BR112015010210B1 - Sistema de flape para uma asa de avião, asa de avião, avião, e, método para ajustar a posição de um flape de uma asa de avião - Google Patents

Abstract

asa de avião, avião, sistema de flape para uma asa de avião, e, método para ajustar a posição de um flape de uma asa de avião. uma asa de avião compreende uma asa principal e um sistema de flape que tem um flape no bordo de fuga da asa principal. um membro de rastreamento do flape alongado é conectado na asa principal de uma maneira tal que pode ser movimentado substancialmente em sua direção longitudinal e é guiado por elementos de mancal de suporte em relação à asa principal entre uma posição retraída para a frente e uma posição estendida para trás. o flape é rotativamente conectado na extremidade traseira do membro de rastreamento do flape de uma maneira tal que ele pode girar em torno de um eixo geométrico de rotação que estende-se substancialmente paralelo ao bordo de fuga da asa principal, de forma que o flape move junto com o membro de rastreamento do flape quando o membro de rastreamento do flape é movimentado e de forma que o flape pode ser rotado em torno do eixo geométrico de rotação de forma mecanicamente independente do movimento do membro de rastreamento do flape. o sistema de flape compreende um sistema atuador com dois atuadores. o primeiro atuador é conectado na asa principal e tem um membro de engate que engata o flape ou o membro de rastreamento do flape para mover o flape junto com o membro de rastreamento do flape de forma que o membro de rastreamento do flape móvel entre sua posição retraída e sua posição estendida. o segundo atuador é conectado no membro de rastreamento do flape de forma que o segundo atuador move junto com o membro de rastreamento do flape quando o membro de rastreamento do flape é movimentado por meio do primeiro atuador. o segundo atuador tem um membro de engate que engata o flape para rotar o flape em torno do eixo geométrico de rotação.

Description

[001] A invenção refere-se a uma asa de avião, compreendendo: • uma asa principal com um bordo de fuga, • um sistema de flape, o sistema de flape compreendendo: • um flape no bordo de fuga da asa principal, • elementos de mancal de suporte que são fixos na asa principal, em particular dentro da asa principal, e • um membro de rastreamento do flape alongado que é conectado na asa principal de uma maneira tal que ele pode ser movimentado substancialmente em sua direção longitudinal e é guiado pelos elementos de mancal de suporte em relação à asa principal entre uma posição retraída para a frente e uma posição estendida para trás, o membro de rastreamento do flape tendo uma extremidade dianteira e uma extremidade traseira, o flape sendo rotativamente conectado na extremidade traseira do membro de rastreamento do flape de uma maneira tal que ele pode girar em torno de um eixo geométrico de rotação que estende-se substancialmente paralelo ao bordo de fuga da asa principal, de forma que o flape move junto com o membro de rastreamento do flape quando o membro de rastreamento do flape é movimentado e de forma que o flape pode ser girado em torno do eixo geométrico de rotação de forma mecanicamente independente do movimento e posição do membro de rastreamento do flape.

[002] US 2207453 descreve uma asa de avião com uma asa principal e dois asas auxiliares. A asa auxiliar traseira é rotativamente conectada na asa auxiliar dianteira em torno de um primeiro eixo geométrico de rotação que fica disposto transversalmente à direção de voo. A asa auxiliar dianteira é rotativamente conectada em uma extremidade traseira de um trilho corrediço em torno de um segundo eixo geométrico de rotação. O trilho corrediço pode ser movimentado em relação à asa principal de uma maneira deslizante entre uma posição retraída e uma posição estendida. Um mecanismo de seleção de alavancas, hastes, trilhos guias, conexões pivôs e conexões deslizantes é usado para selecionar diferentes modos de operação das asas auxiliares. Na posição retraída do trilho corrediço, a asa auxiliar dianteira fica em uma posição angular fixa, e a asa auxiliar traseira pode ser girada em relação à asa auxiliar dianteira. Assim, a asa auxiliar traseira pode ser usada como aileron. Quando o trilho corrediço tiver movimentado para sua posição estendida, a asa auxiliar dianteira pode também ser mantida em uma posição angular fixa, e a asa auxiliar traseira pode ser girada em relação à asa auxiliar dianteira, ou as asas auxiliares dianteira e traseira podem ser giradas juntas a fim de controlar o movimento de rolamento do avião. Além disso, com o trilho corrediço em sua posição estendida, é possível que as asas auxiliares dianteira e traseira sejam giradas em direções opostas. Assim, as asas auxiliares dianteira e traseira podem ser giradas em torno de seus eixos de rotação de uma maneira mutuamente dependente.

[003] A segunda asa auxiliar na traseira da primeira asa auxiliar, e o mecanismo de seleção de alavancas, hastes, trilhos guias, conexões pivôs e conexões deslizantes são complicados, geralmente inconfiáveis e relativamente pesados. Além do mais, o mecanismo de seleção em sua posição retraída salienta-se abaixo da asa principal, que causa maior arrasto e um maior risco de dano, por exemplo, por impactos de pássaros.

[004] Um objetivo da invenção é fornecer uma asa de avião melhorada.

[005] Este objetivo é alcançado de acordo com a invenção em que o sistema de flape compreende adicionalmente um sistema atuador, o sistema atuador compreendendo: • um primeiro atuador que é conectado na asa principal e com um membro de engate que engata o flape ou o membro de rastreamento do flape para mover o flape junto com o membro de rastreamento do flape de forma que o membro de rastreamento do flape é móvel entre sua posição retraída e sua posição estendida, e • um segundo atuador que é conectado no membro de rastreamento do flape de forma que o segundo atuador move junto com o membro de rastreamento do flape quando o membro de rastreamento do flape é movimentado por meio do primeiro atuador, o segundo atuador tendo um membro de engate que engata o flape para girar o flape em torno do eixo geométrico de rotação.

[006] De acordo com a invenção, o flape pode ser estendido para trás operando o primeiro atuador e o flape pode ser girado para cima ou para baixo operando o segundo atuador. Uma posição girada para baixo do flape aumenta a área da asa e também a linha de cambagem média da asa do avião, por meio disto aumentando o coeficiente de sustentação. Assim, a asa do avião pode ser continuamente adaptada entre pelo menos uma primeira configuração com um primeiro coeficiente de sustentação e uma segunda configuração com um segundo coeficiente de sustentação que é maior que o primeiro coeficiente de sustentação.

[007] Com o membro de rastreamento do flape sendo guiado pelos elementos de mancal de suporte em relação à asa principal, o membro de rastreamento do flape pode ser movimentado de uma maneira com deslizamento ou rolamento. O membro de rastreamento do flape alongado pode ser movimentado substancialmente em sua direção longitudinal, isto é, ao longo de um eixo longitudinal do membro de rastreamento do flape alongado. Para estender e retrair o flape, o membro de rastreamento do flape alongado pode ser movimentado de uma maneira alternada de sua posição retraída para sua posição estendida, e vice-versa, por meio do primeiro atuador. O primeiro atuador tem um membro de engate deslocável que engata o flape ou o membro de rastreamento do flape. O membro de engate do primeiro atuador pode ser acionado de uma maneira controlada. À medida que o flape é conectado na extremidade traseira do membro de rastreamento do flape, o flape move em uníssono com o membro de rastreamento do flape quando este move entre sua posição retraída e sua posição estendida. Na posição retraída do membro de rastreamento do flape alongado, o flape tem uma posição acondicionada. Quando o membro de rastreamento do flape alongado tiver sido deslocado para sua posição estendida, o flape tem uma posição desdobrada.

[008] O flape pode ser girado em torno do eixo geométrico de rotação independentemente do movimento guiado do membro de rastreamento do flape, isto é, a orientação do flape pode ser ajustada independente do movimento e posição do membro de rastreamento do flape. Assim, é possível girar o flape em torno do eixo geométrico de rotação em sua posição acondicionada e em sua posição desdobrada, e também em posições intermediárias a estas. O segundo atuador é carregado pelo membro de rastreamento do flape, isto é, o segundo atuador move em uníssono com o membro de rastreamento do flape quando este é movimentado de sua posição retraída para sua posição estendida e vice-versa. O segundo atuador tem um membro de engate deslocável que engata o flape de maneira a girar o flape em torno do eixo geométrico de rotação. O membro de engate do segundo atuador pode ser acionado de uma maneira controlada.

[009] Como o membro de rastreamento do flape é móvel em relação à asa principal, o sistema de flape pode ser projetado para ser recebido dentro da asa principal na posição retraída do membro de rastreamento do flape. Na posição retraída, a asa principal e o flape juntos podem formar um conjunto da asa aerodinamicamente liso (asa composta), em que o flape tem um bordo de fuga que é alinhado com o bordo de fuga da asa principal, isto é, o bordo de fuga do flape forma parte do bordo de fuga do conjunto da asa. Assim, o conjunto da asa define uma superfície externa aerodinâmica eficiente melhorada do que sistemas de flape convencionais. Preferivelmente, o membro de rastreamento do flape não salienta abaixo da asa principal, isto é, o membro de rastreamento do flape não aumenta o arrasto. Nota-se que sistemas de flape convencionais usados com aviões modernos incluem rastreamentos de flape que são fixas abaixo da asa principal. Embora tais rastreamentos de flape sejam cobertas por carenagens de rastreamento de flape e o arrasto da carenagem pode ser diminuído com desenho aerodinâmico sofisticado, o arrasto da carenagem ainda continua substancial a altas velocidades do ar durante cruzeiro. O sistema de flape de acordo com a invenção pode ser projetado de forma que não exista arrasto parasita do sistema de flape na posição retraída do membro de rastreamento do flape e na posição acondicionada do flape. Isto também reduz o risco de dano por impactos de pássaros. Além do mais, como o segundo atuador é carregado pelo membro de rastreamento do flape extensível, o sistema de flape de acordo com a invenção tem um número limitado de partes móveis. Isto resulta em alta confiabilidade. Além disso, o sistema de flape de acordo com a invenção pode ser feito relativamente compacto, de forma que ele não ocupa muito espaço na asa principal, mantendo assim capacidade de armazenamento de combustível suficiente da asa principal.

[0010] Em uma modalidade preferida, o primeiro atuador e o segundo atuador podem ser controlados independentemente um do outro. Por exemplo, o sistema de flape compreende um primeiro dispositivo de controle que é configurado para controlar o primeiro atuador independentemente do segundo atuador, e um segundo dispositivo de controle que é configurado para controlar o segundo atuador independentemente do primeiro atuador. Certamente, o primeiro e segundo dispositivos de controle podem ser integrados em uma unidade de controle ou sistema de controle. Se o primeiro atuador e o segundo atuador puderem ser operados independentemente um do outro - extensão e rotação do flape são controladas independentemente uma da outra - o flape tem dois graus de liberdade. Como a extensão do flape não é mecanicamente acoplada na sua rotação, o flape pode ser ajustado em qualquer posição desejada.

[0011] O primeiro atuador pode ser projetado de várias maneiras. É possível que o primeiro atuador seja um atuador linear. O membro de engate do primeiro atuador linear pode ser configurado para ser deslocado ao longo de uma linha substancialmente reta, isto é, ao longo do eixo longitudinal do dito membro de engate. Por exemplo, o primeiro atuador linear compreende um atuador do fuso, tal como um atuador do fuso eletromecânico. O atuador do fuso pode ser provido com um eixo rosqueado e um membro de porca de acionamento engatando o eixo rosqueado, em que o membro de porca de acionamento pode ser acionado por um motor elétrico de maneira a mover o eixo rosqueado ao longo de seu eixo geométrico longitudinal. Um atuador do fuso é muito confiável para estender o flape.

[0012] Em uma modalidade, o membro de rastreamento do flape é configurado para seguir um trajeto curvo quando o membro de rastreamento do flape é movimentado em relação à asa principal entre sua posição retraída e sua posição estendida, em que o primeiro atuador é conectado na asa principal de forma que seu membro de engate pode inclinar em um plano substancialmente vertical. Assim, o membro de engate do primeiro atuador pode ser projetado para ser pivotável em torno de um eixo pivô que se estende substancialmente paralelo ao eixo geométrico de rotação do flape. Por exemplo, o membro de rastreamento extensível do flape tem uma forma curva, visto em sua direção longitudinal, e é guiado ao longo de um trajeto curvo correspondente. Nesta modalidade, quando o membro de rastreamento do flape é movimentado pelo primeiro atuador de sua posição retraída para sua posição estendida, o flape, sendo conectado na extremidade traseira do membro de rastreamento do flape, é estendido para trás e para baixo em relação ao bordo de fuga da asa principal. A rotação do flape pode ser sobreposta adicionalmente operando o segundo atuador.

[0013] O segundo atuador pode também ser projetado de várias maneiras. Por exemplo, o segundo atuador é um atuador linear. O membro de engate do segundo atuador linear pode ser configurado para ser deslocado ao longo de uma linha substancialmente reta, isto é, ao longo do eixo geométrico longitudinal do dito membro de engate. Em uma modalidade preferida, o segundo atuador linear compreende um atuador hidráulico, por exemplo, um atuador hidráulico de dupla ação. Quando se controla a rotação do flape por meio do atuador hidráulico, o tempo de resposta é relativamente pequeno, isto é, o flape pode ser submetido a rápidos ajustes rotacionais.

[0014] Neste caso, é possível que o atuador hidráulico compreenda conexões hidráulicas para suprir e descarregar fluido hidráulico, em que linhas de suprimento e descarga flexíveis são conectadas nas conexões hidráulicas de uma maneira tal que as linhas de suprimento e descarga flexíveis mudam de forma quando o membro de rastreamento do flape é movimentado. As linhas de suprimento e descarga flexíveis podem ser recebidas em um sistema de deslocamento flexível, por exemplo, de um tipo lagarta. Assim, o atuador hidráulico pode ser operado e controlado de uma maneira confiável enquanto o atuador hidráulico é deslocado junto com o membro de rastreamento do flape.

[0015] Em uma modalidade preferida, o membro de engate do segundo atuador linear compreende um eixo de acionamento que pode ser movimentado ao longo de uma linha substancialmente reta em relação ao membro de rastreamento do flape, e também um membro de articulação que é conectado ao pivô no eixo de acionamento de uma maneira tal que ele pode pivotar em torno de um primeiro eixo pivô do membro de articulação que estende-se substancialmente paralelo ao eixo geométrico de rotação do flape, e em que o membro de articulação é conectado ao pivô no flape de uma maneira tal que ele pode pivotar em torno de um segundo eixo pivô do membro de articulação que estende-se a uma distância do primeiro eixo pivô do membro de articulação, e substancialmente paralelo ele, e o eixo geométrico de rotação do flape de forma que o flape gira em torno de seu eixo geométrico de rotação quando o eixo de acionamento do segundo atuador linear é movimentado ao longo de uma linha substancialmente reta em relação ao membro de rastreamento do flape. Neste caso, o segundo atuador linear é conectado ao pivô no flape por meio do membro de articulação. Assim, o deslocamento do eixo de acionamento ao longo de uma linha reta é convertido em rotação do flape. Quando o segundo atuador linear é um atuador hidráulico com uma haste do pistão, a dita haste do pistão forma o eixo de acionamento.

[0016] A fim de guiar o membro de rastreamento do flape alongado em sua direção longitudinal de uma maneira com deslizamento ou rolamento em relação à asa principal entre sua posição retraída e sua posição estendida, é possível que a asa principal compreenda uma armação de guia que é provida com os elementos de mancal de suporte, cuja armação de guia é configurada para guiar o membro de rastreamento do flape alongado em relação à asa principal entre as ditas posições. A armação de guia é fixa na estrutura da asa e compreende elementos de mancal de suporte. Preferivelmente, o membro de rastreamento do flape compreende ranhuras longitudinais, por exemplo, em qualquer lado do membro de rastreamento do flape, em que os elementos de mancal de suporte são arranjados dentro das ranhuras longitudinais para reter o membro de rastreamento do flape. Por exemplo, os elementos de mancal de suporte podem ser formados por rolos de guia de suporte que suportam e guiam o membro de rastreamento do flape alongado. Os rolos de guia de suporte minimizam o atrito quando o membro de rastreamento do flape é movimentado em relação à armação de guia.

[0017] Em uma modalidade preferida, a asa principal compreende uma longarina da asa dianteira, uma longarina da asa traseira, e uma pluralidade de nervuras da asa que é fixa entre a longarina da asa dianteira e a longarina da asa traseira, e em que o membro de rastreamento do flape em sua posição retraída é recebido, pelo menos parcialmente, e de forma opcional substancialmente por completo, dentro da asa principal entre a longarina da asa dianteira, a longarina da asa traseira e duas nervuras da asa adjacentes. A longarina da asa dianteira e a longarina da asa traseira estendem-se substancialmente paralelas entre si na direção da envergadura da asa principal. As nervuras da asa estendem-se de forma substancialmente transversal com relação à longarina da asa dianteira e a longarina da asa traseira. A longarina da asa dianteira, a longarina da asa traseira e as nervuras da asa são cobertas por um revestimento da asa que é no geral provido com reforços. Aviões mais modernos têm uma "caixa de asa" como esta. O membro de rastreamento do flape em sua posição retraída é recebido dentro da caixa de asa da asa principal de forma que o membro de rastreamento do flape não se projeta significativamente abaixo da asa principal. Na posição retraída do membro de rastreamento do flape, a asa principal e o flape definem um aerofólio em seção transversal e o membro de rastreamento do flape não se salienta significativamente a partir da dita forma de aerofólio. Assim, o membro de rastreamento do flape não causa arrasto parasita e reduz o risco de dano, por exemplo, por colisão de pássaro.

[0018] Nesta modalidade, é possível que a longarina da asa traseira compreenda uma abertura de passagem pela qual o membro de rastreamento do flape desloca quando o membro de rastreamento do flape é movimentado entre sua posição retraída e sua posição estendida, em que a abertura de passagem na longarina da asa traseira abre-se para um alojamento estanque dentro da asa principal que é configurado para receber o membro de rastreamento do flape em sua posição retraída dentro da asa principal entre a longarina da asa dianteira, a longarina da asa traseira e duas nervuras da asa adjacentes. O alojamento estanque é isolado do interior da asa principal que pode ser usado para armazenar combustível. O membro de rastreamento do flape e outros componentes do sistema de flape que se estendem dentro da caixa de asa são "enlatados" no alojamento estanque de forma que combustível armazenado dentro da caixa de asa não pode entrar no alojamento estanque que aloja o sistema de flape. Preferivelmente, o alojamento estanque envolve intimamente a porção do sistema de flape que se estende dentro da caixa de asa de forma que a capacidade de armazenamento de combustível da asa principal é reduzida somente a um valor mínimo.

[0019] Em uma modalidade preferida, a asa principal tem uma corda que é definida por uma linha reta entre o bordo de ataque e o bordo de fuga da asa principal, e em que o segundo atuador é configurado para girar o flape em torno do eixo geométrico de rotação em uma direção para cima e em uma direção para baixo em relação à corda da asa principal. Usando o dispositivo de controle para o segundo atuador, o flape pode ser controlado para girar em torno do eixo geométrico de rotação tanto em uma direção para cima quanto em uma direção para baixo com relação à corda da asa principal, isto é, o flape pode ser seletivamente controlado em ambas as direções. Assim, o flape pode ser usado como aileron, isto é, o flape constitui um "flaperon". Por exemplo, o ângulo de desdobramento do flape é pelo menos 40 graus para baixo e pelo menos 3 graus para cima. Como a rotação do flape pode ser controlada independentemente da extensão do membro de rastreamento do flape, o flape pode também ser usado como aileron quando o membro de rastreamento do flape é retraído e o flape tem sua posição acondicionada. Neste caso, o flape pode ser usado para ajuste fino do avião para mínimo arrasto e/ou mínimo consumo de combustível em condições de voo de cruzeiro.

[0020] A invenção também se refere a um avião compreendendo uma asa de avião como aqui descrito.

[0021] Além do mais, a invenção refere-se a um sistema de flape para uma asa de avião compreendendo uma asa principal, o sistema de flape compreendendo: - um flape que é configurado para ser arranjado em um bordo de fuga da asa principal, - elementos de mancal de suporte que são configurados para serem fixos na asa principal, e - um membro de rastreamento do flape alongado que é configurado para ser conectado na asa principal de uma maneira tal que ele pode ser movimentado substancialmente em sua direção longitudinal e é guiado pelos elementos de mancal de suporte em relação à asa principal entre uma posição retraída para a frente e uma posição estendida para trás, o membro de rastreamento do flape tendo uma extremidade dianteira e uma extremidade traseira, o flape sendo rotativamente conectado na extremidade traseira do membro de rastreamento do flape de uma maneira tal que ele pode girar em torno de um eixo geométrico de rotação que estende-se substancialmente paralelo ao bordo de fuga da asa principal, de forma que o flape move junto com o membro de rastreamento do flape quando o membro de rastreamento do flape é movimentado e de forma que o flape pode ser girado em torno do eixo geométrico de rotação mecanicamente independentemente do movimento e posição do membro de rastreamento do flape, em que o sistema de flape compreende adicionalmente um sistema atuador, o sistema atuador compreendendo: - um primeiro atuador que é configurado para ser conectado na asa principal e com um membro de engate que engata o flape ou o membro de rastreamento do flape para mover o flape junto com o membro de rastreamento do flape de forma que o membro de rastreamento do flape é móvel entre sua posição retraída e sua posição estendida, e - um segundo atuador que é conectado no membro de rastreamento do flape de forma que o segundo atuador move junto com o membro de rastreamento do flape quando o membro de rastreamento do flape é movimentado por meio do primeiro atuador, o segundo atuador com um membro de engate que engata o flape para girar o flape em torno do eixo geométrico de rotação.

[0022] O sistema de flape de acordo com a invenção pode ser provido com um ou mais dos recursos aqui descritos.

[0023] A invenção além disso refere-se a um método para ajustar a posição de um flape de uma asa de avião aqui descrito, em que a posição do flape é ajustada abrindo o primeiro atuador para mover o flape junto com o membro de rastreamento do flape, em particular para estender ou retrair o flape, por meio do que o membro de rastreamento do flape é movimentado parcialmente ou completamente ao longo de um trajeto entre sua posição retraída e sua posição estendida, e/ou operando o segundo atuador para girar o flape em torno do eixo geométrico de rotação.

[0024] A invenção será agora explicada com mais detalhes com referência a uma modalidade exemplar mostrada nas figuras.

[0025] Figura 1 é uma vista de topo esquemática da asa de avião de acordo com a invenção.

[0026] Figura 2 é uma vista de topo ampliada do detalhe II na figura 1.

[0027] Figura 3 é uma vista seccional transversal de acordo com IIIIII na figura 2.

[0028] Figura 4 é uma vista em perspectiva do sistema de flape mostrado na figura 2.

[0029] Figuras 5a, 5b são vistas em perspectiva do sistema de flape mostrado na figura 2, parcialmente explodida, com o flape em sua posição retraída (figura 5a) e sua posição estendida (figura 5b).

[0030] Referindo-se agora à modalidade exemplar ilustrada nos desenhos, a figura 1 mostra uma representação esquemática de parte de um avião convencional 1 compreendendo uma fuselagem 2 e duas asas de avião 3 (somente uma asa de avião é ilustrada na figura 1). Deve-se entender que as asas de avião 3 são simétricas em torno da fuselagem 2. A direção de voo do avião 1 e a asa do avião 3 são indicadas pela seta A. Cada asa de avião 3 inclui uma asa principal 4 e um sistema de flape 5. O sistema de flape 5 é compatível ou adaptável a aviões modernos.

[0031] A asa principal 4 inclui um bordo de ataque 8 e um bordo de fuga 9. A asa principal 4 tem uma forma de aerofólio em seção transversal. Uma corda é definida por uma linha reta entre o bordo de ataque 8 e o bordo de fuga 9. A estrutura da asa principal 4 compreende uma longarina da asa dianteira 10 e uma longarina da asa traseira 11 que fica disposta na direção da envergadura da asa principal 4. Diversas nervuras da asa 12 são espaçadas umas em relação às outras. Cada nervura da asa 12 estende-se substancialmente transversalmente à direção da envergadura e é anexada na longarina da asa dianteira 10 e na longarina da asa traseira 11 (a anexação das nervuras da asa 12 na longarina da asa dianteira 10 não está mostrada nas figuras 2, 4, 5a e 5b). Um revestimento da asa 17 envolve a longarina da asa dianteira 10, a longarina da asa traseira 11 e as nervuras da asa 12 de maneira a formar a forma de aerofólio (vide figura 3 - o revestimento da asa superior foi omitido nas figuras 1, 2, 4, 5a e 5b, de forma que as partes estruturais internas da asa podem ser mostradas nessas figuras). Assim, uma estrutura da caixa da asa é formada. O revestimento da asa 17 pode ser provido com reforços longitudinais que ficam dispostos substancialmente na direção da envergadura (não mostrados).

[0032] Nesta modalidade exemplar, o sistema de flape 5 compreende um flape interno 14 em um primeiro local no sentido da envergadura e um flape externo 15 em um segundo local no sentido da envergadura da asa principal 4. A asa principal 4 compreende um aileron 16 que fica localizado em um terceiro local no sentido da envergadura externo com relação ao flape externo 15. Os flapes 14, 15 e o aileron 16 são arranjados no bordo de fuga 9 da asa principal 4. Cada flape 14, 15 pode ser deslocado entre uma posição acondicionada mostrada nas figuras 1, 2, 3 e 5a e uma posição desdobrada mostrada na figura 5b. Na posição desdobrada, o flape 14, 15 foi deslocado para uma posição traseira em relação à posição acondicionada, e pode ser girado, por exemplo, para uma posição para baixo (vide figura 5b), por meio disto aumentando o coeficiente de sustentação.

[0033] A configuração e operação do flape interno 14 e do flape externo 15 são substancialmente idênticas e, portanto, somente uma descrição detalhada do flape externo 15 é apresentada. Como mostrado nas figuras 2 e 3, o flape 15 é conectado ao pivô na extremidade traseira de um membro de rastreamento do flape alongado 18 de forma que ele pode girar em torno de um eixo geométrico de rotação 30 que se estende substancialmente paralelo ao bordo de fuga 9 da asa principal 4. O membro de rastreamento do flape 18 tem uma extremidade dianteira e uma extremidade traseira na direção de voo A da asa de avião 3, e o membro de rastreamento do flape 18 compreende ranhuras longitudinais 19 em qualquer lado. As ranhuras longitudinais 19 são retidas por rolos de guia de suporte 21 de uma armação de guia 20 que é arranjada na estrutura da asa principal 4. Nesta modalidade exemplar, a armação de guia 20 é conectada e fixa na longarina da asa traseira 11. A longarina da asa traseira 11 compreende uma abertura de passagem através da qual o membro de rastreamento do flape 18 pode salientar-se. Os rolos de guia de suporte 21 são colocados dentro das ranhuras longitudinais 19 para reter o membro de rastreamento do flape 18. Assim, o membro de rastreamento do flape 18 é conectado na asa principal 4 de uma maneira tal que ele é guiado da maneira com deslizamento ou rolamento em relação à asa principal 4. As ranhuras laterais longitudinais 19 podem ser deslocadas de uma maneira com deslizamento ou rolamento ao longo dos rolos de guia de suporte 21 da armação de guia 20, de forma que o membro de rastreamento do flape 18 pode ser movimentado entre uma posição retraída mostrada nas figuras 1, 2, 3 e 5a e uma posição estendida mostrada na figura 5b.

[0034] O membro de rastreamento do flape 18 em sua posição retraída é recebido dentro da estrutura da caixa da asa da asa principal 4 entre a longarina da asa dianteira 10, a longarina da asa traseira 11 e duas nervuras da asa adjacentes 12 de forma que o membro de rastreamento do flape 18 dificilmente se projeta, ou não se projeta nunca, abaixo da asa principal 4. Uma viga auxiliar 22 é fixa substancialmente transversalmente entre as duas nervuras adjacentes 12 de maneira a reforçar a estrutura. A armação de guia 20 pode também ser conectada e fixa na viga auxiliar 22. Na posição retraída, a extremidade traseira do membro de rastreamento do flape 18 é localizada próxima da longarina da asa traseira 11 e a extremidade dianteira do membro de rastreamento do flape 18 é situada remota da longarina da asa traseira 11. O membro de rastreamento do flape 18 pode ser enlatado em um alojamento estanque (não mostrado) dentro da estrutura da caixa da asa da asa principal 4 de forma que combustível que pode ser armazenado dentro da asa principal 4 não pode entrar no alojamento estanque. Na posição estendida do membro de rastreamento do flape 18, a extremidade traseira do membro de rastreamento do flape 18 salienta-se uma distância além da longarina da asa traseira 11, enquanto a extremidade dianteira do membro de rastreamento do flape 18 é situada próxima da longarina da asa traseira 11.

[0035] Como o flape 15 é rotativamente conectado na extremidade traseira do membro de rastreamento do flape 18, o flape 15 e o membro de rastreamento do flape 18 movem em uníssono um com o outro quando o membro de rastreamento do flape 18 é deslocado entre sua posição retraída e sua posição estendida. Para a extensão do membro de rastreamento do flape 18 junto com o flape 15, o sistema de flape 5 compreende um primeiro atuador 31. Nesta modalidade exemplar, o primeiro atuador 31 é um atuador de fuso linear eletromecânico que compreende um eixo rosqueado 32 que fica disposto através de um alojamento do atuador 35 que é fixo na longarina da asa traseira 11.

[0036] Dentro da estrutura da caixa da asa da asa principal 4, o eixo rosqueado 32 é enlatado em uma tampa estanque 36, de forma que combustível armazenado dentro da asa principal 4 não pode entrar na tampa estanque 36. O eixo rosqueado 32 é engatado por um membro de porca de acionamento (não mostrado) que é alojado dentro do alojamento 35 (vide figura 4). Girando o membro de porca de acionamento, o eixo rosqueado 32 pode ser movimentado ao longo de seu eixo geométrico longitudinal em relação ao membro de porca de acionamento e em relação ao alojamento 35 (uma vez que o membro de porca de acionamento é confinado dentro do alojamento 35). Dependendo da direção de rotação do membro de porca de acionamento, o eixo rosqueado 32 é estendido ou retraído. O membro de porca de acionamento pode ser acionado convencionalmente, por meio de um eixo de acionamento que fica disposto lado a lado e paralelo com a longarina da asa traseira 11, ou pode ser acionado por um motor elétrico ou um motor hidráulico, ou de qualquer outra maneira.

[0037] O eixo rosqueado 32 é conectado ao pivô no flape 15 em torno do eixo geométrico de rotação 30, isto é, a conexão pivô entre o eixo rosqueado 32 e o flape 15 e a conexão pivô entre o membro de rastreamento do flape 18 e o flape 15 definem um eixo geométrico de rotação comum 30 (vide figura 4). Controlando o primeiro atuador 31, ele pode exercer uma força no flape 15 de maneira a mover o flape 15 e o membro de rastreamento do flape 18 da posição retraída para a posição estendida, e vice-versa. O membro de rastreamento do flape 18 pode ter uma forma curva ligeiramente para baixo, de maneira que o flape move para trás e para baixo durante extensão do membro de rastreamento do flape 18. Para esse caso e para a prevenção de carregamento de dobramento do primeiro atuador 31, ou o eixo rosqueado 32, em um plano vertical, o eixo rosqueado 32 é inclinável suspenso no alojamento 35. Assim, o eixo rosqueado inclinável 32 é conectado ao pivô na asa principal 4 e tem uma certa liberdade para inclinar em um plano vertical dentro do alojamento 35. A tampa 36 tem uma forma cônica a fim de dar espaço para o movimento de inclinação do eixo rosqueado 32 dentro da tampa 36.

[0038] Independentemente da posição de extensão do membro de rastreamento do flape 18, o flape 15 pode ser girado em torno do eixo geométrico de rotação 30. A rotação do flape 15 em torno do eixo geométrico de rotação 30 é mecanicamente independente da extensão do membro de rastreamento do flape 18, isto é, o flape 15 tem dois graus de liberdade. Para a rotação do flape 15, o sistema de flape 5 compreende um segundo atuador 27 que pode ser controlado independentemente do primeiro atuador 31. Nesta modalidade exemplar, o segundo atuador 27 compreende um atuador hidráulico de dupla ação 27 que é carregado pelo membro de rastreamento do flape 18, isto é, o atuador hidráulico move junto com o membro de rastreamento do flape 18 quando o membro de rastreamento do flape 18 é movimentado por meio do primeiro atuador 31. O atuador hidráulico inclui uma haste do pistão 28 formando um eixo de acionamento que pode ser alternado em relação ao membro de rastreamento do flape 18 ao longo de uma linha substancialmente reta.

[0039] A haste do pistão 28 é conectada no flape 15 por meio de um membro de articulação 29 de maneira a girar o flape 15 em torno do eixo geométrico de rotação 30. O membro de articulação 29 é uma alavanca intermediária que serve como um elemento de conexão e é conectado ao pivô em uma extremidade na haste do pistão em torno de um primeiro eixo pivô do membro de articulação 33 que se estende substancialmente paralelo ao eixo geométrico de rotação 30 do flape 15. Na extremidade oposta, o membro de articulação 29 é conectado ao pivô no flape 15 em torno de um segundo eixo pivô do membro de articulação 34 que se estende uma distância do eixo geométrico de rotação 30 do flape 15, e substancialmente paralelo a ele. Em decorrência disto, o flape 15 pode ser girado em torno de seu eixo geométrico de rotação 30 quando a haste do pistão 28 do atuador hidráulico 27 é acionada em relação ao membro de rastreamento do flape 18 ao longo de uma linha substancialmente reta.

[0040] O atuador hidráulico é controlado por meio de um dispositivo de controle hidráulico 26. O dispositivo de controle 26 do atuador hidráulico é provido com conexões hidráulicas 25 para suprir e descarregar fluido hidráulico. Linhas hidráulicas flexíveis 37 são conectadas nas conexões hidráulicas 25. As linhas flexíveis 37 são retidas em um sistema de deslocamento. Nesta modalidade exemplar, o sistema de deslocamento compreende elementos tipo lagarta flexíveis 23 que são parcialmente recebidos nos trilhos guias 24. As linhas flexíveis 37 e os elementos tipo lagarta flexíveis 23 transformam quando o membro de rastreamento do flape 18 é estendido ou retraído. Usando o dispositivo de controle 26 para controlar o atuador hidráulico, o flape 15 pode ser girado em torno do eixo geométrico de rotação 30.

[0041] Nesta modalidade exemplar, os flapes 14, 15 podem ser controlados para girar em torno do eixo geométrico de rotação 30 tanto em uma direção para cima quanto em uma direção para baixo com relação à corda da asa principal 4. Assim, os flapes 14, 15 podem ser usados como aileron, isto é, os flapes 14, 15 cada qual constituem um "flaperon". Por exemplo, o ângulo de desdobramento de cada flape 14, 15 é pelo menos 40 graus para baixo e pelo menos 3 graus para cima. Como a rotação de cada flape 14, 15 pode ser controlada por meio do segundo atuador 27 independentemente da extensão do membro de rastreamento do flape 18 junto com o dito flape 14, 15 por meio do primeiro atuador 31, o dito flape 14, 15 pode também ser usado como aileron quando o membro de rastreamento do flape 18 é retraído e o dito flape 14, 15 tem sua posição acondicionada. Assim, na posição acondicionada, os flapes 14, 15 podem também ser usados para ajuste fino do avião para mínimo arrasto e/ou mínimo consumo de combustível em qualquer condição de voo de cruzeiro.

[0042] A invenção não está limitada à modalidade exemplar supradescrita. Versados na técnica podem fazer várias modificações e variações sem fugir do escopo da invenção definido pelas reivindicações. Por exemplo, o primeiro atuador 31 pode ser provido entre a longarina da asa dianteira 10 e a extremidade dianteira do membro de rastreamento do flape 18 de maneira a mover o membro de rastreamento do flape 18 entre sua posição retraída e sua posição estendida. Neste caso, o primeiro atuador 31 exerce uma força de atuação diretamente no membro de rastreamento do flape 18. Além disso, deve-se entender que o primeiro atuador bem como o segundo atuador podem ser atuadores de qualquer tipo, por exemplo, atuadores hidráulicos, atuadores elétricos com um fuso ou uma cremalheira e pinhão, ou atuadores mecânicos, por exemplo, acionados por um eixo de acionamento.

Claims (16)

1. Sistema de flape para uma asa de avião (3) compreendendo uma asa principal (4), o sistema de flape (5) compreendendo: - um flape (14, 15) sendo configurado para ser arranjado em um bordo de fuga (9) da asa principal (4), - elementos de mancal de suporte (21) sendo configurados para serem fixos na asa principal (4), e - um membro de rastreamento de flape (18) alongado sendo configurado para ser conectado na asa principal (4) de uma maneira tal que ele possa ser movimentado substancialmente em sua direção longitudinal e ele seja guiado pelos elementos de mancal de suporte (21) em relação à asa principal (4) entre uma posição retraída para a frente e uma posição estendida para trás, dito membro de rastreamento de flape (18) tendo uma extremidade dianteira e uma extremidade traseira, o flape (14, 15) sendo rotativamente conectado na extremidade traseira do membro de rastreamento de flape (18) de uma maneira tal que o dito flape (14, 15) seja rotativo em torno de um eixo geométrico de rotação (30) que se estende substancialmente paralelo ao bordo de fuga (9) da asa principal (4), tal que o flape (14, 15) se mova junto com o membro de rastreamento de flape (18) quando o membro de rastreamento de flape (18) é movimentado e tal que o flape (14, 15) seja rotativo em torno do eixo geométrico de rotação (30) de forma mecanicamente independente do movimento e posição do membro de rastreamento de flape (18), caracterizado pelo fato de que o sistema de flape (5) compreende ainda um sistema atuador, o dito sistema atuador compreendendo: - um primeiro atuador (31) que é configurado para ser conectado na asa principal (4) e tendo um membro de engate (32) que engata o flape (14, 15) ou o membro de rastreamento de flape (18) para mover o flape (14, 15) junto com o membro de rastreamento de flape (18), tal que o membro de rastreamento de flape (18) seja móvel entre a sua posição retraída e a sua posição estendida, e - um segundo atuador (27) que é conectado naquele membro de rastreamento de flape (18), tal que o segundo atuador (27) se mova junto com o membro de rastreamento de flape (18) quando o dito membro de rastreamento de flape (18) é movimentado por meio do primeiro atuador (31), o segundo atuador (27) tendo um membro de engate (28, 29) que engata o flape (14, 15) para girar o flape (14, 15) em torno do eixo geométrico de rotação (30).

2. Sistema de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o primeiro atuador (31) e o segundo atuador (27) São adaptados para serem controlados independentemente um do outro.

3. Sistema de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que o primeiro atuador (31) é um atuador linear, por exemplo, o primeiro atuador linear (31) compreendendo um atuador de fuso, por exemplo, um atuador de fuso eletromecânico.

4. Sistema de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que o membro de rastreamento de flape (18) é configurado para seguir um trajeto curvo quando o mencionado membro de rastreamento de flape (18) é movimentado em relação à asa principal (4) entre a sua posição retraída e a sua posição estendida, e em que o primeiro atuador (31) é conectado na asa principal (4) de forma tal que o seu membro de engate (32) seja inclinável em um plano substancialmente vertical.

5. Sistema de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que o segundo atuador (27) é um atuador linear, por exemplo, segundo atuador linear (27) compreendendo um atuador hidráulico, por exemplo, um atuador hidráulico de dupla ação.

6. Sistema de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que aquele segundo atuador (27) compreende um atuador hidráulico que compreende conexões hidráulicas (25) para o suprimento e descarregamento de fluido hidráulico, e em que linhas hidráulicas flexíveis (37) são conectadas nas conexões hidráulicas (25) de uma maneira tal que as linhas hidráulicas flexíveis (37) mudem de forma quando aquele membro de rastreamento de flape (18) é movimentado.

7. Sistema de acordo com a reivindicação 5 ou 6, caracterizado pelo fato de que o membro de engate (28, 29) do referido segundo atuador (27) compreende um eixo de acionamento (28) que é móvel ao longo de uma linha substancialmente reta em relação ao membro de rastreamento de flape (18), e também um membro de articulação (29) que é conectado de modo pivotável no eixo de acionamento (28) de uma maneira tal que o membro de articulação seja pivotável em torno de um primeiro eixo pivô (33) do membro de articulação o qual se estende substancialmente paralelo ao eixo geométrico de rotação (30) do flape (14, 15), e em que o membro de articulação (29) é conectado de modo pivotável no flape (14, 15) de uma maneira tal que o membro de articulação seja pivotável em torno de um segundo eixo pivô (34) do membro de articulação que se estende a uma distância do primeiro eixo pivô (33) do membro de articulação e substancialmente paralelo a ele, e o eixo geométrico de rotação (30) do flape (14, 15) de forma tal que o flape (14, 15) gire em torno de seu eixo geométrico de rotação (30) quando o eixo de acionamento (28) do segundo atuador (27) é movimentado ao longo de uma linha substancialmente reta em relação ao dito membro de rastreamento do flape (18).

8. Sistema de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que a asa principal (4) compreende uma armação de guia (20) a qual é provida com os elementos de mancal de suporte (21), para guiar aquele membro de rastreamento de flape (18) alongado em relação à asa principal (4) entre a sua posição retraída e a sua posição estendida.

9. Sistema de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de que o dito membro de rastreamento de flape (18) compreende ranhuras longitudinais (19), e em que os elementos de mancal de suporte (21) são arranjados dentro das ranhuras longitudinais (19) para reter o membro de rastreamento de flape (18).

10. Sistema de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado pelo fato de que os elementos de mancal de suporte (21) são formados por rolos de guia de suporte (21) que suportam e guiam o membro de rastreamento de flape (18) alongado.

11. Sistema de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizado pelo fato de a asa principal (4) compreender uma longarina da asa dianteira (10), uma longarina da asa traseira (11), e uma pluralidade de nervuras da asa (12) que são fixadas entre a longarina da asa dianteira (10) e a longarina da asa traseira (11), e em que o membro de rastreamento de flape (18) em sua posição retraída é substancialmente recebido dentro da asa principal (4) entre a longarina da asa dianteira (10), a longarina da asa traseira (11) e as duas nervuras da asa adjacentes (12).

12. Sistema de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que a longarina da asa traseira (11) compreende uma abertura de passagem através da qual o membro de rastreamento de flape (18) se desloca quando dito membro de rastreamento de flape (18) é movimentado entre a sua posição retraída e a sua posição estendida, e em que a abertura de passagem na longarina da asa traseira (11) se abre para um alojamento estanque a fluido no interior da asa principal (4) que é configurado para receber aquele membro de rastreamento de flape (18) em sua posição retraída dentro da asa principal (4) entre a longarina da asa dianteira (10), a longarina da asa traseira (11) e as duas nervuras da asa adjacentes (12).

13. Sistema de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 12, caracterizado pelo fato de que a asa principal (4) possui uma corda que é definida por uma linha reta entre um bordo de ataque (8) e o bordo de fuga (9) da asa principal (4), e em que o segundo atuador (27) é configurado para girar o flape (14, 15) em torno do eixo geométrico de rotação (30) em uma direção para cima e em uma direção para baixo, em relação à corda da asa principal (4).

14. Asa de avião, caracterizada por compreender: - uma asa principal (4) com um bordo de fuga (9), e - um sistema de flape (5) conforme definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 13.

15. Avião, caracterizado pelo fato de que compreende uma asa de avião (3) conforme definida na reivindicação 14.

16. Método para ajustar a posição de um flape (14, 15) de uma asa de avião conforme definida na reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que a posição do flape (14, 15) é ajustada mediante: - operação do primeiro atuador (31) para mover o flape (14, 15) junto com o membro de rastreamento de flape (18), e/ou - operação do segundo atuador (27) para girar o flape (14, 15) em torno do eixo geométrico de rotação (30).`

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