemática de passo de pá de hélice;
opcionalmente, o corpo de atuador compreende um flange se estendendo radialmente para fora de uma superfície externa do corpo de atuador; opcionalmente o flange é configurado para acoplar mecanicamente o corpo de atuador a uma cinemática de passo de pá de hélice.
Sistema de atuação de mudança de passo de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que:
o corpo de atuador compreende uma primeira porção de corpo de atuador e uma segunda porção de corpo de atuador acopladas juntas para definir o volume interior; opcionalmente
a primeira e a segunda porções de corpo de atuador compreendem cada uma um flange e a primeira porção de corpo de atuador e a segunda porção de corpo de atuador são presas uma à outra via pelo menos um prendedor se estendendo através dos flanges da primeira e da segunda porções de corpo de atuador.
Conjunto de hélice, caracterizado pelo fato de que compreende:
um cubo de hélice;
uma pá de hélice montada no cubo de hélice; e
o sistema de atuação de mudança de passo de qualquer das reivindicações 1 a 11.
Conjunto de hélice de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que o corpo de atuador intercepta um plano da pá de hélice.
Método para instalar um sistema de atuação de mudança de passo como reivindicado em qualquer das reivindicações 1 a 11 em um conjunto de hélice, caracterizado pelo fato de que compreende inserir o sistema de atuação de mudança de passo em um cubo de hélice.
Método para controlar o passo de pá de uma hélice de passo variável, o método caracterizado pelo fato de que compreende:
variar a diferença em pressão hidráulica atuando em cada um dos lados de um separador de câmara, de modo que um corpo de atuador envolvendo o separador de câmara translade em relação ao separador de câmara,
em que a translação do corpo de atuador efetua uma mudança em passo de pá de hélice.