BRPI0609927A2 - aeronave e porta para fechar uma abertura de acesso de um helicóptero - Google Patents

Abstract

AERONAVE E PORTA PARA FECHAR UMA ABERTURA DE ACESSO DE UM HELICóPTERO. A presente invenção refere-se a uma aeronave (100) que inclui um corpo (108), incluindo uma parte frontal e uma parte de cauda traseira (115), uma porta de painel único (105), construída e disposta para fechar uma abertura de acesso (205) definida em uma parte inferior do corpo (108), e uma articulação (308) entre o corpo (108) e a porta (105). A articulação (308) é construída e disposta para movimentar a porta (105) geralmente para trás e para cima quando a porta (105) é movimentada de uma posição fechada para uma posição aberta, de forma que a porta (105) é posicionada abaixo e adjacente à parte de cauda traseira (115).

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "AERONAVEE PORTA PARA FECHAR UMA ABERTURA DE ACESSO DE UM HELICÓPTERO".

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

1. Campo da Invenção

A presente invenção refere-se a uma porta de aeronave e maisparticularmente, a uma porta que é montada em uma abertura de acesso deum helicóptero.

2. Descrição da técnica relacionada

Um helicóptero geralmente inclui uma fuselagem na qual abertu-ras de acesso são fornecidas. Essas aberturas de acesso são projetadaspara permitir que as pessoas entrem no helicóptero e carreguem carga emáreas de armazenagem. Cada abertura de acesso é equipada com uma por-ta que essencialmente inclui um revestimento externo fixado em uma es-trutura. Quando a porta é fechada, o revestimento externo estende-se nive-lado com o contorno superficial circundante do revestimento da fuselagem.Cada porta é convencionalmente fixada na fuselagem pelo uso de um me-canismo de dobradiça no qual a porta é aberta por ser oscilada em um arcoem torno de suas dobradiças. O procedimento é invertido para fechar a por-ta.

A carga em balanço que atua sobre o mecanismo de dobradiçade uma porta quando a porta é aberta pode ser significativo devido ao pesoda porta e exposição a vento. Desse modo, o tamanho das aberturas de a-cesso nas quais as portas são montadas é geralmente limitado. Entretanto,tal limitação de tamanho pode não ser desejável para aberturas de acessodispostas na porção traseira de um helicóptero uma vez que podem ser utili-zadas para carregar carga ou acomodar maças e pessoal de emergênciadurante operações de resgate. Desse modo, para aumentar o tamanho deuma abertura de acesso traseira de um helicóptero, dois painéis de portasão geralmente utilizados. Os painéis de porta são configurados como portasfrancesas e abrem em direção ao exterior do helicóptero. Como duas portassão utilizadas, elas podem ser feitas menores, e desse modo mais leves, doque uma porta de painel único.

Embora uma porta com dois painéis possa minimizar significati-vamente a carga que atua sobre o mecanismo de dobradiça de cada painel,tal porta permanece pesada e sua abertura e fechamento podem demorarmais tempo e ser mais incômodos. Especificamente, cada um dos dois pai-néis deve ser manipulado um após o outro e em ordem precisa para realizarum fechamento que assegure fechamento e abertura adequados. Além dis-so, tal porta pode ser mais difícil de vedar devido à divisão linear extra nalinha central definida entre os painéis.

BREVE SUMÁRIO DA INVENÇÃO

Em uma modalidade da invenção, é fornecido um veículo de ae-ronave que inclui um corpo, incluindo uma porção frontal e uma porção decauda traseira, uma porta de painel único construída e disposta para fecharuma abertura de acesso definida em uma porção inferior do corpo, e umaarticulação entre o corpo e a porta. A articulação é construída e disposta pa-ra mover a porta geralmente para trás e para cima quando a porta é movidaa partir de uma posição fechada para uma posição aberta, de modo que aporta é posicionada abaixo e adjacente à porção de cauda traseira.

Em outra modalidade da invenção, é fornecida uma porta parafechar uma abertura de acesso de um helicóptero, o helicóptero tendo umcorpo que inclui uma porção frontal e uma porção de cauda traseira. A portainclui uma porta de painel único, e uma articulação entre o corpo e a portade painel único, a articulação sendo construída e disposta para mover a por-ta de painel único geralmente para trás e para cima quando a porta é movidade uma posição fechada para uma posição aberta, de modo que a porta éposicionada abaixo e adjacente à porção de cauda traseira.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

As modalidades da invenção serão descritas agora somentecomo exemplo, com referência aos desenhos em anexo nos quais símbolosde referência correspondentes indicam partes correspondentes, e nos quais:

A figura 1 é uma representação esquemática de uma porção tra-seira de um helicóptero que inclui uma porta que se move para trás e parafrente de acordo com uma modalidade da invenção;

A figura 2 é uma representação esquemática de uma porção tra-seira de um helicóptero que inclui uma porta, em uma posição aberta, deacordo com uma modalidade da invenção;

A figura 3 é uma vista de uma porta de acordo com uma modali-dade da invenção;

A figura 4 é uma vista de um primeiro conjunto de ligação queconecta a porta à fuselagem do helicóptero de acordo com uma modalidadeda invenção;

A figura 5 é uma vista de um segundo conjunto de ligação queconecta a porta à fuselagem do helicóptero de acordo com uma modalidadeda invenção;

A figura 6 é uma vista do primeiro conjunto de ligação fixado nafuselagem de um helicóptero de acordo com uma modalidade da invenção;

A figura 7 mostra uma porção da porta de acordo com uma mo-dalidade da invenção;

A figura 8 mostra uma representação esquemática do movimen-to do primeiro e segundo conjunto quando a porta é movida de uma posiçãofechada (linha reta) para uma posição aberta (linha tracejada);

As figuras 9a-f mostram várias vistas da porta quando é movidade uma posição fechada para uma posição aberta;

A figura 10 é uma vista da porta em uma posição totalmente a-berta de acordo com uma modalidade da invenção;

A figura 11 é uma vista de um primeiro mecanismo de travamontado na porta de acordo com uma modalidade da invenção;

A figura 12 é uma vista do primeiro mecanismo de trava quandoa porta está em uma posição aberta de acordo com uma modalidade da in-venção;

A figura 13 é uma vista do segundo mecanismo de trava monta-do na porta de acordo com uma modalidade da invenção; e

A figura 14 é uma vista do segundo mecanismo de trava quandoa porta está em uma posição fechada de acordo com uma modalidade dainvenção.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

A figura 1 é uma representação esquemática de um helicóptero,geralmente mostrado como 100, incluindo uma porta 105 que incorpora osprincípios da presente invenção. O helicóptero 100 compreende um corpo108, incluindo uma fuselagem 110 que compreende uma porção de caudatraseira 115 e um esqueleto central 120. A porção de cauda traseira 115 in-clui um par de estabilizadores geralmente horizontais 125a, 125b que sãoindividualmente fornecidos em uma extremidade do mesmo com uma aletageralmente vertical 130a, 130b. A porção de cauda traseira 115 também po-de incluir um rotor antitorque de passo variável (não mostrado na figura 1)para compensar pelo torque criado pelo rotor único principal (não mostradona figura 1) localizado em uma porção superior 135 do esqueleto central120.

A porta 105, que é mostrada na figura 1 em uma posição fecha-da e travada com relação ao corpo principal 108, tem um formato exteriorconvexo e interior substancialmente côncavo. A porta 105 inclui geralmenteuma porção central 140 que se afila de larga para estreita a partir de umaprimeira porção de base 155a, que contata a porção inferior 160 do es-queleto central 120, até uma segunda porção de base 155b, que contata aporção de cauda traseira 115. Como pode ser visto na figura 1, a porta 105 ésubstancialmente simétrica ao longo do plano de simetria longitudinal, cen-tral XZ que se estende ao longo da fuselagem 110. A porta 105 também in-clui duas porções laterais substancialmente triangulares 145a, 145b que seestendem individualmente ao longo da porção extrema curva 150a, 150b daporção central 140, a partir da primeira porção de base 155a até a segundaporção de base 155b. A porção extrema curva 150a, 150b define o contornolongitudinal da porção central 140.

A porta 105 é construída e disposta de tal modo que uma transi-ção sem emenda entre o revestimento externo da fuselagem 110 e o reves-30 timento externo da porta 105 possa ser obtida quando a porta 105 estiverem uma posição totalmente fechada. Para esse efeito, uma borda externa170 da rotação de porta 105 é configurada para engatar uma armação peri-férica 215 que se estende ao longo de um contorno 220 da abertura de a-cesso 205 (vide a figura 2). Como visto melhor na figura 3, a porta 105 tam-bém inclui um mecanismo de trava 320, 325, 330 que é configurado parafixar a porta à fuselagem 110 em uma posição fechada ou aberta. Especifi-camente, o primeiro mecanismo de trava 320 é um dispositivo de trava aber-to que é configurado para fixar a porta 105 em uma posição aberta e trava-da. O segundo mecanismo de trava 325 é configurado para fixar a porta 105em uma posição fechada e travada. Os primeiro e segundo mecanismos detrava 320, 325 são operados através do mecanismo de controle 330.

Na modalidade mostrada na figura 1, a porta 105 é uma porta depainel único que tem um revestimento que pode ser feito, por exemplo, utili-zando um processo de moldagem ou estampagem. A porta 105 pode serfeita de uma variedade de materiais incluindo metal ou carbono/epóxi, o úl-timo sendo geralmente selecionado por sua capacidade de resistir a carre-gamento cíclico, seu baixo peso relativo, e sua flexibilidade de fabricação.

Em outra modalidade, a porta 105 pode ser montada de várias partes quesão fixadas juntas utilizando, por exemplo, um processo de soldagem ourebitagem.

Com referência agora à figura 2, essa figura mostra a porta 105em uma posição totalmente aberta, de acordo com uma modalidade da in-venção. A porta 105 é dobrada em torno da porção de cauda traseira 115para maximizar acesso à abertura 205. Especificamente, a porção central140 é disposta geralmente paralela e levemente abaixo da superfície in-ferior da porção de cauda traseira 115. A abertura de acesso 205 estende-sesubstancialmente, como visto na direção Z, a partir da porção inferior 160 doesqueleto central 120 até a junção entre a porção de cauda traseira 115 e oesqueleto central 120 e, como visto na direção Y, a partir da primeira porçãolateral 210a até a segunda porção lateral 210b do esqueleto central 120.

Como as porções laterais 145a, 145b e porção central 140 envolvem ou "a-ninham" com a porção de cauda traseira 115 na posição aberta, espaço sufi-ciente é fornecido para o pessoal se movimentar em torno da porção traseirado helicóptero 100 quando a porta 105 está aberta. Na construção da figura2, antenas 165 montadas na porção inferior 170 da porção de cauda traseira115 podem ser protegidas ou blindadas quando a abertura 205 é acessada.

A figura 3 mostra uma vista da porção interna 305 da porta 105,de acordo com uma modalidade da invenção. A porta 105 é conectada aocorpo de helicóptero 108 através de uma articulação 308, que inclui um pri-meiro conjunto de ligação, geralmente mostrado como 310, e um segundoconjunto de ligação, geralmente mostrado como 315. Uma descrição deta-lhada dos primeiro e segundo conjuntos de ligação 310 e 315 será fornecidaposteriormente, com referência às figuras 4-5.

A porta 105 também inclui um primeiro mecanismo de trava 320e um segundo mecanismo de trava 325 que são respectivamente configura-dos para travar a porta 105 no corpo 108 quando a porta 105 está em umaposição aberta (vide a figura 2) e em uma posição fechada (vide a figura 1).

Os primeiro e segundo mecanismos de trava 320 e 325 podem ser operadosatravés de um mecanismo de controle 330 disposto na porção central 140 daporta 105. O mecanismo de controle 330, mostrado nessa modalidade, incluiessencialmente um punho 335 e três cabos 340a, 340b, 340c que conectamo punho 335 no primeiro mecanismo de trava 320 e segundo mecanismo detrava 325. Como mostrado na figura 10, o punho 335 inclui um corpo princi-pal 336 que tem um formato substancialmente de disco, e uma porção retrá-til 337 que pode ser girada para controlar os primeiro e segundo mecanis-mos 320, 325. A operação do mecanismo de controle será descrita posteri-ormente com referência às figuras 10-14.

A porta 105 também inclui um par de elementos 345a, 345b, quesão fornecidos próximos às porções de ápice 350a, 350b das porções late-rais 145a, 145b. Os elementos 345a, 345b, são construídos e dispostos parafixar a porta 105 no corpo 108 do helicóptero 100, quando está em uma po-sição fechada e travada. Esses elementos 345a, 345b podem ser elementosde fixação convencionais como conhecido na técnica.

Com referência agora à figura 4, como exemplo não limitador, oprimeiro conjunto de ligação 310 tem uma barra geralmente no formato de U420. A barra no formato de U 420 inclui uma primeira porção alongada 405ae uma segunda porção alongada 405b que são conectadas através de umaporção transversal 410. Nessa modalidade, as primeira e segunda porções ea porção transversal 405a, 405b, 410 constituem uma única barra contínua420 que é curva em locais 415a, 415b. Entretanto, será reconhecido que asprimeira e segunda porções e a porção transversal 405a, 405b, 410 podemser também partes separadas que são montadas utilizando técnicas conhe-cidas (por exemplo, soldagem) para formar a configuração no formato de Uda barra 420. O primeiro conjunto de ligação 310 também inclui uma primei-ra e segunda hastes de montagem 425a, 425b que são respectivamente co-nectadas à barra no formato de U 420 em locais curvos ou de canto 415a,415b. Além disso, primeira e segunda porções de conexões 430a, 430b sãodispostas próximas às porções extremas 426a, 426b das primeira e segundahastes de montagem 425a, 425b. Primeira e segunda porções de conexão430a, 430b são conectadas de forma pivotal às dobradiças da porta 15435a, 435b, que são individualmente dispostas na porção interna 305, e pró-ximas à primeira porção de base 155a, da porta 105 (vide a figura 3). Emuma modalidade, dobradiças de porta 435a, 435b incluem individualmenteum pino localizador (não mostrado na figura 3) e são configuradas para tra-var a porta 105 em uma posição fechada. Nesse arranjo, o primeiro conjuntode ligação 310 pode girar em torno do eixo geométrico AA.

As primeira e segunda porções alongadas 405a, 405b do primei-ro conjunto de ligação 310 incluem uma primeira e uma segunda porção ex-trema distai 440a, 440b que são dotadas de primeiro e segundo elementosde conexão 445a, 445b, respectivamente. Os primeiro e segundo elementosde conexão 445a, 445b são respectivamente conectados de forma pivotal auma dobradiça de fuselagem 450a, 450b, de modo que o primeiro conjuntode ligação 310 possa girar em torno do eixo geométrico BB. Como visto me-lhor na figura 6, dobradiças de fuselagem 450a, 450b são montadas no inte-rior da fuselagem 110.

Na construção mostrada na figura 4, a conexão entre o primeiroconjunto de ligação 310 e a fuselagem 110 é feita também através de umaprimeira e uma segunda porções de conexão retrateis 455a, 455b. Comopode ser apreciado melhor a partir da figura 6, cada porção de conexão re-trátil 455a, 455b (somente a porção de conexão retrátil 455b sendo mostradana figura 6) inclui um braço 460a, 460b, e um montante de gás respectivo465a, 465b. Braços 460a, 460b incluem respectivas primeiras porções ex-tremas 461a, 461b, que são respectivamente conectadas à primeira e à se-gunda porção alongada 405a, 405b, e segundas porções extremas 462a,462b, que são conectadas de forma pivotal às primeiras porções extremas466a, 466b dos montantes de gás 465a, 465b. Montantes de gás 465a, in-cluem ainda segundas porções extremas 467a, 467b que são individualmen-te conectadas de forma pivotal à fuselagem 110 do helicóptero 100. Nessamodalidade, montantes de gás 465a, 465b podem girar em torno do eixogeométrico CC e DD, como mostrado na figura 4.

Na modalidade mostrada, hastes de montante 470a, 470b sãoconectadas em braços respectivos 460a, 460b, enquanto os cilindros demontante 472a, 472b são conectados em porções respectivas da fuselagem110 (somente a haste de montante 470b, cilindro de montante 472b e braço460b são mostrados na figura 6). Deve ser reconhecido, entretanto, que osmontantes podem ser invertidos em orientação de modo que as hastes se-jam conectadas à fuselagem e cilindros sejam conectados aos braços.

A figura 5 mostra uma construção do segundo conjunto de liga-ção 315 que conecta a porta 105 à fuselagem 110, de acordo com uma mo-dalidade da invenção. O segundo conjunto de ligação 315 tem um formatogeralmente de H e inclui um primeiro braço 505a e um segundo braço 505bque são conectados através de uma porção intermediária 510 em locais506a, 506b. Cada braço 505a, 505b inclui uma primeira porção extrema dis-tai 511 a, 511 b, e uma segunda porção extrema distai 515a, 515b. Primeiroe segundo braços 505a, 505b são respectivamente conectados de formapivotal às dobradiças de porção de cauda 520a, 520b, através dos primeiroselementos de conexão 525a, 525b, que são montados nas primeiras porçõesextremas 511a 511b. Como mostrado nas figuras 13-14, dobradiças de por-ção de cauda 520a, 520b são posicionadas no interior da porção de caudatraseira 115.

Nessa modalidade, primeiro e segundo braços 505a, 505b sãoconectados de forma pivotal à porta 105 através dos segundos elementos deconexão 530a, 530b, que são montados nas segundas porções extremas515a, 515b. A fixação do segundo conjunto de ligação 315 na porta 105 éexecutada através da placa 535, que é afixada (por exemplo, por prendedo-res ou por ser soldada) na porção interna 305 da porta 105 (vide as figuras13-14). A placa 533 inclui uma porção central 536 e duas porções extremasdistais 537a, 537b, que se estendem substancialmente perpendiculares comrelação à porção central 536. Porções extremas distais 537a, 537b são con-figuradas para receber segundos elementos de conexão 530a, 530b, comomostrado na figura 5. Na construção da figura 5, o segundo conjunto de liga-ção 315 é configurado para girar em torno do eixo geométrico EE e FF.

Como visto melhor na figura 3, a placa 535 é dimensionada paraser montada na porção central 140 da porta 105 em uma posição intermedi-ária 309 entre a primeira porção de base 155a e a segunda porção de base155b.

A figura 6 mostra uma modalidade do primeiro conjunto de liga-ção 310 montado na fuselagem 110, quando a porta 105 está em uma posi-ção fechada e travada. A dobradiça de fuselagem 450b estende-se para bai-xo a partir de uma armação superior 605 da fuselagem 110 e contata a se-gunda porção lateral 210b da fuselagem 110. O segundo elemento de cone-xão 445b é conectado de forma pivotal às articulações de fuselagem 450bem uma extremidade do mesmo. Similarmente, a segunda porção extrema467b do montante de gás 465b é conectada de forma pivotal a uma dobradi-ça lateral 610, que é disposta em uma armação lateral 615.

A operação da porta 105 será explicada agora com referência àsfiguras 6-8 e 9a-f. A figura 7 mostra a porção inferior da porta 105 quando aporta 105 está em uma posição fechada. A figura 8 mostra uma represènta-ção esquemática do movimento dos primeiro e segundo conjuntos 310 e 315quando a porta 105 é movida de uma posição fechada (linha reta) para umaposição totalmente aberta (linha tracejada). As figuras 9a-f mostram umaseqüência de abertura de porta.

Como pode ser visto na figura 8, os primeiro e segundo conjun-tos 310 e 315 são respectivamente conectados de forma pivotal na armaçãosuperior 605 com dobradiça de fuselagem 450b e dobradiça de porção decauda traseira 520b. O primeiro conjunto 310 também é conectado de formapivotal à armação lateral 615 através da dobradiça lateral 610. A figura 8mostra os vários eixos geométricos de rotação (AA, BB, CC, DD, EE e FF)em torno dos quais os primeiro e segundo conjuntos 310, 315 podem girar.Esses eixos de rotação são perpendiculares ao plano da figura 8. Especifi-camente, durante abertura e fechamento da porta 105, a segunda porçãoalongada 405b da barra no formato de U 420 gira em torno do ponto pivô B,a segunda porção de conexão 430b da segunda haste de montagem 425bgira em torno do ponto pivô A, e a segunda porção extrema 467b do montan-te de gás 465b gira em torno do ponto pivô D. Além disso, durante aberturae fechamento da porta 105, a primeira porção extrema distai 511b gira emtorno do ponto pivô F e a segunda porção extrema distai 515b gira em tornodo ponto pivô F. Para evitar redundância, a discussão aqui focará no movi-mento de somente um lado dos primeiro e segundo conjuntos 310, 315, umavez que o movimento do outro lado desses conjuntos é substancialmente idêntico.

Como mostrado na figura 9a, quando a porta 105 está em umaposição fechada, a borda externa 170 da porta 105 engata a armação perifé-rica 215 da abertura de acesso 205 de modo que o revestimento externo daporta 105 estende-se nivelado com o revestimento da fuselagem 110. Naposição fechada, o centro de gravidade CG da porta 105 é localizado entre oponto pivô B e o ponto pivô F, como mostrado na figura 8. Além disso, naposição fechada, a direção longitudinal do montante de gás 465b, que seestende entre o ponto pivô C e o ponto pivô D (linha CD), define um ângulo6=9o (>0) com a linha fixa BD que se estende entre o ponto pivô B e o pontopivô D (vide as figuras 6 e 8). Em uma modalidade, o ângulo pode ser aproximadamente 8o.

Quando a porta 105 está destravada, a abertura 205 pode seracessada movendo a porta 105 geralmente para trás e para cima, comomostrado nas figuras 9b-f. A figura 8 mostra esquematicamente as trajetóriasseguidas pelo ponto pivô A (identificado como "T1" na figura 8) e o pontopivô E (identificado como "T2" na figura 8), quando a porta 105 é levada daposição fechada (vide a figura 9a) para a posição aberta (vide a figura 9f).

A abertura da porta 105 faz com que a barra no formato de U420 gire em uma direção no sentido horário (como visto na figura 8), que,por sua vez, força o braço 460b da porção retrátil 455b a pivotar em torno doponto pivô C. A rotação do braço 460b comprime o montante de gás 465b efaz com que o último gire em torno dos pontos pivô C e D, respectivamente.

Nessa modalidade, o montante de gás 465b gira em uma dire-ção no sentido anti-horário (como visto na figura 8).

A figura 9b mostra a porta 105 logo após ser destravada e movi-da de sua posição fechada. O montante de gás 465b está em um estado decompressão com relação a sua condição inicial, isto é, sua condição quandoa porta 105 é fechada (9=9o). Como pode ser visto na figura 9b, a direçãolongitudinal do montante de gás 465b, que se estende entre o ponto pivô C eponto pivô D, define um ângulo 0=01, com a linha BD. O ângulo 91 é menordo que 9o.

Para contrabalançar seu estado de compressão, o montante degás 465b exerce uma força de reação F ao longo de sua direção longitudinal(isto é, direção entre os pontos pivô D e C) que, quando transmitida para suaprimeira porção extrema 466b, faz com que o braço 460b e o segundo ele-mento de conexão 445b pivotem, respectivamente, em torno de pontos pivôC e B, como visto melhor na figura 6. A rotação do braço 460b é transmitidapara a segunda porção alongada 405b, que, por sua vez, força a porta 105em direção a sua posição fechada. Em uma modalidade mostrada na figura7, a rotação da segunda porção alongada 405b faz com que a primeira por-ção de base 155a da porta 105 reengate a porção inferior 160 do esqueletocentral 120.

Quando a força manual exercida para girar o primeiro conjunto310 em torno do ponto pivô B em uma direção horária (a porta se abre) con-tinua a ser maior do que a força de reação exercida pelo montante de gás465b, a abertura da porta 105 continua. A figura 9c mostra a porta 105 emuma posição aberta adicional. Na figura 9c, o montante de gás 465b é adi-cionalmente comprimido a partir de sua condição já comprimida da figura 9be a direção longitudinal do montante de gás 465b que se estende entre pon-tos pivô C e D define agora um ângulo 0=02 com a linha que se estende en-tre pontos pivô B e C (linha BD). Nessa condição, o ângulo 92 é menor doque o ângulo 91. Na figura 9c, o ângulo 92 é substancialmente zero.

O estado de compressão do montante de gás 465b é máximoquando a direção CD coincide com a linha BD, isto é, quando o eixo geomé-trico longitudinal do montante de gás 465b coincide com o eixo geométricolongitudinal do braço 460b. Essa configuração, na qual o ângulo 9=0, cor-responde a uma posição intermediária entre aquela mostrada na figura 9c eaquela mostrada na figura 9d. Após a direção longitudinal do montante degás 465b passar pela linha BD, o montante de gás 465b não é adicionalmen-te comprimido e a força de reação F exercida pelo montante de gás 465bforça o primeiro conjunto de ligação 310 a girar na direção horária. Nessaconfiguração, o montante de gás 465b coopera com a força aplicada paraabrir a porta 105.

O conjunto formado pelo braço 460b e montante de gás 465b20 pode ser mencionado como um conjunto do tipo por cima do centro devi-do ao fato de que a força exercida pelo montante de gás 465b se opõe oufacilita a abertura da porta 105 dependendo de sua posição angular com re-lação a uma posição central representada pela linha fixa BD. A linha fixa BDestende-se entre o ponto pivô B e o ponto pivô D. Especificamente, quandoa direção longitudinal de montante de gás 465b gira entre sua posição inicial(na qual a porta 105 está em uma posição fechada) e a linha fixa CD, a forçade reação exercida pelo montante de gás 465b se opõe à abertura da porta105. Ao contrário, quando a direção longitudinal do montante de gás 465bpassa pela linha fixa BD, a rotação do primeiro conjunto 310 não comprimeadicionalmente o montante de gás 465b, e o montante de gás 465b está emorientação geométrica que tende a propender a porta 105 na direção de a-bertura. Como resultado, a força de reação exercida pelo montante de gás465b assume a abertura da porta 105.

Como pode ser visto na figura 9d, a direção longitudinal CD domontante de gás 465b que se estende entre pontos pivô C e D está abaixoda linha central BD. Nessa configuração, a compressão do montante de gás465b é menor do que a compressão obtida quando a direção longitudinal domontante de gás 465b coincide com a direção longitudinal do braço 460.

Como pode ser visto nas figuras 9c-d, a rotação dos primeiro esegundo conjuntos de ligação 310 e 315 faz com que a porta 105 se movaadicionalmente para trás e para cima. Especificamente, à medida que a por-ta 105 se abre, as primeira e segunda porções de base 155a e 155b da por-ta 105 se movem tanto verticalmente como horizontalmente nas direções Z eY. Como pode ser visto nas figuras 9d-e, a segunda porção de base 155b daporta 105 se move para baixo enquanto a primeira porção de base da porta105 se move para cima.

A figura 9e mostra a porta 105 em uma posição aberta adicional.Nessa posição, a segunda porção de base 155b está em uma posição verti-cal menor (como medido na direção Z) do que na figura 9d enquanto a pri-meira porção de base 155a está em uma posição vertical mais elevada.

A figura 9f mostra a porta 105 quando atinge a extremidade deseu deslocamento. Nessa posição, a porta 105 é dobrada em torno da por-ção de cauda traseira 115 do helicóptero 100, e a porção central 140 e asporções laterais triangulares 145a, 145b da porta envolvem a porção decauda traseira 115.

Com referência à figura 8, quando a porta 105 atinge a extremi-dade de seu deslocamento, o ponto pivô A do primeiro conjunto de ligação310 passa sobre a linha que se estende entre o ponto pivô F e o ponto pivôB (linha FB). Como o centro de gravidade CG da porta 105 está agora locali-zado a ré do ponto pivô B (vide a figura 8), a gravidade força a porta 105 ase mover em uma direção anti-horária, desse modo empurrando a primeiraporção de base 155a adicionalmente para cima (direção Z). O primeiro me-canismo de trava 320 localizado na primeira porção de base 155a da porta105 se move então em direção à porção inferior 170 da porção de caudatraseira 115 (vide a figura 11) e engata o elemento 1105 disposto na porçãode cauda traseira 115 (vide a figura 12). A porta 105 está agora em uma po-sição aberta e travada.

Dependendo da posição angular da direção longitudinal do pri-meiro conjunto de ligação 310 (linha BA) com relação à linha fixa BF, a porta105 pode permanecer aberta ou se mover para uma posição fechada. Espe-cificamente, quando a linha BA passa acima da linha fixa BF, a gravidadeforça o primeiro conjunto de ligação 310 a girar em uma direção horária,desse modo forçando a porta 105 a permanecer aberta. A porta 105 está emposição de trava de geometria uma vez que a gravidade força a linha BA apermanecer acima da linha fixa BF. Em outras palavras, a gravidade força aporta 105 a permanecer aberta. A figura 8 mostra o ponto pivô A acima dalinha BF quando a porta 105 atinge o final de seu deslocamento. Ao contrá-rio, quando a linha BA está abaixo da linha fixa BA, a gravidade força o pri-meiro conjunto de ligação 310 a girar em uma direção anti-horária, dessemodo forçando a porta 105 a fechar.

Para fechar a porta 105, o processo é invertido. Em primeiro lu-gar, o primeiro mecanismo 320 é destravado e a segunda porção de base155b da porta 105 é movida para cima de modo a destravar a porta 105. Es-pecificamente, esse movimento para cima move a primeira porção de base155a para baixo e gira a barra no formato de U 420 em uma direção anti-horária (como visto na figura 8), desse modo colocando o ponto pivô A abai-xo da linha FB. Após o ponto pivô A passar abaixo da linha FB (isto é, linhaBD está abaixo da linha FB), a gravidade faz com que os primeiro e segundoconjuntos 310 e 315 girem na direção anti-horária (como visto na figura 8) oque faz com que a porta 105 se feche. Esse movimento rotacional, por suavez, força o montante de gás 465b a comprimir e girar em uma direção horá-ria (como visto na figura 8) em torno de pontos pivô C e D. Quando a forçaaplicada para fechar a porta 105 é maior do que a força de reação exercidapelo montante de gás 465b, o movimento de rotação do montante de gás465b e do primeiro conjunto de ligação 310 é mantido.A compressão do montante de gás 465b é máxima quando obraço 460b é alinhado com o montante de gás 465b. Nessa configuração, adireção longitudinal do montante de gás 465b se estendendo dos pontospivô C e D (linha CD) substancialmente coincide com a linha se estendendoentre o ponto pivô B e D (linha BD). Após a direção longitudinal CD do mon-tante de gás 465b passar sobre a linha BD, o montante de gás 465b não émais comprimido e a força de reação F exercida pelo montante de gás 465bforça o primeiro conjunto de ligação 310 a girar na direção anti-horária. Nes-sa configuração, o montante de gás 465b coopera com a força aplicada parafechara porta 105.

Será reconhecido que a abertura e fechamento da porta 105 po-de ser feita manual ou automaticamente. Nesse modo de operação mencio-nado por último, a força exercida para abrir e/ou abrir a porta 105 é fornecidaatravés de um motor. Em outra modalidade, a abertura e o fechamento daporta 105 podem ser feitos tanto manual como automaticamente. Por exem-plo, um motor pode ser utilizado para comprimir o montante de gás 465b apartir de seu estado inicial para seu estado de compressão máxima de modoa girar o montante de gás 465b sobre a linha BD. Similarmente, o motortambém pode ser utilizado para fechar a porta pela compressão do montantede gás 465b.

A operação do mecanismo de controle 330 para abrir e fechar aporta 105 será explicada agora com referência às figuras 10-14.

A figura 10 é uma vista inferior da porta 105 em uma posiçãototalmente aberta de acordo com uma modalidade da invenção. A porta 105inclui os primeiro e segundo conjuntos de ligação 310, 315, e os primeiro esegundos mecanismos de trava 320, 325, que são configurados para travara porta 105 na fuselagem 110. Os primeiro e segundo mecanismos de trava320, 325 são operados através do mecanismo de controle 330, que compre-ende essencialmente um punho 335 e três cordões 340a, 340b, 340c. Cor-dões 340a, 340b, 340c conectam o punho 335 aos primeiro e segundo me-canismos de trava 320, 325. O punho 335 inclui um corpo principal 336 quetem um formato substancialmente de disco, e uma porção retrátil 337 quepode ser girada para controlar os primeiro e segundo mecanismos 320, 325.

Como visto melhor na figura 7, o primeiro mecanismo de trava320 é montado em uma cunha 705 que é afixada na porção superior 305 daporta 105. O primeiro mecanismo de trava 320 inclui um corpo 710 que alojaum gancho 715 e um gatilho 720. O cabo 340a é conectado ao gatilho 720,de tal modo que quando a porção retrátil 337 gira, o gatilho 720 retrai nocorpo 710.

Nessa modalidade, o segundo mecanismo de trava 325 funcionasubstancialmente do mesmo modo que o primeiro mecanismo de trava 320.Como pode ser visto nas figuras 10 e 13, o segundo mecanismo de travainclui um primeiro e um segundo corpo 1005a, 1005b, que são montadosnas duas extremidades 1010a, 1010b de uma placa 1015. Os primeiro e se-gundo corpos 1005a, 1005b incluem individualmente um corpo 1020a, 1020bque aloja um gancho 1025a, 1025b e um gatilho 1030a, 1030b, como mos-trado na figura 13. Como pode ser visto na figura 10, os cordões 340b, 340cconectam os gatilhos 1030a, 1030b. Quando a porção retrátil 337 gira, oscordões 340b, 340c puxam os gatilhos 1030a, 1030b, que retraem nos cor-pos 1020a, 1020b.

As figuras 11 e 12 mostram o primeiro mecanismo de trava 320antes e após a porta 105 estar em uma posição aberta e travada. Na figura11,o primeiro mecanismo de trava 320 não está engatado com o elemento1105 disposto em um quadro superior da porção de cauda traseira 115. Afigura 12 mostra uma vista do mecanismo de trava engatado com o elemen-to 1105.

As figuras 13 e 14 mostram o segundo mecanismo de trava 325antes e após a porta 105 estar em uma posição fechada e travada. Na figura13, o segundo mecanismo de trava 325 não está engatado com o elemento1305 que é disposto em uma armação superior da porção de cauda traseira115. A figura 14 mostra uma vista do mecanismo de trava engatado com oelemento 1305.

Será reconhecido que a abertura e o fechamento da porta 105podem ser realizados manual ou automaticamente. Nessa configuraçãomencionada por último a operação dos primeiro e segundo mecanismos detrava 320, 325 pode ser controlada através de um motor.

Será reconhecido que os conceitos aqui descritos são igualmen-te aplicáveis a estruturas diferentes daquelas ilustradas aqui nas figuras emanexo. Por exemplo, a porta descrita acima pode ser incorporada em outrostipos de aeronaves e veículos, como por exemplo, um tanque, um aerobar-co, etc.

Embora a fabricação e uso de várias modalidades da presenteinvenção sejam discutidos em detalhe abaixo, deve ser reconhecido que apresente invenção prove muitos conceitos inventivos aplicáveis que podemser incorporados em uma ampla variedade de contextos específicos. As mo-dalidades específicas discutidas aqui são simplesmente ilustrativas de mo-dos específicos para fazer e utilizar a invenção e não delimitar o escopo dainvenção. Por exemplo, embora a porta descrita acima seja montada emuma porção traseira de um helicóptero, outras aberturas de acesso tambémpodem ser equipadas com essa porta.

As modalidades acima foram fornecidas para ilustrar os princí-pios estruturais e funcionais da presente invenção, e não pretendem ser limi-tadores. Ao contrário, a presente invenção pretende abranger todas as modi-ficações, alterações e substituições compreendidas no espírito e escopo dasreivindicações apensas.

Claims (27)

1. Aeronave (100), caracterizada pelo fato de que compreende:um corpo (108) incluindo uma porção frontal e uma porção de cauda traseira (115);uma porta de painel único (105) construída e disposta para fechar uma abertura de acesso (205) definida em uma porção inferior do corpo (108); euma articulação (308) entre o corpo (108) e a porta (105), aarticulação (308) construída e disposta para mover a porta (105) geralmentepara trás e para cima quando a porta (105) é movida de uma posição fecha-da para uma posição aberta, de modo que a articulação (308) retenha a por-ta em uma posição espaçada abaixo e adjacente à porção de cauda traseira (115).

2. Aeronave (100), de acordo com a reivindicação 1, caracteri-zada pelo fato de que a articulação (308) compreende um primeiro conjuntode ligação (310) e um segundo conjunto de ligação (315), cada um dos pri-meiro e segundo conjuntos de ligação incluindo uma primeira porção extre-ma conectada de forma pivotal ao corpo (108) e uma segunda porção ex-trema conectada de forma pivotal ao painel único.

3. Aeronave (100), de acordo com a reivindicação 2, caracteri-zada pelo fato de que um ponto pivô entre a segunda porção extrema doprimeiro conjunto de ligação (310) e o painel único está acima de uma linhase estendendo de um ponto pivô entre a primeira porção extrema dosegundo conjunto de ligação (315) e o corpo (108) até um ponto pivô entre aprimeira porção extrema do primeiro conjunto de ligação (310) e o corpo(108), quando a porta (105) está na posição aberta.

4. Aeronave (100), de acordo com a reivindicação 2, caracteri-zada pelo fato de que o primeiro conjunto de ligação (310) inclui uma tercei-ra porção extrema conectada de forma pivotal ao corpo (108).

5. Aeronave (100), de acordo com a reivindicação 4, caracteri-zada pelo fato de que a terceira porção extrema inclui um braço (460a, 460b) e um montante de gás (465a, 465b), o montante de gás (465a, 465b)incluindo uma primeira porção extrema (466a, 466b) conectada de formapivotal ao braço (460a, 460b) e uma segunda porção extrema (467a, 467b)conectada de forma pivotal ao corpo (108).

6. Aeronave (100), de acordo com a reivindicação 5, caracteri-zada pelo fato de que o montante de gás (465a, 465b) é configurado paramover o painel único para dentro quando a segunda porção extrema (467a,-467b) do montante de gás (465a, 465b) pivota entre uma primeira posição,na qual a porta (105) está na posição fechada, e uma segunda posição, naqual um eixo geométrico longitudinal do montante de gás (465a, 465b) coin-cide com um eixo geométrico longitudinal do braço (460a, 460b).

7. Aeronave (100), de acordo com a reivindicação 6, caracteri-zada pelo fato de que um ângulo de rotação definido pelo montante de gás(465a, 465b) entre as primeira e segunda posições é de aproximadamente-8a.

8. Aeronave (100), de acordo com a reivindicação 6, caracteri-zada pelo fato de que o montante de gás (465a, 465b) é configurado paramover o painel único para cima quando o montante de gás (465a, 465b) girasobre um ângulo maior do que um ângulo de rotação definido pelo montantede gás (465a, 465b) entre a primeira e a segunda posição.

9. Aeronave (100), de acordo com a reivindicação 1, caracteri-zada pelo fato de que compreende ainda um mecanismo de trava (320,-325) configurado para travar o painel único ao corpo (108) quando a porta(105) está na posição fechada e na posição aberta.

10. Aeronave (100), de acordo com a reivindicação 1, caracteri-zada pelo fato de que o mecanismo de trava (320, 325) inclui um primeiromecanismo de trava (320) configurado para travar o painel único quando aporta (105) está na posição aberta, um segundo mecanismo de trava (325)configurado para travar o painel único quando a porta (105) está na posiçãofechada e um mecanismo de controle (330) configurado para controlar osprimeiro e segundo mecanismos de trava (320, 325).

11. Aeronave (100), de acordo com a reivindicação 1, caracteri-zada pelo fato de que o painel único é desengatado de uma borda externaque define a abertura de acesso (205) quando a porta (105) está na posiçãoaberta.

12. Aeronave (100), de acordo com a reivindicação 1, caracteri-zada pelo fato de que o painel único é construído e disposto para envolversubstancialmente a porção de cauda traseira (115) quando a porta (105) está na posição aberta.

13. Aeronave (100), de acordo com a reivindicação 1, caracteri-zada pelo fato de que uma borda externa do painel único é construída edisposta para engatar uma borda externa da abertura de acesso (205) demodo a formar uma transição sem emenda entre o painel e o corpo (108)quando a porta (105) está na posição fechada.

14. Aeronave (100), de acordo com a reivindicação 1, caracteri-zada pelo fato de que o painel único tem um formato interior substancial-mente côncavo e inclui uma porção central (140) e uma primeira e uma se-gunda porção lateral (145a, 145b).

15. Aeronave (100), de acordo com a reivindicação 14, caracte-irizada pelo fato de que a porção central (140) afila-se de larga para estreitaa partir de uma primeira porção de base (155a) até uma segunda porção debase (155b), a segunda porção de base (155b) sendo configurada para en-gatar uma porção inferior da porção de cauda traseira (115).

16. Aeronave (100), de acordo com a reivindicação 1, caracteri-zada pelo fato de que o veículo é um helicóptero (100) ou uma aeronave (100).

17. Porta (105) para fechar uma abertura de acesso (205) de umhelicóptero (100), o helicóptero (100) tendo um corpo (108) que inclui umaporção frontal e uma porção de cauda traseira (115), a porta (105) caracte-rizada pelo fato de que compreende:uma porta de painel único (105); euma articulação (308) entre o corpo (108) e a porta de painelúnico (105), a articulação (308) construída e disposta para mover a porta depainel único (105) geralmente para trás e para cima quando a porta (105) émovida de uma posição fechada para uma posição aberta, de modo que aarticulação (308) retém a porta (105) em uma posição espaçada abaixo eadjacente à porção de cauda traseira (115).

18. Porta (105), de acordo com a reivindicação 17, caracteriza-da pelo fato de que a articulação (308) compreende um primeiro conjuntode ligação (310) e um segundo conjunto de ligação (315), cada um dosprimeiro e segundo conjuntos de ligação incluindo uma primeira porção ex-trema conectada de forma pivotal ao corpo (108) e uma segunda porção ex-trema conectada de forma pivotal ao painel único.

19. Porta (105), de acordo com a reivindicação 18, caracteriza-da pelo fato de que um ponto pivô entre a segunda porção extrema doprimeiro conjunto de ligação (310) e o painel único está acima de uma linhaque se estende a partir de um ponto pivô entre a primeira porção extremado segundo conjunto de ligação (315) e o corpo (108) até um ponto pivô en-tre a primeira porção extrema do primeiro conjunto de ligação (310) e o cor-po (108), quando a porta (105) está na posição aberta.

20. Porta (105), de acordo coma reivindicação 18, caracteriza-da pelo fato de que o primeiro conjunto de ligação (310) inclui uma terceiraporção extrema conectada de forma pivotal ao corpo (108).

21. Porta (105), de acordo com a reivindicação 20, caracteriza-da pelo fato de que a terceira porção extrema inclui um braço (460a, 460b)e um montante de gás (465a, 465b), o montante de gás (465a, 465b) inclu-indo uma primeira porção extrema (466a, 466b) conectada de forma pivotalao braço (460a, 460b) e uma segunda porção extrema (467a, 467b) conec-tada de forma pivotal ao corpo (108).

22. Porta (105), de acordo com a reivindicação 21, caracteriza-da pelo fato de que o montante de gás (465a, 465b) é configurado paramover o painel único para dentro quando a segunda porção extrema (467a,-467b) do montante de gás (465a, 465b) pivota entre uma primeira posição,na qual a porta (105) está na posição fechada, e uma segunda posição, naqual um eixo geométrico longitudinal do montante de gás (465a, 465b) coin-cide com um eixo geométrico longitudinal do braço (460a, 460b).

23. Porta (105), de acordo com a reivindicação 22, caracteriza-da pelo fato de que um ângulo de rotação definido pelo montante de gás(465a, 465b) entre as primeira e segunda posições é aproximadamente 8°

24. Porta (105), de acordo com a reivindicação 22, caracteriza-da pelo fato de que o montante de gás (465a, 465b) é configurado paramover a porta de painel único (105) para cima quando o montante de gás(465a, 465b) gira sobre um ângulo maior do que um ângulo rotacional defini-do pelo montante de gás (465a, 465b) entre as primeira e segunda posições.

25. Aeronave, caracterizada pelo fato de que compreende:uma fuselagem (110) incluindo uma porção frontal e uma porçãode cauda traseira (115);uma porta de painel único (105) construída e disposta para fe-char uma abertura de acesso (205) definida em uma porção inferior da fuselagem (110); euma articulação (308) entre a fuselagem (110) e a porta (105), aarticulação (308) construída e disposta para pivotar em torno de três eixosgeométricos de pivô e mover a porta (105) geralmente para trás e para cimaquando a porta (105) é movida de uma posição fechada para uma posiçãoaberta, de modo que a porta (105) seja posicionada abaixo e adjacente àporção de cauda traseira (115).

26. Aeronave (100), de acordo com a reivindicação 25, caracte-rizada pelo fato de que a articulação (308) compreende um primeiro conjun-to de ligação (310) e um segundo conjunto de ligação (315), cada um dosprimeiro e segundo conjuntos de ligação incluindo uma primeira porção ex-trema conectada de forma pivotal à fuselagem (110) e uma segunda porçãoextrema conectada de forma pivotal ao painel único.

27. Aeronave (100), de acordo com a reivindicação 26, caracte-rizada pelo fato de que um ponto pivô entre a segunda porção extrema doprimeiro conjunto de ligação (310) e o painel único está acima de uma linhaque se estende a partir de um ponto pivô entre a porção extrema do segun-do conjunto de ligação (315) e a fuselagem (110) até um ponto pivô entre aprimeira porção extrema do primeiro conjunto de ligação (310) e a fuselagem(110), quando a porta (105) está na posição aberta.