BRPI0712587A2

BRPI0712587A2 - aviço motorizado com estrutura hidrodinÂmica e aerodinÂmica para decolgem e aterrissagem na Água, terra ou neve.

Info

Publication number: BRPI0712587A2
Application number: BRPI0712587-9A
Authority: BR
Inventors: Erick Herzberger; Jean-Francois Clavreul
Original assignee: Lisa Airplanes
Priority date: 2006-06-09
Filing date: 2007-06-07
Publication date: 2012-08-07
Also published as: EP2027014A1; US20090127388A1; US8038095B2; CA2654519A1; EP2027014B1; FR2902079A1; WO2007141425A1; FR2902079B1; RU2008151791A; ATE486010T1; DE602007010136D1; RU2431584C2

Abstract

AVIçO MOTORIZADO COM ESTRUTURA HIDRODINÂMICA E AERODINÂMICA PARA DECOLAGEM E ATERRISSAGEM NA ÁGUA, TERRA OU NEVE. A presente invenção refere-se a um aeroplano de passeio motorizado que inclui um trem de aterragem (17) com, ao menos, duas pernas (21) capazes de retração para o interior da fuselagem (11) através de escotilhas (28). Um par de hidrofólios (16) é adaptado à base da fuselagem (11) em conformidade com os aileróes usados para sustentação e estabilidade hidrodinâmica, direcionado para a base em formato de V invertido. Cada uma das pernas (21) do trem de aterragem (17) é articulada ao redor dos eixos geométricos do pivô (20), adaptado para os hidrofólios (16). O trem de aterragem (17) é uma função dupla, usando-se rodas (18) ou esquis (19) suspensos pelas pernas (21). Aplicações: aeroplano para aterrissagem na água, terra e neve.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "AVIÃO MO- TORIZADO COM ESTRUTURA HIDRODINÂMICA E AERODINÂMICA PARA DECOLAGEM E ATERRISSAGEM NA ÁGUA, TERRA OU NEVE"

Antecedentes da Invenção

A presente invenção refere-se a um aeroplano motorizado dota- do de um trem de aterragem, com duas pernas, capaz de retrair-se para o interior da fuselagem através de escotilhas.

Estado da Técnica

As fuselagens do hidroplano conhecido compreendem, de modo geral, um formato de quilha ou casco na parte frontal e uma reentrância na parte central do chassi, as quais são imersas na água. O efeito de sucção na decolagem na água é compensado pela presença da reentrância, porém quando no ar após a decolagem, um efeito aerodinâmico ocorre com a for- mação de um fluxo turbulento, o qual aumenta a resistência ao avanço do aeroplano e o consumo de combustível.

Foi proposto anteriormente um aeroplano anfíbio que compreen- de protuberâncias na forma de coberturas salientes que integram uma parte do trem de aterragem retrátil. Tais protuberâncias não possuem qualquer função de sustentação dinâmica, sendo dotadas de, no máximo, uma função de estabilidade estática.

Os aeroplanos com hidrofólios para aterrissagem e decolagem na água também existem, porém não são dotados de um trem de aterragem. Além disso, aeroplanos de busca e resgate conhecidos em terrenos cobertos por neve possuem esquis retráteis, os quais não são armazenados no interi- or da fuselagem.

O documento US 4691881 descreve um avião motorizado do tipo anfíbio sem um degrau e sem esquis, em que a articulação das rodas ocorre em apêndices no exterior da fuselagem. Os estabilizadores verticais na parte inferior da fuselagem possuem a função de canalização do ar quando a aeronave começa a planar na água e de entrar em contato direto com a água sem gerar qualquer efeito de sustentação. Esses estabilizadores não são hidrofólios e não possibilitam nenhuma sustentação hidrodinâmica a ser obtida.

O documento WO 94/13531 refere-se a um aeroplano dotado de um trem de aterragem que é capaz de retrair-se para o interior do chassi e um esqui na parte exterior da fuselagem. A função do esqui é planar sobre a água como um esqui aquático a fim de obter um efeito de flutuabilidade na superfície da água. Não há nenhuma função de hidrofólio e o pino de articu- lação do trem de aterragem é localizado no interior da fuselagem.

O documento RU 2028965 menciona um hidroplano com um casco que possui três hidrofólios em formato de Τ. O trem de aterragem principal é retráctil devido a um pino de articulação localizado nas pernas do trem de aterragem e não nos hidrofólios. A roda de nariz não pode ser arma- zenada no chassi e o avião não pode aterrissar em neve.

Objeto da Invenção

O objetivo da invenção consiste em fornecer um aeroplano ver- sátil dotado de dimensões gerais reduzidas com uma estrutura aerodinâmica e hidrodinâmica mista e controles para decolagem e aterrissagem na água, terra ou neve.

De acordo com a invenção, a fuselagem é dotada de, em sua base, um par de hidrofólios modelados como suspensão hidrodinâmica e ailerões dispostos na direção descendente em formato de U invertido e cada uma das pernas do trem de aterragem é articulada ao redor de um pino de articulação disposto nos hidrofólios.

A presença dos hifrofólios gera um efeito de sustentação hidro- dinâmica no momento de decolagem na água, tão logo uma determinada velocidade for atingida. Em seguida, o avião pode retirar-se da água com rapidez. A aterrissagem na água ocorre suavemente e sem solavancos devi- do ao efeito de guiamento nos hidrofólios.

De acordo com uma modalidade preferida, o ângulo de inclina- ção de cada hidrofólio em relação à direção vertical compreende entre 25° e 70°, de preferência entre 40° e 60°. A fuselagem é, de preferência, lisa e os dois hidrofólios são localizados de modo simétrico em relação à parte trasei- ra do centro de gravidade do aeroplano na maioria dos casos de centragem da aeronave. Cada hidrofólio é composto por uma parte estabilizadora ex- terna e uma parte de ancoragem interna, separadas entre si por uma linha de junção à fuselagem. A distância de separação externa de cada pino de articulação corresponde substancialmente a um quinto do comprimento da parte externa de cada hidrofólio. O trem de aterragem é misto sendo possí- vel o uso de rodas ou esquis sustentados por pernas.

Outras características técnicas podem ser usadas isoladamente ou em combinação:

o trem de aterragem compreende um mecanismo de controle principal das pernas equipadas com rodas e um mecanismo auxiliar para o travamento dos esquis na parte inferior das rodas quando o trem de aterra- gem está na posição de armazenamento na fuselagem.

o mecanismo principal é equipado com um atuador articulado em um ponto intermediário de cada perna para formar um dispositivo balan- ceiro que permite que o trem de aterragem seja retraído e desdobrado após as escotilhas terem sido abertas;

o atuador compreende um tirante de atuação móvel fixada den- tro da fuselagem na parte interior do hidrofólio correspondente, sendo que a montagem é disposta a fim de que uma parte do trem de aterragem, a qual compreende os atuadores e as duas metades das pernas que sustentam as rodas, seja alojada na posição retráctil em um compartimento de fundo da fuselagem, visto que as outras duas metades das pernas articuladas nos pinos de articulação continuam posicionadas nos hidrofólios no exterior da fuselagem.

Breve Descrição dos Desenhos

Outras vantagens e características irão tornar-se mais evidentes a partir da seguinte descrição de uma modalidade particular da invenção apresentada sem o propósito de dispor exemplos restritivos somente e re- presentada nos desenhos em anexo, nos quais:

a figura 1 é uma vista esquemática em perspectiva do avião mo- torizado, de acordo com a invenção;

a figura 2 mostra uma vista em perspectiva em escala ampliada proveniente da parte frontal do aeroplano da figura 1 em configuração de vôo e para decolagem e aterrissagem na água;

as figuras 3 e 4 representam vistas idênticas à figura 2, respecti- vamente durante o desdobramento e em desdobramento completo do trem de aterragem para decolagem e aterrissagem na água;

as figuras 5 e 6 representam vistas idênticas às figuras 3 e 4, respectivamente durante o desdobramento e em desdobramento completo do trem de aterragem para decolagem e aterrissagem na água;

as figuras 7 e 8 são vista em perspectiva de uma metade do trem de aterragem associado a um hidrofólio, respectivamente para decola- gem e aterrissagem na terra e na neve; e

a figura 9 mostra uma metade de um trem de aterragem comple- to com o mecanismo para travamento de um esqui na parte inferior de uma roda.

Descrição Detalhada de uma Modalidade Preferida da Invenção

Nas figuras de 1 a 9,um avião motorizado, em particular um avi- ão de passeio de pequenas dimensões, compreende uma fuselagem longi- tudinal 11 de formato liso sem um casco ou degrau, uma asa transversa de suspensão variável 12, um motor propulsor 13 associado ao estabilizador de causa 14 sustentado pelo estabilizador vertical 31 e uma cabina 15. Tal avi- ão 10 é versátil e possui uma estrutura hidrodinâmica e aerodinâmica ade- quada para decolagem e aterrissagem na água, terra ou neve. A invenção aplica-se, ainda, a qualquer outro tipo de aeroplano em que o motor propulsor 13 possa ser substituído por um bimotor ou motor turbojato. A cabina 15 é localizada no plano medo de simetria, na parte frontal da asa 12. A asa 12 pode ser de qualquer tipo descrito no documento FR-A- 2856655.

Em oposição à asa 12, a base da fuselagem 11 é dotada de um par de hidrofólios 16 formados por ailerões de suspensão e estabilização direcionados descendentemente de modo a figurar um formato em T inverti- do. O ângulo de inclinação de cada hidrofólio 16 em relação à direção verti- cal compreende entre 25°e 70°, de preferência entre 40° e 60°. Na maioria dos casos de centragem da aeronave, a posição longitudinal de cada hidro- fólio 16 é situada no lado posterior do centro de gravidade do aeroplano, em particular a uma distância de cerca de 100mm a 300mm. A presença de dois hidrofólios 16 permite que a fuselagem seja mantida fora da água em baixa velocidade, o que significa que, em seguida, o aeroplano pode ser acelerado com mais rapidez.

Cada hidrofólio 16 é composto por uma parte estabilizadora ex- terna 16A e uma parte de ancoragem interna 16B, separadas entre si por uma linha de junção LJ (figuras 7 e 8).

Para a decolagem e a aterrissagem na terra ou neve, o aeropla- no 10 é equipado, ainda, com um trem de aterragem misto 17 com rodas 18 e esquis 19. Nas figuras 7 e 8, o pino de articulação 20 de cada perna 21 do trem de aterragem 17 é disposto no hidrofólio correspondente 16, sendo que é deslocado a partir da junção LJ com a fuselagem 11 por uma distância pré- definida. Por exemplo, essa distância é, ao menos, igual a um quinto do comprimento da parte externa 16a de cada hidrofólio 16. A extremidade de cada perna de aterrissagem 21 é equipada com um fuso de suporte 22 da roda 18. Um sistema de freio a disco 23 é, ainda, adaptado ao fuso de su- porte 22 para desacelerar o aeroplano no momento da aterrissagem.

Para cada perna 21, o mecanismo de controle principal 24 do trem de aterragem 17 compreende um atuador 25 articulado em um ponto intermediário 26 da perna 21 entre o pino de articulação 20 e o fuso de su- porte de roda 22. O tirante de atuação móvel 27 do atuador 25 é fixado à parte interna 16b do hidrofólio 16 em um ponto situado dentro da fuselagem 11. A montagem constitui um dispositivo balanceiro que permite que cada perna 21 seja retraída ou desdobrada após a operação do atuador 25. No exemplo das figuras 6 e 7, o atuador 25 é formado por uma tomada hidráuli- ca ou elétrica, porém qualquer outro tipo do atuador pode ser usado.

O dispositivo balanceiro também pode ser substituído por qual- quer outro sistema de acionamento, em particular, um mecanismo de correia de transmissão acionado por um motor elétrico ou por um sistema cinemáti- co com uma montagem de parafuso sem-fim ou retirante. Uma parte da trem de aterragem 17, o qual compreende os atu- ador 25 e as duas metades das pernas que sustentam as rodas 18, é aloja- da em um compartimento interior da fuselagem 11 através de escotilhas de articulação 28. As outras metades das pernas articuladas em pinos de articu- lação 20 permanecem posicionadas em uma reentrância dos hidrofólios 16 no exterior da fuselagem 11.

Para a aterrissagem ou para a decolagem na neve, um trem de aterragem misto 17 compreende, ainda, esquis 19 que são capazes de se- rem retraídos e engatados a partir do interior da cabina 15. Um mecanismo auxiliar interno 32, independente do mecanismo principal 24, permite que os esquis 19 sejam travados na parte inferior das rodas 18 quando o trem de aterragem é armazenado dentro da fuselagem 11. Quando as pernas 21 são dobradas, o aeroplano será capaz, em seguida, de aterrissar sobre os es- quis 19 (figura 6).

Na parte frontal da fuselagem 11 está localizada uma terceira roda de aterrissagem 29 disposta no plano médio de simetria que é capaz de retrair-se durante o vôo para o interior de uma escotilha auxiliar 30. Um ter- ceiro esqui é travado na parte inferior da roda 29 no momento da aterrissa- gem ou decolagem na neve.

A operação para a decolagem e para a aterrissagem na água, terra ou neve é executada da seguinte maneira:

a configuração de vôo para decolagem e aterrissagem na água é representada na figura 2. O trem de aterragem 17 é armazenado na fusela- gem lisa 11 após as escotilha 28 terem sido fechadas. No momento de deco- lagem na água, os dois hifrofólios 16 geram um efeito de sustentação hidro- dinâmica tão logo uma determinada velocidade for atingida. O aeroplano 10 pode, em seqüência, pode decolar a partir da água rapidamente. A aterris- sagem na água ocorre suavemente e com precisão devido à fuselagem lisa 11 e ao efeito de guiamento dos hidrofólios 16.

A configuração do trem de aterragem 17 no decorrer do desdo- bramento para decolagem e aterrissagem na terra é ilustrada na figura 3. As escotilha são parcialmente abertas durante o tempo em que as pernas 21, equipadas com rodas 18 apenas, são manobradas. Os esquis permanecem armazenados na fuselagem 11.

A configuração do trem de aterragem 17 ao fim do percurso do desdobramento para decolagem e aterrissagem na terra é ilustrada na figura 4. O nível das rodas 18 é localizado na parte inferior das extremidades dos hidrofólios 16, sendo que as pernas 21 ficam travadas na posição vertical. As escotilha 28 são completa ou parcialmente fechadas novamente, posto que a terceira roda 29 é desdobrada para sustentar a parte frontal do aero- plano 10. Em seqüência, o sistema de freio 23 pode ser posto em execução. A retração do trem de aterragem 17 para dentro da fuselagem 11 é executa- da durante o vôo através do desempenho do processo acima invertido. As figuras 5 e 6 são vistas idênticas às figuras 3 e 4, porém para a decola- gem e para a aterrissagem na neve. Antes do trem de aterragem 17 ser desdobrado, os esquis 19 são travados na parte inferior das rodas 18 por 15 meio do mecanismo auxiliar 32. O resto da operação é idêntico.

Claims

1. Aeroplano de passeio motorizado com o trem de aterragem (17) que compreende, ao menos, duas pernas capazes de retração para o interior da fuselagem (11) através das escotilhas (28), caracterizado pelo fato de que a fuselagem é dotada, em sua base, de um par de hidrofólios (16) modelados como suspensão hidrodinâmica e ailerões dispostos na direção descendente em formato de U invertido e cada uma das pernas (21) do trem de aterragem (17) é articulada ao redor de um pino de articulação (20) disposto nos hidrofólios (16).

2. Aeroplano de passeio, de acordo com a reivindicação 1, ca- racterizado pelo fato de que o trem de aterragem (17) é misto sendo possível o uso de rodas (18) ou esquis (19) sustentados pelas pernas (21).

3. Aeroplano de passeio, de acordo com a reivindicação 1, ca- racterizado pelo fato de que o ângulo de inclinação de cada hidrofólio (16) em relação à direção vertical compreende entre 25° e 70°, de preferência entre 10° e 60°.

4. Aeroplano de passeio, de acordo com a reivindicação 1, ca- racterizado pelo fato de que a fuselagem (11) é lisa e que cada hidrofólio (16) é localizado no lado posterior do centro da gravidade do aeroplano.

5. Aeroplano de passeio, de acordo com a reivindicação 1, ca- racterizado pelo fato de que cada hidrofólio (16) é composto de uma parte estabilizadora externa (16a) e uma parte interna de ancoragem (16b) sepa- radas entre si por uma linha de junção (LJ) com a fuselagem (11).

6. Aeroplano de passeio, de acordo com a reivindicação 5, ca- racterizado pelo fato de que o pino de articulação (20) de cada perna (21) do trem de aterragem é deslocado a partir da linha de junção (LJ) com a fusela- gem (11) por uma distância predefinida.

7. Aeroplano de passeio, de acordo com a reivindicação 6, ca- racterizado pelo fato de que a distância externa que separa cada pino de articulação (20) corresponde substancialmente a um quinto do comprimento da parte externa (16a) de cada hidrofólio (16).

8. Aeroplano de passeio, de acordo com a reivindicação 1, ca- racterizado pelo fato de que o trem de aterragem (17) compreende um me- canismo de controle principal (24) das pernas (21) equipado com as rodas (18) e um mecanismo auxiliar (32) para o travamento dos esquis (19) na par- te inferior das rodas (18) quando o trem de aterragem (17) está na posição de armazenamento na fuselagem (11).

9. Aeroplano de passeio, de acordo com a reivindicação 8, ca- racterizado pelo fato de que o mecanismo de controle principal (24) é equi- pado com um atuador (25) articulado em um ponto intermediário (26) de ca- da perna (21) para formar um dispositivo balanceiro que permite que o trem de aterragem seja retraído e desdobrado após as escotilhas (28) terem sido abertas.

10.

Aeroplano de passeio, de acordo com a reivindicação 8, ca- racterizado pelo fato de que o atuador (25) compreende um tirante de atua- ção móvel (27) fixado no interior da fuselagem (11) à parte interna (16b) do hidrofólio (16) correspondente, sendo que a montagem é disposta a fim de que uma parte do trem de aterragem (17), o qual compreende os atuadores (25) e as duas metades das pernas que sustentam as rodas (18), seja aloja- da na posição retráctil em um compartimento de fundo da fuselagem (11), considerando que as outras duas metades das pernas articuladas nos pino de articulação (20) permanecem posicionadas nos hidrofólios (16) no exteri- or da fuselagem (11).