BRPI0621698A2 - sistema de acionamento homocinético para cubos de rotor com articulação cardan - Google Patents
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Abstract
SISTEMA DE ACIONAMENTO HOMOCINéTICO PARA CUBOS DE ROTOR COM ARTICULAçãO CARDAN. é revelado um sistema de acionamento homocinético para um rotor de aeronave de asas rotativas compreendendo um mecanismo diferencial de divisão de torque e um mecanismo de articulação cardan. E revelada também uma aeronave de asas rotativas incluindo um rotor de aeronave de asas rotativas compreendendo um mecanismo diferencial de divisão de torque e um mecanismo de articulação cardan.
Description
Relatório Descritivo da Patente de Intenção para "SISTEMA DE ACIONAMENTO HOMOCINÉTICO PARA CUBOS DE ROTOR COM ARTICULAÇÃO CARD AN".
Campo Técnico
A presente invenção refere-se ao campo de aeronaves de asas rotativas incluindo cubos de rotor com articulação cardan.
Descrição do Estado da Técnica
Cresce cada vez mais a demanda por aeronaves de asas rotativas capazes de atingir maior empuxo, maiores velocidades e que carreguem cargas mais pesadas e/ou fuselagens mais pesadas. Por exemplo, há a necessidade de aeronaves de rotor inclinável mais potentes. Evidentemente, quando critérios de desempenho tais como os listados acima precisam ser aumentados, os sistemas funcionais da aeronave de asas rotativas devem ser aperfeiçoados para obter as melhorias de desempenho conseqüentes desejadas. O sistema de acionamento do cubo do rotor é um dos diversos sistemas funcionais que necessitam de aperfeiçoamento a fim de atender à demanda de maior desempenho das aeronaves de asas rotativas.
Os sistemas de acionamento do cubo do rotor geralmente são/incluem sistemas de acionamento homocinético, que há muito tempo já se encontram em uso. Há diversos projetos de sistemas de acionamento homocinético com ótimos resultados para as mais variadas aeronaves de asas rotativas. Os sistemas de acionamento homocinético são normalmente projetados para transferir o torque, ou força de rotação, de um primeiro membro rotativo para um segundo membro rotativo, em que o primeiro membro rotativo pode não ser coaxial com o segundo membro rotativo. Os sistemas de acionamento homocinético são particularmente adequados para uso em aeronaves de asas rotativas como um meio de se transferir o torque de um mastro rotativo para um cubo de rotor, principalmente quando o cubo de rotor encontra-se articulado com o mastro rotativo. Dois sistemas de acionamento homocinético são ensinados por Zoppitelli e col. NaPatente US Na6.712.313.
Zoppitelli e col. ensinam um primeiro sistema de acionamento homocinético em que um mecanismo de divisão de torque (vide Zoppitelli e col. Figuras 2-6) é associado a um dispositivo de articulação dupla (vide Zoppitelli e col. Figs. 7 e 8) para acionar em rotação e inclinar (com respeito a um mastro) um cubo de rotor. Zoppitelli e col. também ensinam um segundo sistema de acionamento homocinético em que o mesmo mecanismo de divisão de torque aciona um cubo de rotor em rotação via conexões de acionamento, e em que o cubo de rotor é articulado ao mastro por um meio de articulação compreendendo metade de um mancai de encosto de batimento (vide Zoppitelli e col. Figuras 9 e 10). No segundo sistema de acionamento homocinético, o mecanismo diferencial aciona o cubo em rotação via conexões de acionamento enquanto o cubo é conectado ao mastro com um meio de inclinação compreendendo um mancal de encosto de batimento.
Referindo-se agora à Figura 1, uma aeronave de asas rotativas e rotor inclinável incorporando um sistema de acionamento homocinético, conforme ensinado por Zoppitelli e col., é ilustrada. A aeronave de rotor inclinável 17 é ilustrada no modo de operação de vôo "avião". Quando a aeronave 17 está no modo "avião", as asas 19 (apenas uma é ilustrada) são utilizadas para sustentar a fuselagem 21 em resposta à ação dos sistemas de rotor 23 (apenas um é ilustrado). As pás dos sistemas de rotor 23 não são ilustradas. Duas naceles 25 (apenas uma é ilustrada) encerram substancialmente um sistema de acionamento homocinético 27, encobrindo a visualização do sistema de acionamento homocinético 27 na Figura 1. Evidentemente, cada sistema de rotor 21 é acionado por motores associados (não ilustrados), um motor alojado dentro de cada nacele 25.
Referindo-se agora às Figuras 2-6, Zoppitelli e col. ensinam um mecanismo diferencial de divisão de torque encaixado em um mastro de rotor, para acionar em rotação o cubo de um rotor inclinável de aeronave conversível, conforme descrito acima com referência à Figura 1.
Nas Figuras 2 a 6, o mastro 29 do rotor, acionado por sua base (não ilustrada) em rotação ao redor de seu eixo geométrico longitudinal Z-Z, suporta um mecanismo diferencial, designado como um todo pelo número 31. Esse mecanismo 31, que pertence ao meio para acionamento homocinético do cubo do rotor, compreende essencialmente uma montagem de três discos coaxiais ao redor do eixo geométrico Z- Z e colocados um sobre o outro ao longo desse eixo, um dos discos centrais 33 sendo disposto axialmente entre os outros dois discos 35 e 37, um dos quais é disposto axialmente entre o disco central 33 e um ressalto de assentamento 39, anular, periférico e projetando-se radialmente em direção ao exterior no eixo mecânico ou mastro 29, e é chamado de disco interno 35, pois é disposto ao longo do eixo geométrico Z-Z na extremidade de base do mastro 29, e, portanto, em direção ao interior da estrutura conversível da aeronave, enquanto que o terceiro disco 37, chamado de disco externo, é disposto axialmente entre o disco central 33 e um dispositivo de pré-carga axial 41, encaixado ao longo de uma parte roscada do mastro 29 para proporcionar empilhamento axial (ao longo de Z-Z) dos três discos 33, 35 e 37 da montagem com pré-carregamento, sob as condições e pelas razões que são explicadas a seguir.
O disco central 33 é formado integralmente em rotação com o mastro 29 pelas chavetas axiais internas 43 em seu furo central, que são engatadas às chavetas axiais externas em uma parte cilíndrica ranhurada 29a do mastro 29, para transmitir o torque. Como também pode ser visto na Figura 7, o disco central 33 tem uma parte central 45, entre dois munhões cilíndricos 47 e 49 nas extremidades axiais, que é estendida radialmente em direção ao exterior por quatro braços tipo "aranha" 51, cada um perfurado com dois furos cilíndricos 55 lado a lado e com eixos geométricos paralelos. Os quatro braços tipo "aranha" 51 são diametralmente opostos em dois, e distribuídos regularmente na periferia da parte central 45 do disco central 33.
Cada um dentre os discos interno 35 e externo 37 compreende uma parte periférica, respectivamente, 57 e 59, que é deslocada axialmente em direção à parte central 45 do disco central 33 e circunda o munhão axial interno 47 (o inferior nos desenhos), ou, respectivamente, o munhão axial externo 49 (o superior nos desenhos) do último, e cada uma das partes periféricas 57 e 59, respectivamente, do disco interno 35 e do disco externo 37 também tem, projetando-se radialmente em direção ao exterior, quatro braços tipo "aranha", respectivamente, 61 e 63, também diametralmente opostos em dois e distribuídos regularmente pela periferia das referidas partes periféricas 57, 9, e cada um também perfurado com dois furos, respectivamente, 65 e 67, lado a lado com eixos geométricos paralelos, e geralmente com o mesmo diâmetro que os furos 55 no disco central 33.
Além do mais, o disco interno 35 suporta dois pinos de acionamento 69, de formato geralmente cilíndrico com uma seção transversal circular, com eixos geométricos contidos dentro de um plano radial (relativo ao eixo geométrico Z-Z), e que se projetam para o exterior do disco interno e ocupam posições diametralmente opostas, cada um estando entre dois braços tipo "aranha" 61 do disco 35, e ao mesmo tempo deslocados axialmente em direção à parte central 45 do disco central 33, de modo que possam ser alojados em uma das partes removidas, delimitada na periferia dessa parte central 45 do disco central 33, entre dois braços tipo "aranha" 51 do disco 33 (vide Figuras 5 e 6). De forma similar, o disco externo 37 tem dois pinos de acionamento 71, da mesma forma cilíndrica com uma seção transversal circular e do mesmo tamanho que os pinos 69, e também diametralmente opostos e projetando-se para fora da parte periférica 59 do disco 37, enquanto ao mesmo tempo estão deslocados axialmente em direção à parte central 45 do disco central 33, De modo que cada um deles possa ser alojado em uma das quatro partes removidas delimitadas pelos braços tipo "aranha" 51 na periferia do disco central 33 e alternando em uma direção circunferencial ao redor do eixo geométrico comum a esses três discos 33, 35 e 37, com os pinos de acionamento 69 do disco interno 35.
Os três discos 33, 35 e 37 são colocados um sobre o outro axialmente de modo que, em repouso, os braços tipo "aranha" 51, 61 e 63 fiquem diretamente uns sobre os outros, e os furos 55, 65 e 67 alinhados entre um disco e outro, como ilustrado na metade esquerda da vista na Figura 4, de modo que em cada um dos oito grupos de três furos 55, 65 e 67 alinhados dessa forma, possa ser alojado um, respectivamente, de oito pinos de conexão 73, distribuídos dessa forma, pela periferia dos três discos, em quatro conjuntos de dois pinos de conexão adjacentes 73, radialmente à mesma distância do eixo geométrico Z-Z do mastro 29, e distribuídos regularmente em quatro pares de pinos de conexão 73, diametralmente opostos em dois e ao longo de dois planos diametrais perpendiculares entre si, conforme ilustrado na Figura 2.
Cada pino de conexão 73 tem seu eixo geométrico longitudinal A-A substancialmente paralelo ao eixo geométrico Z-Z do mastro 29, e é articulado em cada um dos três braços tipo "aranha" 51, 61 e 63 correspondentes por uma, respectivamente, de três conexões de junta esférica 75, 77 e 79 que são centralizadas no eixo geométrico A-A. Como ilustrado na metade direita da vista na Figura 4, cada pino de conexão 73 é um pino com juntas esféricas triplas, com uma junta esférica central 81 com diâmetro maior do que o das duas juntas esféricas de extremidade 83, de diâmetro igual, cada uma das juntas esféricas 81 e 83 sendo uma junta esférica laminada retida radialmente (em relação ao eixo geométrico A-A) dentro de um mancai cilíndrico laminado 85 (para a conexão de junta esférica central 75) e 87 (para cada uma das conexões de junta esférica de extremidade 77 e 79), os mancais cilíndricos laminados 85 e 87 sendo substancialmente coaxiais ao redor do eixo geométrico A-A do pino de conexão correspondente 73. Por essa razão, cada pino de conexão 73 na forma, vista pelo lado externo, de uma manga cilíndrica dividida axialmente em três partes colocadas uma sobre a outra e ligeiramente afastadas uma da outra, com um colar radial na extremidade superior (vide a Figura 7), e cada uma encerrando três conexões de junta esférica 75, 77 e 79 deslocadas ao longo do eixo geométrico A-A. Após os oito pinos de conexão 73 serem instalados, o disco central 33, integral em rotação com o mastro 29, é um disco de acionamento para o disco interno 35 e o disco externo 37, que são discos acionados do mecanismo 31, e cada um dos quais podem acionar em rotação, ao redor do eixo geométrico Z-Z, e por seus dois pinos de acionamento correspondentes 69 ou 71, pelo menos um dos dispositivos de acionamento conectados ao cubo para fazer com que ele gire, cada um dos quais é articulado ao cubo, de modo a acioná-lo em rotação, a partir da rotação do mastro 29.
Pelas razões explicadas adiante, de modo a permitir rotação relativa em torno do eixo geométrico Z-Z de rotação do mastro 29, entre cada um dos discos acionados 35 e 37, de um lado, e do outro, o disco de acionamento 33 e o mastro 29, cada um dos discos acionados 35, 37 é montado, em sua parte que circunda o mastro 29, axialmente entre dois mancais anulares radiais 89, circundando o mastro 29 e substancialmente coaxiais em torno do eixo geométrico Z-Z do último. Assim, a parte central dos discos acionados 35 é encaixada entre um mancai radial interno 89, assentado no ressalto 39 do mastro 29, e um mancai radial externo 89 assentado na extremidade axial interna do munhão 47 do disco de acionamento 33, enquanto que a parte central do outro disco acionado 37 é encaixada entre um mancai radial 89, assentado na face de extremidade externa do munhão 49 do disco de acionamento 33, e outro mancai radial 89 com cargas aplicadas axialmente, na direção que aplica pré-carregamento axial à pulha dos três discos 33, 35 e 37 e de quatro mancais 89, pelo dispositivo de pré-carregamento axial 41 que, nesses desenhos, é ilustrado esquematicamente como consistindo de uma porca 91 atarraxada em volta da parte roscada externamente 29b do mastro 29.
Além dos mancais anulares radiais 89, que podem ser planos, mas, preferencialmente, são mancais laminados cilíndricos, como apresentado, ou possivelmente na forma de um cone truncado, compreendendo pelo menos uma arruela de elastômero vulcanizado entre duas arruelas de metal, duas buchas axiais 93 são utilizadas para facilitar a rotação relativa entre cada um dos discos acionados 35 e 37, de um lado, e do outro, o mastro 29 e o disco de acionamento 33. Uma das duas buchas 93 é encaixada entre a parte periférica 57 do disco acionado 35 e o munhão 47 do disco de acionamento 33, enquanto que a outra bucha axial 93 é encaixada entre a parte periférica 59 do outro disco acionado 37 e o outro munhão 49 do disco de acionamento 33. Essas duas buchas axiais 93 também são substancialmente coaxiais em torno do eixo geométrico Z-Z do mastro 29.
Nas figuras 2-6, o mecanismo diferencial 31 é de tal forma que dois pinos de acionamento 69 do disco acionado não são apenas diametral opostos em relação ao eixo geométrico Z-Z, mas se projetam radialmente em direção ao 25 exterior do disco acionado 35, perpendicularmente ao eixo geométrico Z-Z, e coaxiais em torno de um primeiro eixo geométrico diametral X-X do mecanismo 31 e do mastro 29, de modo que os pinos 69 constituam um primeiro braço de acionamento diametral integrado ao disco acionado 35. De modo similar, os dois pinos de acionamento 71 do disco acionado 37, também diametralmente opostos em relação ao eixo geométrico Z-Z e perpendiculares ao mesmo, ressaltando-se e projetando-se radialmente em direção ao exterior do disco acionado 37, e coaxial em torno de um segundo eixo geométrico diametral Y-Y do mecanismo 31 e que, em repouso, é perpendicular ao primeiro eixo geométrico diametral X-X e convergindo com o mesmo no eixo geométrico Z-Z, constituem um segundo braço de acionamento diametral, integrado em rotação com o disco acionado 37, e, quando o mecanismo 31 está em repouso, perpendicular ao primeiro braço de acionamento diametral formado pelos pinos 69.
Esse mecanismo diferencial 31 é compatível com um dispositivo de articulação dupla 96, conforme ilustrado nas Figuras 7 e 8, para um rotor no qual esse dispositivo de articulação dupla 96 constitui tanto os meios de acionamento quanto os meios de inclinação colocado entre o mecanismo diferencial 31 de um lado, e, do outro, um rotor suportando pás, e que, dessa forma, é montado de modo a pivotar ao redor de qualquer eixo geométrico de batimento que se cruza com o eixo geométrico Z-Z do mastro 29 e estendendo em qualquer direção em torno do eixo geométrico Z-Z, de modo que o cubo, e, portanto, o rotor, possam ser acionados em rotação em torno de um eixo geométrico inclinado em qualquer direção ao redor do eixo geométrico Z-Z do mastro 29.
Referindo-se agora às Figuras 7 e 8, o dispositivo de articulação dupla 96 compreende uma primeira articulação cardan 97, substancialmente na forma de um octógono (visto de forma plana) montado de modo a pivotar em relação ao mastro 20 pelos dois primeiros mancais 101a, IOlb , que podem ser mancais lisos cilíndricos ou, de preferência, mancais consistindo de elementos laminados cilíndricos, cônicos, e/ou , caso convenha, esféricos. Uma segunda articulação cardan 99, também com formato substancialmente octogonal, e disposta acima da primeira articulação cardan 97, é montada de modo a pivotar de maneira similar pelos dois segundos mancais, tal como o 103a (o outro não é visível) do mesmo tipo que os mancais IOla e 101b, de modo que a articulação cardan 99 possa pivotar em relação ao mastro 29.
As duas articulações cardan 97 e 99 são, dessa forma, acionadas em rotação respectivamente pelos discos acionados 35 e 37, os próprios sendo acionados pelo mastro 29 e pelo disco de acionamento 33, ao redor do eixo geométrico Z-Z do mastro 29, enquanto sendo montado de modo a pivotar ao redor de um, respectivamente, dos dois eixos geométricos, normalmente perpendiculares, X-X e Y-Y.
Além disso, a primeira articulação cardan 97 é articulada em uma carcaça ou corpo do cubo pelas duas primeiras conexões de junta esférica, tal como a 107a (vide a Figura 8), de preferência compreendendo juntas esféricas laminadas, cada uma combinada com um mancai laminado cônico ou cilíndrico, e as quais são diametralmente opostas em relação ao eixo geométrico Z-Z do mastro 29, e cada uma centralizada no segundo eixo geométrico diametral Y-Y, sendo retidas nas duas mangas pequenas 105 coaxialmente ao redor do eixo geométrico Y-Y na articulação cardan 97, na posição neutra ou de repouso do rotor, as duas primeiras conexões de junta esférica, tal como a 107a, permanecendo centralizadas substancialmente em um plano diametral, definido pelo eixo geométrico Z-Z e pelo segundo eixo geométrico diametral Y-Y, quando a primeira articulação cardan 97 é pivotada ao redor do primeiro eixo geométrico diametral X-X.
De maneira similar, a segunda articulação cardan 99 é articulada ao corpo do cubo pelas duas segundas conexões de junta esférica 109a e 109b, também compreendendo preferencialmente juntas esféricas laminadas combinadas com mancais laminados cônicos ou cilíndricos e, diametralmente opostas em relação ao eixo geométrico Z-Z e cada uma centralizada, em repouso ou na posição neutra do rotor, no primeiro eixo geométrico diametral X-X, ao mesmo tempo sendo retida nas mangas pequenas 111 coaxiais em torno do eixo geométrico X-X na articulação cardan 99, essas segundas conexões de junta esférica 109a e 109b permanecendo substancialmente centralizadas em um plano diametral definido pelo eixo geométrico Z-Z e pelo primeiro eixo geométrico diametral X-X quando a segunda articulação cardan 99 é pivotada ao redor do segundo eixo geométrico diametral Y-Y.
Nesta concretização, um cubo de rotor é conectado ao mastro 29 por duas articulações cardan cruzadas 97 e 99, articuladas ao interior do cubo por conexões de junta esférica, de preferência laminadas, tal como a 107a e 109a, 109b, e articuladas de modo a pivotarem ao redor dos dois braços de acionamento diametrais perpendiculares 69-69 e 71-71, em repouso, pelos mancais 101a, 101b e tal como 103a, de acordo com uma disposição ao mesmo tempo constituindo um mecanismo para inclinar o cubo é as pás, permitindo o pivotamento do cubo como um todo em torno de qualquer eixo geométrico de batimento intersectando o eixo geométrico Z-Z do mastro 29 e estendendo-se em qualquer direção ao redor do eixo geométrico Z-Z, e um mecanismo fornecendo acionamento homocinético do cubo e das pás em torno de um eixo geométrico de rotação do cubo, que pode ser inclinado em qualquer direção ao redor do eixo geométrico Z-Z do mastro 29 fazendo com que as articulações cardan 97 e 99 pivotem em torno de seus respectivos eixos geométricos diametrais X-X e Y-Y. O torque é transmitido entre o mastro 29 e o cubo por dois trens de transmissão, cada um compreendendo o mastro 29, o disco central 33 um dos respectivos discos acionados 35 e 37 e, portanto, a articulação cardan 97 ou 99 pivotando no disco acionado 35 ou 37, os dois mancais correspondentes 101a, 101b ou tal como 103b, as duas conexões de junta esférica correspondentes, tal como 107a ou 109a e o cubo.
Com um dispositivo pivotante desse tipo com duas articulações cardan 97 e 99, sabe-se que a inclinação do disco de rotor, e, portanto, do cubo em relação ao eixo geométrico Z-Z do mastro 29, induz uma rotação cíclica relativa dessas duas articulações cardan 97 e 99, a uma freqüência de 2Ω (onde Ω é a freqüência de rotação do rotor), as duas articulações cardan 97 e 99 realizando movimentos de rotação em direções opostas e de amplitude igual ao redor do eixo geométrico de acionamento e em um plano perpendicular a esse eixo geométrico de acionamento. O mecanismo diferencial 31 compensa cinematicamente essa rotação cíclica relativa das duas articulações cardan 97 e 99, por meio dos pinos de conexão 73, conectando os discos acionados 35 e 37 ao disco de acionamento 33, e que são inclinados ligeiramente enquanto acompanhando a rotação dos discos acionados 35 e 37 em direções opostas ao redor do eixo geométrico Z-Z do mastro 29. Ao mesmo tempo, o torque estático transmitido pelo mastro 29 às duas articulações cardan 97 e 99 é dividido pelo disco de acionamento 33 entre dois discos acionados 35 e 37 por meio dos pinos de conexão 73. Essa capacidade do mecanismo diferencial 31 em permitir qualquer movimento relativo das duas articulações cardan 97 e 99 no plano perpendicular ao eixo geométrico de acionamento elimina as características hiperestáticas de um dispositivo no qual o mecanismo de inclinação com duas articulações cardan seria conectado diretamente ao mastro 29.
As características homocinéticas são, dessa forma, obtidas pela compatibilidade cinemática entre os meios de inclinação e acionamento usando duas articulações cardan 97 e 99, por meio do mecanismo diferencial 31.
A transmissão das cargas do rotor (cargas de sustentação e coplanares) ao mastro 29 é proporcionada, do cubo ao mastro 29, via duas articulações cardan 97 e 99 que, em direções opostas, transmitem o torque do mastro 29 ao cubo. Os mancais anulares radiais 89 e as buchas axiais 93, permitindo rotação relativa entre os discos acionados 35 e 37 (conectados às articulações cardan 97, 99) e o disco de acionamento 33 conectado ao mastro 29, ajudam a transmitir a carga de sustentação e as cargas coplanares, a sustentação sendo também transferida pela presença do dispositivo de pré-carregamento axial 41 com deformação elástica da pilha dos três discos 33, 35 e 37 e dos quatro mancais radiais anulares 89 contra o ressalto 39 no mastro 29.
Embora os sistemas de acionamento homocinético ensinados por Zoppitelli e col. possam ser adequados a aeronaves de asas rotativas menores, mais leves e menos potentes, limitações consideráveis se tornam visíveis quando os sistemas de acionamento homocinético ensinados por Zoppitelli e col. são considerados para uso em aeronaves de asas rotativas maiores, mais pesadas e mais potentes. Por exemplo, de modo a aumentar a capacidade de transferência de torque de um sistema de acionamento homocinético ensinado por Zoppitelli e col., a dimensão geral do mecanismo de divisão de torque seria necessariamente aumentada. Além disso, uma vez que o dispositivo de articulação cardan dupla associado ao mecanismo de divisão de torque envolve substancialmente o mecanismo de divisão de torque, o tamanho geral do dispositivo de articulação cardan dupla também seria necessariamente aumentado. E desejável configurar os componentes de rotação dos sistemas de rotor para ficarem o mais próximo possível do eixo geométrico de rotação do mastro para minimizar forças resultantes indesejadas. Claramente, aumentar o tamanho do mecanismo de divisão de torque e do dispositivo de articulação cardan dupla ensinado por Zoppitelli e col. não é desejável e não constitui uma solução satisfatória para oferecer um sistema de acionamento homocinético para uma aeronave de asas rotativas maior, mais pesada e mais potente.
Embora os avanços no cubo de rotor descritos acima representem evoluções simbólicas no projeto de cubos de rotor, deficiências consideráveis ainda permanecem.
Sumário da Invenção
Há a necessidade de um sistema de acionamento homocinético aperfeiçoado que permita a transferência de torque maior minimizando, ao mesmo tempo, os efeitos dinâmicos negativos e atendendo às exigências de dimensionamento/acomodação dos componentes. Portanto, um dos objetivos da presente invenção é o de propor um sistema de acionamento homocinético aperfeiçoado que permita a transferência de torque maior minimizando, ao mesmo tempo, os efeitos dinâmicos negativos e atendendo às exigências de dimensionamento/acomodação dos componentes.
Esse objetivo é alcançado por meio de um sistema de acionamento homocinético compreendendo um mecanismo de divisão de torque que é substancialmente deslocado ao longo de um eixo geométrico de rotação a partir de um mecanismo de articulação cardan associado e/ou uma multiplicidade de conexões de acionamento. O sistema de acionamento homocinético pode ser configurado de forma que: (1) um mecanismo de divisão de torque transfira força a um mecanismo de articulação cardan (localizado mais afastado da fuselagem da aeronave de asas rotativas do que o mecanismo de divisão de torque) e o mecanismo de articulação cardan transfira força a um cubo de rotor; ou (2) um mecanismo de divisão de torque transfira força a um mecanismo de articulação cardan (localizado mais perto da fuselagem da aeronave de asas rotativas do que o mecanismo de divisão de torque) e o mecanismo de articulação cardan transfira força a um cubo de rotor.
A presente invenção oferece vantagens significativas, incluindo: (1) proporciona um sistema de acionamento homocinético aperfeiçoado com redução nos efeitos dinâmicos negativos para aeronaves de asas rotativas, (2) permite a transferência de mais toque através de um mecanismo diferencial de divisão de torque, e (3) proporciona um meio estrutural robusto para conexão de um mecanismo diferencial de divisão de torque e um mecanismo de articulação cardan dupla, em que o mecanismo diferencial de divisão de torque é axialmente espaçado do mecanismo de articulação cardan dupla.
Outros objetivos, aspectos e vantagens transparecem na descrição por escrito apresentada a seguir.
Breve Descrição dos Desenhos Os novos aspectos tidos como característicos da invenção são apresentados nas reivindicações anexas. Entretanto, a invenção em si, bem como um modo de uso preferido, e outros objetivos e vantagens da mesma, serão melhor entendidos tomando como referência a descrição detalhada seguinte, quando lida junto com os desenhos em anexo, nos quais:
A Figura 1 é uma vista lateral de uma aeronave de rotor inclinável do estado da técnica cm um sistema de acionamento homocinético conforme ensinado por Zoppitelli e col;
A Figura 2 é uma vista de cima de um mecanismo diferencial do acionamento homocinético da Figura 1;
A Figura 3 é uma vista em seção transversal, ao longo da linha de corte III da Figura 2, do mecanismo diferencial da Figura 2; A Figura 4 é uma vista em seção transversal, em geral próxima da linha de corte IV da Figura 2, do mecanismo diferencial da Figura 2;
A Figura 5 é uma vista oblíqua explodida do mecanismo diferencial da Figura 2;
A Figura 6 é uma vista oblíqua do mecanismo diferencial da Figura 2;
A Figura 7 é uma vista oblíqua explodida do mecanismo diferencial e de um dispositivo de articulação cardan dupla do sistema de acionamento homocinético da Figura 1;
A Figura 8 é uma vista oblíqua do mecanismo diferencial e de um dispositivo de articulação cardan dupla do sistema de acionamento homocinético da Figura 1;
A Figura 9 é uma vista frontal de uma aeronave de asas rotativas de rotor inclinável com um sistema de acionamento homocinético de acordo com a presente invenção;
A Figura 10 é uma vista esquemática de um sistema de acionamento homocinético de acordo com a presente invenção;
A Figura 11 é uma vista esquemática de uma concretização alternativa de um sistema de acionamento homocinético de acordo com a presente invenção;
A Figura 12 é uma vista lateral da concretização alternativa de um sistema de acionamento homocinético de acordo com a presente invenção; A Figura 13 é uma vista lateral do mecanismo diferencial de divisão de torque do sistema de acionamento homocinético da Figura 12;
A Figura 14 é uma vista de cima do mecanismo de articulação cardan dupla do sistema de acionamento homocinético da Figura 12;
A Figura 15 é uma vista de cima do mecanismo diferencial de divisão de torque do sistema de acionamento homocinético da Figura 12;
A Figura 16 é uma vista em corte transversal esquemática simplificada (ao longo da linha de corte D-D da Figura 15) do mecanismo diferencial de divisão de torque do sistema de acionamento homocinético da Figura 12;
A Figura 17 é uma vista em corte transversal esquemática simplificada (ao longo da linha de corte C-C da Figura 15) do mecanismo diferencial de divisão de torque do sistema de acionamento homocinético da Figura 12;
A Figura 18 é uma vista oblíqua de uma concretização alternativa de um pino de junta tripla de uma concretização alternativa de um mecanismo diferencial de divisão de torque de acordo com a presente invenção; e
A Figura 19 é uma vista oblíqua de uma concretização alternativa de um sistema de acionamento homocinético de acordo com a presente invenção.
Descrição da Concretização Preferida A presente invenção é um sistema de acionamento homocinético aperfeiçoado para uma aeronave de asas rotativas, que oferece maior transferência de torque ao mesmo tempo em que minimiza as características dinâmicas negativas. Embora seja feita referência específica ao uso da presente invenção com aeronaves de asas rotativas de rotor inclinável, a presente invenção pode, como alternativa, ser usada com qualquer outro veículo/aeronave de asas rotativas.
A Figura 9 ilustra uma aeronave de asas rotativas, de rotor inclinável, incorporando o sistema de acionamento homocinético da presente invenção. A Figura 9 ilustra uma aeronave de rotor inclinável 201 no modo "avião" de operação de vôo. Quando no modo "avião", as asas 203 são utilizadas para sustentar o corpo da aeronave 205 em resposta à ação dos sistemas de rotor 207, 209. Cada sistema de rotor 207, 209 é ilustrado como contendo quatro asas rotativas 211. Cada uma das naceles 213, 215 (junto com as tampas giratórias associadas 216) encerram substancialmente um sistema de acionamento homocinético 217, encobrindo os sistemas de acionamento homocinético 217 na visualização na Figura 9. Evidentemente, cada sistema de rotor 207, 209 é acionado por um motor (não ilustrado), cada um substancialmente alojado dentro de uma das naceles 213, 215.
Referindo-se agora à Figura 10 nos desenhos, uma vista esquemática simplificada de um sistema de acionamento homocinético 217 de acordo com a presente invenção é ilustrada. O sistema de acionamento homocinético 217 é adaptado para operar de maneira substancialmente similar ao sistema de acionamento homocinético de Zoppitelli e col. O sistema de acionamento homocinético 217 geralmente compreende um mecanismo diferencial de divisão de torque 219, um mecanismo de articulação cardan 221 e pelo menos dois meios de conexão 223, 225. O mecanismo diferencial de divisão de torque 219 e o mecanismo de articulação cardan 221 são associados a um mastro do rotor 227, que é configurado para rotação em torno de um eixo geométrico central R-R de rotação do mastro 227. O mastro 227 compreende uma parte interior 229 e uma parte externa 231. Como montada para operação, e, portanto, estando associada a um motor e/ou conexão de transmissão entre o motor e o mastro 227, a parte interna 229 está localizada mais próximo do motor e/ou da conexão de transmissão do que a parte externa 231. O mecanismo diferencial de divisão de torque 219 está localizado mais próximo da parte interna 229 do que o mecanismo de articulação cardan 221, ao passo que o mecanismo de articulação cardan 221 está localizado mais próximo da parte externa 231 do que o mecanismo diferencial de divisão de torque 219.
Geralmente, o mecanismo diferencial 219 serve substancialmente para a mesma funciona que o mecanismo diferencial de divisão de torque 31 conforme ensinado por Zoppitelli e col. e o mecanismo de articulação cardan 221 serve substancialmente para a mesma função que o dispositivo de articulação cardan dupla 96 também ensinado por Zoppitelli e col. Uma vez que o mecanismo diferencial 219 e o mecanismo de articulação cardan 221 são substancialmente deslocados um do outro ao longo do mastro 227, os meios de conexão 223, 225 são utilizados para conectar o mecanismo diferencial 219 e o mecanismo de articulação cardan 221. Os meios de conexão 223, 225 são adaptados para complementar e fazer interface com o mecanismo diferencial de divisão de torque 219 e o mecanismo de articulação cardan 221 de maneira que cada meio de conexão 223, 225 seja uma parte de pelo menos duas trajetórias de transferência de força independentes, permitindo que o mecanismo diferencial 219 compense cinematicamente a rotação cíclica relativa experimentada pelo mecanismo de articulação cardan 221 enquanto os meios de conexão 223, 225 compartilham a transferência do torque estático proveniente do mecanismo diferencial 219 ao mecanismo de articulação cardan 221. Essa capacidade do mecanismo diferencial 219 em permitir qualquer movimento relativo de pelo menos duas partes (não ilustradas) do mecanismo de articulação cardan 221 em um plano perpendicular ao eixo geométrico R-R elimina as características hiperestáticas de um dispositivo no qual um mecanismo de inclinação com duas articulações cardan é conectado diretamente a um mastro. Como adicionalmente montado para operação, o mecanismo de articulação cardan 221 é conectado a um cubo de rotor (não ilustrado) para acionar o cubo do rotor em rotação. Referindo-se agora à Figura 11 nos desenhos, uma vista esquemática simplificada de um sistema de acionamento homocinético 233 de acordo com a presente invenção é ilustrada. O sistema de acionamento homocinético 233 apresenta funcionamento substancialmente similar ao do sistema de acionamento homocinético 217. No entanto, o sistema de acionamento homocinético 233 difere-se do sistema de acionamento homocinético 217 pelo fato de que o mecanismo diferencial de divisão de torque 219 está localizado mais próximo da parte externa 231 do que o mecanismo de articulação cardan 221, ao passo que o mecanismo de articulação cardan 221 está localizado mais próximo da parte interna 229 do que o mecanismo diferencial de divisão de torque 219.
Embora os sistemas de acionamento homocinético 217, 233 divirjam, cada um representa um aperfeiçoamento sobre o sistema de acionamento homocinético 27 de Zoppitelli e col. na medida em que cada sistema de acionamento homocinético 217, 233 proporciona um sistema de acionamento homocinético desejável capaz de transferir maiores cargas de torque sem expandir radialmente (em torno do eixo geométrico de rotação do mastro) o tamanho físico do mecanismo diferencial de divisão de torque ou o mecanismo de articulação cardan. Isso é obtido em geral deslocando-se (ao longo do eixo geométrico R-R de rotação do mastro) o mecanismo diferencial de divisão de torque do mecanismo de articulação cardan. Ao deslocar os mecanismos diferenciais de torque do mecanismo de articulação cardan, a entrada do sistema de acionamento homocinético (transferência de torque do mastro para o mecanismo diferencial de torque) é necessariamente deslocada (ao longo do eixo geométrico de rotação do mastro) da saída do sistema de acionamento homocinético (transferência de torque do mecanismo de articulação cardan para um cubo de rotor associado).
Referindo-se agora às Figuras 12 a 17 nos desenhos, um sistema de acionamento homocinético 301 de acordo com uma concretização preferida da presente invenção é ilustrado. O sistema de acionamento homocinético 301 compreende um mecanismo de divisão de torque diferencial 303 (ilustrado em mais detalhes nas Figuras 13 e 15-17) e um mecanismo de articulação cardan dupla 305 (ilustrado nas Figuras 12 e 14) que, juntos, funcionam de forma a oferecer os benefícios também oferecidos pelo sistema de acionamento homocinético 217. O mecanismo diferencial de divisão de torque 303 compreende um disco de acionamento central 307 adaptado para ser integral em rotação a redor de um eixo geométrico de rotação S-S com um mastro 309. O mecanismo diferencial de divisão de torque também compreende um tubo interno acionado 311 e um tubo externo acionado 313. O tubo interno acionado 311 compreende uma parte de base 315, uma parte ascensora 317 e partes de braço de acionamento 319. De modo similar, o tubo externo acionado 313 compreende uma parte de base 321, uma parte ascensora 323 e uma parte de braço de acionamento 325.
As partes de base 315 e 321 são formadas substancialmente como discos localizados de forma geralmente perpendicular ao eixo geométrico de rotação S-S. O tubo interno acionado 311 e o tubo externo acionado 313 são localizados concentricamente ao redor do eixo geométrico de rotação S-S, com o tubo interno acionado 311 estando localizado entre o tubo externo acionado 313 e o mastro 309. Como ilustrado mais claramente nas Figuras 15 e 16 (em que a Figura 16 é uma vista em corte transversal diagramática ao longo do eixo geométrico/linha de corte D-D da Figura 15 e a Figura 17 é uma vista em corte transversal diagramática ao longo do eixo geométrico/linha de corte C-C da Figura 15), as partes de base 315 e 321 cooperam com o disco de acionamento central 307 através do uso de pinos de junta tripla 327. Consequentemente, os pinos de junta tripla 327 permitem rotação relativa, em torno do eixo geométrico de rotação S-S do mastro 309, entre cada um dentre o tubo interno acionado 311 e o tubo externo acionado 313.
Cada um dos pinos de junta tripla 327 compreende três juntas esféricas, uma junta central e duas juntas de extremidade (não rotuladas em prol da clareza), em que para cada pino de junta tripla 327 uma junta central é associada ao disco de acionamento central 307 e as duas juntas de extremidade restantes são associadas às bases 315, 321. A parte interna de base 315 está localizada acima do disco de acionamento central 307 e a parte externa de base 321 está localizada abaixo do disco de acionamento central 307 nesta concretização. Evidentemente, outros mancais, dispositivos de pré-carregamento axial, buchas e/ou componentes de interface necessários são integrados ao mecanismo diferencial de divisão de torque 303 conforme necessário, e a integração destes elementos é familiar aos versados na técnica, podendo ser aplicada à concretização atual à luz dos presentes ensinamentos.
As partes ascensoras 317 e 323 são substancialmente formadas como tubos que se estendem a partir das partes de base 315, 321, respectivamente, ao longo do eixo geométrico de rotação S-S. As partes ascensoras 317, 323 servem essencialmente para a mesma função que a dos meios de conexão 223, 225 das Figuras IOe 11, e são configuradas para transferir o torque proveniente das partes de base 315, 321 para as partes de braço de acionamento 319, 325, respectivamente. As partes ascensoras 317, 323 são dimensionadas e formadas de maneira a ficarem em geral localizadas o mais perto possível do eixo geométrico S-S mantendo, ao mesmo tempo, qualquer espaço necessário entre o mastro 309 e a parte ascensora 317 e entre a parte ascensora 317 e a parte ascensora 323.
As partes de braço de acionamento 319 e 325 geralmente compreendem protuberâncias cilíndricas similares a um pino que se estendem a partir das partes ascensoras 317, 323, respectivamente, e que se estendem radialmente para longe do eixo geométrico de rotação S-S. As partes de braço de acionamento 319, 325 em geral funcionam como as interfaces entre cada um do tubo interno acionado 311 e o tubo externo acionado 313, respectivamente, e o dispositivo de articulação cardan dupla 305. Como ilustrado com mais clareza na Figura 15, as partes de braço de acionamento 319 estão localizadas ao longo de um eixo geométrico D-D, ao passo que as partes de braço de acionamento 325 estão localizadas ao longo de um eixo geométrico C-C, geralmente perpendicular entre si, e ambos geralmente perpendiculares ao eixo geométrico de rotação S-S.
Como ilustrado na Figura 14 o mecanismo de articulação cardan dupla 305 compreende uma primeira articulação cardan 329 e uma segunda articulação cardan 331. A primeira articulação cardan 329 compreende os braços de articulação cardan 333 e as juntas de articulação cardan 335, ao passo que a segunda articulação cardan 331 compreende os braços de articulação cardan 337 e as juntas de articulação cardan 339. O dispositivo de articulação cardan dupla 305 é adaptado para conexão com o interior de um cubo de rotor (não ilustrado) através de juntas esféricas (não ilustradas) incorporadas nas quatro juntas de articulação cardan 335, 339 localizadas mais radialmente para fora do eixo geométrico S-S. De maneira substancialmente similar ao dispositivo de articulação cardan dupla 96 das figuras 7 e 8, o mecanismo de articulação cardan dupla 305 constitui um mecanismo para inclinar o cubo do rotor e as pás conectadas, permitindo o pivotamento do cubo como um todo ao redor de qualquer eixo geométrico de batimento que intersecte o eixo geométrico S-S e estendendo-se em qualquer direção em torno do eixo geométrico S-S, e um mecanismo fornecendo acionamento homocinético do cubo do rotor e das pás ao redor de um eixo geométrico de rotação do cubo do rotor, que pode ser inclinado em qualquer direção em torno do eixo geométrico S-S ao fazer com que as articulações cardan 329 e 331 pivotem em torno de seus respectivos eixos geométricos D-D e C-C.
As partes de braço de acionamento 319 são adaptadas para conexão flexível com, e para acionar a segunda articulação cardan 331. Especificamente, as partes de braço de acionamento 319 são conectadas às juntas de articulação cardan 339' ao longo do eixo geométrico D-D. De forma similar, as partes de braço de acionamento 325 são adaptadas para conexão flexível com, e para acionar a primeira articulação cardan 229. Especificamente, as partes de braço de acionamento 325 são conectadas às juntas de articulação cardan 335' localizadas ao longo do eixo geométrico C-C. Como ilustrado claramente na Figura 13, uma vez que o tubo interno acionado 311 está localizado concentricamente dentro do tubo externo acionado 313, as partes cortadas dimensionadas apropriadamente 341 estão presentes na parte ascensora 323 para permitir a passagem das partes de braço de acionamento 319 para conexão com o mecanismo de articulação cardan dupla 305. Referindo-se agora à Figura 18, uma concretização alternativa de uma parte de um pino de junta tripla de acordo com a presente invenção é ilustrada. Embora os pinos de junta tripla 327 sejam descritos como compreendendo três partes de junta esférica, será apreciado que a ação de junta tripla dos pinos de acionamento pode ser mantida mesmo quando se substitui uma das três juntas por outro tipo de junta além da junta esférica. Especificamente, o pino de junta tripla 401 compreende uma parte de junta cilíndrica central 403 e duas partes de junta esférica de extremidade 405. A parte de junta cilíndrica 403 é disposta coaxialmente com o eixo geométrico Q-Q. As partes de junta esférica 405 são dispostas centralizadas e deslocadas ao longo do eixo geométrico P-P. Os eixos geométricos Q-Q e P-P são essencialmente perpendiculares. O pino de junta tripla 401 é, de preferência, orientado de modo que o eixo geométrico Q-Q se estenda em geral radialmente do eixo geométrico de rotação S-S.
O pino de junta tripla 401 poderia proporcionar uma interação similar entre um disco de acionamento central, um tubo interno acionado e um tubo externo acionado como os pinos de junta tripla 327, mas poderia oferecer melhor capacidade do pino de junta tripla 401 de translação ao longo do eixo geométrico Q-Q e rotação em torno do eixo geométrico Q-Q. Sem dúvidas, as configurações de mancai adicionais e/ou diferentes necessárias para fazer a interface do pino de junta tripla 401 com um disco de acionamento central, um tubo interno acionado, e um tubo externo acionado (ou outros mecanismos similares de descompasso de força) são familiares aos versados na técnica, podendo ser aplicadas à presente concretização à luz dos presentes ensinamentos.
Referindo-se agora à Figura 19, um sistema de acionamento homocinético de acordo com a presente invenção é ilustrado. O sistema de acionamento homocinético 501 em geral compreende um mecanismo diferencial de divisão de torque 503, um dispositivo de articulação cardan dupla 505 e braços de acionamento 507 para transferir o torque proveniente do mecanismo diferencial de divisão de torque 503 para o dispositivo de articulação cardan dupla 505. O mecanismo diferencial de divisão de torque 503 apresenta forma e função essencialmente similares às do mecanismo diferencial 31, para os pinos de acionamento 509 são adaptados para conexão com os braços de acionamento 507 em vez de diretamente ao dispositivo de articulação cardan dupla 505. Além do mais, o dispositivo de articulação cardan dupla 505 é substancialmente similar ao dispositivo de articulação cardan dupla 96, mas no entanto, o dispositivo de articulação cardan dupla 505 não envolve substancialmente o mecanismo diferencial de divisão de torque 503, mas em vez disso, o dispositivo de articulação cardan dupla 505 é substancialmente deslocado ao longo de um eixo geométrico W-W (o eixo de rotação de um mastro 511) para longe do mecanismo de divisão de torque diferencial 503. Embora os braços de acionamento 508 sejam membros com forma curva irregular, concretizações alternativas dos braços de acionamento podem ser formadas e dimensionadas de diversas maneiras mantendo ainda adequada a transferência do torque sem deformação indesejada dos braços de acionamento. Especificamente, os braços de acionamento 507 são adaptados para se conectarem aos pinos de acionamento 509 do mecanismo diferencial de divisão de torque 503 em uma extremidade, e, na outra, às juntas de acionamento 513 do dispositivo de articulação cardan dupla 505. Em geral, a trajetória de transferência de torque do sistema de acionamento homocinético 501 é essencialmente similar à do sistema de acionamento homocinético 27, mas com o torque sendo adicionalmente transferido através dos braços de acionamento 507 de modo a permitir conexão entre o mecanismo diferencial de divisão de torque deslocado axialmente 503 e o dispositivo de articulação cardan dupla 505.
Fica claro que foi descrita e ilustrada uma invenção com vantagens significativas. Embora a presente invenção seja apresentada em um número limitado de formas, ela não se limita a apenas essas formas, permanecendo aberta a várias mudanças e modificações sem divergir de sua essência.
Claims (20)
1. Rotor de aeronave de asas rotativas com acionamento homocinético, caracterizado por compreender: um mastro do rotor capaz de ser acionado em rotação em torno de um eixo geométrico longitudinal do referido mastro; um cubo conectado ao referido mastro por um mecanismo de acionamento homocinético e por uma estrutura de inclinação, permitindo o pivotamento do cubo como um todo em torno de qualquer eixo geométrico de batimento convergindo com o eixo geométrico do mastro e perpendicular ao referido eixo geométrico do mastro, de tal maneira que o referido cubo seja capaz de ser acionado em rotação homocinética pelo referido mastro, em torno de um eixo geométrico de rotação do cubo que pode ser inclinado em qualquer direção em torno do eixo geométrico do mastro; e pelo menos duas pás, cada uma conectada ao referido cubo por um acoplamento retendo e articulando a pá no passo; em que o referido mecanismo de acionamento homocinético compreende um mecanismo diferencial para dividir o torque estático e permitir movimento relativo, em um plano perpendicular ao referido eixo geométrico do mastro, entre pelo menos dois dispositivos para acionar o cubo, o referido mecanismo diferencial compreendendo um conjunto de três discos colocados substancialmente um sobre os outros e substancialmente coaxiais em torno do referido eixo geométrico mastro, dos quais o primeiro disco, disposto entre o segundo e o terceiro discos do conjunto ao longo do referido eixo geométrico do mastro, é um disco de acionamento, integral em rotação com o referido mastro e conectado a cada um dentre o segundo e terceiro discos, que são acionados, por pelo menos um pino de conexão tendo um eixo geométrico longitudinal substancialmente paralelo ao referido eixo geométrico do mastro, e articulado a cada um dos discos no conjunto respectivamente por uma das três conexões de junta esférica substancialmente centralizadas no eixo geométrico longitudinal do referido pino de conexão, cada um do segundo e terceiro discos sendo conectado ao cubo por pelo menos um dos referidos pelo menos dois dispositivos de acionamento, que também são articulados ao cubo, de modo a acionar o referido cubo em rotação em torno do referido eixo geométrico de rotação do cubo; e em que os referidos pelo menos dois dispositivos de acionamento são substancialmente afastados do referido mecanismo diferencial ao longo do referido eixo geométrico do mastro.
2. Aeronave conversível compreendendo pelo menos um rotor inclinável móvel a partir de uma primeira posição na qual o rotor inclinável, ou cada rotor inclinável, opera como um propulsor de avião para uma segunda posição na qual o rotor inclinável, ou cada rotor inclinável, opera como um rotor de sustentação principal do helicóptero, o um ou cada rotor inclinável sendo caracterizado por compreender: um mastro do rotor capaz de ser acionado em rotação em torno de seu eixo geométrico longitudinal; um cubo conectado ao referido mastro por um mecanismo de acionamento homocinético e por uma estrutura de inclinação, permitindo o pivotamento do cubo como um todo em torno de qualquer eixo geométrico de batimento convergindo com o eixo geométrico do mastro e perpendicular ao referido eixo geométrico do mastro, de tal maneira que o referido cubo seja capaz de ser acionado em rotação homocinética pelo referido mastro, em torno de um eixo geométrico de rotação do cubo que pode ser inclinado em qualquer direção em torno do eixo geométrico do mastro; e pelo menos duas pás, cada uma conectada ao referido cubo por um acoplamento retendo e articulando a pá no passo; em que o referido mecanismo de acionamento homocinético compreende um mecanismo diferencial para dividir o torque estático e permitir movimento relativo, em um plano perpendicular ao referido eixo geométrico do mastro, entre pelo menos dois dispositivos para acionar o cubo, o referido mecanismo diferencial compreendendo um conjunto de três discos colocados substancialmente um sobre os outros e substancialmente coaxiais em torno do referido eixo geométrico do mastro, dos quais o primeiro disco, disposto entre o segundo e o terceiro discos do conjunto ao longo do referido eixo geométrico do mastro, é um disco de acionamento, integrado em rotação com o referido mastro e conectado a cada um do segundo e terceiro discos, que são acionados, por pelo menos um pino de conexão tendo um eixo geométrico longitudinal substancialmente paralelo ao referido eixo geométrico do mastro, e articulado a cada um dos discos no conjunto por respectivamente uma de três conexões de junta esférica substancialmente centralizadas no eixo geométrico longitudinal do referido pino de conexão, cada um do segundo e terceiro discos sendo conectado ao cubo por pelo menos um dos referidos pelo menos dois dispositivos de acionamento, que também são articulados ao cubo, de modo a acioná-lo em rotação em torno do referido eixo geométrico de rotação do cubo, e em que os referidos pelo menos dois dispositivos de acionamento são substancialmente espaçados do referido mecanismo diferencial ao longo do referido eixo geométrico do mastro.
3. Sistema de acionamento homocinético para um rotor de aeronave de asas rotativas, o sistema de acionamento homocinético sendo caracterizado por compreender: um mecanismo diferencial de divisão de torque adaptado para fazer interface com um mastro em torno de um eixo geométrico longitudinal de rotação, o mecanismo diferencial de divisão de torque compreendendo: um disco de acionamento localizado de forma coaxial com o eixo geométrico de rotação do mastro e adaptado para ser integral em rotação com o mastro; um membro interno acionado compreendendo: uma parte interna de base coaxial com o eixo geométrico do mastro e adjacente ao disco de acionamento; uma parte ascensora interna coaxial com o eixo geométrico do mastro e estendendo-se para longe da parte interna de base; e braços de acionamento internos estendendo-se a partir da parte ascensora interna em geral radialmente e afastados da parte interna de base por uma distância substancial ao longo do eixo geométrico do mastro; um membro externo acionado compreendendo: uma parte externa de base coaxial com o eixo geométrico do mastro e adjacente ao disco de acionamento; uma parte ascensora externa coaxial com o eixo geométrico do mastro e estendendo-se a partir da parte externa de base e em direção aos braços de acionamento internos; e braços de acionamento externos estendendo-se em geral de forma radial a partir da parte ascensora externa e afastados da parte externa de base ao longo do eixo geométrico do mastro; e pinos de junta tripla, cada um tendo três conexões de junta, cada conexão de junta engatando-se de forma pivotante ao disco de acionamento, à parte interna de base ou à parte externa de base; e um mecanismo de articulação cardan configurado para ser acionado em rotação pelos braços de acionamento internos e pelos braços de acionamento externos, o mecanismo de articulação cardan sendo adaptado para conexão com um cubo de rotor para permitir que o cubo de rotor se articule com relação ao mastro.
4. Sistema de acionamento homocinético, de acordo com a reivindicação 3, pelo menos um dos pinos de junta tripla sendo caracterizado por adicionalmente compreender: juntas esféricas de extremidade opostas; e uma junta cilíndrica central tendo um eixo geométrico de junta cilíndrica central; em que a junta cilíndrica central se engata de forma pivotante ao disco de acionamento; em que o eixo geométrico de junta cilíndrica central é substancialmente radial ao eixo geométrico do mastro; e em que o pelo menos um pino pivô é configurado para translação ao longo do eixo geométrico de junta cilíndrica central.
5. Sistema de acionamento homocinético, de acordo com a reivindicação 3, pelo menos um dos pinos de junta tripla sendo caracterizado por adicionalmente compreender: pelo menos uma junta alongada, em que um eixo geométrico longitudinal da junta alongada é disposto de forma geralmente radial ao eixo geométrico do mastro.
6. Sistema de acionamento homocinético para um rotor de aeronave de asas rotativas, o sistema de acionamento homocinético sendo caracterizado por compreender: um mecanismo diferencial, o mecanismo diferencial compreendendo: um disco de acionamento adaptado para ser integral em rotação com um mastro; um membro superior localizado pelo menos parcialmente acima do disco acionado; um membro inferior localizado pelo menos parcialmente abaixo do disco acionado; pelo menos uma conexão conectando o membro superior e o membro inferior ao disco de acionamento, de modo que o disco de acionamento acione o membro superior e o membro inferior em rotação com o disco de acionamento, e que o membro superior e o membro inferior possam girar de forma diferente em relação ao disco de acionamento; e um dispositivo de articulação cardan para acionar um cubo de rotor e para permitir a articulação do cubo do rotor em relação ao mastro, o dispositivo de articulação cardan sendo espaçado do mecanismo diferencial ao longo de um comprimento do mastro; em que o membro superior e o membro inferior são adaptados para acionar o dispositivo de articulação cardan em rotação.
7. Sistema de acionamento homocinético, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que cada um dos membros superior e inferior compreende uma parte tubular, e em que as partes tubulares são concêntricas.
8. Sistema de acionamento homocinético, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de articulação cardan compreende uma primeira parte de trajetória de acionamento e uma segunda parte de trajetória de acionamento, e em que o membro superior é conectado à primeira parte de trajetória de acionamento e o membro inferior é conectado à segunda parte de trajetória de acionamento.
9. Sistema de acionamento homocinético, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que a pelo menos uma conexão compreende: juntas de extremidade opostas; e uma junta central; em que a junta central se engata de forma pivotante ao disco de acionamento; e em que cada uma das juntas de extremidade se engata de forma pivotante a um dentre o membro superior e o membro inferior.
10. Sistema de acionamento homocinético, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que cada uma das juntas de extremidade opostas e a junta central são juntas esféricas.
11. Sistema de acionamento homocinético, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que cada uma das juntas de extremidade opostas são juntas esféricas e pelo fato de que a junta central é uma junta geralmente cilíndrica tendo um eixo geométrico de junta cilíndrica central, o eixo geométrico de junta cilíndrica central sendo substancialmente radial ao mastro, e em que a pelo menos uma conexão é configurada para translação ao longo do eixo geométrico de junta cilíndrica central.
12. Sistema de acionamento homocinético, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que a conexão inclui pelo menos uma junta alongada e pelo fato de que um eixo geométrico longitudinal da junta alongada é disposto de forma geralmente radial ao mastro.
13. Rotor de aeronave de asas rotativas com acionamento homocinético, caracterizado por compreender: um mastro do rotor capaz de ser acionado em rotação em torno de um eixo geométrico longitudinal do referido mastro; um cubo conectado ao referido mastro por um mecanismo de acionamento homocinético e por uma estrutura de inclinação, permitindo o pivotamento do cubo como um todo em torno de qualquer eixo geométrico de batimento convergindo com o eixo geométrico do mastro e perpendicular ao referido eixo geométrico do mastro, de tal maneira que o referido cubo seja capaz de ser acionado em rotação homocinética pelo referido mastro, em torno de um eixo geométrico de rotação do cubo que pode ser inclinado em qualquer direção em torno do eixo geométrico do mastro; e pelo menos duas pás, cada uma conectada ao referido cubo por um acoplamento retendo e articulando a pá no passo; em que o referido mecanismo de acionamento homocinético compreende um mecanismo diferencial para dividir o torque estático e permitir movimento relativo, em um plano perpendicular ao referido eixo geométrico do mastro, entre pelo menos dois dispositivos para acionar o cubo, o referido mecanismo diferencial compreendendo um conjunto de três discos colocados substancialmente um sobre os outros e substancialmente coaxiais em torno do referido eixo geométrico mastro, dos quais o primeiro disco, disposto entre o segundo e o terceiro discos do conjunto ao longo do referido eixo geométrico do mastro, é um disco de acionamento, integrado em rotação com o referido mastro e conectado a cada um do segundo e terceiro discos, que são acionados, por pelo menos um pino de conexão tendo um eixo geométrico longitudinal substancialmente paralelo ao referido eixo geométrico do mastro, e articulado a cada um dos discos no conjunto por respectivamente uma de duas conexões de junta esférica de extremidade opostas e uma conexão de junta esférica central, cada junta estando substancialmente centralizada no eixo geométrico longitudinal do referido pino de conexão, cada um do segundo e terceiro discos sendo conectado ao cubo por pelo menos um dos referidos pelo menos dois dispositivos de acionamento, que também são articulados ao cubo, de modo a acionar o referido cubo em rotação em torno do referido eixo geométrico de rotação do cubo.
14. Rotor de aeronave de asas rotativas, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que pelo menos dois dispositivos de acionamento são substancialmente afastados do referido mecanismo diferencial ao longo do referido eixo geométrico do mastro.
15. Aeronave conversível compreendendo pelo menos um rotor inclinável móvel a partir de uma primeira posição na qual o rotor inclinável, ou cada rotor inclinável, opera como um propulsor de avião para uma segunda posição na qual o rotor inclinável, ou cada rotor inclinável, opera como um rotor de sustentação principal do helicóptero, o um ou cada rotor inclinável sendo caracterizado por compreender: um mastro do rotor capaz de ser acionado em rotação em torno de seu eixo geométrico longitudinal; um cubo conectado ao referido mastro por um mecanismo de acionamento homocinético e por uma estrutura de inclinação, permitindo o pivotamento do cubo como um todo em torno de qualquer eixo geométrico de batimento convergindo com o eixo geométrico do mastro e perpendicular ao referido eixo geométrico do mastro, de tal maneira que o referido cubo seja capaz de ser acionado em rotação homocinética pelo referido mastro, em torno de um eixo geométrico de rotação do cubo que pode ser inclinado em qualquer direção em torno do eixo geométrico do mastro; e pelo menos duas pás, cada uma conectada ao referido cubo por um acoplamento retendo e articulando a pá no passo; em que o referido mecanismo de acionamento homocinético compreende um mecanismo diferencial para dividir o torque estático e permitir movimento relativo, em um plano perpendicular ao referido eixo geométrico do mastro, entre pelo menos dois dispositivos para acionar o cubo, o referido mecanismo diferencial compreendendo um conjunto de três discos colocados substancialmente um sobre os outros e substancialmente coaxiais em torno do referido eixo geométrico mastro, dos quais o primeiro disco, disposto entre o segundo e o terceiro discos do conjunto ao longo do referido eixo geométrico do mastro, é um disco de acionamento, integrado em rotação com o referido mastro e conectado a cada um do segundo e terceiro discos, que são acionados, por pelo menos um pino de conexão tendo um eixo geométrico longitudinal substancialmente paralelo ao referido eixo geométrico do mastro, e articulado a cada um dos discos no conjunto por respectivamente uma de duas conexões de junta esférica de extremidade opostas e uma conexão de junta esférica central, cada junta estando substancialmente centralizada no eixo geométrico longitudinal do referido pino de conexão, cada um do segundo e terceiro discos sendo conectado ao cubo por pelo menos um dos referidos pelo menos dois dispositivos de acionamento, que também são articulados ao cubo, de modo a acioná-lo em rotação em torno do referido eixo geométrico de rotação do cubo.
16. Aeronave conversível, de acordo com a reivindicação 15, caracterizada pelo fato de que pelo menos dois dispositivos de acionamento são substancialmente afastados do referido mecanismo diferencial ao longo do referido eixo geométrico do mastro.
17. Rotor de aeronave de asas rotativas com acionamento homocinético, caracterizado por compreender: um mastro do rotor capaz de ser acionado em rotação em torno de um eixo geométrico longitudinal do referido mastro; um cubo conectado ao referido mastro por um mecanismo de acionamento homocinético e por uma estrutura de inclinação, permitindo o pivotamento do cubo como um todo em torno de qualquer eixo geométrico de batimento convergindo com o eixo geométrico do mastro e perpendicular ao referido eixo geométrico do mastro, de tal maneira que o referido cubo seja capaz de ser acionado em rotação homocinética pelo referido mastro, em torno de um eixo geométrico de rotação do cubo que pode ser inclinado em qualquer direção em torno do eixo geométrico do mastro; e pelo menos duas pás, cada uma conectada ao referido cubo por um acoplamento retendo e articulando a pá no passo; em que o referido mecanismo de acionamento homocinético compreende um mecanismo diferencial para dividir o torque estático e permitir movimento relativo, em um plano perpendicular ao referido eixo geométrico do mastro, entre pelo menos dois dispositivos para acionar o cubo, o referido mecanismo diferencial compreendendo um conjunto de três discos colocados substancialmente um sobre os outros e substancialmente coaxiais em torno do referido eixo geométrico mastro, dos quais o primeiro disco, disposto entre o segundo e terceiro discos do conjunto ao longo do referido eixo geométrico do mastro, é um disco de acionamento integral em rotação com o referido mastro e conectado a cada um do segundo e terceiro discos, que são acionados, por pelo menos um pino de conexão, cada um do segundo e terceiro discos sendo conectado ao cubo por pelo menos um dos referidos pelo menos dois dispositivos de acionamento, cada um dos quais também é articulado ao cubo, de modo a acionar o referido cubo em rotação em torno do referido eixo geométrico de rotação do cubo; e em que o pino de conexão compreende três conexões de junta nas quais não mais que duas das referidas conexões de junta são conexões de junta esférica, substancialmente centralizadas em um eixo geométrico longitudinal do referido pino de conexão.
18. Rotor de aeronave de asas rotativas, de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de que pelo menos dois dispositivos de acionamento são substancialmente afastados do referido mecanismo diferencial ao longo do referido eixo geométrico do mastro.
19. Aeronave conversível compreendendo pelo menos um rotor inclinável móvel a partir de uma primeira posição na qual o rotor inclinável, ou cada rotor inclinável, opera como um propulsor de avião para uma segunda posição na qual o rotor inclinável, ou cada rotor inclinável, opera como um rotor de sustentação principal do helicóptero, o um ou cada rotor inclinável sendo caracterizado por compreender: um mastro do rotor capaz de ser acionado em rotação em torno de seu eixo geométrico longitudinal; um cubo conectado ao referido mastro por um mecanismo de acionamento homocinético e por uma estrutura de inclinação, permitindo o pivotamento do cubo como um todo em torno de qualquer eixo geométrico de batimento convergindo com o eixo geométrico do mastro e perpendicular ao referido eixo geométrico do mastro, de tal maneira que o referido cubo seja capaz de ser acionado em rotação homocinética pelo referido mastro, em torno de um eixo geométrico de rotação do cubo que pode ser inclinado em qualquer direção em torno do eixo geométrico do mastro; e pelo menos duas pás, cada uma conectada ao referido cubo por um acoplamento retendo e articulando a pá no passo; em que o referido mecanismo de acionamento homocinético compreende um mecanismo diferencial para dividir o torque estático e permitir movimento relativo, em um plano perpendicular ao referido eixo geométrico do mastro, entre pelo menos dois dispositivos para acionar o cubo, o referido mecanismo diferencial compreendendo um conjunto de três discos colocados substancialmente um sobre os outros e substancialmente coaxiais em torno do referido eixo geométrico mastro, dos quais o primeiro disco, disposto entre o segundo e terceiro discos do conjunto ao longo do referido eixo geométrico do mastro, é um disco de acionamento integral em rotação com o referido mastro e conectado a cada um do segundo e terceiro discos, que são acionados, por pelo menos um pino de conexão, cada um do segundo e terceiro discos sendo conectado ao cubo por pelo menos um dos referidos pelo menos dois dispositivos de acionamento, cada um dos quais também é articulado ao cubo, de modo a acioná-lo em rotação em torno do referido eixo geométrico de rotação do cubo; e em que o pino de conexão compreende três conexões de junta nas quais não mais que duas das referidas conexões de junta são conexões de junta esférica, substancialmente centralizadas em um eixo geométrico longitudinal do referido pino de conexão.
20. Aeronave conversível, de acordo com a reivindicação 19, caracterizada pelo fato de que pelo menos dois dispositivos de acionamento são substancialmente afastados do referido mecanismo diferencial ao longo do referido eixo geométrico do mastro.
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