BR112015004846B1 - Material de absorção de energia para deter o movimento de uma aeronave viajando ao longo de uma superfície de uma pista e método para deter o movimento de uma aeronave - Google Patents
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Abstract
MATERIAL DE ABSORÇÃO DE ENERGIA E MÉTODO PARA DETER O MOVIMENTO DE UMA AERONAVE. A presente invenção refere-se aos materiais (14) e às estruturas (10) para a absorção de energia. Os materiais (14) e as estruturas (10) são bem adaptados para deter os aviões e outros veículos, embora os seus efeitos não precisam ser tão limitados. Também são detalhados o empacotamento e outras soluções para a manutenção da integridade do sistema, especialmente (mas não de maneira exclusiva) quando o vidro de espuma ou outro agregado é utilizado.
Description
[001] A presente invenção refere-se aos agregados, aosmateriais e a outras estruturas e, mais particularmente, mas não necessariamente de maneira exclusiva, aos sistemas de detenção de veículo em que os agregados, os materiais ou outras estruturas são utilizados para absorver a energia para realizar a detenção do veículo. ANTECEDENTES DA INVENÇÃO
[002] A patente U.S. de propriedade comum N° 7.597.502 deAllen, et al. (a "patente de Allen"), descreve a utilização de material compressível, tal como cerâmica ou espuma fenólica ou concreto celular para ajudar a detenção de veículos. O material compressível pode, se desejado, ser formado em blocos ou leitos de força de gradiente de compressão específica. O tecido, película ou outros invólucros podem circundar pelo menos partes dos blocos, com "[uma] função básica [dos invólucros] para auxiliar na manutenção da integridade estrutural" de blocos "em condições de não emergência, ao mesmo tempo em que apenas são submetidos à ruptura, quebra ou outra desintegração parcial ou total durante um incidente de detenção. "Veja Patente de Allen, col. 4. 11, 43-48.
[003] A publicação do pedido de patente U.S. N° 2012/0057931 deNarmo (o "pedido de Narmo") descreve de modo similar à utilização de agregado de vidro expandido para a detenção de veículo. Os sistemas do pedido de Narmo incluem os leitos preenchidos com agregado de vidro de espuma, bem como "cobertura(s) superior(s)". Tal como definido no pedido de Narmo, uma "cobertura superior" compreende "qualquer cobertura..." o que impedirá que a massa total seja contaminada ou preenchida com partículas transportadas por via aérea, sem prejuízo para o crescimento da planta, ou submetida a outros impactos ambientais que interferem no desempenho da massa agregada de vidro em espuma. "Veja pedido de Narmo, p. 2, col. 2, fl 0028.
[004] O documento US8021074 (Valentini Silvia C e outros)refere-se a leitos de retenção de aeronaves construídos de concreto celular nas extremidades das pistas, pode estar sujeito a efeitos prejudiciais dos fenômenos de sopro de reator. Um bloco de material compressível, como o celular, fornece características de falha de compressão adequadas para deter o movimento em viagens de uma aeronave que ultrapassam uma pista.
[005] O documento US2012/057931 (Jon A) refere-se a leitos dedetenção de movimentos para desaceleração de veículos, especialmente aeronaves de passageiros, incapazes de parar em uma pista disponível, incluindo um sistema de detenção de movimento. O sistema de detenção de movimento de veículo também inclui um leito preenchido com agregado de vidro espumado com tamanhos de partícula que variam de 0,25 cm a 15 cm e frações nominais vazias de cerca de 70 a 98% e cobertura superior que cobre a superfície superior do leito de agregado de vidro espumado.
[006] O documento US2004/058095 (Carr Patrick J e outros)refere-se a um método para a instalação um gramado artificial esteticamente agradável que repede pássaros e outros animais e uma sub-superfície que suporta o peso de uma aeronave, melhora o escoamento da água e permite a acessibilidade de veículos de aeroportos a todas as partes de uma pista. A sub-superfície também é adaptável para ser um leito de detenção de movimentos que retarda o movimento de um avião na pista.
[007] Barsotti Matthew A e outros em "Desenvolvendo sistemasaprimorados de detenção de movimentos de aeronaves civis" (“Developing Improved Civil Aircraft Arresting Systems”) fornecem um relatório sobre o desenvolvimento de sistemas aprimorados de detenção de movimentos de aeronaves civis.
[008] Não fica claro se qualquer "cobertura superior" do pedidode Narmo será satisfatória para manter a integridade estrutural do seu leito de agregado correspondente. A presente invenção proporciona, assim, o "empacotamento" parcial ou completo e outras soluções para manter a integridade do leito, especialmente (mas não exclusivamente) quando o vidro ou outro agregado é utilizado. Como um exemplo não limitativo, os sacos moldáveis podem conter partículas agregadas, com os sacos sendo capazes de serem montados em um leito. De modo alternativo, as partículas podem ser incorporadas em um adesivo ou outro ligante, envolto por uma caixa, ou ancorado a um telhado, teto, ou outra estrutura.
[009] Pelo menos uma versão da invenção pode incluir ascoberturas geotêxtis e as âncoras que se estendem, em geral, de modo vertical. Nessa modalidade, as partículas de vidro de espuma ou outro material podem formar um leito coberto na totalidade ou parcialmente por uma cobertura geotêxtil, na forma de malha ou de uma rede, por exemplo. As hastes verticais ou outras estruturas podem servir como âncoras, que conectam a cobertura à base do leito ou outro local adequado. Essas âncoras podem ser produzidas por material deformável ou quebrável de modo a não impedir de modo indevido as detenções de veículo.
[0010] Em outras versões da invenção, pelo menos algumas daspartículas podem ser posicionadas dentro de caixas ou em sacos (sejam moldáveis ou não). Se os sacos forem aderidos ou fixos às coberturas e às bases dos leitos, os próprios sacos podem ajudar a ancorar as coberturas em vez de, ou além das hastes ou outras estruturas. Os sacos preferidos podem ser formados por rede aberta, material quebradiço, embora outros tipos de materiais podem ser utilizados.
[0011] Embalados ou não, os agregados podem ser colocadosdentro de cubículos ou outras estruturas que têm pisos e, se desejado, paredes verticais. Em pelo menos algumas modalidades das invenções, as bordas superiores de paredes podem ser dobradas para criar flanges para facilitar a fixação às coberturas. Tal estrutura reorientada em cento e oitenta graus (isto é, posicionada de cabeça para baixo) pode ter seus flanges fixos às bases. Em alguns casos, o agregado pode ser aderido aos pisos dos cubículos ou outras estruturas.
[0012] Em alternativa ou adicionalmente, o agregado solto podeser misturado com adesivos ou ligantes para formar tijolos ou outras unidades integradas. Tais adesivos são, de preferência, não cimentícios, ligantes preferenciais presentes que incluem cerâmica de fosfato ligada de maneira química (CBPC), asfalto, ou misturas poliméricas (por exemplo, epóxi) com componentes de enchimento, tais como cinzas volantes, escória, vidro moído, etc. Os tamanhos e formas das unidades podem ser alterados conforme a necessidade para a instalação satisfatória; as unidades podem ser empilhadas como parte de um leito com ou sem espaço entre elas, e as unidades adjacentes podem, mas não precisam necessariamente, ser aderidas ou ligadas umas às outras. Elas também podem, de maneira opcional, ser posicionadas dentro de cubículos ou outras estruturas e aderidas aos seus pisos.
[0013] Além disso, qualquer mistura de agregado solto e ligantespode ocorrer in situ, se apropriado. Esse tipo de técnica de "fundição no lugar" pode acelerar a formação de leito, com a mistura que ocorre no local e a mistura sendo imediatamente despejada (como, por exemplo, a pasta fluida) em leitos. Depois disso, ela pode definir ou curar nos leitos. A moldagem pode ocorrer em uma ou mais camadas, com ou sem tecido ou outros separadores entre as camadas.
[0014] Os materiais deformáveis alternativos podem incluir outrostipos de cerâmica de célula aberta ou célula fechada, em vez de vidro de espuma. Se necessário, as estruturas que incluem as cerâmicas de célula aberta podem, por exemplo, ser revestidas ou de outro modo cobertas com material impermeável à água (ou resistente à água). Tal revestimento pode ser ele próprio cerâmico não poroso; de modo alternativo, outros revestimentos ou coberturas podem ser utilizados. No entanto, outro material deformável pode ser ou incluir de concreto autoclavado aerado (AAC), composto celular ligado por fosfato, cinzas volantes celulares de alcalino ativado ou polímeros celulares.
[0015] Os sistemas de aquecimento de potência solar ou outros,que incluem os elementos de aquecimento, canais, conduítes, ou aberturas podem ser incluídos no ou adjacentes aos leitos em certos climas frios. Para aeroportos sem serviço de reator (assim, os leitos não são submetidos ao sopro do reator), o agregado solto ou ensacado ou outro material pode ser usado tanto sem qualquer cobertura quanto com a rede ou revestimentos de baixa resistência. De modo alternativo, o material agregado ou outro pode ser coberto por asfalto, essencialmente como uma continuação da pista, embora com o asfalto sendo suficientemente de baixa resistência para ajudar na detenção do veículo de forma eficaz, conforme necessário. Os leitos podem ser autodrenados ou incluir a tubulação de drenagem ou túneis e pode incluir as juntas de expansão, se necessário.
[0016] Por conseguinte, é um objetivo opcional e não exclusivo dapresente invenção proporcionar os materiais e estruturas absorventes de energia.
[0017] É um outro objetivo opcional e não exclusivo da presenteinvenção proporcionar os materiais e estruturas para realizar a detenção de veículo.
[0018] É também um objetivo opcional e não exclusivo da presenteinvenção proporcionar a "embalagem" e outras soluções para a manutenção da integridade do leito quando o agregada é utilizado como material de absorção de energia.
[0019] É um objetivo adicional opcional e não exclusivo dapresente invenção proporcionar técnicas de moldagem de materiais absorventes de energia no seu lugar.
[0020] É, além disso, um objetivo opcional, não exclusivo dapresente invenção proporcionar suportes, cubículos, ou outras estruturas para os materiais de absorção de energia.
[0021] Outros objetivos, características e vantagens da presenteinvenção ficarão evidentes para os versados na técnica relevante com referência ao texto restante e aos desenhos desse pedido.BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS
[0022] A FIGURA 1 é uma representação de um leitoesquematizado de exemplo da presente invenção;
[0023] a FIGURA 2 é uma representação de um leitoesquematizado de exemplo da presente invenção;
[0024] a FIGURA 3 é um protótipo de componentes de exemplo deum leito da presente invenção;
[0025] a FIGURA 3A é uma vista em perspectiva de componentesde exemplo de um leito similar aos da FIGURA 3;
[0026] a FIGURA 3B é uma vista em corte transversal doscomponentes de leito FIGURA 3a;
[0027] a FIGURA 4 é um protótipo de componentes de exemplo deum leito da presente invenção;
[0028] a FIGURA 4A é uma vista em corte transversal doscomponentes de leito similar aos da FIGURA 4;
[0029] a FIGURA 5 é uma representação esquematizada doscomponentes de exemplo de um leito da presente invenção;
[0030] a FIGURA 6 representa um exemplo de material soltoaderido com ou a um ligante ou suporte para formar uma unidade;
[0031] a FIGURA 6A fornece outra representação similar àFIGURA 6;
[0032] a FIGURA 7 representa um material solto de exemploaderido com um ligante e posicionado dentro de um cubículo;
[0033] a FIGURA 7A fornece outra representação similar à daFIGURA 7;
[0034] as FIGURAS 8A a B são representações esquemáticas deuma unidade que inclui (apenas) uma cobertura ou revestimento superior ou (FIGURA 8A) ou ambos as coberturas ou revestimentos superiores e laterais (FIGURA 8B);
[0035] a FIGURA 9 é uma representação esquemática de umterceiro leito de exemplo da presente invenção;
[0036] as FIGURAS 10A-B são vistas esquematizadas de topo(FIGURA 10A) e plana (FIGURA 10B) de um leito de exemplo da presente invenção;
[0037] as FIGURAS 11A-B e 12-13 são vistas esquematizadas detécnicas de exemplo para a fundição de materiais no local;
[0038] as FIGURAS 14A-C são vistas esquematizadas decomponentes de exemplo de um leito da presente invenção.
[0039] A FIGURA 1 ilustra, de forma esquemática, um leito 10 deexemplo da presente invenção. O leito 10, e qualquer outro leito aqui mencionado, pode se estender acima do grau ou abaixo do grau, ou ambos acima e abaixo do grau como desejado. Mostrado na FIGURA 1 é o grau ou superfície S, com pelo menos uma parte do leito 10 que se estende acima da superfície S. Se o leito 10 for desenvolvido (pelo menos principalmente) para realizar a detenção de aeronaves de asa fixa, a superfície S pode ser, de maneira vantajosa, uma via de tráfego ou caminho de circulação.
[0040] O leito 10 pode conter pelo menos o material deformável14, o teto ou cobertura 18, e as âncoras 22. O material 14 pode ser ou compreender o agregado sob a forma de partículas de vidro de espuma, conforme o pedido de Narmo. Em alternativa ou adicionalmente, o material 14 pode ser ou compreender outros materiais permanente ou temporariamente deformáveis. O material 14 beneficamente não sustenta fogo, consistente com as diretrizes da Administração Federal de Aviação dos Estados Unidos.
[0041] A cobertura ausente 18, pelo menos algum material 14 deformação de leito 10 pode ser exposta ao sopro de reator, vento, ou outras condições que podem causar dispersão do material 14. Por conseguinte, a cobertura 18 pode servir para confinar o material 14 existente no ou acima do grau. A cobertura 18 beneficamente é deformável quando submetida ao peso de um veículo a ser detido; uma forma de cobertura 18 presentemente preferida, mas não exclusiva, pode ser um geotêxtil, como uma rede de plástico cuja malha é menor do que a maioria de quaisquer partículas soltas que formam o material 14.
[0042] Uma ou mais âncoras 22 podem servir para fixar acobertura 18 em uma posição relativa ao material 14. As âncoras 22 podem anexar ou aderir à cobertura 18 e se estendem, em geral, na vertical, através do leito 10 para o piso ou outra base de apoio do leito 10, prendendo a cobertura 18 à base. Como representado nas FIGURAS 14A-C, as possíveis âncoras 22 podem compreender comprimentos de tubo de plástico 26 e conectores opcionais de liberação rápida ou separação 30 e discos 34. O tubo 26, de preferência, se deforma quando submetido ao peso de um veículo a ser detido, de modo a não impedir a detenção, enquanto que os discos 34, se presentes, podem ajudar a estabilizar as âncoras 22 que se movem no interior do agregado devido às vibrações ou outras forças.
[0043] Ilustrado na FIGURA 2 é um leito 100 alternativo dapresente invenção. Similar ao leito 10, o leito 100 pode incluir omaterial 14 e a cobertura 18. Ele também pode incluir as âncoras 22, se desejado. Ao contrário de leito 10, no entanto, o leito 100 pode incluir os sacos 38, caixas ou outros recipientes de material 14, em vez de, ou além do agregado solto. A contenção do material 14 desse modo deverá reduzir o deslizamento ou outro movimento indesejado do material 14. Além disso, os sacos 38 se estendem desde a base do leito 100 para a cobertura 18, como mostrado na FIGURA 2, e podem ser aderidos ou ligados à base e cobertura 18 como âncoras adicionais ou alternativas. Embora a FIGURA 2 ilustre cada saco 38 como se estendendo na altura do leito 100, vários sacos menores 38 podem ser ligados entre si para se estender por essa altura, em vez.
[0044] A FIGURA 3 detalha um protótipo de uma estrutura desuporte de exemplo 42 para o material 14. A estrutura podem incluir a base 46 e paredes verticais 50, a última das quais se cruza para formar o cubículo 54. O agregado solto de material 14 pode ser posicionado dentro dos cubículos 54 para reduzir mais a oportunidade do material 14 se mover dentro de um leito de modo indesejável. Além disso, as paredes 50 podem incluir flanges 58 para facilitar a ligação à cobertura 18. A FIGURA 4 ilustra uma estrutura 42’similar, na qual o material 14 está contido dentro de um saco 38 e um cubículo 54, a combinação dos quais reduz ainda mais o movimento indesejado do material 14 no interior de um leito.
[0045] O material 14 pode compreender uma mistura de, por exemplo, agregado e ligante solidificado para formar um tijolo integrado, bloco ou unidade 62. Em alternativa, o material 14 pode ser colado ou de outro modo aderido ao material de base 66 para formar uma unidade integrada 62' (ver a FIGURA 6). Em qualquer circunstância, as unidades 62 (ou 62') podem ser empilhadas como parte de um leito, sem ou sem intervalos entre as unidades individuais 62 (ou 62'). A FIGURA 5 mostra 62 unidades empilhadas com lacunas. Embora duas fileiras de unidades 62 sejam ilustradas, mais ou menos podem ser incluídas em um leito. Do mesmo modo, embora várias unidades 62 de tamanho e forma uniformes sejam representadas na FIGURA 5, o tamanho ou a forma (ou ambos) de uma unidade individual 62 pode diferir aquela ou aquelas unidades adjacentes ou próximas 62. As unidades 62 podem também ser aderidas ou unidas umas às outras em pontos de contato, embora tal aderência ou fixação não seja obrigatória.
[0046] Em uma versão da unidade 62' da FIGURA 6, o material 14é, de preferência, de vidro de espuma, enquanto que o material de base 66 é, de preferência, asfalto. É claro, os versados na técnica reconhecerão que outros materiais podem ser utilizados em vez disso. Pois, até mesmo as unidades 62 e 62' podem ser mais confinadas para manter a integridade do leito, a FIGURA 7 mostra as unidades de exemplo 62 dentro de cubículos 54 da estrutura de suporte 42'.
[0047] As unidades 62 ou 62' podem ser revestidas em qualquerum ou todas as superfícies de topo, de lado ou de fundo para melhorar diversas características (ver as FIGURAS 8A-B). Em particular, os revestimentos de impermeabilização podem ser beneficamente adicionados às unidades 62 ou 62'. Tais revestimentos podem ser cerâmica, plásticos, ou de outra forma, conforme apropriado. De modo alternativo, as lâminas de tais materiais podem ser aderidas ou ligadas às unidades. Com efeito, a espuma em si (embora, de preferência, de densidade mais elevada) de vidro pode ser usada como um revestimento de cerâmica ou lâmina.
[0048] A FIGURA 9 ilustra ainda uma outro leito 200 desprovido dequalquer cobertura 18. Em vez disso, o leito 200 pode ser formado por espalhamento de asfalto sobre a superfície S e o material aderente 14 ou recipientes do mesmo, tal como sacos 38 ao asfalto. Apesar de cobertura 18 não ser necessária em conjunto com leito 200, ainda assim pode estar presente, se desejar.
[0049] As FIGURAS 10A-B representam de maneira esquemáticao leito 300. Em adição ao material 14, o leito 300 pode incluir os elementos ou componentes para o seu aquecimento. Esses elementos ou componentes podem ser especialmente benéficos quando o leito 300 é instalado em climas mais frios, uma vez que as temperaturas extremas poderiam afetar de maneira concebível as características de desempenho do leito 300.
[0050] Qualquer tipo de aquecimento pode ser utilizado no leito300. A FIGURA 10A-B, no entanto, ilustra uma técnica de exemplo para o aquecimento não elétrico do leito 300. Consistente com essa técnica, um ou mais tubos com aberturas 70 podem ser instalados em uma base para se comunicar com uma fonte 74 de ar quente forçado. À medida que o ar quente forçado se move através das tubulações, ele aquece o leito 300 desde a base para cima (à medida que o ar quente que sai das aberturas sobe). A neve acumulada e o gelo derretido pelo ar quente podem, então, se mover para baixo e sair da área de leito 300 mediante inclinação adequada do terreno circundante. Se o material 14 não for vedado, o ar quente pode sair do leito 300 através de fissuras ou falhas no material 14. Em contrapartida, se material 14 estiver vedado, uma saída pode precisar ser criada para o ar quente.
[0051] Ao invés de ensacamento, caixa, ou outra forma de contenção material 14 antes da formação de um leito, o material 14 pode ser fundido no lugar em alguns casos. As FIGURAS 11A-B e 1213 ilustram de maneira esquemática alguns métodos de fundição no local, com pastas fluidas de material 14 sendo despejadas ou pulverizadas em um leito, por exemplo. Em qualquer desses métodos, o material 14 pode ser fixo dentro de uma estrutura monolítica, ou formado em múltiplas camadas, ou formado em blocos múltiplos, ou de outro modo formado, com ou sem fibras, tecidos ou outros materiais ou substâncias neles intercalados.
[0052] O que precede é proporcionado para fins de ilustrar,explicar e descrever as modalidades da presente invenção. Outras modificações e adaptações a estas modalidades ficarão evidentes para os versados na técnica e podem ser feitas sem se afastar do âmbitoda invenção. Na verdade, várias revisões podem ser feitas às modalidades indicadas no presente pedido consistentes com os conceitos de materiais de estabilização utilizados como parte de sistemas de detenção dos veículos. Quaisquer termos de direção e posicionamento relativo (por exemplo, superior, inferior, para cima, etc.) são utilizados para identificar as relações nominais ou preferenciais, ao invés de absolutas dos componentes e podem ser modificados conforme o caso. Por fim, o conteúdo da patente de Allen e do pedido de Narmo é aqui incorporado em sua totalidade a título de referência.
Claims (11)
1. Material de absorção de energia (14) para deter o movimento de uma aeronave viajando ao longo de uma superfície de uma pista, compreendendo:a. o agregado estruturado (10) solto de forma a se deformar de modo a absorver a energia; eb. meios para estabilizar a localização do agregado (10) de modo a formar um leito (100, 200, 300);caracterizado pelo fato de que o agregado (10) solto é coberto pelos ditos meios de estabilização compreendendo uma rede cuja malha é menor do que a maioria de quaisquer partículas soltas formando o agregado (10) solto e em que uma ou mais âncoras (22) servem para fixar a rede na posição relativa ao agregado (10) solto.
2. Material de absorção de energia (14), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o agregado (10) solto é selecionado a partir de um dos mais de entre o grupo que consiste em vidro de espuma de células abertas, vidro de espuma de células fechadas, cerâmica, composto celular ligado por fosfato, cinza volante celular alcalina ativada, geopolímeros celulares, e concreto autoclavado aerado.
3. Material de absorção de energia (14), de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que cada uma das âncoras (22) é feita de material quebrável ou deformável de modo a não impedir de modo indevido a detenção do veículo.
4. Material de absorção de energia (14), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que a rede é formada de material plástico.
5. Material de absorção de energia (14), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que pelo menos uma âncora (22) compreende um tubo de plástico (26).
6. Material de absorção de energia (14), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que cada uma das âncoras (22) compreende conectores de liberação rápida ou separação.
7. Material de absorção de energia (14), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que a uma ou mais âncoras (22) se estendem, em geral, de modo vertical através do leito (100, 200, 300).
8. Material de absorção de energia (14), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que os meios de estabilização compreendem adicionalmente um saco ou caixa ou paredes que contêm o agregado (10) solto.
9. Material de absorção de energia (14), de acordo com todas as reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de que compreende ainda os meios para o aquecimento do agregado (10) solto.
10. Material de absorção de energia (14), de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que o meio de aquecimento compreende ar quente forçado.
11. Método para deter o movimento de uma aeronave, compreendendo:a. fornecer o agregado estruturado (10) solto para se deformar de modo a absorver energia e, assim, realizar a detenção da aeronave; eb. fornecer os meios para estabilizar a localização do agregado solto de modo a formar um leito (100, 200, 300);caracterizado pelo fato de que o agregado (10) solto é coberto pelos ditos meios de estabilização compreendendo uma rede cuja malha é menor do que a maioria de quaisquer partículas soltas formando o agregado (10) solto e em que uma ou mais âncoras (22) servem para fixar a rede na posição relativa ao agregado (10) solto.
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