BRPI0616484A2 - estrutura rìgida de um estribo de afixação de motor de aeronave e estribo de afixação de motor de aeronave - Google Patents
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Abstract
ESTRUTURA RìGIDA DE UM ESTRIBO DE AFIXAçãO DE MOTOR DE AERONAVE E ESTRIBO DE AFIXAçãO DE MOTOR DE AERONAVE. A invenção se refere a uma estrutura rígida (8) de um estribo de afixação de motor de aeronave, que se apresenta sob a forma de um caixão fechado por um primeiro e um segundo painel lateral de caixão (34a, 34b), essa estrutura rígida compreendendo também espaços intemervuras (38~ 1~ a 38~ 8~) cada um deles delimitado por duas nervuras transversais (36) diretamente consecutivas do caixão. De acordo com a invenção, para cada espaço internervuras que pertence a um grupo que compreende pelo menos três espaços intemervuras quaisquer e que são diretamente consecutivos, uma única abertura de acesso (42~ 1~ a 42~ 8~) é prevista nos painéis laterais, essas aberturas sendo dispostas em alternância nos primeiro e segundo painéis laterais.
Description
"ESTRUTURA RÍGIDA DE UM ESTRIBO DE AFIXAÇÃO DE MOTORDE AERONAVE E ESTRIBO DE AFIXAÇÃO DE MOTOR DEAERONAVE"
DESCRIÇÃO
DOMÍNIO TÉCNICO
A presente invenção se refere de modo geral a um estribo deafixação de um motor destinado a ser interposto entre o aerofólio de umaaeronave e o motor em questão, assim como a uma estrutura rígida de um talestribo, também chamada de estrutura primária.
A invenção pode ser utilizada em qualquer tipo de aeronaveequipada de turborreatores ou de turbopropulsores.
Um tal estribo de afixação, ou "EMS" (do inglês "EngineMounting Structure"), permite suspender um turbomotor abaixo do aerofólioda aeronave, ou então montar esse turbomotor acima desse mesmo aerofólio.
ESTADO DA TÉCNICA ANTERIOR
Nas aeronaves existentes, os turbomotores são suspensosembaixo do aerofólio por dispositivos de afixação complexos, tambémchamados de estribos de afixação. No caso dos turborreatores, os estribos deafixação habitualmente empregados apresentam uma estrutura rígida queforma caixão, quer dizer constituída pela união de painéis laterais e delongarinas inferior e superior conectados entre si por uma pluralidade denervuras transversais.
De modo conhecido, esses estribos são notadamenteprojetados para permitir a transmissão para o aerofólio dos esforços estáticose dinâmicos gerados pelos turbomotores, tais como o peso, o impulso, ouainda os diferentes esforços dinâmicos.
A estrutura rígida que forma caixão é habitualmente providade uma pluralidade de aberturas de acesso praticadas nos painéis laterais docaixão, essas aberturas também chamadas de boca de entrada ou boca devisita permitem o acesso ao interior do caixão de um operador que desejarealizar aí operações de montagem ou de manutenção. De modo clássico econhecido pelo profissional, essas aberturas são habitualmente dimensionadasde maneira a permitir a passagem de um braço de um operador.
E notado que a presença de uma abertura de acesso em umpainel lateral acarreta uma penalidade em termo de massa, visto que ela deveobrigatoriamente ser associada a um superdimensionamento do painel lateralem questão a fim de permitir que o conjunto da estrutura rígida desempenhesua função primeira que é a de assegurar a passagem dos esforços que provêmdo motor. Devido a isso, foi portanto procurada uma concepção que permitelimitar ao máximo o número de aberturas de acessos a prever nos painéislaterais, ao mesmo tempo em que permite que se tenha um acesso satisfatórioao interior da estrutura rígida e de seus diferentes espaços internervuras, cadaum desses últimos sendo delimitado por duas nervuras diretamenteconsecutivas de acordo com a direção longitudinal da estrutura rígida.
Foi assim proposto dispor essas aberturas de acesso de modo aque elas apresentem o plano vertical e longitudinal mediano da estruturarígida como plano de simetria. Além disso, para limitar aos constrangimentosde massa associados à presença das aberturas de acesso, essas últimas sãogeralmente dispostas de maneira a permitir o acesso direto a somente umúnico espaço internervuras em cada dois deles diretamente consecutivos. Emconseqüência disso, o segundo desses dois espaços internervuras éunicamente acessível indiretamente para um operador que deseja realizar aíoperações de montagem ou de manutenção, por intermédio das aberturas deacesso do espaço adjacente e da passagem interior definida pela nervuratransversal que separa esses dois mesmos espaços.
Assim, fica claro que com essa disposição a acessibilidade aosespaços internervuras do caixão que não são providos de aberturas de acesso érelativamente delicada para os operadores.Por outro lado, é precisado que com essa disposição, aresistência mecânica do conjunto da estrutura rígida em forma de caixão ébastante fragilizada ao nível das porções que integram duas aberturassimétricas que permitem o acesso direto a um mesmo espaço internervuras, oque leva inevitavelmente a efetuar um superdimensionamento adicional dospainéis laterais, muito incômodo em termo de massa global do caixão.
EXPOSIÇÃO DA INVENÇÃO
A invenção tem portanto como objetivo propor uma estruturarígida para estribo de afixação de motor de aeronave que corrige osinconvenientes encontrados nas estruturas da arte anterior.
Mais precisamente, o objetivo da presente invenção éapresentar uma estrutura rígida para estribo de afixação de motor de aeronavecuja disposição das aberturas de acesso nos painéis laterais permite obtersimultaneamente uma melhor resistência mecânica global da estrutura rígida,uma diminuição do número de aberturas a prever nos painéis laterais, assimcomo uma maior facilidade de acesso ao conjunto do caixão, em relação aoque era encontrado com as realizações da arte anterior.
Para fazer isso, a invenção tem como objeto uma estruturarígida de um estribo de afixação de motor de aeronave, a estrutura rígida seapresentando sob a forma de um caixão fechado lateralmente de um lado porum primeiro painel lateral de caixão, e do outro lado por um segundo painellateral de caixão, essa estrutura rígida compreendendo também nervurastransversais que ligam os dois painéis laterais e que são espaçadas umas dasoutras de acordo com uma direção longitudinal da estrutura rígida, assimcomo uma pluralidade de espaços internervuras cada um deles delimitado porduas nervuras transversais diretamente consecutivas, os primeiro e segundopainéis laterais sendo equipados com aberturas de acesso que permitem oacesso ao interior do caixão. De acordo com a invenção, para cada espaçointernervuras que pertence a um grupo que compreende pelo menos trêsspaços internervuras quaisquer e que são diretamente consecutivos daestrutura rígida, uma única abertura de acesso é prevista nos painéis laterais,essas aberturas de acesso sendo dispostas em alternância no primeiro e nosegundo painel lateral da estrutura rígida.
Assim, deve ser compreendido que a estrutura de acordo com ainvenção é original no sentido que ela não prevê mais a acessibilidade direta asomente um espaço internervuras em cada dois espaços consecutivos, mas àtotalidade dos espaços do grupo considerado. Isso se traduz vantajosamentepor uma maior facilidade de acesso ao conjunto do caixão, visto que cadaespaça internervuras pode portanto ser diretamente acessível a partir de umaúnica abertura, para um operador que deseja realizar operações demanutenção ou de montagem no interior do caixão.
Por outro lado, a configuração proposta permite obter umamelhor resistência mecânica global da estrutura rígida, visto que a disposiçãoem alternância das aberturas, também denominada "em quincôncio", implicaque cada corte transversal da estrutura não integra nunca duas aberturas deacesso laterais, como era portanto o caso nas realizações da arte anterior.Conseqüentemente, é obtida uma melhor distribuição das pressões nos painéislaterais, o que permite limitar os superdimensionamentos e portanto efetuarganhos importantes em termo de massa global dos painéis laterais.
Finalmente, é indicado que a disposição em quincôncioescolhida permite, para um número de espaços internervuras idêntico,diminuir de uma unidade o número de aberturas de acesso a prever nospainéis laterais em relação àquele encontrado nas realizações da arte anterior.A título de exemplo ilustrativo, para três espaços internervuras diretamenteconsecutivos, as estruturas da arte anterior integravam duas aberturas para oprimeiro espaço, nenhuma abertura para o segundo, e duas outras aberturaspara o terceiro espaço internervuras, para um total de quatro aberturas deacesso. Em contrapartida, a invenção prevê uma única abertura para cada umdos três espaços, para portanto um total de três aberturas de acesso.
Essa diminuição do número de aberturas para um segmentodado da estrutura rígida leva também a um ganho de massa, ainda em razãodo constato feito de que a presença de uma abertura de acesso em um painellateral acarreta um superdimensionamento prejudicial em termo de massa.
De preferência, o grupo que compreende pelo menos trêsespaços internervuras quaisquer e que são diretamente consecutivos éconstituído por pelo menos oito espaços internervuras, esse número podendoevidentemente ser superior. Por outro lado, poderia também ser previsto que ogrupo se estenda ao conjunto dos espaços internervuras da estrutura rígida,sem sair do âmbito da presente invenção.
De um modo mais geral, é possível prever que o grupo quecompreende pelo menos três espaços internervuras quaisquer e que sãodiretamente consecutivos integre pelo menos 60% da totalidade dos espaçosinternervuras formados na estrutura rígida.
Preferencialmente, cada abertura de acesso tem uma formacircular, e dispõe de um raio superior a 200 mm, esse valor sendoabsolutamente apropriado para permitir a passagem de um braço do operador.
Ainda de maneira preferencial, a estrutura rígida compreendetambém uma longarina superior assim como uma longarina inferior, e pelomenos uma dessas duas últimas é provida de pelo menos uma abertura deacesso que permite o acesso ao interior do caixão.
Finalmente, a invenção tem também como objeto um estribode afixação de motor de aeronave que compreende uma estrutura rígida talcomo aquela que acaba de ser descrita.
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:
- a figura 1 representa uma vista esquemática de lado de umconjunto para aeronave que compreende um estribo de afixação de motor deacordo com um modo de realização preferido da presente invenção; e
- as figuras 2 e 3 representam vistas em perspectiva detalhadasda estrutura rígida do estribo de afixação mostrado na figura 1.
EXPOSIÇÃO DETALHADA DE MODOS DE REALIZAÇÃOPREFERIDOS
Em referência à figura 1, é visto um conjunto motor 1 paraaeronave destinado a ser fixado sob uma asa 2 dessa aeronave representadaunicamente esquematicamente em pontilhados por razões de clareza, esseconjunto 1 compreendendo um estribo de afixação 4 de acordo com um modode realização preferido da presente invenção, assim como um motor 6 talcomo um turborreator afixado sob esse estribo 4.
Globalmente, o estribo de afixação 4 compreende umaestrutura rígida 8 ou estrutura primária, meios de afixação do motor 6 quedispõem de uma pluralidade de fixações de motor 10, 12, assim como umdispositivo de compensação dos esforços de impulso 14 gerados pelo motor 6.
A título indicativo, é notado que o conjunto 1 é destinado a ser20 circundado por uma nacela (não representada), e que o estribo de afixação 4compreende uma outra série de fixações 16 que permitem assegurarasuspensão desse conjunto 1 sob o aerofólio 2 da aeronave.
Em toda a descrição que vais e seguir, por convenção, échamada X a direção longitudinal do estribo 4 que é também assimilável àdireção longitudinal do turborreator 6, essa direção X sendo paralela a umeixo longitudinal 5 desse turborreator 6. Por outro lado, é chamada Y adireção orientada transversalmente em relação ao estribo 4 e tambémassimilável à direção transversal do turborreator 6, e Z a direção vertical ou daaltura, essas três direções X, Y e Z sendo ortogonais entre si.Por outro lado, os termos "dianteiro" e "traseiro" devem serconsiderados em relação a uma direção de deslocamento a aeronaveencontrada depois do impulso exercido pelo turborreator 6, essa direção sendorepresentada esquematicamente pela flecha 7.
Na figura 1, podem ser vistos as duas fixações de motor 10,12, a série de fixações 16, o dispositivo de compensação dos esforços deimpulso 14, e a estrutura rígida 8 do estribo de afixação 4. Os outroselementos constitutivos não representados desse estribo 4, tais como aestrutura secundária que assegura a segregação e a retenção dos sistemas aomesmo tempo em que sustenta carenagens aerodinâmicas, são elementosclássicos idênticos ou similares àqueles encontrados na arte anterior, econhecidos pelo profissional. Em conseqüência disso, não será feita nenhumadescrição detalhada dos mesmos.
Por outro lado, é indicado que o turborreator 6 dispõe na parteda frente de um cárter de ventoinha 18 de grande dimensão que delimita umcanal anular de ventoinha 20, e compreende na parte de trás um cárter central22 de menor dimensão, que contém o núcleo desse turborreator. Os cárteres18 e 20 são naturalmente solidários um do outro.
Como pode ser percebido na figura 1, as fixações de motor 10,12 do dispositivo 4 são previstas em número de dois, e respectivamentedenominadas fixação de motor dianteira e fixação de motor traseira.
Os meios de afixação desse modo de realização preferidocompreendem primeiramente a fixação de motor dianteira 10 interposta entreuma extremidade dianteira da estrutura rígida 8 também chamada pirâmide, euma parte superior do cárter de ventoinha 18. A fixação de motor dianteira10, projetada de maneira clássica e conhecida pelo profissional, é fixada emum primeiro ponto Pl da estrutura rígida 8.
Por outro lado, a fixação de motor traseira 12, tambémrealizada de modo clássico e conhecido pelo profissional, é no que lhe dizrespeito interposta entre a estrutura rígida 8 e o cárter central 22, e fixada emum segundo ponto P2 da estrutura rígida 8 colocado na parte de trás emrelação ao ponto PI.
O dispositivo de compensação dos esforços de impulso 14 é noque lhe diz respeito preferencialmente fixado em um terceiro ponto P3 daestrutura rígida 8, o ponto P3 sendo situado entre os dois pontos Pl e P2. Aesse título, é notado que os três pontos precitados pertencem de preferência aum plano mediano vertical e longitudinal do estribo de afixação (nãorepresentado).
Globalmente, o dispositivo de compensação 14 apresenta umaconcepção clássica e conhecida pelo profissional, a saber que ele apresentaduas bielas laterais de compensação dos esforços de impulso 26 (uma sósendo visível na figura 1), cada uma dessas bielas compreendendo umaextremidade dianteira conectada ao cárter de ventoinha 18, por exemplo emou na proximidade de um plano mediano horizontal do turbomotor 6. Poroutro lado, a extremidade traseira das mesmas é conectada de modo articuladoa um balancim (não representado) adaptado na estrutura rígida 8.
Essa estrutura rígida 8 toma globalmente a forma de um caixãoque se estende de trás para a frente, sensivelmente de acordo com a direção X.
Mais precisamente em referência às figuras 2 e 3 que mostramde modo mais detalhado a estrutura rígida 8 objeto da presente invenção, épossível perceber que essa última é realizada pela união clássica de umalongarina superior 30, de uma longarina inferior 32, de um primeiro painellateral de caixão 34a e de um segundo painel lateral de caixão 34b. Os quatroelementos precitados se estendem sensivelmente de uma ponta à outra daestrutura 8 de acordo com a direção X, e podem ser realizados de uma só peçaou obtidos pela união de várias porções, sem sair do âmbito da invenção.
Por outro lado, o caixão 8 é equipado de nervuras transversais36 que tomam cada uma delas a forma de um quadro e que são dispostas deacordo com planos YZ, e espaçadas uma das outras de acordo com a direçãoX.
Essas nervuras 60 permitem definir espaços internervuras 38 e38i a 38g que são portanto cada um deles delimitados na frente e atrás porduas nervuras 36 diretamente consecutivas, e também delimitados pelaslongarinas 30, 32 assim como pelos dois painéis laterais 34a, 34b.
Assim, no modo de realização preferido descrito, entre os dozeespaços internervuras formados na estrutura rígida 8, oito entre elesdiretamente consecutivos (referenciados 38i a 38g) formam um grupo 40 noseio do qual uma única abertura de acesso é prevista nos painéis 34a, 34b paracada um dos espaços 38i a 388.
Por outro lado, é realizada uma alternância / um quincôncio nadisposição dessas aberturas, visto que elas são alternativamente dispostas noprimeiro painel 34a, e no segundo painel 34b.
Mais precisamente, como pode ser visto melhor na figura 2, aabertura de acesso 421 situada mais na frente no grupo 40 de espaçosinternervuras, quer dizer aquela que desemboca diretamente no espaçoreferenciado 38i, é feita no primeiro painel 34a. Em seguida, indo na direçãoda traseira, a abertura de acesso 422 situada ao nível do espaço internervurasdiretamente adjacente referenciado 382 é no que lhe diz respeito feita nosegundo painel 34b. Ainda indo na direção da traseira, a abertura de acesso423 situada ao nível do espaço internervuras diretamente adjacente ereferenciado 3 83 é de novo feita no primeiro painel 34a. Assim, essaalternância / esse quincôncio na disposição das aberturas de acesso é feita noconjunto do grupo 40, o que implica que as aberturas 424, 426, 428 quedesembocam diretamente e respectivamente nos espaços referenciados 3 84,38ó, 38g estão situadas no segundo painel lateral 34b, assim como as aberturas425 e 427 que desembocam diretamente e respectivamente nos espaçosreferenciados 385 e 387 são realizadas no primeiro painel lateral 34a.De um modo mais geral, é possível fazer de modo com queesse grupo 40 no qual é realizada essa alternância de aberturas únicas integrede preferência pelo menos 60% da totalidade dos espaços internervuras 38 e38] a 38s formados na estrutura rígida 8, o que permite um acesso facilitado auma grande parte da estrutura rígida 8.
Cada abertura de acesso 421 a 428 tem uma forma circular deeixo sensivelmente paralelo à direção Y, e dispõe de um raio superior a 200mm.
Além disso, é possível também prever que uma ou as duaslongarinas seja munida de pelo menos uma abertura de acesso que permite oacesso ao interior do caixão. Como está mostrado a título de exemplo nafigura 3, é então possível prever uma abertura de acesso 44 na longarinasuperior 30, ao nível do espaço internervuras 38i que está mais na frente dogrupo 40. Naturalmente, essas aberturas poderiam ser feitas de maneira adesembocar em um espaço internervuras 38 que não pertence ao grupo 40,como está mostrado a título de exemplo com a abertura de acesso referenciada46 e que desemboca em um espaço internervuras situado na parte da frenteem relação ao grupo precitado.
Evidentemente, diversas modificações podem ser trazidas peloprofissional ao estribo de afixação 4 e a sua estrutura rígida 8 que acabam deser descritos, unicamente a título de exemplos não limitativos.
Claims (6)
1. Estrutura rígida (8) de um estribo de afixação (4) de motor(6) de aeronave, a dita estrutura rígida se apresentando sob a forma de umcaixão fechado lateralmente de um lado por um primeiro painel lateral decaixão (34a), e do outro lado por um segundo painel lateral de caixão (34b), adita estrutura rígida compreendendo também nervuras transversais (36) queligam os dois painéis laterais (34a, 34b) e que são espaçadas umas das outrasde acordo com uma direção longitudinal (X) da estrutura rígida, assim comouma pluralidade de espaços internervuras (38, 38i a 388) cada um delesdelimitado por duas nervuras transversais (36) diretamente consecutivas, osditos primeiro e segundo painéis laterais (34a, 34b) sendo equipados comaberturas de acesso (421 a 428) que permitem o acesso ao interior do caixão,caracterizada pelo fato de que para cada espaço internervuras (38i a 388) quepertence a um grupo (40) que compreende pelo menos três espaçosinternervuras quaisquer e que são diretamente consecutivos da estruturarígida, uma única abertura de acesso (421 a 428) é prevista nos painéis laterais(34a, 34b), essas aberturas de acesso (42i a 428) sendo dispostas emalternância no dito primeiro e no dito segundo painel lateral (34a, 34b) daestrutura rígida.
2. Estrutura rígida (8) de acordo com a reivindicação 1,caracterizada pelo fato de que o dito grupo (40) que compreende pelo menostrês espaços internervuras quaisquer e que são diretamente consecutivos éconstituído por pelo menos oito espaços internervuras (38χ a 38g).
3. Estrutura rígida (8) de acordo com a reivindicação 1 ou areivindicação 2, caracterizada pelo fato de que o dito grupo (40) quecompreende pelo menos três espaços internervuras quaisquer e que sãodiretamente consecutivos integra pelo menos 60% da totalidade dos espaçosinternervuras (38, 38i a 388) formados na estrutura rígida.
4. Estrutura rígida (8) de acordo com uma qualquer dasreivindicações precedentes, caracterizada pelo fato de que cada abertura deacesso (421 a 428) tem uma forma circular, e dispõe de um raio superior a 200mm.
5. Estrutura rígida (8) de acordo com uma qualquer dasreivindicações precedentes, caracterizada pelo fato de que ela compreendetambém uma longarina superior (30) assim como uma longarina inferior (32),e pelo fato de que pelo menos uma dessas duas últimas é provida de pelomenos uma abertura de acesso (44, 46) que permite o acesso ao interior docaixão.
6. Estribo de afixação (4) de motor (6) de aeronavecaracterizado pelo fato de que ele compreende uma estrutura rígida (8) deacordo com uma qualquer das reivindicações precedentes.
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