BRPI0617035A2 - dispositivo de controle no extradorso de uma superfìcie de sustentação de uma aeronave e aeronave - Google Patents
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Abstract
DISPOSITIVO DE CONTROLE NO EXTRADORSO DE UMA SUPERFìCIE DE SUSTENTAçãO DE UMA AERONAVE E AERONAVE Dispositivo de controle de uma esteira turbilhonar gerada por um elemento oblongo no extradorso de uma superfície de sustentação de uma aeronave. O dispositivo (1) comporta um meio de controle (8) que é arranjado em um elemento de fixação (11) do elemento oblongo (5) e na superfície sustentadora (4) de modo que a base (12) está em contato da borda de ataque (6) da superfície sustentadora (4) , e que apresenta uma forma triangular em um plano perpendicular a seu eixo longitudinal com dois lados adjacentes formando os flancos que são ligados juntos por uma borda arredondada.
Description
"DISPOSITIVO DE CONTROLE NO EXTRADORSO DE UMA SUPERFÍCIE DE SUSTENTAÇÃO DE UlVIA AERONAVE E AERONAVE" Campo da invenção
A presente invenção refere-se a um dispositivo de 5 controle de pelo menos uma esteira turbilhonar gerada no extradorso de uma superfície de sustentação de uma aeronave, a mencionada trajetória em turbilhão sendo gerada por pelo menos um elemento oblongo que é montado sobre essa superfície estrutural. Mais particularmente, porém não exclusivamente, a presente invenção se aplica ao controle do escoamento de fluídos no extradorso das asas de um avião, que são munidas de elementos oblongos tais como os reatores, os tanques de abastecimento em vôo, ou de cargas, por exemplo, de mísseis. Trata-se mais precisamente de controlar a trajetória em turbilhão para uma posição do avião próxima da perda de sustentação (decrochage), a fim de melhorar a sustentação máxima que a assa do avião pode produzir em presença de um ou vários elementos oblongos tais como os citados anteriormente.
Através dos documentos US-3 744 745 e US-4 685 643, conhecem-se os dispositivos de controle de trajetória que são destinados para agir na trajetória em turbilhão gerada em uma asa de avião por uma nacela de reator que é 25 montada sob esta asa. Esses dispositivos de controle usuais comportam pelo menos um meio de controle que é disposto diretamente na nacela em um lado da mesma. Esse meio de controle está afastado da borda de ataque da asa correspondente e é situado acima dessa-borda de ataque. Ademais, esse meio de controle usual apresenta uma forma alongada, cujo eixo longitudinal é sensivelmente paralelo a um escoamento de fluído local e cuja extremidade para acima pode ser pontiaguda.
Um tal meio de controle usual gera um turbilhão auxiliar destinado ao controle da trajetória em turbilhão. Esse turbilhão auxiliar deve, portanto, se deslocar até a asa se para poder agir na mencionada trajetória em turbilhãopara controlar. Então, como a distância entre esse meio de controle e a mencionada trajetória em turbilhão é relativamente estrutural, é difícil encontrar uma posição apropriada do mencionado de controle na nacela para conduzir o turbilhão auxiliar exatamente ao nível da mencionada trajetória em turbilhão. Além disso, o trajeto desse turbilhão auxiliar varia geralmente em função da velocidade do avião e de sua incidência.
Além disso, para obter um turbilhão auxiliar de energia forte que seja susceptível de agir sobre a mencionada trajetória em turbilhão em qualquer situação, os meios de controle descritos nos documentos anteriormente citados apresentam uma forma em placa plana, de espessura muito fraca. Diz-se que um meio de controle que apresenta as bordas muito angulosas (como é o caso de uma tal placa) gera um turbilhão auxiliar potente, e isto geralmente seja qual for a incidência do avião. Em razão desta última característica, um tal meio de controle usual apresenta todavia o inconveniente de gerar igualmente um turbilhão auxiliar na incidências fracas do avião e em particular, em vôo em fase de cruzeiro, o que acarreta em particular em um aumento embaraçoso da esteira (traínée) nesta fase do vôo.
Conseqüentemente, um dispositivo de controle usual do tipo anteriormente citado não é completamente satisfatório.
A presente invenção refere-se a um dispositivo de controle no extradorso de uma superfície de sustentação de uma aeronave de pelo menos uma trajetória em turbilhão gerada por pelo menos um elemento oblongo que é montado baixo essa superfície estrutural ultrapassando para cima parcialmente a borda de ataque da mencionada superfície estrutural (em particular uma asa de avião), dispositivo que permite solucionar os inconvenientes anteriormente citados.
Para isto, segundo a invenção, o mencionado dispositivo do tipo comportando pelo menos um meio de controle que édisposto no nível do mencionado elemento oblongo; e que apresenta uma forma alongada, cujo eixo longitudinal é sensivelmente paralelo a um fluxo de fluído local e cuja extremidade para cima (em relação ao mencionado fluxo de fluído local) é pontiaguda, é notável pelo fato do mencionado meio de controle:
- ser realizado (inteiramente) sob a forma de uma ponta que é triangular simultaneamente na vista lateral e na vista superior;
- estar arranjado simultaneamente em um elemento de fixação (especificado posteriormente) do elemento oblongo e na superfície estrutural de forma que a base da mencionada ponta (correspondente a sua extremidade inferior) é direcionada ao contato da borda de ataque da mencionada superfície estrutural; e
- apresentar uma forma que é sensivelmente triangular em um plano perpendicular ao mencionado eixo longitudinal e que apresenta um primeiro lado destinado a entrar em contato com o mencionado elemento de fixação e dois lados adjacentes formando os flanços, os mencionados flanços estando ligados, unidos por uma borda arredondada. Desta forma, graças ã invenção:
- como a base do meio de controle é direcionada para o contato da borda de ataque da superfície estrutural, oturbilhão auxiliar gerado pelo meio de controle passa naturalmente diretamente no extradorso da superfície estrutural, ali onde se encontra a trajetória em turbilhão a ser controlada;
- como o mencionado meio de controle apresenta uma forma triangular compreendendo dois flanços adjacentes, o
escoamento local no nível do elemento oblongo ataca o meio de controle antes de um dos flancos para incidências locais positivas muito fortes, o que gera o aparecimento de um turbilhão auxiliar de origem viscosa (a baixa velocidade), especificada abaixo; e
- como o meio de controle apresenta uma borda arredondada entre os dois flancos, o mencionado meio de controle podeser contornado pelo fluido de escoamento local em vôo em fase de cruzeiro, isto é, para as incidências locais no nível do meio de controle que são reduzidas e comprimidas, por exemplo, entre -5o e +5°, o que evita todo descolamento em tais de situações de vôo.
Conseqüentemente, o meio de controle conforme a invenção gera um turbilhão auxiliar de origem viscosa, quando ele é colocado baixo forte incidência em relação a seu eixo principal, ou seja, quando o plano de sustentação da aeronave está próximo de perder altitude. No quadro da presente invenção, entende-se por turbilhão viscoso um turbilhão se enrolando' a partir de um ponto singular de fricção parietal nula na parede, de eixo inicial perpendicular à parede. Esse turbilhão auxiliar viscoso vem a reforçar e estabilizar em envergadura a trajetória em turbilhão emitida. pelo elemento oblongo. Esta estabilização permite manter o conjunto em turbilhão perto do plano de sustentação e paralelamente ao eixo do elemento oblongo. Por outro lado, esse turbilhão auxiliar não é gerado, quando o meio de controle (que apresenta uma forma triangular com dois flanços adjacentes ligados juntos por uma borda arredondada, e não uma forma em placa plana) é colocado em incidências fracas, ou seja, em incidências que correspondem à atitude de um vôo em fase de cruzeiro de um avião convencional.
0 dispositivo de controle conforme a invenção permite então solucionar os inconvenientes anteriormente citados. Certamente, a posição· e, sobretudo a forma, como a mencionada acima, do meio de controle representam as características essenciais de sua eficácia.
Em um modo de concretização particular, o mencionado meio de controle apresenta na vista superior uma forma triangular, na qual, por uma parte, o comprimento L do lado em frente do elemento de fixação e, da outra parte, o comprimento C do lado em contato com a superfície de sustentação verificam a relação seguinte: L >£>L. Por outro lado, em um modo de concretização preferida, omencionado dispositivo de controle comporta dois meios de controle que são arranjados de um lado e de outro do elemento de fixação.
Notar-se-á que no marco da presente invenção, o mencionado elemento de fixação pode corresponder:
- ou ao mencionado elemento oblongo (uma nacela de turbo-propulsor ou uma vasilha de abastecimento em vôo, por exemplo), quando este último é ficado diretamente sob a superfície de sustentação; - ou a um suporte (um mastro de reator ou um suporte de capacidade de carga, por exemplo) permitindo fixar o mencionado elemento oblongo (um reator ou uma carga, por exemplo) sob a superfície de sustentação.
Ademais, no quadro da presente invenção, a mencionada superfície de sustentação pode corresponder a toda a superfície da aeronave que participa na sustentação desta última, e certamente em particular às assas que formam o conjunto de assa desta última.
As Figuras do desenho anexo farão compreender bem como a invenção pode ser concretizada. Dessas Figuras, as referências idênticas designam os elementos semelhantes. Figura 1: mostra esquematicamente um dispositivo de controle conforme a invenção eu está em posição de funcionamento;
Figura 2: ilustre esquematicamente um meio de controle de um dispositivo de controle conforme a invenção; Figuras 3A, 3B e 3C: ilustram esquematicamente diferentes cortes transversais ao longo do eixo longitudinal do meio de controle representado na Figura 2; Figura 4: é uma vista superior esquemática de um meio de controle de um dispositivo de controle conforme a invenção.
Breve descrição da invenção
0 dispositivo 1, conforme a invenção e apresentado 3 5 esquematicamente na Figura 1, é destinado a controlar uma esteira turbilhonar 2 no extradorso de uma superfície de sustentação 4 de uma aeronave (não representada), emparticular sobre o extradorso de uma assa de avião. Esta esteira turbilhonar 2 é gerada de forma usual (essencialmente em forte incidência) por um elemento oblongo que é montado sob essa superfície sustentadora 5 4, ultrapassando para cima (no sentido E do fluxo de escoamento local) pelo menos parcialmente a borda de ataque 6 da mencionada superfície sustentadora 4. o mencionado elemento oblongo pode ser preferivelmente um reator, uma vasilha de abastecimento em vôo ou uma carga tal como um míssil, por exemplo.
Mais precisamente, o dispositivo 1 conforme a invenção tem a meta de controlar a esteira turbilhonar 2 para uma posição da aeronave que está próxima da perda de sustentação, ou seja para um ângulo de incidência local (X 15 (que é definido entre o eixo longitudinal 5A do elemento oblongo 5 e o vetor velocidade o ar 7) que é forte, por exemplo, superior a 12°, a fim de melhorar a sustentação máxima que a superfície de sustentação 4 pode gerar em presença de um tal elemento oblongo 5.
Para isso, o mencionado dispositivo de controle 1 é dotipo comportando pelo menos um meio de controle 8 que é fixado no nível do mencionado elemento oblongo 5 e que apresenta uma forma alongada, cujo eixo longitudinal 8A é sensivelmente paralelo ao fluxo do escoamento local (seta E) e cuja extremidade superior 9 é pontiaguda. Esse mio de controle 8 é susceptível de cria um turbilhão auxiliar 10 especificado abaixo.
Segundo a invenção, o mencionado meio de controle 8 igualmente apresentado na Figura 2: - é concretizado sob a forma de uma ponta (ou dardo) que é triangular tanto na vista lateral quanto na superior;
é gerado à vez em um elemento de fixação 11 (especificado abaixo) do elemento oblongo 5 e na superfície de sustentação 4 de modo que a base 12 da mencionada ponta (correspondente à extremidade baixodesta última no sentido E do fluxo de escoamento local) é direcionada ao contato da borda de atauqe 6 da mencionadasuperfície de sustentação 4; e
- apresenta uma forma que é sensivelmente triangular em um plano perpendicular ao mencionado eixo longitudinal 8A e que apresenta um primeiro lado 13 destinado a entrar em contato com o mencionado elemento de fixação 11 e dois lados adjacentes formando os flanços 14 e 15. Esses f lanços 14 e 15 são ligados juntos por uma borda arredondada 16 e formam um ângulo importante superior, de preferência, a 270°. Isto é representado nas Figuras 3A, 3B e 3C eu corresponde aos cortes transversais do mencionado do mencionado meio de controle 8 perpendicularmente a seu eixo longitudinal 8A, respectivamente seguindo as linhas do corte A-A, B-B e C-C tais como representadas na Figura 2, as quais são previstas ao longo do mencionado eixo longitudinal 8A.
Ademais, o tamanho crescente das formas triangulares da Figura 3A até a Figura 3C ilustra bem que o meio de controle 8 é concretizado inteiramente sob a forma de uma ponta.
Assim, graças à invenção:
- como a base 12 do meio de controle 8 é direcionada para o contato da borda de ataque 6 da superfície de sustentação 4, o turbilhão auxiliar 10 gerado pelo meio de controle 8 passa naturalmente diretamente nos extradorsos 3 da superfície de sustentação 4, ai onde se encontra a esteira turbilhonar 2 a ser controlada;
como o meio de controle 8 apresenta uma forma triangular compreendendo dois flanços 14 e 15 adjacentes, o escoamento local no nível do elemento oblongo 5 ataca o meio de controle 8 por um desses flanços a incidências locais positivas muito fortes, por exemplo, superiores a 20°, o que gera a aparição de um turbilhão auxiliar 10 para o núcleo viscoso (a baixa velocidade) bem acima do meio de controle 8 segundo uma direção perpendicular a seu eixo longitudinal 8A. Esse turbilhão auxiliar 10 interage de forma estabilizante com a esteira turbilhonar 2, como especificado abaixo; ecomo o meio de controle 8 apresenta uma borda arredondada 16 entre os dois flanços 14 e 15, o mencionado meio de controle 8 pode ser contornado pelo fluxo de escoamento local em vôo na fase de cruzeiro, ou seja para as incidências locais no nível do meio de controle 8 que são reduzidas e comprimidas entre por exemplo, -5o e +5°, o que evita todo desprendimento nessas situações de vôo.
Conseqüentemente, o meio de controle 8 do dispositivo de controle 1 conforme a invenção gera um turbilhão auxiliar 10 de origem viscoso, quando ele é colocado sob forte incidência em relação a seu eixo principal 8a, ou seja quando o plano de sustentação da aeronave está próximo da diminuição brusca de sustentação. No quadro da presente invenção, entende-se por turbilhão viscoso um turbilhão se enrolando a partir de um ponto singular de fricção parietal nula na parede, do eixo inicial perpendicular à parede. Esse turbilhão auxiliar viscoso 10 vem a reforçar estabilizar em envergadura a esteira turbilhonar 2 emitida pelo elemento oblongo 5. Esta estabilização permite manter o conjunto turbilhonar próximo da superfície de sustentação 4 e paralelamente ao eixo 5A do elemento oblongo 5. Por outro lado, esse turbilhão auxiliar 10 não é gerado, quando o meio de controle 8 é colocado em incidências fracas, ou seja a incidências que correspondem à atitude de um avião convencional no momento de um vôo em fase de cruzeiro. Neste caso, o eixo longitudinal 8A do meio de controle 8 é alinhado com o escoamento do vento.
Notar-se-á que o mencionado elemento de fixação 11 pode corresponder:
- ou ao mencionado elemento oblongo 5 (uma nacela de turbo-propulsor ou uma vasilha de abastecimento em vôo, por exemplo), quando este último é fixado diretamente sob a superfície de sustentação 4, como representado no exemplo das Figuras 1, 3A, 3B e 3C;
- ou a um suporte (um mastro de reator ou um suporte decapacidade de carga, por exemplo) permitindo fixar o mencionado elemento oblongo (um reator ou uma carga, por exemplo) sob a superfície de sustentação.
Em um modo de concretização particular, o mencionado meio 5 de controle 8 presente observado desde cima uma forma triangular, na qual, por uma parte, o comprimento L do lado 17 em frente (observado de cima) do elemento de fixação 11 e, da outra parte, o comprimento t do lado 12 em contato com a superfície de sustentação 4 verificam a relação seguinte: L >£>h.
Por outro lado, em um modo de concretização preferida não representada, o mencionado dispositivo de controle 1 comporta dois meios de controle 8 que são arranjados de um lado e de outro do elemento oblongo 5 de maneira a poder controlar as duas esteiras turbilhonares geradas no extradorso 3 da superfície de sustentação 4 de um lado e de outro do mencionado elemento oblongo 5, como ilustrado na Figura 5.
Claims (6)
1. Dispositivo de controle no extradorso de uma superfície de sustentação de uma aeronave, para controlar pelo menos uma esteira turbilhonar (2) gerada por pelomenos um elemento oblongo (5) que é montado sob essa superfície de sustentação (4) ultrapassando para cima parcialmente a borda de ataque (6) da mencionada superfície (4) , o mencionado dispositivo (1) compreendendo pelo menos um meio de controle (8) :- que é arranjado no nível do mencionado elemento oblongo (5) ; eque apresenta uma forma alongada, cujo eixo longitudinal (8A) é sensivelmente paralelo a um fluxo de escoamento local (E) e cuja extremidade superior (9) é pontiaguda, caracterizado pelo fato de que o mencionado meio de controle (8):é concretizado sob a forma de uma ponta que é simultaneamente triangular na vista lateral e na vista superior;- é arranjado simultaneamente em um elemento de fixação (11) do elemento oblongo (5) e na superfície de sustentação (4) de modo que a base (12) da mencionada ponta correspondente a sua extremidade posterior é direcionada ao contado da borda de ataque (6) damencionada superfície (4) ; e- apresenta uma forma que é sensivelmente triangular em um plano perpendicular ao mencionado eixo longitudinal (8A) apresentando um primeiro lado (13) destinado a entrar em contato com o mencionado elemento de fixação (11) e dois lados adjacentes (14, 15) formando os flanços, os mencionados flanços (14, 15) sendo ligados simultaneamente por uma borda arredondada (16).
2. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato do mencionado meio de controle(8) apresentar, quando observado de cima, uma formatriangular, na qual, por uma parte, o comprimento (L) do lado (17) em frente do elemento de fixação (11) e, daoutra parte, o comprimento (£) do lado (12) em contato com a superfície de sustentação (4) satisfazem a relação seguinte: L >€>L.
3. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 e 2, caracterizado pelo fato decompreender dois meios de controle (8) que são arranjados de um lado e do outro do elemento de fixação (11).
4. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 3, caracterizado pelo fato domencionado elemento de fixação (11) corresponder ao mencionado elemento oblongo (5) que é fixado diretamente sob a mencionada superfície de sustentação (4).
5. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 3, caracterizado pelo fato domencionado elemento de fixação corresponder a um suporte que permite fixar o mencionado elemento oblongo sob a mencionada superfície de sustentação.
6. Aeronave, provida de pelo menos uma superfície sustentadora, caracterizado pelo fato de compreender umdispositivo de controle (1) tal como o especificado em qualquer uma das reivindicações de 1 a 5.
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