"FIXADOR DE MOTOR DE UM SISTEMA DE MONTAGEMDESTINADO A SER INTERPOSTO ENTRE UMA ESTRUTURA RÍGIDADE UM ESTRIBO DE AFIXAÇÃO DE MOTOR DE AERONAVE E UMMOTOR E SISTEMA DE MONTAGEM"
DESCRIÇÃO
DOMÍNIO TÉCNICO
A presente invenção se refere de modo geral a um fixador demotor de um sistema de montagem destinado a ser interposto entre umaestrutura rígida de um estribo de afixador de motor de aeronave e um motor, emais especialmente mas não exclusivamente a um fixador dianteiro destinadoa compensar os esforços que são exercidos de acordo com as direçõeslongitudinal, transversal e vertical do motor.
A invenção se refere também a um sistema de montagemdestinado a ser interposto entre uma estrutura rígida de um estribo de afixadorde motor de aeronave e um motor, esse sistema sendo aplicável qualquer queseja a posição do motor em relação à posição do estribo de afixação.
ESTADO DA TÉCNICA ANTERIOR
Um estribo de afixação de uma aeronave é previsto paraconstituir a interface de ligação entre um motor e um velame da aeronave. Elepermite transmitir para a estrutura dessa aeronave os esforços gerados por seumotor associado, e permite também o encaminhamento do carburante, daeletricidade, da hidráulica e do ar entre o motor e a aeronave.
A fim de assegurar a transmissão dos esforços, o estribocompreende uma estrutura rígida, por exemplo do tipo "caixão", quer dizerformada pela união de longarinas superiores e inferiores conectadas entre sipor intermédio de nervuras transversais.
Tipicamente, um sistema de montagem é interposto entre omotor e a estrutura rígida do estribo, e compreende globalmente pelo menosdois fixadores, geralmente um fixador dianteiro e um fixador traseiro.Por outro lado, esse sistema de montagem compreende umdispositivo de compensação dos esforços de impulso gerados pelo motor, essedispositivo podendo por exemplo ser integrado ao fixador dianteiro. Na arteanterior, esse dispositivo toma habitualmente a forma de duas bielas lateraisconectadas por um lado a uma parte dianteira do cárter central do motor, e poroutro lado a um corpo principal do fixador dianteiro.
Em referência às figuras 1 e 2, é possível perceber um fixadorde motor dianteiro conhecido pela arte anterior, esse fixador dianteiro sendoprojetado de maneira a compensar os esforços que são exercidos de acordocom as direções longitudinal, transversal e vertical do motor.
Mais precisamente, esse fixador dianteiro compreende umcorpo central 30 destinado a ser montado fixamente ao nível de uma partedianteira da estrutura rígida de um estribo de afixação, esse corpo central 30sendo constituído por duas ferragens principais superpostas 32a, 32b deacordo com uma direção transversal do fixador. O desdobramento dasferragens é operado por razões de segurança, de modo que em caso de rupturade uma dessas duas ferragens principais, a outra possa assegurar a passagemdos esforços durante um tempo determinado.
Na parte dianteira do corpo principal 30, se encontra umdispositivo 34 projetado para assegurar simultaneamente a compensação dosesforços de acordo comas direções transversal e vertical do motor, essedispositivo habitualmente denominado "Monoball" compreendendo um eixode articulação 36 solidário do corpo principal 30, assim como uma ferragemtriangular dupla 38 articulada nesse eixo 36 orientado de acordo com adireção longitudinal do fixador.
Como pode ser visto na figura 2, o corpo principal 30apresenta, em uma parte traseira de espessura amplamente estreitada, ummancai 40 destinado a receber um eixo de articulação que assegura a ligaçãoentre o corpo 30 e um balancim do dispositivo de compensação de impulso. Aesse título, é notado que o mancai é definido conjuntamente por umasuperfície semicilíndrica 42a da ferragem principal 32a, assim como por umasuperfície semicilíndrica 42b da ferragem principal 32b.
Na figura 1, é possível de fato perceber que um eixo dearticulação 44 permite articular o balancim 46 no corpo principal 30, essebalancim 46, que compreende essencialmente uma ferragem dupla, dispondode duas extremidades laterais 48a, 48b nas quais são respectivamentemontadas as extremidades traseiras de duas bielas de compensação dosesforços de impulso 50a, 50b gerados pelo motor.
Esse fixador de motor conhecido pela arte anterior apresentaprimeiramente o inconveniente de que as partes traseiras das ferragensprincipais devem necessariamente ser solidarizadas uma na outra a jusante domancai formado por essas últimas, a fim de garantir a geometria dessemancai. Esse fixador, por exemplo realizado com o auxílio de uma cavilha, épor um lado incômodo no sentido que ele se adiciona aos fixadores jáexigidos para assegurar a retenção mecânica entre as duas ferragensprincipais, e por outro lado nefasta devido ao fato de que ela não integranenhum desdobramento que portanto é exigido para assegurar a segurançaevocada acima.
Em outros termos, em caso de ruptura da cavilha 52 mostradana figura 2, nenhum meio do fixador dianteiro permite garantir a geometria domancai 40 e a retenção do eixo de articulação 44 no seio desse último, namedida em que as duas partes traseiras das ferragens 32a, 32b podem então seafastar livremente uma da outra.
Por outro lado, a necessidade de prever essa parte traseiraexclusivamente para a recepção do eixo de articulação implica bemevidentemente que a massa global e o volume do corpo principal não sãointeiramente otimizados. Além disso, a posição muito recuada do mancai derecepção do eixo de articulação exige a presença de duas bielas decomprimento grande, também nefasta em termos de volume e de massa globalde um tal fixador dianteiro.
Finalmente, é notado que a ruptura de espessura entre a partecentral e a parte traseira do corpo de fixador provoca dificuldades detransferência de esforços no seio do fixador.
EXPOSIÇÃO DA INVENÇÃO
A invenção tem portanto como objetivo propor um fixador demotor de um sistema de montagem destinado a ser interposto entre umaestrutura rígida de um estribo de afixador de motor de aeronave e um motor,assim como um tal sistema de montagem, que corrigem pelo menosparcialmente os inconvenientes mencionados acima relativos às realizações daarte anterior.
Para fazer isso, a invenção tem primeiramente como objeto umfixador de motor de um sistema de montagem destinado a ser interposto entreuma estrutura rígida de um estribo de afixador de motor de aeronave e ummotor, esse fixador compreendendo um corpo principal, um balancimmontado de maneira articulada no corpo principal por intermédio de umprimeiro eixo de articulação, assim como duas bielas de compensação dosesforços de impulso que dispõem cada uma delas de uma extremidade traseiraconectada no balancim, o corpo principal sendo realizado por intermédio deuma primeira ferragem principal e de uma segunda ferragem principalsuperposta à primeira. De acordo com a invenção, o primeiro eixo dearticulação é constituído por uma primeira porção de eixo e uma segundaporção de eixo, a primeira porção de eixo sendo realizada de uma só peçacom a primeira ferragem principal, e a segunda porção de eixo sendorealizada de uma só peça com a segunda ferragem principal. Além disso, asprimeira e segunda ferragens principais definem conjuntamente umasuperfície de batente capaz de limitar a rotação do balancim em torno doprimeiro eixo de articulação.Em conseqüência disso, a invenção proposta permite obter umfixador de motor da qual o corpo principal não exige mais a presença de ummancai na parte traseira como era encontrado nas realizações da arte anterior,visto que o eixo de articulação do balancim é diretamente integrado nessecorpo principal. Assim, é a totalidade da parte traseira de espessura estreitadado corpo principal que pode ser suprimida, o que se traduz naturalmente poruma diminuição vantajosa da massa global e do volume desse corpo.
Por outro lado, o feto de suprimir a parte traseira de espessuraestreitada permite avançar a posição do eixo de articulação em relação àquelaencontrada anteriormente. Assim, o comprimento das bielas de compensaçãodos esforços de impulso pode portanto também ser diminuído, o que levavantajosamente a um ganho em termos de massa global e de volume dofixador de motor.
Por outro lado, a concepção do corpo principal proposta pelainvenção resolve o problema de segurança observado com a cavilha previstanas realizações da arte anterior com o objetivo de garantir a geometria domancai do eixo de articulação. De fato, o fato de prever duas porções de eixoque constituem conjuntamente o primeiro eixo de articulação permite obteruma tal segurança, também chamada de função "Fail Safe".
É precisado que a ausência de ruptura grande de espessura nocorpo de fixador permite melhorar consideravelmente a transferência dosesforços no seio do fixador de motor.
Finalmente, devido ao fato de que as primeira e segundaferragens principais definem conjuntamente uma superfície de batente capazde limitar a rotação do balancim em trono do primeiro eixo de articulação, emcaso de ruptura de uma das duas bielas de compensação dos esforços deimpulso ou de um eixo que assegura a ligação entre essas bielas e o balancimou o cárter do motor, a amplitude de rotação desse balancim serávantajosamente limitada pela superfície de batente prevista com essafinalidade.
De preferência, as primeira e segunda porções de eixo queconstituem o primeiro eixo de articulação são cada uma delas de formasemicilíndrica, e de seção semicircular.
Preferencialmente, as primeira e segunda ferragens principaissão superpostas de acordo com uma direção transversal do fixador de motor.
Por outro lado, o fixador de motor compreende de preferênciaalém disso um segundo eixo de articulação orientado de acordo com umadireção longitudinal desse fixador de motor.
Em um tal caso, é possível prever que o segundo eixo dearticulação é constituído por uma primeira porção de eixo e uma segundaporção de eixo, a primeira porção de eixo sendo realizada de uma só peçacom a primeira ferragem principal, e a segunda porção de eixo sendorealizada de uma só peça com a segunda ferragem principal.
Assim, o segundo eixo de articulação assim formado podeentão operar junto com uma ferragem triangular que pertence ao fixador demotor, com o objetivo de compensar os esforços que são exercidos de acordocom as direções transversal e vertical do motor.
De preferência, as primeira e segunda ferragens principaisestão em contato de acordo com uma superfície de junção que pertence a umplano de simetria longitudinal do fixador de motor.
Preferencialmente, o fixador é destinado a constituir umfixador dianteiro do sistema de montagem.
Finalmente, como foi evocado acima, o fixador de motor é depreferência projetado de maneira a poder compensar os esforços que sãoexercidos de acordo com uma direção paralela a um eixo longitudinal domotor, de acordo com uma direção orientada transversalmente em relação aesse motor, e de acordo com uma direção vertical desse último, essas três direções sendo ortogonais entre si.Por outro lado, a invenção também tem como objeto umsistema de montagem destinado a ser interposto entre uma estrutura rígida deum estribo de afixador de motor de aeronave e um motor, esse sistemacompreendendo um fixador de motor tal como aquele descrito acima, e depreferência um fixador de motor dianteiro tal como aquele descrito acima,assim como um fixador de motor traseiro.
Outras vantagens e características da invenção aparecerão nadescrição detalhada não limitativa abaixo.
BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS
Essa descrição será feita em referência aos desenhos anexosentre os quais:
- as figuras 1 e 2, já descritas, mostram um fixador de motordianteiro conhecida pela arte anterior;
- a figura 3 representa uma vista em perspectiva de um sistemade montagem interposto entre um motor de aeronave e uma estrutura rígida deum estribo de afixação fixado sob um velame dessa aeronave, de acordo comum modo de realização preferido da presente invenção;
- a figura 3a é uma vista esquemática em perspectiva quemostra a compensação dos esforços assegurada por cada um dos doisfixadores de motor do sistema de montagem mostrado na figura 3;
- a figura 4 representa uma vista em perspectiva de um fixadorde motor de acordo com um modo de realização preferido da presenteinvenção, esse fixador de motor correspondendo ao fixador dianteiro dosistema de montagem mostrado na figura 3;
- a figura 5 representa uma vista em perspectiva do corpoprincipal do fixador mostrado na figura 4; e
- a figura 6 representa uma vista em perspectiva de uma dasduas ferragens principais do corpo principal mostrado na figura 5.
EXPOSIÇÃO DETALHADA DE MODOS DE REALIZAÇÃOPREFERIDOS
Em referência primeiramente à figura 3, é visto um sistema demontagem 1 de acordo com um modo de realização preferido da presenteinvenção, esse sistema de montagem 1 sendo interposto entre um motor 2 deaeronave e uma estrutura rígida 4 de um estribo de afixação 6 fixado sob umaasa de aeronave representada unicamente esquematicamente por razõesevidentes de clareza, e designado de modo geral pela referência numérica 8. Enotado que o sistema de montagem 1 é adaptado para operar junto com umturborreator 2, mas poderia evidentemente se tratar de um sistema projetadopara suspender qualquer outro tipo de motor, tal como um turbopropulsor,sem sair do âmbito da invenção. Por outro lado, a aplicação do sistema demontagem 1 não está limitada ao caso representado na figura 3 na qual omotor 2 é destinado a ser suspenso sob o velame 8 da aeronave.
Em toda a descrição que vai se seguir, por convenção, échamada χ a direção longitudinal paralela a um eixo longitudinal 5 do motor2, Y a direção orientada transversalmente em relação a esse motor 2, e Z adireção vertical, essas três direções sendo ortogonais entre si.
Por outro lado, os termos "dianteiro(a)" e "traseiro(a)" devemser considerados em relação a uma direção de deslocamento da aeronaveencontrada depois do impulso exercido pelos motores 2, essa direção sendorepresentada esquematicamente pela flecha 7.
Na figura 3, pode ser visto que somente uma porção daestrutura rígida 4 do estribo de afixação 6 foi representada, acompanhadaevidentemente pelo sistema de montagem 1 que é parte integrante desseestribo 6.
Os outros elementos constitutivos não representados desseestribo 6, tais como os meios de fixação da estrutura rígida 4 sob o velame 8da aeronave, ou ainda a estrutura secundária que assegura a segregação e aretenção dos sistemas ao mesmo tempo em que sustenta carenagensaerodinâmicas, são elementos clássicos idênticos ou similares àquelesencontrados na arte anterior, e conhecidos pelo profissional. Em conseqüênciadisso, não será feita nenhuma descrição detalhada dos mesmos.
De modo conhecido, é indicado que a estrutura rígida 4 églobalmente realizada pela união de longarinas inferiores 12 e superiores 10unidas entre si por uma pluralidade de nervuras transversais (nãorepresentadas). Além disso, uma parte dianteira dessa estrutura rígida 4 éconstituída por uma pirâmide 14 ou similar, também conhecida peloprofissional e que toma portanto a forma de uma estrutura que parte de umabase e que se estende para um topo indo para a frente e se aproximando doeixo longitudinal 5 do motor 2.
No modo de realização preferido da presente invençãorepresentado na figura 3, o sistema de montagem 1 compreendeprimeiramente um fixador dianteiro 16 que integra bielas de compensação dosesforços de impulso 150a, 150b (somente a biela 150a sendo visível nessafigura 3), também chamadas de bielas curtas, assim como um fixador traseiro18. A esse respeito, é precisado que o fixador traseiro 18 é do tipo clássico econhecido pelo profissional. Em conseqüência disso, ele será unicamentedescrito sucintamente, a título indicativo e não limitativo.
Esse fixador traseiro 18 é por um lado solidário de uma partetraseira do cárter central 22, e por outro lado solidário de uma longarinainferior 12 da estrutura rígida 4 do estribo 6. Além disso, ele pode serglobalmente constituído por manilhas e ferragens, e assegura a compensaçãodos esforços de acordo com as direções Y e Z, como o mostra esquematicamente a figura 3a.
No que diz respeito ao fixador dianteiro 16 que será descritomais em detalhe abaixo, esse último é globalmente por um lado solidário deuma extremidade dianteira da pirâmide 14 da estrutura rígida 4, quer dizer seutopo, e por outro lado solidário de uma parte dianteira de um cárter central 22do motor 2. Mais precisamente, o fixador dianteiro 16 opera junto com umaporção 23 do cárter central 22 que leva pás fixas 24 que ligam um cárter deventoinha 26 do motor 2 a esse mesmo cárter central 22. Por outro lado, ele éprojetado para assegurar, notadamente com o auxílio das duas bielas decompensação dos esforços de impulso 150a, 150b, a compensação dosesforços de acordo com as direções X, Y e Z, como o mostraesquematicamente a figura 3 a.
Assim, a compensação do momento que é exercido de acordocom a direção X é assegurada unicamente pelo fixador traseiro, enquanto quea compensação dos momentos que são exercidos de acordo com as direções Ye Zé assegurada conjuntamente por esses dois fixadores de motor 16, 18.
Agora em referência às figuras 4 a 6, vai ser descrito de mododetalhado o fixador de motor dianteiro 16 de acordo com um modo derealização preferido da presente invenção. Ainda por convenção, é chamadade X' a direção longitudinal do fixador 16, Y' a direção transversal desseúltimo, e Z' a direção vertical, essas três dimensões sendo ortogonais entre si.Além disso, essas direções X', Y' e Z' podem ser consideradas como sendoidênticas às direções X, Y e Z precitadas respectivamente.
O fixador de motor 16 compreende de modo geral um corpoprincipal 130 constituído por uma primeira ferragem principal 132a e por umasegunda ferragem principal 132b superposta à primeira na direção Y', as duasferragens 132a, 132b sendo unidas rigidamente uma à outra, por exemplo porintermédio de cavilhas transversais (não representadas) que atravessamorifícios 154 previstos com essa finalidade.
As duas ferragens 132a, 132b definem conjuntamente umasuperfície superior plana 156 orientada de acordo com um plano X'Y', essasuperfície 156 sendo unida sob uma porção inferior da pirâmide 14 do estribode afixação 4, também com o auxílio de cavilhas verticais (não representadas)que atravessam orifícios 158 previstos com essa finalidade.Como pode ser visto nas figuras 5 e 6, uma superfície plana dejunção 160 entre as duas ferragens 132a, 132b se inscreve em um plano X'Z'que corresponde a um plano de simetria longitudinal P do conjunto do fixadorde motor dianteiro 16, esse plano P sendo tal que ele passa pelo eixo 5 domotor 2.
Esse fixador dianteiro 16 compreende as duas bielas decompensação dos esforços de impulso 150a, 150b dispostas de um lado e deoutro do eixo 5 do motor 2, e que compreendem cada uma delas umaextremidade dianteira destinada a ser conectada à porção 23 do cárter central 22.
Por outro lado, a extremidade traseira de cada biela 150a, 150bé de modo conhecido pelo profissional conectada a uma extremidade livre148a, 148b de um balancim 146 que toma a forma de uma ferragem dupla, eque é articulado em torno de um primeiro eixo de articulação 144.
Uma das particularidades da invenção reside notadamente nofato de que esse primeiro eixo de articulação 144 é realizado por intermédiode duas porções de eixo 144a, 144b, como está melhor visível nas figuras 5 e6. Mais precisamente, esse primeiro eixo de articulação 144 é portantoconstituído por uma primeira porção de eixo 144a de forma semicilíndrica erealizada de uma só peça com a primeira ferragem principal 132a, assimcomo por uma segunda porção de eixo 144b também de forma semicilíndrica,e realizada de uma só peça com a segunda ferragem principal 132b.
Essas duas porções de eixo 144a, 144b de forma semicilíndricadispõem cada uma delas de uma superfície plana 162b em contato com aoutra (a superfície plana da porção de eixo 144a não sendo visível nasfiguras), essas superfícies planas 162b pertencendo ao plano de simetria P.
Por outro lado, as duas porções de eixo 144a, 144b formam oprimeiro eixo de articulação de maneira a que esse último seja orientado deacordo com um eixo 164 situado no plano de simetria P.A união que compreende as bielas 150a, 150b, o balancim 146e o primeiro eixo de articulação 144 constitui portanto uma parte do fixadorde motor dianteiro 16 capaz de compensar os esforços que são exercidos deacordo com a direção X do motor 2, esses esforços sendo essencialmenteesforços de impulso gerados por esse último.
Por outro lado, é precisado que o primeiro eixo de articulação144 se situa em uma parte traseira do corpo principal 130. Ao nível dessaparte traseira, as primeira e segunda ferragens principais 132a, 132b definemconjuntamente uma superfície de batente 166 disposta mais na frente emrelação ao eixo de articulação 144, essa superfície de batente 166 sendo capazde limitar a rotação do balancim 146 em torno do eixo de articulação 144 emcaso de ruptura de uma das duas bielas 150a, 150b ou de um eixo queassegura a articulação dessas últimas. Devido a isso, deve ser compreendidoque a superfície 166 é posicionada em relação ao eixo de articulação 144 demaneira a poder constituir um batente para o balancim 146, quando esseúltimo sofre uma deflexão angular que atinge um valor predeterminado.
Por outro lado, a parte dianteira do corpo principal 130 éprovida de um dispositivo do tipo Monoball conhecido pelo profissional, quecompreende um segundo eixo de articulação 136 solidário do corpo principal130, assim como uma ferragem triangular dupla 138 articulada ao nível de umvértice nesse eixo 136. Ainda de modo conhecido, os dois outros vérticesdessa ferragem triangular 138, situados mais baixo que aquele que opera juntocom o eixo de articulação 136, são destinados a ser conectados de modoarticulado na porção 23 do cárter central 22.
Esse segundo eixo de articulação 136 é realizado porintermédio de duas porções de eixo 136a, 136b, como está melhor visível nasfiguras 5 e 6. Mais precisamente, esse segundo eixo de articulação 136 éportanto constituído por uma primeira porção de eixo 136a de formasemicilíndrica e realizada de uma só peça com a primeira ferragem principal132a, assim como por uma segunda porção de eixo 136b também de formasemicilíndrica, e realizada de uma só peça com a segunda ferragem principal132b.
Essas duas porções de eixo 136a, 136b de forma semicilíndricadispõem cada uma delas de uma superfície plana 170b em contato com aoutra (a superfície plana da porção de eixo 136a, não sendo visível nasfiguras), essas superfícies planas 170b pertencendo ao plano de simetria P.Por outro lado, as duas porções de eixo 136a, 136b formam o segundo eixo dearticulação 134 de maneira a que esse último seja orientado de acordo comum eixo 172 situado no plano de simetria P.
A união que compreende o segundo eixo de articulação 136 e aferragem triangular 138 constitui portanto no que lhe diz respeito uma partedo fixador de motor dianteiro 16 capaz de compensar os esforços que sãoexercidos de acordo com as direções Y e Z do motor 2.
Finalmente, é indicado que cada uma das ferragens principais132a, 132b pode ser realizada por usinagem ou por moldagem, em ummaterial do tipo aço ou titânio.
Naturalmente, diversas modificações podem ser trazidas peloprofissional ao fixador de motor 16 e aos sistemas de montagem 1 queacabam de ser descritos, unicamente a título de exemplos não limitativos. Emespecial, mesmo se a descrição detalhada fez unicamente referência a umfixador dianteiro para a aplicação da invenção, deve ser compreendido que elase aplica também à realização de um fixador traseiro destinado a integrar umbalancim de montagem das bielas de compensação dos esforços de impulso.