BR112016010876B1 - Sistema de fixação de motor e método de fixação de um motor turboélice - Google Patents

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Abstract

sistemas de fixação de motor turboélice e métodos. a presente invenção se refere a sistemas de fixação de motor (eass) e métodos. em um aspecto, um eas inclui um colar dianteiro, um colar traseiro, pelo menos um subconjunto de treliça disposto entre o colar dianteiro e o colar traseiro para suportar um motor, e pelo menos um isolador de vibração integrado com cada dos colares dianteiro e traseiro para isolar vibração de motor e reduzir ruído. um método de fixação de um motor turboélice inclui fornecer um eas e levantamento de um motor turboélice pelo menos parcialmente dentro de pelo menos um subconjunto de treliça.

Description

CAMPO DA TÉCNICA
[001] A presente invenção refere-se em geral a sistemas de fixação de motor turboélice e métodos. Especificamente, a presente invenção se refere a sistemas de fixação de motor turboélice e métodos aperfeiçoados.
FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO
[002] Na aeronave turboélice, os motores são tipicamente montados em estruturas de fixação suspensas das respectivas asas da aeronave ou fuselagem. As estruturas de fixação convencionais incluem conjuntos de suporte de montagem rígidos complexos. Isoladores flexíveis, que são então separados da estrutura de fixação, são então distribuídos sobre uma estrutura dianteira e/ou traseira para amortecer as vibrações ocasionadas pelo equipamento propulsor e de rotação dentro do motor turboélice. Os isoladores de inspeção e/ou substituição usados nos sistemas de fixação de motor convencionais podem requerer a remoção de todo motor.
[003] Os fabricantes estão constantemente buscando modos de reduzir o peso dos sistemas da aeronave, embora continuem a fornecer sistemas robustos capazes de acomodar condições de operação severas, incluindo altas temperaturas e exposição à vibração.
[004] Portanto, são necessários sistemas de fixação de motor aperfeiçoados e métodos, que pesem menos do que os sistemas convencionais, que requeiram menos materiais (por exemplo, blindagem de calor), e melhorem a facilidade de instalação, manutenção, e/ou substituição de componentes de sistema.
SUMÁRIO DA INVENÇÃO
[005] Os sistemas de fixação de motor turboélice e métodos acima aqui descritos utilizam fixações complacentes entre um motor / caixa de câmbio e estrutura de armação de nacela. O sistema aperfeiçoado inclui um sistema de fixação inteira- mente integrado, por meio do qual os isoladores de motor perto da popa, o isolador de caixa de câmbio superior dianteiro e um sistema de restrição de torque dianteiro (FTR) são inteiramente integrados dentro das estruturas de aro avançada e perto da popa.
[006] Em algumas modalidades, um sistema de fixação de motor (EAS) inclui um colar dianteiro, um colar traseiro, pelo menos um subconjunto de treliça disposto entre o colar dianteiro e o colar traseiro para suportar um motor e pelo menos um isolador de vibração integrado com cada dos colares dianteiro e traseiro para isolar a vibração do motor reduzir o ruído.
[007] Também está descrito um método de fixação de um motor turboélice. O método inclui fornecer um EAS que inclui um colar dianteiro, um colar traseiro e pelo menos um subconjunto de treliça fornecido entre o colar dianteiro e o colar traseiro para suportar um motor. Pelo menos um isolador de vibração integrado com cada dos colares dianteiro e traseiro para isolar a vibração do motor e reduzir o ruído. O método também inclui o levantamento de um motor turboélice pelo menos parcialmente dentro do pelo menos um subconjunto de treliça.
DESCRIÇÃO DOS DESENHOS
[008] As Figuras 1A e 1B são vistas em perspectiva de um sistema de propulsão turboélice e aeronave turboélice, respectivamente, de acordo com a matéria aqui descrita.
[009] As Figuras 2A a 2C são várias vistas de um Sistema de Fixação de Motor (EAS), ou componentes dos mesmos, para uso com um sistema de propulsão turboélice de acordo com a matéria aqui descrita.
[010] As Figuras 3A e 3B são vistas de isoladores dianteiros integrados de acordo com a matéria aqui descrita.
[011] As Figuras 4A a 4C são vistas de isoladores traseiros integrados de acordo com a matéria aqui descrita.
[012] A Figura 5 é uma modalidade alternativa de um colar dianteiro de acordo com a matéria aqui descrita.
[013] As Figuras 6A e 6B são modalidades de suportes de acordo com a matéria aqui descrita.
DESCRIÇÃO DETALHADA
[014] Vários objetivos e vantagens da matéria se tornarão claros mediante a leitura da descrição detalhada que se segue em combinação com os desenhos, que ilustram tais modalidades. As presentes modalidades da matéria são referidas em detalhe, cujos exemplos estão ilustrados nos desenhos em anexo.
[015] A matéria aqui descrita inclui sistemas de fixação de motor (EASs) e métodos relacionados. Em algumas modalidades, os EASs e métodos aqui relacionados incluem isoladores que estão inteiramente integrados com os colares dianteiro e traseiro e/ou suportes que permitem que os isoladores sejam fixados com maior facilidade em um modo suportado simples em oposição ao uso de um projeto canti- léver. Os isoladores integrados e suportados simples fornecem um sistema mais tolerante a dano, que é também totalmente interligado.
[016] Em algumas modalidades, os EASs e métodos aqui mostrados e descritos também fornecem uma quantidade significativa de economias de peso em vista de projetos convencionais, outro tanto da estrutura dos isoladores é fornecida diretamente pelo colar, e pode, portanto, ser eliminado. Além disso, os materiais de blindagem de calor caros e de peso intensivo podem ser reduzidos e/ou removidos. Por exemplo, a integração dos isoladores com os suportes possui a vantagem da blindagem de calor natural fornecida pelo colar, desse modo permitindo vantajosamente a eliminação de blindagem de calor adicional. A economia de peso também contribui para o provimento de aeronave com maior eficiência de combustível, que sucessivamente contribui para economia adicional com respeito ao trabalho e despesas com combustível.
[017] Em modalidades adicionais, os EASs e métodos aqui mostrados e descritos melhoram (por exemplo, simplificam) a facilidade de reparação, substituição e/ou manutenção de todos os isoladores integrados, porque os elementos elas- toméricos dianteiro e traseiro podem ser inspecionados de maneira independente e removidos de maneira independente, sem requerer a remoção de todo motor ou propulsor.
[018] Referindo agora às Figuras 1A e 1B, uma aeronave turboélice, ou partes da mesma, estão ilustradas esquematicamente. A Figura 1A ilustra uma asa fixa, aeronave turboélice, que é geralmente designada 100. A aeronave inclui um corpo de fuselagem impulsionado usando um ou mais sistema de propulsão turboélice, geralmente designado 102. Cada sistema de propulsão 102 inclui um motor turboéli- ce e caixa de cambio alojada dentro de um espaço fornecido por via EASs e métodos aqui descritos, nos quais uma estrutura de armação de treliça 104 aloja e fornece a conexão entre um motor de turbina e asa. O motor de turbina disposto dentro da estrutura de treliça 104 é configurado para acionar um propulsor de aeronave para propulsão da aeronave. Os EASs e métodos aqui descritos utilizam isoladores totalmente integrados e suportes para amortecer vibrações transmitidas às estruturas de fixação por cada motor e/ou propulsor da aeronave. A aeronave 100 é meramente exemplificativa no projeto, e pode incluir qualquer tipo ou modelo de aeronave turboélice com asa fixa, por exemplo, não limitado àquelas que possuem uma classe de motor de cavalo-vapor (hp) particular.
[019] A Figura 1B ilustra um único sistema de propulsão 102 fixado a uma asa respectiva de uma aeronave com asa fixa. Cada asa de uma aeronave pode incluir um sistema de propulsão 102 suspenso da mesma. O sistema de propulsão 102 aloja um motor e caixa de câmbio e partes do propulsor (por exemplo, flange de propulsor e/ou eixo de propulsor). Os EASs e métodos aqui descritos são adaptados para prender com maior eficiência o motor e a caixa de câmbio do sistema de pro- pulsão 102 entre uma asa fixa W da aeronave e a bossa do propulsor P. Os EASs e métodos aqui descritos vantajosamente reduzem o peso do sistema 102, melhoram a facilidade dos componentes do sistema de manutenção e/ou de substituição, e melhoram o suporte tanto do motor quanto da caixa de câmbio fornecidos no sistema 102.
[020] As Figuras 2A e 2B ilustram vistas diferentes de uma modalidade de um EAS, geralmente designado 200, de acordo com modalidades da presente matéria. O EAS 200 inclui um sistema de suporte de motor (SEM) que compreende uma pluralidade de superfícies de montagem (por exemplo, 234, 246 Figuras 3a a 4C) integrada com os isoladores de suporte dianteiro, traseiro e lateral (por exemplo, 206, 208 e 212), que são também integrados com um ou mais suportes de motor, incluindo um ou mais colares.
[021] Em algumas modalidades, O EAS 200 inclui pelo menos um primeiro colar dianteiro 202 e um segundo (traseiro) colar médio 204. Cada colar 202 e 204 inclui um ou mais isoladores de montagem dianteiro e traseiro integrados, respectivamente, dispostos no mesmo. Os isoladores de integração com cada suporte e colar fornecem uma redução de peso significativa para o EAS geral 200. Em algumas modalidades, a maioria de cada colar 202 204, em termos de peso ou massa, inclui um membro de corpo metálico ou estrutura, que fornece uma blindagem de calor natural em volta de cada isolador. Portanto, os materiais de blindagem de calor estranhos podem ser reduzidos ou eliminados.
[022] Em algumas modalidades, o colar dianteiro 202 inclui pelo menos um isolador de suporte superior dianteiro, geralmente designado 206, e uma pluralidade de isoladores de suporte laterais dianteiros 212 integrada com o mesmo. O colar dianteiro 202 pode incluir apenas um isolador integrado; dois isoladores integrados, ou três isoladores integrados, conforme mostrado. O colar médio (traseiro) 204 também inclui um ou mais isoladores de suporte laterais ou traseiros superiores 208 in- tegrados ao mesmo. Cada isolador de suporte (isto é, 206, 208, 212) inclui uma superfície de montagem para montar a partes de um motor turboélice e/ou gerador, e um isolador elastomérico integrado ao mesmo para amortecer vibração e/ou descarregar forças para partes de sistema 200. Em algumas modalidades, os dois isoladores de suporte traseiros opostos 208 são dispostos ao longo de lados opostos, superfícies ou pernas de colar 204.
[023] Um conjunto ou sistema de contenção (FTR) de torque avançado, geralmente designado 210, pode ser também integrado às partes do colar dianteiro 202 além dos isoladores de suporte 212. Em algumas modalidades, o FTR 210 é um sistema de reação de torque hidráulico que inclui um ou mais reservatórios R e respectivos mancais B que podem ser unidos ou conectados por via pelo menos de uma mangueira de fluido 214. Em algumas modalidades, o sistema FTR 210 inclui um sistema FLUIDLASTIC® disponível de LORD Corp., com matriz em Cary, Carolina do Norte. O sistema FTR 210 é configurado para isolar vibração e reduz ruído gerado pelo sistema de propulsão (102, Figura 1B). O sistema FTR 210 pode ser dinamicamente sintonizado para fornecer redução adicional na vibração de força transmitida em frequências alvo.
[024] Ainda com referência às Figuras 2A e 2B, o sistema 200 inclui uma pluralidade de suportes fornecida em uma ou mais treliça ou subconjuntos de treliça. Por exemplo, o sistema 200 inclui uma pluralidade de subconjuntos de suportes dianteiros (treliça), geralmente designada 216. Cada subconjunto de suporte dianteiro 216 inclui um ou mais suportes individuais 218 para formar um subconjunto de treliça esquerdo, um subconjunto de treliça direito, e um subconjunto de treliça superior que coletivamente suportam e/ou retêm um motor de aeronave, caixa de câmbio, ou partes dos mesmos. O motor E, a caixa de câmbio G, e o eixo propulsor S estão esquematicamente ilustrados na Figura 2B, porque tais estruturas são fabricadas, fornecidas e levantadas em um espaço fornecido pelo sistema 200, e então montadas no mesmo e/ou retidas desse modo. O motor E pode ser montado no sistema 200 em uma ou mais superfícies ou locais de montagem (por exemplo, 246, Figura 4B) integrados com os isoladores traseiros 208. A caixa de câmbio G pode ser montada no sistema 200 nas superfícies de montagem, por exemplo, montando membros ou placas 234 que são integrados com o isolador superior dianteiro 206 e os isoladores laterais dianteiros 212.
[025] Cada subconjunto de treliça dianteiro 216 é disposto entre e/ou fixado a cada colar 202 e 204 para fornecer redundância de caminho de carga ao longo das interfaces de suporte para colar que incluem estruturas soldadas, suportadas, unidas, ajustadas ou opcionalmente de calor tratadas. Os suportes individuais 218 podem incluir qualquer material, não limitado a aço, e podem ser soldados entre si e/ou tampas ou acessórios para simplificar a montagem, o transporte, “kitting” (montagem de kits) (por exemplo, componentes de encaixotamento e transporte), e aspectos de replicabilidade e facilidade de manutenção. Os suportes 218, ou partes dos mesmos, podem incluir tubo metálico oco com partes de extremidade opcionalmente cônicas formadas usando qualquer processo adequado, por exemplo, por meio de solda forte e/ou partes de extremidade de formação por molde dos mesmos. Os suportes 218 podem ser também hidroformados ou formados por fluxo e então soldados conforme descrito adicionalmente abaixo com respeito às Figuras 6A e 6B. Os suportes 218 podem incluir qualquer material adequado formado usando qualquer técnica de processamento adequada, onde desejado.
[026] O sistema 200 também inclui uma pluralidade de subconjuntos de suporte (treliça) médio, geralmente designados 220. Cada subconjunto de treliça médio 220 inclui um ou mais suportes de fuselagem individuais 222 para formar um subconjunto de treliça superior e dois ou mais subconjuntos de treliça inferior médios. As partes de cada subconjunto 220 são configuradas para conectar o EAS 200 a uma asa fixa (por exemplo, W, Figura 1B) de uma aeronave. Outras partes de cada sub- conjunto 220 são configuradas para conectar a um aro médio 204 por meio de soldagem e/ou a um ou mais suportes opcionais 224 e/ou ajustes 226. Apesar de não ilustrado, podem ser fornecidos mais de dois colares e mais de dois conjuntos de subconjuntos de suporte / treliça 200 onde desejado, para acomodar motores e/ou caixa de câmbio maiores, ou para estender a fixação para longarina de asa traseira.
[027] Os subconjuntos 216 e 220 de EAS 200 ilustrados nas Figuras 2A e 2B são relativamente pequenos a partir de um ponto de vista de embalagem e manipulação. Isso não apenas permite que as estruturas sejam transportadas e instaladas mais facilmente, como também permite que vários itens sejam removidos e substituídos se forem acidentalmente danificados no campo. É esperado que a construção / instalação final das estruturas de suporte sejam realizadas ou pelo fornecedor ou a estrutura de aviação.
[028] Em algumas modalidades, cada subconjunto 220 inclui um perfil baixo que possui suportes substancialmente planares 222 para “kitting” aperfeiçoado e gabaritagem ou fixação mais simples durante a soldagem. Em algumas modalidades, o subconjunto 220 é soldado a uma ou mais tampas ou acessórios de extremidade. Por exemplo, uma extremidade de cada suporte 222 pode ser soldada a um primeiro acessório 226, e uma extremidade oposta de cada suporte 222 pode ser soldada a um segundo acessório 228. O primeiro acessório 226 é configurado para fixar ao colar médio 204 por meio de um ou mais prendedores mecânicos (por exemplo, cavilhas, pinos, parafusos, etc.). O primeiro acessório 226 pode ser fornecido por meio de forjamento, usinagem, fundição, extrusão e/ou qualquer outro processo adequado. O segundo acessório 228 é configuração para montar ou fixar a uma asa fixa (por exemplo, W, Figura 1B) de uma aeronave, de modo que o sistema 200 seja suspenso e/ou montado abaixo da asa fixa (por exemplo, W, Figura 1B) desse modo suportando e/ou retendo o motor da aeronave E e caixa de câmbio G (Figura 2B).
[029] Em algumas modalidades o segundo acessório 228 de cada suporte 222 inclui uma extremidade de engate. Cada suporte 222 pode ser soldado ou conectado de outra maneira ou fixado ao segundo acessório 228. O suporte 222 pode incluir um tubo metálico oco ou membro de corpo que possua um diâmetro constante e/ou uma espessura de parede constante. A fixação do tipo engate de segundo acessório 228 é montada e/ou disposta perto e uma fuselagem (por exemplo, de asa, W, Figura 1B) que permite que o suporte 222 seja preso aos pontos de conexão de asa na formada de junções revolutas ou estruturais.
[030] Em algumas modalidades, o segundo acessório 228 é usinado para um suporte substancialmente reto (por exemplo, diâmetro constante) 222 para fornecer liberdade e versatilidade de projeto aperfeiçoado. O segundo acessório 228 pode ser usinado como um engate ou opcionalmente como uma orelha, onde desejado. Estudos mostraram que o momento de transporte através de muitas conexões de suporte, em oposição às junções esféricas ou revolutas, é necessário para manter um nível de firmeza estrutural e redundância que é necessária para a instalação. Para esse fim, a estrutura de EAS 200 é projetada usando conexões ou soldadas ou aparafusadas na maioria dos locais. Uma exceção são os subconjuntos de treliça superiores traseiros que são finalmente fixados a um colar 204 através de uma conexão esférica ou mancal dentro do suporte 224. Isso permite o giro livre e facilidade de instalação na aeronave. Contudo, uma vez instalada na aeronave, essa parte da treliça se torna rígida.
[031] Uma extremidade de cada suporte 222 afixa à asa de aeronave W (Figura 1B) ou conjunto de treliça traseiro (não mostrado) e é removível. Portanto, a fixação nos oito locais de interface (por exemplo, em oito suportes de fuselagem 222) utiliza uma abordagem aparafusada em oposição à soldagem.
[032] Em algumas modalidades, cada extremidade de suportes 222 inclui fixações do tipo engate (por exemplo, acessório 228) que são formadas. Isto é, os dispositivos de formação podem ser usados para produzir o acessório de estilo engate integral 228 em um tubo reto ou formado por fluxo (por exemplo, espessura de parede variável). A solda forte é um processo de formação ou forjamento no qual as dimensões de um item são alteradas usando moldes nos quais o item é forçado. A solda forte é usualmente um processo de trabalho a frio, algumas vezes é feito como um processo de trabalho a quente. A solda forte permite a formação de engate no próprio tubo. O acessório de extremidade 228 da fixação do estilo gancho pode ser fabricado por usinagem, fundição, e/ou métodos de forjamento, ou soldado como um detalhe separado.
[033] As Figuras 2A e 2B coletivamente ilustram partes de reservatório de fluido R do sistema FTR 210 podem ser instaladas dentro de uma parte de colar 202 e/ou acessório de colar 238 conforme ilustrado. Em algumas modalidades, o colar 202 e/ou acessório de colar 238 são rebaixados para fornecer uma superfície de aterrissagem substancialmente plana na parte interna. Cada reservatório de fluido R pode, portanto, repousar contra a superfície de aterrissagem e ser iluminado, em alguns aspectos por via de placas de tampa opcionais (não mostradas). Esse esquema de fixação fornece um caminho de carga limpo (direto) pelo qual o torque e cargas verticais entram e/ou transferem para o colar 202 e suportes 218. Durante a instalação do motor, o sistema FTR 210 pode ser fixado à caixa de câmbio G (Figura 2B) antes de montar as partes de reservatório R ao colar 202. Os pacotes elastomé- ricos dianteiro e traseiro (por exemplo, 230, 232, 2C) podem ser então instalados, por exemplo, deslizando os pacotes na posição após os respectivos reservatórios de fluido R serem instalados. Portanto, cada isolador dianteiro 212 é deslizante com respeito ao colar 202.
[034] Uma superfície de montagem, tal como uma placa de montagem ou membro de flange 234, pode ser conectada às partes de cada reservatório de fluido R e respectivo pistão por meio de um laminado de alta capacidade ou mancal de laminado de alta capacidade (HCL) B. O mancal B fornece conexão de firmeza extremamente alta ao sistema de fluido, mas firmeza muito baixa nas direções de corte. Isso permite que os membros de flange 234 se movam livremente nas direções lateral e dianteira / traseira de modo que os elementos elastoméricos dianteiro e traseiro (por exemplo, 230, 232, Figura 2C) de isoladores 212 fornecem firmeza nessas direções.
[035] Em algumas modalidades, as partes da caixa de câmbio G são configuradas para montar no sistema 200 por via do membro de flange 234, que inclui isoladores integrais 212. A caixa de câmbio G pode ser montada no e/ou retida por via do membro de flange 234 integrado com os isoladores 212 amortecer a vibração e reduzir ruído perto da fonte da vibração e ruído.
[036] A substituição do sistema FTR 210 sem a remoção do motor é possibilitada pela remoção dos pacotes de impulso (por exemplo, 230, 232, Figura 3C) e movimento lateral de motor para permitir o desengate da almofada de montagem de caixa de câmbio. O sistema FTR 210 pode então ser removido do colar 202. Contudo, é recomendado que o peso do motor seja suportado por um guindaste ou um guincho suspenso durante esse procedimento.
[037] Durante a instalação do motor dentro do sistema EAS 200, o motor E e a caixa de câmbio G podem ser levantados verticalmente para posição na estrutura de treliça de motor e subconjuntos 216, 220, conforme indicado pelas setas. Antes de serem levantados, os membros de flange de caixa de câmbio 234 e sistema FTR 210 podem ser instalados na caixa de câmbio G. A mangueira 214 pode ser atada (conectada) à caixa de câmbio G por via de grampos p, ou qualquer outro conector adequado ou estrutura de conexão. Quando o motor E é levantado na posição, os elementos elastoméricos dianteiro e traseiro (por exemplo, 230, 232, Figura 3a) podem ser instalados em todos os locais de montagem dianteiros, incluindo as posi-ções do isolador dianteiro 206, 216.
[038] A Figura 2C é uma vista traseira do colar dianteiro 202, suportes 218, e sistema FTR 210. Em algumas modalidades, o colar dianteiro 202 inclui um único corpo discreto de material no qual são eliminadas as junções de solda. Isso melhora a facilidade de fabricação pela redução de materiais estranhos, componentes, e/ou etapas de montagem. Em algumas modalidades, o colar 202 é forjado a partir de qualquer material não limitado a aço, e pode ser opcionalmente endurecido, acabado, usinado e/ou tratado a quente. O colar 202 pode incluir qualquer membro em forma de U adequado, e pode incluir modalidades não forjadas adicionais (ver, por exemplo, Figura 5), onde desejado. Em algumas modalidades, um colar em forma de U complementar pode ser instalado na metade inferior para fechar a conexão para firmeza e redundância aperfeiçoadas, onde desejado.
[039] Conforme observado acima e em algumas modalidades, o sistema FTR 210 inclui e/ou incorpora tecnologia FLUIDLASTIC® disponível de LORD, Corp. Os isoladores elastoméricos 212 incluem elementos elastoméricos dianteiros 230 e elementos elastoméricos traseiros 232, que quando usados em combinação com um fluido vedado (por exemplo, nos reservatórios R, Figuras 2A e 2B), permite uma ampla variação de isolamento de ruído e vibração. As cunhas metálicas podem ser dispostas entre as seções elastoméricas de elementos 230 e 232. O sistema FTR 210 é configurado para minimizar ruído e vibração perto da fonte, de modo que a quantidade de material de amortecimento de som tipicamente requerida na cabine ou fuselagem pode ser reduzida. Isso resulta em uma redução adicional no peso e uma maior variação de amortecimento de vibração e eficiência. O sistema FTR 210 pode melhorar a vibração e isolamento de ruído significativamente enquanto reduz o peso de isolador por aproximadamente 30% ou mais quando comparado ao tipo de tubo de torque convencional de sistemas.
[040] Em algumas modalidades, o sistema FTR 210 é configurado para diminuir a vibração nas cargas de torque alto e limitar os desvios de torção. O sistema FTR 210 fornece reação de torque através de um estado de compressão de fluido hidráulico ou ‘hidrostático’ entre dois isoladores dianteiros laterais 212. O sistema FTR 210 elimina a necessidade de um tubo de torque e hardware associado, resultando em uma redução de peso significativa de sistema de propulsão (por exemplo, 102, Figura 1B) e fuselagem (por exemplo, 100, Figura 1A).
[041] Em algumas modalidades, o sistema FTR 210 utiliza uma mangueira de fluido trançada de alta pressão 214 conectada entre duas câmaras de volume ou reservatórios R dos dois isoladores de montagem laterais dianteiros 212. Quando o motor recebe torque, o fluido é comprimido dentro tanto dos reservatórios de isolado R e a mangueira 214. Esse estado de compressão hidrostática fornece uma firmeza alta efetiva para reagir à carga de torção. Em algumas modalidades, o sistema FTR 210 é totalmente vedada e em vedações deslizantes. A seção de elastômero pode ser usada para fornecer a vedação. Portanto, o sistema FTR 210 é vantajosamente sistema de significado “sem serviço” 210 que não requer acumuladores, orifícios de enchimento e/ou recargas.
[042] As Figuras 3A e 3B ilustram aspectos de suportes laterais dianteiros e isoladores 212 do sistema FTR 210. Os isoladores 212 são embalados dentro da estrutura de armação (por exemplo, colar 202), em alguns aspectos. Isso não fornece um projeto que seja mais passível de fabricação com isoladores leves, mas permite um sistema que pode tolerar pressões mais altas em um peso significativamente reduzido. Essencialmente, o que poderia ter sido normalmente o alojamento do isolador é agora fornecido pelo colar dianteiro 202. Isso elimina a necessidade de métodos de fixação cantiléver típicos, e incorpora isoladores 212 em um modo sim-plesmente suportado dentro do colar 202. Isso reduz o peso do hardware de fixação e fornece um sistema que é muito mais interligável e à prova de falhas.
[043] Referindo-se à Figura 3A, os isoladores FTR, que inclui os isoladores laterais dianteiros 212, são projetados para fornecer firmeza controlada nesses graus de liberdade, para frente / para trás. Lateral e vertical por via dos elementos elastoméricos 230, 232 e sistemas FTR 210. A firmeza dianteira / traseira e lateral é fornecida por compressão e corte de elementos elastoméricos dianteiros 230 e elementos elastoméricos traseiros 232. Os elementos elastoméricos 230 e 232 incluem uma estrutura laminada que possui uma pluralidade de camadas elastoméricas e metálicas alternadas. Em algumas modalidades, a firmeza vertical e de troque é fornecida por corte das seções de elastômero, bem como compressão hidráulica do fluido dentro de um reservatório de fluido (por exemplo, R, Figura 2A).
[044] Em algumas modalidades, os elementos elastoméricos 230 e 232 incluem cunhas metálicas em camada com elastômero, as cunhas sendo formadas de aços, alumínio ou titânio resistente à corrosão. A maioria dos componentes metálicos e hardware associado 236 pode também incluir aços ou titânio resistentes à corrosão. As partes de elementos elastoméricos 230 e 232 incluem uma mistura de borracha natural ou sintética para força máxima e resistência à fadiga. A natureza de interligação do membro de flange 234, hardware 236, e colar 202 fornece um caminho de carga redundante se o elastômero queimar durante um incêndio. Em algumas modalidades, uma caixa de câmbio (por exemplo, G, Figura 2B) é levantada no ou retida dentro do sistema 200, por exemplo, entre membros de flange opostos 234.
[045] Em algumas modalidades, os isoladores incluem recursos de parada repentina de contato firme ou elementos de firmeza não lineares que são usados para impedir desvios excessivos em condições de carga extrema. Adicionalmente, os isoladores 212 utilizam um esquema de interligação inerente que possui uma estrutura metálica em volta de um elastômero, que fornece um caminho de carga secundário para suportar totalmente carga em condições de incêndio, presumindo que o elastômero seja queimado.
[046] Em algumas modalidades, cada elemento elastomérico 232 dos supor- tes dianteiros é instalado do lado com respeito ao colar 202, e é recebido dentro de uma abertura ou espaço de recebimento 238A de uma estrutura de acessório de colar 238 que acopla suportes dianteiros 218 ao colar dianteiro 202. A instalação de elementos elastoméricos 232 a partir da lateral fornece m projeto que é inteiramente interligado e inteiramente protegido. O hardware 236 incluindo cavilhas, arruelas, e/ou elementos elastoméricos dianteiro e traseiro de trava de mangas espaçadoras 230 e 232, respectivamente, dentro do sistema 200. Os furos de instalação e deslocamento são fornecidos entre e/ou dentro de partes de suportes dianteiros 218 e/ou colar 202 para integrar isoladores 212 e sistema FTR 210.
[047] A Figura 3B é uma vista em corte de uma parte de sistema FTR 210, que ilustra esquematicamente a distribuição de carga ou caminho de carga de torque e cargas verticais através do colar 202, acessórios de colar 238 e suportes 218 em resposta às cargas de impulso. Como a Figura 3B ilustra, uma carga de impulso na direção D1 é gerada durante o vôo. A carga de impulso é distribuída para o colar 202 (por exemplo, por via do acessório de colar 238) e os suportes 218 ao longo de um caminho de carga ilustrado pelas setas que possuem direções D2 e D3. Isso fornece um caminho de carga limpo (direto) para distribuir torque de modo eficiente e cargas verticais durante o vôo, sem requerer tubos de torque ou outros hardware / sistemas que podem adicional peso adicional.
[048] Em algumas modalidades, os isoladores 212 diferem dos sistemas convencionais em que os elementos elastoméricos dianteiro e traseiro 230 e 232, respectivamente, são componentes autônomos que são situados fora do suporte ou superfície de montagem 234. Não apenas isso permite que os elementos elastomé- ricos 230 e 232 sejam mais facilmente inspecionados e substituídos, mas também permite q opção de uso de materiais que possuem um módulo de borracha diferente em cada para otimizar a firmeza e sintonizar. As cunhas metálicas são opcionalmente introduzidas nos elementos elastoméricos para fornecer firmeza variada em cada direção conforme necessário.
[049] O método de conexão entre o membro de flange 234 e os elementos elastoméricos 230 e 232 é projetado de modo que o elemento elastomérico traseiro 232 transporte a maioria da carga de impulso para frente D1, conforme ilustrado na Figura 3B. Isso é benéfico porque aquele elemento particular (por exemplo, 232) é opcionalmente situado entre os suportes 218 e colar 202, e fornece um caminho de carga muito limpo para os suportes 218. O projeto é tal que as partes dos elementos elastoméricos dianteiro e traseiro 230 e 232, respectivamente, são conectados ao membro de flange 234 por meio de hardware 236 tal como mangas espaçadoras, arruelas, e pinos associados. Portanto, quando o membro de flange 234, que é conectado à caixa de câmbio G (Figura 2B), translada para frente sob impulso, o ele-mento elastomérico 232 se torna carregado na compressão.
[050] As Figuras 4A a 4C são várias vistas de colar traseiro 204, pelo menos uma parte do qual é integrada com um ou mais suportes e dispositivo de isolamento de vibração ou isoladores 208. Em algumas modalidades, os isoladores 208 são recebidos e/ou dispostos em partes rebaixadas de colar 204, em pernas de colar opostas 204. Os isoladores 208 incluem um membro de isolamento dianteiro 240 e um membro de isolamento traseiro 242 para isolar a vibração e reduzir ruído de motor turboélice (por exemplo, E, Figura 2B). Os membros de isolamento 240 e 242 podem ser afixados ao colar 204 por via de hardware 244, tais como mancas espaçadoras, cavilhas e/ou pinos. As partes dos membros de isolamento 240 e 242 podem incluir elementos elastoméricos dispostos entre as cunhas metálicas, similar aos elementos 230 e 232 descritos acima.
[051] Em algumas modalidades, os isoladores 208 são configurados para isolar e reduzir ruído de motor e/ou vibração na fonte da vibração, perto dos locais onde o motor é montado. Em algumas modalidades, o colar traseiro 204 é fornecido ou disposto em volta (ao redor) de partes de um combustor de motor, e está princi- palmente fora de uma zona de explosão de rotor. Isso melhora a segurança e confiabilidade do EAS 200. Os isoladores 208 podem ser instalados após o motor (por exemplo, E, Figura 2B) ser levantado no lugar.
[052] Em algumas modalidades, as partes de um motor turboélice (por exemplo, ilustrado esquematicamente E, Figura 2B) são presas por meio de partes de um ou mais isoladores de suporte superior ou lateral 208. Por exemplo, cada isolador 208 é integrado com uma superfície de montagem, por exemplo, um membro de retenção 246. O membro de retenção 246 é configurado para deslizar para uma abertura lateral ou parte lateral de colar 204, e se estender a partir do mesmo. Por exemplo, e como ilustrado na Figura 4B, o membro de retenção 246 pode incluir uma ligação de tesoura que é configurada para colapsar para inserir dentro do bolso ou abertura de colar 204. O motor (por exemplo, E, Figura 2B), ou partes do mesmo, são configurados para parafusar, ou montar de outro modo no sistema 200, e serem fixados no mesmo por via dos membros de retenção 246. Os isoladores 208 são configurados para isolar a vibração e reduzir ruído gerado nos locais onde o motor (por exemplo, E, Figura 2B) monta no sistema 200.
[053] Conforme ilustrado coletivamente nas Figuras 4A a 4C, os isoladores traseiros 208 são fortemente integrados dentro do colar 204. Isso fornece muitos benefícios para o sistema 200. Primeiro, permite que o colar traseiro 204 seja mais estreito do que se os suportes (por exemplo, 246) fossem flange montado na superfície interna. Segundo, elimina o membro interno do isolador porque os elementos elastoméricos podem interfacear diretamente com o colar 204. Isso, junto com a eliminação de vários pinos, economiza uma quantidade de peso significante do conjunto. Terceiro, como os suportes traseiros são situados perto de uma seção muito quente da caixa de motor, o aquecimento do isolador seria tipicamente uma preocu-pação. Contudo, o projeto aperfeiçoado incorpora isolador(es) integrados 208 dentro do colar 204 de modo que cada isolador 208 é naturalmente protegido de calor radi ante pelas teias de feixe I do colar traseiro 204. Isso reduz ou elimina a necessidade para qualquer blindagem de calor adicional.
[054] A Figura 5 ilustra uma modalidade alternativa de um colar dianteiro, geralmente designado 300. Conforme descrito nas Figuras 2A e 2B, em algumas modalidades o colar dianteiro (por exemplo, 202) é forjado a partir de um único corpo distinto de material. Em outras modalidades, o colar dianteiro 300 é não forjado, e inclui um tubo inclinado que é soldado a um ou mais acessórios. Por exemplo, em algumas modalidades, o colar 300 inclui um corpo metálico (tubo) oco 302, que oferece economias de peso adicional. O corpo 302 pode ser inclinado e soldado a múltiplos acessórios de extremidade 304 e um acessório superior 306. Os acessórios 306 são configurados para reter e/ou receber partes de um ou mais isoladores que possuem superfícies de montagem e/ou suportes. Essa modalidade pode ser usado através de múltiplas plataformas. Os acessórios 304 e 306 pode ser usinado, forjado, extrudado, ou fornecidos de outra maneira.
[055] As Figuras 6A e 6B ilustram várias modalidades de subconjuntos de suporte dianteiro (por exemplo, 216, Figura 2A). Cada subconjunto forma parte de uma estrutura de armação de treliça que é configurada para suportar partes do motor e/ou caixa de câmbio, e pode incluir um ou mais suportes de armação de treliça. Uma pluralidade de suportes (por exemplo, 218, Figura 2A) pode ser fornecia por sistema, em algumas modalidades pelo menos seis suportes de armação de treliça são fornecidos. As Figuras 6A e 6B ilustram um único suporte e acessórios, para fins de ilustração.
[056] Referindo-se agora à Figura 6A, ilustra uma primeira modalidade de uma estrutura de armação de treliça 400. A estrutura de armação de treliça 400 inclui um ou mais suportes de armação de treliça 402, que podem ser soldados, ou unidos de outra maneira, para formar um subconjunto de treliça superior dianteiro, um subconjunto de treliça direito dianteiro, e um subconjunto de treliça direito dian- teiro (por exemplo, ver Figuras 2A e 2B). Em algumas modalidades, uma extremidade de cada suporte de armação de treliça 402 é soldada a um primeiro acessório 404, que é configurado para aparafusar ou montar de outra maneira a partes de colar dianteiro (por exemplo, 202, Figura 2A). Uma segunda extremidade de cada suporte de armação de treliça 402 é soldada a um segundo acessório 406, que é configurado para aparafusar ou montar de outra maneira a partes de colar traseiro (por exemplo, 204, Figura 2A).
[057] Em algumas modalidades, pelo menos uma parte de cada suporte 402 é afilada, por exemplo, uma ou mais extremidades 402A e 402B podem ser afiladas. Em algumas modalidades as extremidades 402A e 402B são forjadas, “formadas por molde”, ou hidroformadas. Essa é uma técnica de baixo custo que maximiza firmeza de inclinação, e permite o uso de acessórios menores. Os acessórios menores igualam para menor usinagem e custo, além de economias de peso. Cada extremidade 402A e 402B é recebido dentro de uma abertura 404A de primeiro acessório e uma segunda abertura 406A de segundo acessório 406 e soldado ao mesmo.
[058] O uso de tubos forjados ou formados dentro da estrutura de treliça 400 fornece um tubo afilado por meio do qual o diâmetro pode ser aumentado no centro para resistência de acabamento melhorada e firmeza de inclinação. Ao mesmo tempo, vantajosamente fornece parede mais fina no centro por aproximadamente uma abordagem de área em corte transversal uniforme. Isso é melhor e/ou melhorado de um ponto de vista de peso.
[059] Em algumas modalidades, o suporte 402 inclui um tubo formado por fluxo que possui extremidades afiladas 402A e 402B. A formação por fluxo é uma técnica por meio da qual um ‘espaço vazio’ de material é trabalhado a frio ou rolado sobre um mandril. Esse processo melhora a facilidade de fabricação de tubos com espessuras de parede variadas, especialmente se o tubo for de um diâmetro interno constante.
[060] Referindo-se agora à Figura 6B, está ilustrada outra modalidade de uma armação de treliça 500. A estrutura de armação de treliça 500 inclui um ou mais suportes de armação de treliça 502, que podem ser soldados, ou unidos de outra maneira, para formar um subconjunto de treliça superior dianteiro, um subconjunto de treliça direito dianteiro, e um subconjunto de treliça esquerdo dianteiro (por exemplo, ver Figuras 2A e 2B). Em algumas modalidades, uma extremidade de cada suporte de estrutura de treliça 502 é soldada a um primeiro acessório 504, que é configurado para aparafusar ou montar de outra maneira a partes de colar dianteiro (por exemplo, 202, Figura 2A). Uma segunda extremidade de cada suporte de estrutura de treliça 502 é soldada a um segundo acessório 506, que é configurado para aparafusar ou montar de outra maneira a partes de colar traseiro (por exemplo, 204, Figura 2A).
[061] Em algumas modalidades e ao contrário dos suportes afilados, o suporte 502 inclui um tubo que possui um diâmetro constante. As aberturas 504A e 506A dos respectivos acessórios são afiladas para acomodar o suporte 502. Os acessórios afilados pode vantajosamente eliminar a necessidade de suportes individuais afilados 502, que economiza tempo e otimiza as propriedades de seção transversal para força e/ou firmeza aperfeiçoadas.
[062] Outras modalidades da presente invenção serão claras para aqueles versados na técnica a partir da consideração desse relatório o pratica da invenção aqui descrita. Portanto, o relatório precedente é considerado meramente exemplifica- tivo da presente invenção com o verdadeiro escopo da mesma estando definido pelas reivindicações que se seguem.

Claims (13)

1. Sistema de fixação de motor (EAS) (200) compreendendo: um colar dianteiro (202); um colar traseiro (204); pelo menos um subconjunto de suporte (216) disposto entre o colar dianteiro (202) e o colar traseiro (204) para suportar um motor (E); e pelo menos um isolador de vibração (212, 208) integrado com cada um dos colares dianteiro e traseiro (202, 204) para isolar a vibração de motor e reduzir o ruído; e um sistema de restrição de torque dianteiro (FTR) (210) integrado com o colar dianteiro (202), o sistema de restrição de torque dianteiro (FTR) (210) sendo um sistema de reação de torque hidráulico que inclui um ou mais reservatórios de fluido; CARACTERIZADO pelo fato de que pelo menos um isolador de vibração (212) do colar dianteiro (202) inclui um elemento elastomérico dianteiro (230) e um elemento elastomérico traseiro (232) disposto sobre um reservatório de fluido (R) do sistema de restrição de torque dianteiro (FTR) (210).
2. Sistema de fixação de motor (EAS) (200), de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que os elementos elastoméricos dianteiro e traseiro (230, 232) são deslizáveis com respeito ao colar dianteiro (202).
3. Sistema de fixação de motor (EAS) (200), de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que pelo menos três isoladores de vibração (206, 212) estão integrados com o colar dianteiro (202).
4. Sistema de fixação de motor (EAS) (200), de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que pelo menos dois isoladores de vibração (208) estão integrados com o colar traseiro (204).
5. Sistema de fixação de motor (EAS) (200), de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que pelo menos um isolador de vibração trava em volta de partes de cada um dos colares dianteiro e traseiro (202, 204).
6. Sistema de fixação de motor (EAS) (200), de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que os elementos elastoméricos dianteiro e traseiro (230, 232) são removíveis de modo independente do sistema de fixação de motor (EAS) (200) sem requerer a remoção do motor (E).
7. Sistema de fixação de motor (EAS) (200), de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende adicionalmente uma pluralidade de suportes de fuselagem (222) que se estende do colar traseiro (204) para fixar o sistema de fixação de motor (EAS) (200) a uma fuselagem (100) de uma aeronave, em que os suportes incluem fixações do estilo engate em pelo menos uma extremidade (228).
8. Método de fixação de um motor turboélice (E), o método compreendendo: fornecer um sistema de fixação de motor (EAS) (200) de fixação de motor (E) que compreende: um colar dianteiro (202); um colar traseiro (204); e pelo menos um subconjunto de suporte (216) fornecido entre o colar dianteiro e traseiro (202, 204) para suportar um motor (E); pelo menos um isolador de vibração (212, 208) integrado com cada um dos colares dianteiro e traseiro (202, 204) para isolar a vibração de motor e reduzir o ruído; e um sistema de restrição de torque dianteiro (FTR) (210) integrado com o colar dianteiro (202), o sistema de restrição de torque dianteiro (FTR) (210) sendo um sistema de reação de torque hidráulico que inclui um ou mais reservatórios de fluido; levantar um motor turboélice (E) pelo menos parcialmente dentro do pelo menos um subconjunto de suporte (216); CARACTERIZADO pelo fato de que fornecer o sistema de fixação de motor (EAS) (200) compreende fornecer pelo menos um isolador de vibração (212) do colar dianteiro (202) tendo o elemento elastomérico dianteiro e traseiro (230, 232) disposto sobre um reservatório de fluido (R) e pistão do sistema de restrição de torque dianteiro (FTR) (210).
9. Método, de acordo com a reivindicação 8, CARACTERIZADO pelo fato de que os elementos elastoméricos dianteiro e traseiro (230, 232) são deslizáveis com respeito ao colar dianteiro (202).
10. Método, de acordo com a reivindicação 8, CARACTERIZADO pelo fato de que fornecer o sistema de fixação de motor (EAS) (200) compreende fornecer pelo menos três isoladores de vibração (206, 212) integrados com o colar dianteiro (202).
11. Método, de acordo com a reivindicação 8, CARACTERIZADO pelo fato de que fornecer o sistema de fixação de motor (EAS) (200) compreende fornecer pelo menos dois isoladores de vibração (208) integrados com o colar traseiro (204).
12. Método, de acordo com a reivindicação 8, CARACTERIZADO pelo fato de que fornecer o sistema de fixação de motor (EAS) (200) compreende bloquear os isoladores de vibração dianteiro e traseiro em volta de partes dos colares dianteiro e traseiro (202, 204), respectivamente.
13. Método, de acordo com a reivindicação 8, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende adicionalmente aparafusar os suportes de fuselagem (222) do sistema de fixação de motor (EAS) (200) a uma fuselagem (100) de uma aeronave, em que os suportes de fuselagem (222) incluem fixações do estilo engate integral em pelo menos uma extremidade (228).
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