BR112016015092B1

BR112016015092B1 - Dispositivo de absorção de energia, veículo, sistema de acondicionamento para lançamento de material e processo de absorção de energia

Info

Publication number: BR112016015092B1
Application number: BR112016015092-9A
Authority: BR
Inventors: Abdenour MELIKECHI
Original assignee: Cmi Defence S.A
Priority date: 2014-01-29
Filing date: 2015-01-20
Publication date: 2023-04-11
Also published as: TR201808150T4; PL3099958T3; CN105940237A; ES2673271T3; BE1022076B1; CA2936134C; US10267374B2; US20160333958A1; BR112016015092A2; EP3099958A1; WO2015113867A1; CN105940237B; EP3099958B1; CA2936134A1

Abstract

DISPOSITIVO DE ABSORÇÃO DE ENERGIA, VEÍCULO, SISTEMA DE ACONDICIONAMENTO PARA LANÇAMENTO DE MATERIAL E PROCESSO DE ABSORÇÃO DE ENERGIA A presente invenção refere-se a um dispositivo de absorção de energia (1), compreendendo: um suporte (23), um elemento dissipador (14) montado em torno do dito suporte (23) e destinado a se deformar plasticamente sob o efeito de um choque, esferas (12) montadas com uma pressão determinada contra o elemento dissipador (14) e destinadas a deformar o elemento dissipador (14), sendo que o suporte (23) é dotado de ranhuras (24), sendo que as referidas esferas (12) são montadas em face das ranhuras (24) do suporte (23) e sendo que elas são destinadas a deformar o elemento dissipador (14) na extensão das ranhuras (24).

Description

Objeto da invenção

[0001] A presente invenção refere-se a um absorvedor de choque mecânico destinado a ser instalado entre a zona de impacto e o elemento a proteger. Mais precisamente, ela se refere a um absorvedor de choque por dissipação de energia por meio de deformação plástica, cujas capacidades de absorção são ajustáveis manualmente ou automaticamente no local de sua utilização ou durante sua fabricação.

[0002] O absorvedor de choque de acordo com a invenção convém a qualquer sistema em que estão presentes movimentos relativos em velocidades baixas ou altas. Dessa forma, ele pode equipar veículos terrestres, ferroviários, aéreos ou de transporte marítimo, com o fim de proteger equipamentos ou ocupantes de choques mecânicos. Ele também pode ser integrado a sistemas de acondicionamento para lançamento de material aerotransportado. Além disso, ele pode ser utilizado para proteger equipamentos ou partes de equipamentos nos quais choques podem se produzir.

[0003] No caso particular de aplicações em que é requerida uma proteção contra a explosão de uma mina ou de um artefato explosivo improvisado (AEI ou, em inglês, IED, Improvised explosive device) sob um veículo, o absorvedor de choque de acordo com a invenção pode ser dimensionado para amortecer os choques recebidos durante, respectivamente, o arremesso do veículo para cima e sua queda ao solo, e pode ser adaptado, nos limites do dimensionamento, ao nível de ameaça contra a qual os ocupantes desejam se proteger.

Antecedentes tecnológicos da técnica

[0004] Desde algumas décadas, a problemática de proteção dos ocupantes de um veículo militar ou civil submetido à detonação de um explosivo tornou-se um assunto de grande importância e preocupação, tanto durante operações de manutenção da paz quanto em conflitos armados. Várias soluções técnicas foram consideradas e algumas delas foram implementadas. Essas soluções são essencialmente baseadas na dissipação da energia por meio da deformação da matéria.

[0005] Por exemplo, o documento GB 2 452 589 descreve tal dispositivo de absorção de energia destinado a proteger os ocupantes contra os efeitos de uma força G excessiva. O dispositivo compreende uma faixa de atenuação disposta entre um chassi do veículo e uma estrutura amarrada ao assento do ocupante. Durante uma explosão, a faixa de atenuação é dobrada e puxada entre rolos que são solidários da estrutura do assento do ocupante, o que permite absorver uma parte da energia.

[0006] Pelo documento US 3.446.469, é conhecido um dispositivo de absorção de choque dotado de uma plataforma que suporta uma carga a proteger dos choques. A plataforma é montada sobre um mecanismo pantográfico com unidades compressíveis dispostas sob a plataforma e destinadas a se deformarem em caso de choque.

[0007] Pelos documentos SU 431 066, EP 1 155 940, US 3 696 891, US 4.509.621 e FR 2 085 498, são conhecidos dispositivos de absorção de energia compreendendo um elemento dissipador deformado por meio de esferas.

[0008] De maneira geral, os mecanismos propostos na arte anterior são concebidos para dissipar o máximo de energia em um determinado curso, mas são dimensionados para que a resposta do absorvedor de choque seja otimizada para uma determinada configuração da ameaça, ou seja, para as características previamente supostas da explosão (carga explosiva, distância entre o explosivo e o veículo etc.). Dessa forma, a maioria dos dispositivos atuais não é ajustável em função da massa do ocupante, da configuração do veículo (massa, inércia etc.) ou da carga explosiva. Ora, a natureza dos conflitos e das ameaças atuais faz com que os operadores em campo estejam diante de ameaças totalmente diversas e cujas características não podem ser identificadas durante a fase de preparação das missões e muito menos na concepção das soluções de proteção.

[0009] Além disso, os mecanismos propostos geralmente não permitem controlar as deformações plásticas em jogo. A consequência disso é que a aceleração suportada pelo ocupante durante o choque é variável no tempo com um pico no início do curso, seguido de um decréscimo até a dissipação total da energia em jogo; tal comportamento revela uma ausência de otimização.

[0010] Em seguida, os mecanismos propostos para a proteção anti-minas são concebidos com o fim de paliar o blast da explosão que se produz sob um veículo, ou seja, para paliar o primeiro choque suportado pelos ocupantes no arremesso do veículo para cima. Em geral, esses dispositivos não levem em conta o segundo choque, chamado drop down, causado na queda do veículo ao solo. Ora, a aceleração suportada durante a aceleração secundária, mesmo se é de menor amplitude que a do choque primário, é, contudo, muito importante e tem a característica de ser sentida durante um tempo maior do que o primeiro choque.

[0011] O documento WO 2010/105055 traz, em parte, uma solução para os diferentes problemas mencionados acima. O dispositivo de dissipação de energia apresentado nesse documento é mecânico ou hidráulico e compreende meios para ajustar o grau de absorção em função do peso do ocupante, e isso, tanto para o choque primário quanto para o choque secundário. O sistema propõe um ajuste que pode ser diferente para o choque primário e para o choque secundário e, portanto, poderia ser otimizado para levar em conta as características diferentes dos dois choques em termos de aceleração. Entretanto, esse dispositivo tem o inconveniente de o sistema ser reposicionado em posição de repouso ou, em outros termos, reinicializado entre o choque primário e o choque secundário. Levar em conta as características diferentes dos dois choques vai então necessitar um ajuste em tempo real entre os dois choques. Em campo, é pouco provável que tal sistema seja operacional, pois o primeiro choque causa muitos danos, tanto mecânicos quanto eletrônicos, que tornarão difícil, até mesmo impossível, o ajuste em tempo real antes do segundo choque.

Objetivos da invenção

[0012] A presente invenção tem como objetivo realizar um absorvedor de choque que palie os inconvenientes do estado da técnica.

[0013] Mais precisamente, a presente invenção tem como objetivo realizar um absorvedor de choque cujas características podem ser adaptadas às condições reais de utilização de maneira a otimizar a proteção. De acordo com a invenção, as características do absorvedor de choque devem poder ser adaptadas em todos os campos de aplicação visados, a saber, no âmbito da proteção dos ocupantes de um veículo submetido à explosão de uma mina ou à explosão de um artefato explosivo improvisado, no âmbito da proteção de pessoas e bens materiais em caso de acidentes durante o transporte por meios ferroviários, terrestres, marítimos ou aéreos, ou ainda no âmbito da proteção de bens materiais ou de consumo durante operações de lançamento desde o céu.

[0014] No caso da proteção contra minas e IED, a presente invenção também tem como objetivo realizar um absorvedor de choque equipado com um dispositivo apropriado para atenuar o choque secundário durante o retorno do veículo ao solo, e isso, levando em conta suas próprias características. Dessa forma, o dispositivo de acordo com a invenção deverá ser dimensionado para permitir uma absorção de energia diferente para o choque primário e para o choque secundário.

[0015] Finalmente, a presente invenção também visa realizar um absorvedor de choque que permita transmitir aos ocupantes uma aceleração quase constante durante o tempo do acontecimento, e limitar a nível aceitável a severidade do choque transmitido às pessoas ou aos bens materiais que se deseja proteger, e isso, nas diversas situações descritas acima.

Breve descrição das figuras

[0016] A figura 1 representa o absorvedor de choque de acordo com a invenção posicionado no interior do compartimento da tripulação da torre de combate;

[0017] A figura 2a é uma vista em corte axial do absorvedor de choque de acordo com a invenção com um mecanismo dissipador dimensionado para dissipar a energia relativa ao choque primário e a figura 2b é uma vista em corte axial do absorvedor de choque de acordo com a invenção com um mecanismo dissipador dimensionado para dissipar respectivamente a energia relativa ao choque primário (blast) e ao choque secundário (drop down). Nessas figuras, o absorvedor está em posição de repouso, ou seja, ele não foi solicitado;

[0018] A figura 3 mostra uma variante dos absorvedores de choque conforme a figura 2. De acordo com essa variante, o(s) dissipador(es) de energia é(são) de forma troncônica ao invés de cilíndrica;

[0019] A figura 4 é uma vista tridimensional do absorvedor de choque de acordo com a invenção. No dispositivo representado, os meios de ajuste são motorizados e comandados por um controlador ligado a diferentes sensores;

[0020] A figura 5 é uma vista superior do absorvedor de choque de acordo com a invenção;

[0021] A figura 6 é uma vista em corte transversal simplificada de uma parte do absorvedor de choque de acordo com a invenção. Foi representado o elemento dissipador montado sobre um suporte que, nesse exemplo, compreende ranhuras. Uma esfera posicionada em face de cada ranhura deforma o elemento dissipador sob o efeito do choque. A título de exemplo, oito esferas são distribuídas em torno do elemento dissipador;

[0022] De maneira esquemática, as figuras 7a e 7b representam respectivamente o sulco que se forma no elemento dissipador durante o choque primário e durante o choque secundário, no caso do absorvedor de choque conforme a variante da figura 2b. Foram representados somente uma esfera e um sulco;

[0023] De maneira mais detalhada, as figuras 8a e 8b representam respectivamente os sulcos que se formam no elemento dissipador durante o choque primário e durante o choque secundário, no caso do absorvedor de choque conforme a variante da figura 3b. Legenda 1 Absorvedor de choque 2 Teto do veículo 3 Assento 4 Coluna 5 Haste 6 Base inferior do suporte 7 Trilhos para o deslocamento linear do assento 8 Corpo 9 Estrutura de fixação 10 Batente 11 Amortecedor de fim de curso 12 Esfera 13 Gaiola de esferas 14 Elemento dissipador 15 Porca 16 Contra-porca 17 Motor 18 Controlador 19 Sensor de peso 20 Sensor de velocidade 21 Sensor de posição 22 Sensor de blast 23 Suporte 24 Ranhura ou risco guia 25 Abertura de alívio 26 Placa 27 Lingueta 28 Roda dentada 29 Primeira parte do elemento dissipador 30 Segunda parte do elemento dissipador 31 Sulco ou pegada

Principais elementos característicos da invenção

[0024] A presente invenção refere-se a um dispositivo de absorção de energia compreendendo: - um suporte dotado de ranhuras, - um elemento dissipador montado em torno do dito suporte e destinado a se deformar plasticamente sob o efeito de um choque, - esferas montadas com uma pressão determinada contra o elemento dissipador e destinadas a deformar o elemento dissipador, sendo que as referidas esferas são montadas em face das citadas ranhuras do suporte e sendo que elas são destinadas a deformar o elemento dissipador na extensão das ranhuras.

[0025] De acordo com modos particulares da invenção, o dispositivo compreende pelo menos uma ou uma combinação apropriada das seguintes características: - o dispositivo compreende um corpo oco dentro do qual o elemento dissipador e seu suporte são destinados a deslizar durante o choque; - as esferas são montadas em uma gaiola circular e se apoiam, na direção longitudinal do corpo oco, sobre uma superfície interna do dito corpo oco e, na direção transversal do corpo oco, sobre o elemento dissipador; - a mencionada superfície interna é de forma cônica ou curvilínea; - o dispositivo compreende meios para ajustar a pressão de aplicação das esferas contra o elemento dissipador; - os referidos meios compreendem uma porca cuja rotação em utilização provoca o deslocamento das esferas ao longo da superfície interna do corpo oco, o que permite ajustar a pressão de aplicação das esferas sobre o elemento dissipador; - os ditos meios compreendem um motor e um controlador ligado a um ou mais sensores; - o suporte compreende uma parte cilíndrica, sendo que as ranhuras são dispostas sobre a superfície externa da parte cilíndrica e sendo que elas se estendem segundo a direção longitudinal da citada parte cilíndrica; - o elemento dissipador forma um mangote anelar de espessura constante ao longo de sua direção longitudinal; - o elemento dissipador forma um mangote anelar de espessura variável ao longo de sua direção longitudinal; - o elemento dissipador compreende, segundo sua direção longitudinal, duas partes sucessivas, chamadas primeira parte e segunda parte, que apresentam características geométricas e/ou físico-químicas diferentes a fim de amortecer, respectivamente, um primeiro choque e um segundo choque; - a segunda parte pode ter uma espessura e um comprimento diferentes dos da primeira parte; - a segunda parte pode ser mais curta e mais espessa do que a primeira parte; - a espessura do elemento dissipador é crescente em relação à direção do deslocamento do elemento dissipador em caso de choque; - a primeira parte e a segunda parte do elemento dissipador têm, respectivamente, uma espessura constante; - o suporte é encimado, em uma extremidade, por uma placa dotada de linguetas apoiadas sobre uma extremidade do corpo oco; - o elemento dissipador é parafusado sobre o suporte para facilitar sua substituição.

[0026] A presente invenção também se refere a um veículo ou a um sistema de acondicionamento para lançamento de material, de bens ou de pessoas compreendendo um dispositivo de absorção de energia tal como descrito acima.

[0027] A presente invenção se refere, além disso, a um processo de absorção de energia destinado a proteger uma estrutura e/ou um ocupante durante um choque por meio do dispositivo tal como descrito acima, sendo que o processo compreende uma etapa de movimento relativo do elemento dissipador e de seu suporte em relação ao corpo oco, ocasionando uma deformação plástica do elemento dissipador pelas esferas, sendo as referidas esferas guiadas nas ranhuras.

[0028] De acordo com modos particulares da invenção, o processo compreende pelo menos uma ou uma combinação apropriada das seguintes características: - o processo compreende uma etapa de ajuste da pressão de aplicação das esferas sobre o elemento dissipador, efetuando- se o ajuste com base em medições provenientes de um ou mais sensores; - o processo compreende uma etapa de ruptura das linguetas da placa antecedendo o movimento relativo entre o elemento dissipador montado sobre o seu suporte e o corpo oco; - as esferas deformam o elemento dissipador sobre a primeira parte durante o primeiro choque e sobre a segunda parte, distinta da primeira parte, durante o segundo choque, sobrevindo o primeiro choque quando um veículo é arremessado ao passar sobre um artefato explosivo e sobrevindo o segundo choque quando o veículo cai ao solo; - o processo compreende uma etapa de substituição do elemento dissipador antes do choque.

Descrição geral da invenção

[0029] O absorvedor de choque de acordo com a invenção pode equipar um veículo. O termo veículo deve ser entendido no sentido amplo, a saber, ele agrupa qualquer meio de transporte, incluindo elevadores, teleféricos etc. Ele também pode ser destinado à proteção contra choques de infraestruturas, sejam elas civis ou militares. Por exemplo, pode-se citar como campo de aplicação a indústria nuclear. Ele também pode ser integrado em sistemas de acondicionamento para lançamento de cargas desde o céu (material habitado ou não, produtos de consumo ou outros).

[0030] Ele é disposto entre a estrutura que recebe o choque e o elemento a proteger do choque. No caso da explosão de uma mina sob um veículo, o absorvedor é disposto entre o assento do ocupante e o componente de interface da plataforma (veículo, torre de combate, ou outro compartimento de tripulação) por meio do qual o choque é transmitido ao assento. No caso de um compartimento de tripulação instalado dentro de outro sistema, que por sua vez é montado em um veículo (caso de uma torre de combate), o absorvedor também pode ser montado entre o compartimento de tripulação (habitáculo da torre ou outro) e a interface entre esse compartimento e o veículo.

[0031] O absorvedor de choque de acordo com a invenção baseia-se no princípio da dissipação de energia por deformação plástica. Esferas são pressionadas com uma força maior ou menor contra um elemento dissipador montado sobre um suporte. Durante o choque, um movimento relativo entre as esferas e o elemento dissipador se produz, o que permite dissipar a energia por deformação do material que constitui o elemento dissipador.

[0032] De acordo com a invenção, a dissipação de energia é adaptável e ajustável em função do nível de risco e em função dos fatores que influenciam a transmissibilidade do choque.

[0033] A adaptação ao nível do risco pode ser facilmente efetuada ajustando a pressão das esferas, como explicado abaixo, ou, se necessário, substituindo o elemento dissipador por um modelo específico com as características de material e/ou a geometria apropriadas. Essa seleção do material e da geometria, entre os casos previamente considerados, pode ser realizada em qualquer momento antes de se iniciarem as operações ou após os primeiros acontecimentos temidos. O elemento dissipador, além disso, pode ser dimensionado para amortecer respectivamente o choque primário e o choque secundário. Dessa forma, ele pode ter uma espessura variável e/ou ser constituído de materiais diferentes.

[0034] O ajuste é efetuado modulando a pressão de aplicação das esferas contra o material deformável. As esferas são submetidas a uma pressão ajustável por meio de um espaçador ou sem espaçador e por meio de um elemento filetado. Esse elemento filetado, por sua vez, pode ser ajustado manualmente ou automaticamente. O ajuste leva em conta o conjunto dos fatores pertinentes dos quais depende a transmissibilidade do choque da estrutura de sustentação (veículo) para o elemento a proteger (ocupante), assim como as condições específicas da aplicação. No caso da explosão de uma mina sob um veículo, o ajuste leva em conta as seguintes características: (i) a massa da estrutura (o veículo e o conjunto dos equipamentos embarcados) submetida diretamente ao blast da explosão, (ii) a massa do elemento a proteger (por exemplo, a massa do ocupante), (iii) a localização relativa esperada (em relação ao veículo) da explosão sob o veículo, (iv) a carga do explosivo (equivalente TNT), (v) a distância do explosivo em relação ao piso da estrutura, (vi) a severidade do choque induzido pela queda do veículo ao solo.

[0035] Por exemplo, no caso dos veículos blindados, é necessário conferir uma proteção para níveis de cargas explosivas (minas) classificadas em várias categorias (STANAG 4569): 6 kg, 8 kg ou 10 kg equivalentes TNT. Em campo, o elemento ativo poderá ser selecionado para adaptar o absorvedor à categoria de mina visada, e, dentro de certos limites, para adaptar o absorvedor a níveis de cargas outras que as consideradas "padrão". Os meios de ajuste permitirão, se for o caso, ajustar no local a pressão das esferas recomendada para uma categoria determinada. Por exemplo, se o elemento ativo for selecionado para a categoria 6 kg TNT, o ajuste permitirá abranger níveis de carga próximos do valor central da categoria, ou seja, 6 kg +/- 2 kg TNT (esses valores são indicativos e não imitativos).

Descrição detalhada da invenção

[0036] A título de exemplo não limitativo, o absorvedor de choque de acordo com a invenção é ilustrado abaixo para sistemas de assentos (poltronas) que equipam material rodante tais como tanques de combate, torres de tanques, veículos das forças da ordem, veículos das forças de manutenção da paz ou veículos civis que necessitam uma proteção anti-minas.

[0037] A figura 1 representa o interior do habitáculo da torre sendo o habitáculo solidário do chassi do veículo por intermédio de uma ligação mecânica na altura do teto do veículo 2 (não representado totalmente). No exemplo ilustrado, o absorvedor de choque 1 é montado entre o assento 3 e a coluna 4 e fixado na altura dessa última.

[0038] O absorvedor de choque 1 de acordo com a invenção é representado detalhadamente nas figuras 2 e 3. De acordo com uma variante apresentada nas figuras 2a e 3a, somente um mecanismo de dissipação de energia é previsto para o choque primário. De acordo com outra variante apresentada nas figuras 2b e 3b, um mecanismo de dissipação é previsto para o choque primário e para o choque secundário.

[0039] Independentemente da variante considerada, o absorvedor de choque 1 compreende duas partes principais que vão se deslocar relativamente uma em relação à outra durante o ou os choques. Uma primeira parte é solidária da plataforma do veículo e, mais precisamente, da coluna 4, no caso do exemplo ilustrado, e uma segunda parte é solidária do elemento a proteger, a saber, o assento 3, no caso do exemplo ilustrado. Nesse último caso, a ligação entre o assento 3 e a segunda parte é operada por uma haste 5 que é fixada ao assento 3 e à base inferior 6 da segunda parte (figuras 1, 2 e 3). Durante um choque significativo, a segunda parte e o assento 3 se deslocam em relação à primeira parte, de modo que o deslocamento linear do assento 3 é garantido pelos trilhos 7.

[0040] A primeira parte compreende um corpo 8 fixado à coluna 4 do habitáculo por meio da estrutura de fixação 9, que pode ser vista na figura 4, entre outras. Esse corpo é oco, uma vez que a segunda parte do absorvedor é destinada a deslizar dentro dessa parte oca durante o choque. No interior do corpo oco 8 são montadas esferas 12 destinadas a deformar o componente ativo 14 da segunda parte durante o choque. Essas esferas 12 têm uma dureza superior à do componente ativo 14 e, de preferência, são metálicas. Elas são dispostas em uma gaiola circular 13, do tipo gaiola de rolamento de esferas. Elas se firmam axialmente atrás de um batente 10 previsto no interior do corpo oco para limitar o curso da segunda parte. A superfície traseira do batente 10 apresenta uma forma esférica ou cônica por razões explicitadas abaixo. As esferas são firmadas radialmente sobre o componente ativo 14 por meio de meios de ajuste que compreendem um elemento filetado, tal como uma porca 15. A rotação da porca 15 permite modular a força aplicada sobre a gaiola de esferas 13 e, dessa forma, o deslocamento radial das esferas 12 graças à forma particular da superfície traseira do batente. Uma rotação da porca no sentido horário provoca um movimento das esferas em direção ao eixo do dispositivo e, dessa forma, as esferas aplicam uma pressão maior sobre o dissipador de energia. Inversamente, uma rotação da porca de ajuste no sentido anti-horário provoca uma diminuição da pressão aplicada pelas esferas sobre o dissipador. Note-se que o ajuste é efetuado de maneira que a dissipação de energia seja efetuada em todo o comprimento do elemento ativo. O ajuste pode ser manual e, nesse caso, uma contra-porca 16 é prevista para garantir a segurança da regulagem, ou automática, por meio de um motor controlado à distância graças a um dispositivo anexo específico. No exemplo ilustrado na figura 4, o dispositivo motorizado (motor 17) é ligado a um calculador 18, ele mesmo ligado a um ou mais sensores. Por exemplo, o calculador 18 pode ser ligado a sensores de peso do ocupante 19, de velocidade 20, de posição dos elementos móveis do absorvedor 21 e de blast 22.

[0041] A segunda parte do absorvedor compreende um suporte 23 de forma majoritariamente cilíndrica que pode ser visto nas figuras 2, 3, 6 e 7, entre outras. O cilindro 23 serve de suporte para o elemento ativo 14, também chamado elemento dissipador, e se apresenta na forma de um mangote. De preferência, o suporte 23 é dotado de várias ranhuras 24 (figura 6). As ranhuras 24 estendem-se axialmente sobre o comprimento do cilindro e servem de guia para as esferas 12 durante o deslizamento do suporte 23. As ranhuras são distribuídas sobre o perímetro do suporte de maneira a garantir a simetria dos esforços desenvolvidos.

[0042] De acordo com a variante das figuras 2a e 3a, o elemento dissipador 14 montado sobre o suporte 23 é realizado em um único material (compósito, metal ou outro) e é destinado a dissipar a energia durante o choque primário. Como ilustrado na figura 2a, ele pode ter uma espessura constante formando, nesse caso, uma peça perfeitamente cilíndrica. Ele também pode ter uma espessura variável com, de preferência, uma parede de espessura crescente na direção do deslocamento do suporte como mostrado na figura 3a. Fala- se então de forma quase cilíndrica ou ligeiramente troncônica. Essa forma particular favorece uma transmissão na forma de patamar de aceleração, ou seja, uma transmissão da aceleração para o ocupante em um nível relativamente constante, fora das fases transitórias de início e de final de curso do suporte.

[0043] De acordo com a outra variante das figuras 2b e 3b, o elemento dissipador 14 é concebido de maneira a poder receber duas partes distintas, numeradas 29 e 30. A primeira parte 29 é concebida com o objetivo de dissipar a energia que resulta diretamente do blast da explosão, e a segunda parte 30 é concebida para dissipar a energia do choque que resulta da queda do veículo ao solo. As duas partes são dimensionadas para levar em conta as cargas diferentes dos dois choques. O dimensionamento pode ser efetuado utilizando materiais diferentes, espessuras diferentes e/ou comprimentos diferentes para as duas partes respectivas. Por exemplo, a segunda parte 30 pode ter uma espessura superior à da primeira parte e um comprimento diferente. No exemplo ilustrado nas figuras 2b, 3b, 7 e 8, a segunda parte 30 é prevista sobre cerca de um terço do curso total de dissipação. Cada parte pode ser cilíndrica como na figura 2b ou ser troncônica como na figura 3b. Nesse último caso, a superfície externa da segunda parte troncônica inscreve-se na continuidade da primeira parte troncônica.

[0044] Finalmente, o suporte 23 é encimado, em sua base superior, por uma placa circular 26 com linguetas 27 que recobrem a extremidade do corpo 8 do absorvedor (figuras 4 e 5). Essas linguetas impedem qualquer movimento da segunda parte sob o efeito de simples vibrações ou choques leves. Elas servem, portanto, de desencadeadores e são dimensionados para serem secionadas somente acima de um nível de aceleração incialmente definido. Elas podem, por exemplo, ser em número de três e uniformemente distribuídas em torno do perímetro da placa.

[0045] O princípio de funcionamento do dispositivo de acordo com a invenção é o seguinte. Quando uma carga explosiva é ativada sob o veículo equipado com a torre de combate, o veículo é arremessado para cima com um impulso tal que o veículo é submetido a uma grande aceleração global. A inércia do sistema constituído pelo ocupante do assento e o próprio assento da torre ocasiona um movimento relativo do ocupante da torre em relação ao fundo do habitáculo. De fato, o ocupante e seu assento tendem a se aproximar do fundo do habitáculo. Durante esse movimento de "subida" do fundo do habitáculo em direção ao assento, a haste 5 solidária do assento 3 força o suporte 23 do dissipador de energia a se desenvolver, ou seja, a sair do corpo principal 8 segundo a direção indicada pela seta nas figuras 2 e 3. O movimento relativo que é criado entre o componente ativo 14 e as esferas 12 permite dissipar a energia em todo o comprimento do componente ativo e, dessa forma, reduzir a aceleração transmitida ao ocupante do veículo "lançado". Quando o suporte compreende ranhuras, as esferas deformam plasticamente o elemento dissipador onde são previstas as guias. A deformação na forma de sulco 31 (figuras 7 e 8) efetua-se em todo o comprimento do componente ativo 14 composto de apenas uma ou de duas partes 29, 30, conforme o absorvedor é dimensionado para levar em conta, respectivamente, o choque primário ou o choque primário e o choque secundário.

Vantagens da invenção

[0046] A solução técnica proposta pela presente invenção libera-se, dentro de certos limites, das condições reais. Enquanto as condições ambientais consideradas no momento da concepção integrarem os limites aceitáveis, os operadores podem, em campo, ajustar de maneira manual ou automática o absorvedor de choque a fim de que esse último atenda às condições reais. Isso é aplicável especialmente para a proteção anti-minas e contra os Artefatos Explosivos Improvisados (IED), mas também para todo tipo de situação em que choques temidos podem se produzir de maneira acidental. Além disso, o elemento dissipador pode ser facilmente substituído em campo, como explicado acima, em função da ameaça identificada no sítio das hostilidades ou de utilização.

[0047] O absorvedor de choque de acordo com a invenção permite proteger os ocupantes reduzindo a níveis aceitáveis a aceleração que lhes é transmitida. A aceleração transmitida aos ocupantes é quase constante, exceto nas fases transitórias de início e fim de curso, graças às características geométricas e materiais do elemento dissipador de energia. Além disso, as ranhuras previstas sobre o suporte do dissipador permitem guiar as esferas de maneira a garantir que seus sulcos sobre o suporte sejam perfeitamente lineares. Essa linearidade dos sulcos evita perturbações indesejáveis da aceleração transmitida. Essa forma particular do suporte permite então guiar a deformação do dissipador de maneira a evitar ao máximo um comportamento aleatório durante a dissipação de energia que poderia se traduzir por variações consequentes da aceleração transmitida aos ocupantes. Da mesma maneira, a forma ligeiramente troncônica do elemento dissipador favorece em certos casos uma resposta em patamar da aceleração sofrida pelo ocupante.

[0048] Graças aos meios de ajustes, a pressão de aplicação das esferas sobre o elemento dissipador pode ser modulada de maneira que a dissipação de energia efetue-se em todo o comprimento do elemento dissipador. O fato de dissipar a energia, enquanto a aceleração transmitida aos ocupantes é quase constante e no nível mais elevado aceitável ao longo de todo o curso de dissipação, garante o melhor compromisso entre a operabilidade em terreno hostil que requer uma concepção de veículos relativamente baixos por razões de visibilidade e estabilidade, e a proteção anti-minas que exige uma distância do solo (stand-off distance) consequente de maneira a sofrer apenas uma fração reduzida do blast da explosão.

[0049] O dispositivo de acordo com a invenção dissipa tanto a energia do choque primário quanto a do choque secundário e é dimensionado para levar em conta as diferenças de aceleração sofridas durante esses dois choques. Os elementos dissipadores para o choque primário e o choque secundário são dispostos respectivamente um em seguida do outro o que permite evitar a reinicialização do sistema entre os dois choques.

[0050] O dispositivo de acordo com a invenção é dotado de esferas que giram sobre si-mesmas, o que garante a ausência de bloqueio em qualquer situação. Ele sempre funcionará, mesmo que o nível do choque seja além do nível crítico definido a priori. Se a carga explosiva demasiadamente impostante em relação à para a qual foi dimensionado o elemento dissipador, o atenuador de choque funcionará dissipando o máximo teórico sem qualquer risco de bloqueio contrariamente, por exemplo, a um dispositivo de dissipação hidráulico.

Claims

1. Dispositivo de absorção de energia, compreendendo: - um suporte (23), - um elemento dissipador (14) montado em torno do dito suporte (23) e destinado a se deformar plasticamente sob o efeito de um choque, - esferas (12) montadas com uma pressão determinada contra o elemento dissipador (14) e destinadas a deformar o elemento dissipador (14), caracterizado pelo fato de o suporte (23) ser dotado de ranhuras (24), sendo que as referidas esferas (12) são montadas em face das ranhuras (24) do suporte (23) e sendo que elas são destinadas a deformar o elemento dissipador (14) na extensão das ranhuras (24).

2. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de compreender um corpo oco (8) dentro do qual o elemento dissipador (14) e seu suporte (23) são destinados a deslizar durante o choque.

3. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de as esferas (12) serem montadas em uma gaiola circular (13) e se apoiarem, na direção longitudinal do corpo oco (8), sobre uma superfície interna do dito corpo oco (8) e, na direção transversal do corpo oco (8), sobre o elemento dissipador (14).

4. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 2 ou 3, caracterizado pelo fato de compreender meios para ajustar a pressão de aplicação das esferas (12) contra o elemento dissipador (14).

5. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de os referidos meios compreendem uma porca (15) cuja rotação em utilização provoca o deslocamento das esferas (12) ao longo da superfície interna do corpo oco (8), o que permite ajustar a pressão de aplicação das esferas (12) sobre o elemento dissipador (14).

6. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 4 ou 5, caracterizado pelo fato de os ditos meios compreenderem um motor (17) e um controlador (18) ligado a um ou mais sensores (19, 20, 21, 22).

7. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 6, caracterizado pelo fato de o suporte (23) compreender uma parte cilíndrica, sendo que as ranhuras (24) são dispostas sobre a superfície externa da parte cilíndrica e sendo que elas se estendem segundo a direção longitudinal da citada parte cilíndrica.

8. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 7, caracterizado pelo fato de o elemento dissipador (14) formar um mangote anelar de espessura variável ao longo de sua direção longitudinal.

9. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 8, caracterizado pelo fato de o elemento dissipador (14) compreender, segundo sua direção longitudinal, duas partes sucessivas, chamadas primeira parte (29) e segunda parte (30), que apresentam características geométricas e/ou físico-químicas diferentes a fim de amortecer, respectivamente, um primeiro choque e um segundo choque.

10. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de a segunda parte (30) ter uma espessura e/ou um comprimento diferentes dos da primeira parte (29).

11. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 9 ou 10, caracterizado pelo fato de a segunda parte (30) ser mais curta e mais espessa do que a primeira parte (29).

12. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 8 a 11, caracterizado pelo fato de a espessura do elemento dissipador (14) ser crescente em relação à direção do deslocamento do elemento dissipador (14) em caso de choque.

13. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 2 a 12, caracterizado pelo fato de o suporte (23) ser encimado, em uma extremidade, por uma placa (26) dotada de linguetas (27) apoiadas sobre uma extremidade do corpo oco (8).

14. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 13, caracterizado pelo fato de o elemento dissipador (14) ser parafusado sobre o suporte (23) para facilitar sua substituição.

15. Veículo, caracterizado pelo fato de compreender um dispositivo de absorção de energia, conforme definido em qualquer uma das reivindicações de 1 a 14.

16. Sistema de acondicionamento para lançamento de material, de bens ou de pessoas, caracterizado pelo fato de compreender um dispositivo de absorção de energia, conforme definido em qualquer uma das reivindicações de 1 a 14.

17. Processo de absorção de energia, destinado a proteger uma estrutura e/ou um ocupante durante um choque por meio de um dispositivo conforme definido em qualquer uma das reivindicações de 2 a 14, sendo que o processo compreende uma etapa de movimento relativo do elemento dissipador (14) e de seu suporte (23) em relação ao corpo oco (8), ocasionando uma deformação plástica do elemento dissipador (14) pelas esferas (12), caracterizado pelo fato de as referidas esferas (12) serem guiadas nas ranhuras (24).

18. Processo, de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de compreender uma etapa de ajuste da pressão de aplicação das esferas (12) sobre o elemento dissipador (14), efetuando-se o ajuste com base em medições provenientes de um ou mais sensores (19, 20, 21, 22).

19. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 17 ou 18, caracterizado pelo fato de compreender uma etapa de ruptura das linguetas (27) da placa (26) antecedendo o movimento relativo entre o elemento dissipador (14) montado sobre o seu suporte (23) e o corpo oco (8).

20. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 17 a 19, caracterizado pelo fato de as esferas (12) deformarem o elemento dissipador (14) sobre a primeira parte (29) durante o primeiro choque e sobre a segunda parte (30), distinta da primeira parte (29), durante o segundo choque, sobrevindo o primeiro choque quando um veículo é arremessado ao passar sobre um artefato explosivo e sobrevindo o segundo choque quando o veículo cai ao solo.

21. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 17 a 20, caracterizado pelo fato de compreender uma etapa de substituição do elemento dissipador (14) antes do choque.