BRPI0912264B1

BRPI0912264B1 - sistema de comando de ajuste de pá de uma hélice de um turbomotor para aeronave, hélice para turbomotor de aeronave e turbomáquina para aeronave e processo de controle de um sistema de comando de ajuste de pá de uma hélice de turbomotor

Info

Publication number: BRPI0912264B1
Application number: BRPI0912264A
Authority: BR
Inventors: Gallet François
Original assignee: Snecma
Priority date: 2008-05-29
Filing date: 2009-05-26
Publication date: 2019-08-13
Also published as: RU2010153593A; US20110070086A1; BRPI0912264A2; RU2490167C2; JP2011521830A; EP2304190A1; WO2009144213A1; CA2725868A1; FR2931797A1; US8608440B2; FR2931797B1; CN102046925A; JP5337871B2; CN102046925B; EP2304190B1; CA2725868C

Abstract

sistema de comando de ajuste de pá de uma hélice de um turbomotor para aeronave, hélice para turbo motor de aeronave e turbomáquina para aeronave e processo de controle de um sistema de comando de ajuste de pá de uma hélice de turbo motor a presente invenção se refere a um sistema de comando de ajuste de pá de uma hélice de um turbomotor, que compreende: - uma primeira pista conectada a uma pá de hélice, cuja rotação assegura o ajuste em ângulo de ataque dessa pá; - uma segunda pista; - um elemento de acionamento (60) da primeira pista, disposto entre as primeira e segunda pistas, que apresenta uma porção angular vazada; e - pelo menos um elemento de bloqueio (64) previsto entre as primeira e segunda pistas, alojado na porção angular vazada e no entalhe. o elemento ( 64) pode ocupar uma posição normal de sobre-centragem que toma as primeira e segunda pistas solidárias em rotação, e uma posição de desbloqueio que permite o deslocamento em rotação do conjunto que compreende a primeira pista, o elemento (64) e o elemento (60).

Description

“SISTEMA DE COMANDO DE AJUSTE DE PÁ DE UMA HÉLICE DE UM TURBOMOTOR PARA AERONAVE, HÉLICE PARA TURBOMOTOR DE AERONAVE E TURBOMÁQUINA PARA AERONAVE E PROCESSO DE CONTROLE DE UM SISTEMA DE COMANDO DE AJUSTE DE PÁ DE UMA HÉLICE DE TURBOMOTOR”

DESCRIÇÃO

DOMÍNIO TÉCNICO

A presente invenção se refere de modo geral a um sistema de comando de ajuste de pá(s) de uma hélice de um turbomotor para aeronave.

A invenção também se refere a uma hélice equipada com um tal sistema de comando, assim como a um processo de comando desse sistema.

A invenção se aplica a qualquer tipo de hélice, hélice simples ou sistema de hélices contra-rotativas, de preferência para turborreator ou turbopropulsor.

ESTADO DA TÉCNICA ANTERIOR

Um turbopropulsor é classicamente equipado com um sistema de comando de ajuste das pás de sua hélice, a fim de adaptar a orientação dessas pás à velocidade da aeronave.

O sistema é projetado de maneira a que as pás permaneçam fixas em ângulo de ataque quando o sistema de comando não está acionado, e deve portanto permitir resistir à ação do torque gerado pela força aerodinâmica que é exercida sobre as pás durante a rotação da hélice. Para fazer isso, o sistema é geralmente equipado com um mecanismo de bloqueio, habitualmente do tipo que assegura um contato/atrito entre duas peças, tal como um freio a disco. Para comandar as pás em ângulo de ataque, é portanto necessário efetuar uma etapa preliminar de desbloqueio das pás em ângulo de ataque, por ruptura do contato entre as duas peças do mecanismo de bloqueio.

Naturalmente, a presença do mecanismo de bloqueio toma bastante complexa a concepção do sistema de comando, o que gera inconvenientes em termos de massa, de confiabilidade e de volume. EXPOSIÇÃO DA INVENÇÃO

A invenção tem portanto como objetivo corrigir pelo menos parcialmente os inconvenientes mencionados acima, relativos às realizações da arte anterior.

Para fazer isso, a invenção tem primeiramente como objeto um sistema de comando de ajuste de pá de uma hélice de um turbomotor para aeronave, que compreende:

- uma primeira pista substancialmente anular destinada a ser conectada a pelo menos uma pá de hélice, e cuja rotação é destinada a assegurar o ajuste em ângulo de ataque dessa pá, a dita primeira pista apresentando pelo menos um entalhe delimitado por duas superfícies B1, B2;

- uma segunda pista substancialmente anular, concêntrica à primeira pista;

- um elemento de acionamento da primeira pista, substancialmente anular, disposto entre a primeira e a segunda pistas e concêntrico a essas últimas, o dito elemento de acionamento apresentando pelo menos uma porção angular vazada delimitada por duas superfícies Al, A2 à distância uma da outra; e

- pelo menos um elemento de bloqueio previsto entre as primeira e segunda pistas, alojado na dita porção angular vazada do elemento de acionamento, e no entalhe da primeira pista, o dito elemento de bloqueio sendo próprio para ocupar, durante o funcionamento do turbomotor:

- uma posição normal de sobre-centragem, na qual ele está por um lado em contato com a segunda pista sendo para isso disposto entre as duas superfícies Al, A2 do elemento de acionamento, à distância dessas últimas, e por outro lado em contato com o entalhe, posição na qual a força aerodinâmica que é exercida sobre a pá da hélice em rotação gera um torque de sentido dado sobre a dita primeira pista provocando assim um primeiro esforço de contato Fl, sobre o elemento de bloqueio, daquela das duas superfícies B1, B2 do entalhe situada mais a montante no dito sentido dado do torque, e que gera um esforço de reação R da dita segunda pista sobre o dito elemento de bloqueio, o primeiro esforço de contato Fl e o esforço de reação R assegurando uma sobre-centragem das primeira e segunda pistas, tomando essas últimas solidárias em rotação; e

- uma posição de desbloqueio, na qual o elemento de bloqueio está em contato com a dita superfície BI do entalhe mais a montante, e também com uma das duas superfícies Al, A2 do elemento de acionamento, essa posição de desbloqueio sendo assegurada pela aplicação de um torque de acionamento sobre o dito elemento de acionamento, de valor que permite exercer, sobre o elemento de bloqueio e com a dita superfície Al, A2 em questão, um segundo esforço de apoio F2 suficiente para tomar nulo o dito esforço de reação R da dita segunda pista sobre o dito elemento de bloqueio, e romper assim a dita sobre-centragem, a dita posição de desbloqueio permitindo o deslocamento em rotação, em relação à segunda pista, de acordo com o sentido do torque de acionamento, do conjunto que compreende a dita primeira pista, o dito elemento de bloqueio e o dito elemento de acionamento.

A invenção é notável pelo fato de que ela permite um bloqueio automático das pás quando nenhum torque de acionamento é fornecido ao elemento de acionamento e isso devido à sobre-centragem criada entre as primeira e segunda pistas, pelo elemento de bloqueio que ocupa sua posição normal de sobre-centragem.

Em contrapartida, quando uma modificação do ajuste das pás é exigida, é procedido à aplicação de um torque de valor e de sentido apropriados sobre o elemento de acionamento, esse torque permitindo ao mesmo tempo desbloquear o sistema colocando para isso o elemento de bloqueio em sua posição de desbloqueio, e acionar a rotação da primeira pista que assegura o ajuste em ângulo de ataque. E anotado que o desbloqueio e a rotação da primeira pista são provocados de maneira simultânea ou quase simultânea.

Assim, o sistema de comando de ajuste de acordo com a invenção tem uma concepção simplificada em relação àquelas encontradas na arte anterior, visto que um mesmo e único comando permite assegurar o desbloqueio e o deslocamento das pás em ângulo de ataque. Nenhum mecanismo separado de bloqueio é portanto exigido, como era o caso anteriormente, o que gera vantagens me termos de massa, de confiabilidade e de volume.

De preferência, o sistema compreende meios elásticos de retomo acoplados ao dito elemento de acionamento, e que permitem, quando esse último não é submetido ao dito torque de acionamento, deslocar em rotação esse elemento de acionamento relativamente à dita primeira pista, de maneira a levar o dito elemento de bloqueio de volta para a posição normal de sobre-centragem.

De preferência, a dita primeira pista é disposta exteriormente em relação à dita segunda pista, ainda que uma solução inversa na qual a dita segunda pista é disposta exteriormente em relação à dita primeira pista possa ser considerada, sem sair do âmbito da invenção.

Preferencialmente, o sistema compreende um motor de < acionamento que comanda em rotação o dito elemento de acionamento. E portanto esse motor que é destinado a fornecer o torque de acionamento que provoca o deslocamento do elemento de bloqueio para sua posição de desbloqueio, assim como a rotação da primeira pista em relação à segunda pista.

De preferência, o dito elemento de bloqueio é um rolo, e as ditas superfícies Al, A2, Bl, B2 com as quais ele opera junto são superfícies substancialmente planas. Uma alternativa consiste em prever que o dito elemento de bloqueio é uma esfera, e que as ditas superfícies Al, A2, Bl, B2 com as quais ele opera junto são superfícies substancialmente esféricas. Em cada um desses casos, são portanto previstos elementos que rolam uns sobre os outros, o que limita vantajosamente os atritos em relação àqueles encontrados nos mecanismo de bloqueio do tipo freios a disco da arte anterior.

De preferência, o sistema compreende vários elementos de bloqueio espaçados angularmente uns dos outros em tomo do eixo das primeira e segunda pistas, cada um deles alojado em sua própria porção angular vazada do elemento de acionamento, e em seu próprio entalhe da primeira pista. Isso permite repartir de modo mais homogêneo, na direção circunferencial, os esforços que asseguram a sobre-centragem das primeira e segunda pistas. Além disso, na posição normal de sobre-centragem, cada elemento de bloqueio deve portanto suportar esforços de compressão de intensidade menor em relação àqueles encontrados na solução de elemento único, o que permite notadamente melhorar a confiabilidade do sistema.

E possível prever o sistema comandando uma única pá da hélice do turbomotor, ou então comandando simultaneamente uma pluralidade de pás da hélice do turbomotor.

De preferência, o sistema compreende um órgão deslizante destinado a operar junto com as pás de modo que seu deslizamento leve essas pás a se aproximarem / se afastarem de sua posição de ângulo de ataque mínimo, o dito órgão deslizante sendo comandado por meios rotativos de comando que permitem transformar o movimento rotativo dos mesmos em um movimento de deslizamento do dito órgão, os ditos meios rotativos de comando sendo solidários em rotação da dita primeira pista.

A invenção tem também como objeto uma hélice para turbomotor de aeronave que compreende pelo menos um sistema de comando de ajuste de pá tal como descrito acima.

Essa hélice compreende de preferência um rotor de hélice destinado a girar em tomo de um eixo longitudinal da hélice em relação a um estator, e que leva pás, a dita hélice compreendendo por outro lado o dito sistema de comando de ajuste das pás, que permite deslocar essas últimas entre uma posição de ângulo de ataque mínimo e uma posição de ângulo de ataque máximo, o dito sistema de comando de ajuste compreendendo um órgão deslizante de acordo com o eixo longitudinal, que opera junto com as ditas pás de modo que seu deslocamento leve as ditas pás a se aproximarem / se afastarem de sua posição de ângulo de ataque mínimo, o dito órgão deslizante sendo comandado por meios rotativos de acionamento que permitem transformar o movimento rotativo dos mesmos em tomo do eixo longitudinal em um movimento de deslizamento do dito órgão de acordo com o mesmo eixo, os ditos movimentos rotativos de comando sendo solidários em rotação da dita primeira pista e a segunda pista sendo solidária em rotação de uma árvore de acionamento que leva o dito rotor de hélice, o dito sistema de comando de ajuste compreendendo por outro lado um motor de acionamento que permite aplicar o dito movimento rotativo aos ditos segundos meios rotativos de acionamento, sendo para isso conectados ao dito elemento de acionamento.

De preferência, os ditos meios rotativos de acionamento são constituídos por um parafuso de esferas.

De preferência, o dito órgão deslizante é constituído por um cone deslizante que opera junto com um dedo descentrado de cada uma das pás que lhe é associada.

A invenção tem também como objeto uma turbomáquina para aeronave, que compreende pelo menos uma hélice tal como descrita acima.

A turbomáquina compreende de preferência um sistema de hélices contra-rotativas, com cada uma de suas duas hélices projetada da maneira exposta precedentemente, essa turbomáquina sendo de preferência um turbopropulsor, mas podendo altemativamente ser um turborreator. Naturalmente, nesse último caso, o sistema de hélices é destinado a constituir a ventoinha do turborreator.

Finalmente, a invenção tem também como objeto um processo de comando de um sistema de comando de ajuste de pá de uma hélice de turbomotor, tal como descrito acima. De acordo com esse processo, quando um ajuste em ângulo de ataque é exigido, é aplicado um torque de acionamento apropriado ao dito elemento de acionamento.

Outras vantagens e características da invenção aparecerão na descrição detalhada não limitativa abaixo.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

Essa descrição será feita em referência aos desenhos anexos entre os quais:

- a figura 1 representa uma vista em corte longitudinal de uma parte de hélice para turbomotor de aeronave, de acordo com um modo de realização preferido da presente invenção;

- a figura 2 representa uma vista em perspectiva de um módulo de transmissão e de bloqueio que equipa o sistema de comando de ajuste de pá da hélice da figura 1;

- a figura 3 representa o dito módulo de transmissão e de bloqueio, em corte transversal tomado de acordo com a linha III-III da figura 1, com o elemento de bloqueio do módulo que ocupa sua posição normal de sobre-centragem;

- a figura 4 representa uma vista similar àquela da figura 3, com o elemento de bloqueio do modelo que ocupa sua posição de desbloqueio, adotada por ocasião de um ajuste das pás que visa reduzir o ângulo de ataque dessas últimas;

- a figura 5 representa uma vista similar àquela da figura 4, com o elemento de bloqueio do modelo que ocupa sua posição de desbloqueio, adotada por ocasião de uma juste das pás que visa aumentar o ângulo de ataque dessas últimas;

- a figura 6 representa o módulo de transmissão e de bloqueio, de acordo com um outro modo de realização preferido da presente invenção; e

- a figura 7 representa o módulo de transmissão e de bloqueio, de acordo com mais um outro modo de realização preferido da presente invenção.

EXPOSIÇÃO DETALHADA DE MODOS DE REALIZAÇÃO PREFERIDOS

Em referência à figura 1, é possível perceber uma parte de uma hélice 1 de um turbopropulsor de acordo com um modo de realização preferido da presente invenção, por exemplo que pertence a um sistema de hélices contra-rotativas.

O eixo X corresponde à direção longitudinal da hélice 1, direção que corresponde também à direção longitudinal do turbopropulsor destinado a integrar uma tal hélice 1. O eixo Y corresponde no que lhe diz respeito à direção transversal da hélice 1, e o eixo Z à direção vertical ou da altura, esses três eixos sendo ortogonais entre si.

A hélice 1 compreende um estator ou cárter 2, centrado em um eixo longitudinal 4, paralelo ao eixo X. Esse estator 2 é de modo conhecido destinado a ser solidário dos outros cárteres da turbomáquina. Com relação a isso, é indicado que a hélice 1 é de preferência projetada de maneira a ser desprovida de carenagem radial exterior que circunda as pás, a saber do tipo “Open Rotor”, como visível na figura 1.

Além disso, uma direção principal de escoamento do ar através da hélice 1 é representada esquematicamente pela flecha 10 paralela ao eixo X, essa direção principal de escoamento servindo também de referência para os termos “a montante” e “a jusante” empregados abaixo.

A título indicativo, no caso de um sistema de hélices contrarotativas, as duas hélices (uma só sendo representada) são destinadas a girar em sentidos opostos em tomo do eixo $ no qual elas são centradas, as rotações sendo efetuadas em relação ao estator 2 que permanece imóvel.

Em toda a descrição, é notado que a noção de “velocidade de rotação” de um elemento dado corresponde a sua velocidade de rotação em relação ao estator imóvel 2, de acordo com o eixo longitudinal 4, a menos que não seja disposto de outro modo.

A hélice 1 compreende uma árvore de acionamento 16 centrada no eixo 4, e destinada a ser acionada em rotação por um dispositivo de transmissão mecânica (não representado), por exemplo que forma redutor de trem epicicloidal, ele próprio acionado pela turbina da turbomáquina.

Essa árvore vazada 16 leva fixamente em sua extremidade a jusante um rotor 18 que aloja ao nível de sua extremidade radial exterior, a saber ao nível de sua coroa circunferencial, pás de hélices 6. Para fazer isso, orifícios 20 são feitos no rotor 18 centrado no eixo 4 para alojar o pé 21 das pás 6, cada uma dessas últimas dispondo de um dedo 22 descentrado em relação a um eixo principal 24 da pá, que corresponde de preferência a um eixo radial do sistema de hélice 1.

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E notado que p rotor 18 toma grosseiramente uma forma troncônica proveniente da extremidade a jusante da árvore de acionamento 16, e que se abre para a montante.

De maneira conhecida, os dedos 22 descentrados e que são salientes radialmente para o interior pertencem a um sistema de comando de ajuste 26 das pás, que permite deslocar essas últimas entre uma posição de ângulo de ataque mínimo e um aposição de ângulo de ataque máximo em relação ao eixo 4. O deslocamento de cada pá 6 entre essas duas posições é efetuado por pivotamento dessa última sobre ela própria, quer dizer em tomo de seu eixo principal 24, que corresponde também ao eixo do orifício 20 associado.

Para fazer isso, o sistema de comando de ajuste 26 compreende um primeiro órgão deslizante, por exemplo do tipo cone de comando 28 centrado no eixo 4, e capaz de deslizar de acordo com esse mesmo eixo em relação ao estator.

Esse cone de comando 28, por exemplo que se abre para a montante como representado, compreende ao nível de sua extremidade a montante de diâmetro maior uma pluralidade de orifícios 30 que permitem alojar os dedos descentrados 22 das pás. Como é também conhecido pelo profissional,o deslocamento do cone 28 de acordo com um primeiro sentido de deslizamento 32a, a saber para a montante de acordo com o eixo 4, leva as pás 6 a se aproximarem de sua posição de ângulo de ataque mínimo, também dita posição de ângulo mínimo ou ainda posição neutra, em especial procurada para efetuar uma colocação em bandeira da hélice 1. Como evocado precedentemente, a rotação das pás 6 dentro de seus orifícios 20 de acordo com seus eixos 24, na direção de sua posição neutra oposta àquela mostrada na figura 1, é efetuada em resposta ao apoio do cone em translação 28 sobre os dedos descentrados 22 que ele leva. Na figura 1, o cone 28 é de fato representado em sua posição de fim de trajeto no segundo sentido de deslizamento 32b, onde ele permite que as pás 6 adotem sua posição de ângulo de ataque máximo, oposta à posição neutra que assegura a colocação em bandeira da hélice. No entanto, o sistema 1 podería altemativamente ser projetado de modo que a posição neutra das pás 6a seja obtida com o cone 28 colocado no final de trajeto nesse segundo sentido de deslizamento 32b oposto ao primeiro 32a, sem sair do âmbito da invenção.

Ainda em referência à figura 1, da mesma maneira que aquela descrita acima, o deslocamento do cone 28 de acordo com o segundo sentido de deslizamento 32b, a saber para a jusante de acordo com o eixo 4, leva portanto as pás 6 a se aproximarem de sua posição de ângulo de ataque máximo. Aqui ainda, a rotação das pás 6 de acordo com seus eixos 24, na direção de sua posição de ângulo de ataque máximo, é efetuada em resposta ao apoio do cone em translação 28 sobre os dedos descentrados 22 que ele leva.

E notado que em razão do alojamento dos dedos descentrados 22 nos orifícios 30 do cone, eventualmente por intermédio de rótulas, a árvore 16, o rotor 18 e as pás 6 formam conjuntamente um conjunto que é solidário em rotação de acordo com o eixo 4. A título indicativo, o deslocamento dos dedos 2 e do cone 28 pode tomar a forma de uma combinação de uma translação de acordo com o eixo 4 e de uma rotação em tomo desse eixo. Ainda a título indicativo, é possível contornar esse movimento duplo introduzindo para isso um anel entre os dedos descentrados do pé de pá, e esse mesmo cone. O movimento de rotação precitado é efetuado então entre o anel e o cone, implicando conseqüentemente que esse último só se move em translação axial.

Para assegurar a translação do cone de comando 28 de acordo com os sentidos 32a, e 32b, o sistema de comando de ajuste 26 é equipado com meios rotativos de acionamento, por exemplo do tipo parafusos de esferas 38, centrado no eixo 4. Esse parafuso 38 é projetado de maneira clássica, de modo a permitir transformar seu movimento rotativo em tomo do eixo 4, em um movimento de deslizamento do cone 28 de acordo com esse mesmo eixo 4, na maneira de um parafuso sem fim.

O parafuso 38 é situado em tomo da árvore 16, e é ele próprio circundado pelo cone de comando 28, do qual uma porção interior 43 substancialmente cilíndrica opera junto com o rosqueamento exterior do parafuso 38, permanecendo em permanência fixo em translação em relação ao rotor 18 e ao estator 12. Com relação a isso, é notado que o cone 28 é o único dos elementos da hélice 1 precitados a poder ser deslocado em translação de acordo com o eixo 4 em relação ao estator 2, os outros elementos permanecendo fixos em translação uns em relação aos outros, e em relação a esse mesmo estator 2.

A extremidade a jusante do parafuso de esferas 38 opera junto indiretamente com um motor 40 que permite aplicar, via um módulo de transmissão e de bloqueio 41, o movimento rotativo a esse mesmo parafuso, tendo em vista um deslocamento em translação do cone 28. E por exemplo previsto que o motor 40 dispõe de um estator fixado no rotor 18 da hélice 1, por exemplo em uma base anular desse rotor 18, e dispõe também de um rotor fixado no módulo de transmissão e de bloqueio 41, que vai agora ser descrito em referência às figuras 2 e 3.

O módulo 41, específico para a presente invenção, compreende uma primeira pista 50 substancialmente anular, que pertence a uma primeira peça anular 52 ou aro, centrada no eixo 4. Essa peça 52, que constitui de preferência a peça externa do módulo, é destinada a ser conectada fixamente no parafuso 38, por exemplo a uma extremidade a jusante desse último. Altemativamente, e como mostrado na figura 1, essa peça anular 52 pode ser parte integrante do parafuso, constituindo para isso a extremidade a jusante desse último. Conseqüentemente, a rotação dessa peça 52 é destinada a assegurar o ajuste em ângulo de ataque, em especial por intermédio do cone 28 descrito acima.

A primeira pista 50 é portanto formada na superfície interior do aro 52, e apresenta um entalhe 54 delimitado por duas superfícies BI e B2. Em corte transversal tal como aquele mostrado na figura 3, as duas superfícies B1 e B2, cada uma delas de preferência plana, formam conjuntamente um V orientado na direção do eixo da hélice, a saber radialmente para o interior. O ângulo do V é relativamente aberto, por exemplo de valor compreendido entre 100 e 170°, o valor sendo em especial escolhido em função dos coeficientes de atrito dos materiais em presença, para poder gerar uma sobre-centragem. Com relação a isso, ο V é simétrico em relação a uma direção radial que passa pela ponta do V, o ângulo entre cada ramo do V e a direção local circunferencial, a saber a direção tangencial, sendo de preferência compreendido entre 5 e 85°, sempre escolhido preferencialmente em função dos coeficientes de atrito dos materiais em presença.

O módulo 41 compreende uma segunda pista 56 substancialmente anular, concêntrica à primeira pista, e que pertence a uma segunda peça anular 58 ou aro, centrada no eixo 4. Essa peça 58, que constitui de preferência a peça interna do módulo, é destinada a ser conectada fixamente na árvore 16. Altemativamente, e como mostrado na figura 1, essa peça anular 58 pode ser parte integrante da árvore de acionamento 16, constituindo para isso um segmento longitudinal dessa última. A segunda pista 56 é portanto formada na superfície exterior do aro 58.

O módulo 41 é por outro lado equipado com um elemento de acionamento 60 da primeira pista, substancialmente anular, disposto entre as primeira e segunda pistas, e concêntrico a essas últimas. Esse elemento 60 está de preferência em contato anular com a segunda pista 56, e eventualmente também em contato anular com a primeira pista 50. Ele é ligado, de preferência diretamente, ao rotor do motor 40 a fim de poder ser posto em rotação por esse último.

Ele apresenta uma porção angular vazada 62, delimitada por duas superfícies Al, A2 à distância uma da outra na direção circunferencial. Em corte transversal tal como aquele mostrado na figura 3, as duas superfícies Al e A2, cada uma de lãs de preferência plana, são substancialmente orientadas para o exterior, a saber na direção da primeira pista 50, e mais especificamente na direção de seu entalhe 54. O ângulo entre cada superfície Al, A2 e a direção local circunferencial, a saber a direção tangencial, é de preferência compreendido entre 5 e 85°, e mais preferencialmente idêntico ao ângulo definido acima entre a superfície Bl ou B2 e a direção local circunferencial. As duas superfícies Al, A2 são também orientadas, em uma certa medida, uma na direção da outra, a fim de formar uma porção superior de um V que se abre radialmente para o exterior, e do qual a ponta foi voluntariamente suprimida para dar espaço para a segunda pista 56.

De preferência, na posição normal mostrada na figura 3, que será explicitada abaixo, a superfície Al se encontra disposta substancialmente em frente e paralela à superfície B2 do entalhe, enquanto que a superfície A2 se encontra disposta substancialmente em frente e paralela à superfície BI do entalhe.

Além disso, as duas extremidades do elemento de acionamento 60 móvel em rotação são dispostas à distância uma da outra na direção circunferencial, a fim de permitir o contato entre um elemento de bloqueio 64 do módulo, e a segunda pista 56. Esse elemento de bloqueio 64, de preferência em forma de rolo de eixo paralelo ao eixo X, é de fato previsto entre as primeira e segunda pistas 50, 56, alojado na porção angular vazada 62, e no entalhe 54 da primeira pista.

A figura 3 representa o módulo 41 com o elemento de bloqueio 64 que ocupa, durante o funcionamento do turbomotor, uma posição normal de sobre-centragem.

Nessa posição, ele está por um lado em contato com a segunda pista 56 sendo para isso disposto entre as duas superfícies Al, A2, à distância dessas últimas, e por outro lado em contato com o entalhe 54. Durante o funcionamento do turbomotor que provoca a rotação da hélice, uma força aerodinâmica é exercida sobre as pás, e gera um torque Cl de sentido dado na primeira peça 52, em razão de sua conexão mecânica com as pás via o cone 28 e o parafuso 38.

Esse torque Cl, esquematizado pela flecha da figura 3, provoca um primeiro esforço de contato F1 da superfície BI sobre o elemento de bloqueio 64, a superfície BI correspondendo efetivamente àquela das duas superfícies Bl, B2 do entalhe situada mais a montante no sentido dado do torque Cl, aqui o sentido horário. A título indicativo, o esforço de contato F1 se decompõe em um esforço normal Fnl ortogonal à superfície Bl, e um esforço de atrito fl.

Esse esforço Fl gera um esforço de reação R da segunda pista 56 sobre o elemento de bloqueio 64, que se decompõe também em um esforço normal RN ortogonal localmente à pista 56, e um esforço de atrito f.

Nessa caso em questão, o rolo 64 só está de preferência em contato com os dois elementos Bl, 56 precitados. O primeiro esforço de contato Fl e o esforço de reação R permanecendo no interior do cone de atrito, eles asseguram então uma sobre-centragem das primeiras e segunda pistas 50, 56, tomando essas últimas solidárias em rotação.

Nessa posição normal de sobre-centragem, quando o motor 40, dito motor de troca de passo, está parado, a segunda pista 56 é acionada em rotação pela árvore 16, essa rotação sendo transmitida à primeira pista 50 pela sobre-centragem, e depois bem evidentemente ao parafuso 38 solidário que leva a primeira pista 50. Conseqüentemente, o conjunto constituído pelos elementos 16, 18, 41, 38, 28, 6 é solidário em rotação, e gira portanto em um mesmo sentido e a uma mesma velocidade de rotação aplicada pela árvore 16, de modo que o ajuste das pás não é modificado. Além disso, o bloqueio assegurado de maneira automática pelo rolo 64 do módulo 41 constitui um sistema antirretomo que toma o esforço aerodinâmico que é aplicado sobre as pás sem impacto sobre o ângulo de ataque dessas últimas, que permanece portanto conservado no valor inicialmente fixado.

Para fazer variar o ângulo de ataque das pás, o sistema 26 deve ser comandado a fim de levar o rolo 64 para uma outra posição, dita de desbloqueio.

A figura 4 se refere ao caso em que as pás devem ser modificadas em ângulo de ataque na direção de sua posição de ângulo de ataque mínimo.

Nessa configuração, a posição de desbloqueio do elemento 64 é tal que ele está em contato com a superfície Bl do entalhe mais a montante, e também da superfície A2 do elemento de acionamento 60. Essa posição de desbloqueio é assegurada pela aplicação de um torque de acionamento C2 sobre o elemento de acionamento 60, pelo motor 40, acionando o mesmo portanto para entrar em contato com o rolo 64. O torque de acionamento C2, aqui se orientando no sentido anti-horário, tem um valor que permite exercer, sobre o rolo 64, com a superfície A2 em questão, um segundo esforço de apoio F2 suficiente para tomar nulo o esforço de reação R da segunda pista 56 sobre esse rolo. Assim, com a aplicação do torque de acionamento C2, o rolo 64 só está em contato com a superfície B1 e a superfície A2, e eventualmente também em contato com a superfície B2, mas não está mais em contato com a segunda pista 56. De preferência, os dois esforços Fl, F2 têm um valor idêntico, suportados pela mesma direção diametral do rolo 64, e são de sentidos opostos, isso em especial graças ao posicionamento substancialmente paralelo das duas superfícies A2, B1.

A sobre-centragem observada na posição normal é assim rompida.

Nessa posição de desbloqueio, é portanto permitido o deslocamento em rotação, em relação à segunda pista 56, do conjunto que compreende a primeira pista 50, o rolo 64 e o elemento de acionamento 60, sob o efeito do torque de acionamento C2 aplicado pelo motor.

Assim, o torque de acionamento C2 permite simultaneamente desbloquear o módulo 41, e provocar a rotação do anel 52 em relação ao anel 58 da árvore 16.

Quando o motor 40 é acionado para fornecer esse torque C2, a velocidade de rotação do parafuso 38 em relação ao estator 2 se toma diferente daquela do cone 28, em relação ao estator 2, com esse cone 28 sempre solidário do rotor 18, daí a criação de uma velocidade de rotação relativa entre esses dois elementos, que leva ao deslizamento desejado no sentido 32a do cone 28 ao longo do parafuso 38 que permanece imóvel em r translação em relação ao estator 2. E dessa maneira, a saber comandando-se o motor 40 de maneira a que ele forneça ao elemento 60 um torque de acionamento C2 de valor apropriado, que é possível comandar o ajuste das pás 6, de sua posição de ângulo de ataque máximo para sua posição de ângulo de ataque mínimo.

Uma vez que o motor 40 foi paralisado, o módulo 41 é automaticamente levado de volta para sua configuração que assegura a posição normal de bloqueio do rolo 64, por intermédio de meios elásticos de retomo acoplados ao elemento de acionamento 60, tal como uma mola (não representada). Essa mola permite de fato deslocar em rotação esse elemento de acionamento 60 relativamente à primeira pista 50, de maneira a romper o contato entre o rolo 64 e a superfície A2, em benefício de um novo contato entre esse mesmo rolo 64 e a segunda pista 56 que assegura a sobrecentragem.

Na outra situação na qual as pás 6 devem ser modificadas em ângulo de ataque na direção de sua posição de ângulo de ataque máximo, a posição de desbloqueio do elemento 64, mostrada na figura 5, é tal que ele está em contato com a superfície B1 do entalhe mais a montante, e também com a superfície Al do elemento de acionamento 60. Essa posição de desbloqueio é assegurada pela aplicação de um torque de acionamento C2 sobre o elemento de acionamento 60, pelo motor 40, acionando o mesmo portanto para entrar em contato com o rolo 64. O torque de acionamento C2, aqui que se orienta no sentido horário, tem um valor que permite exercer, sobre o rolo 64, com a superfície Al em questão, um segundo esforço de apoio F2 suficiente para tomar nulo o esforço de reação R da segunda pista 56 sobre esse rolo. Assim, com a aplicação do torque de acionamento C2, o rolo 64 só está em contato com a superfície Bl e a superfície Al, e eventualmente também em contato com a superfície B2, mas não está mais em contato com a segunda pista 56. De preferência, os dois esforços Fl, F2 têm um valor idêntico, cuja resultante Ft é suportada pela direção tangencial, isso em especial graças a uma inclinação de valor substancialmente idêntico entre por um lado a direção circunferencial e a superfície Al, e por outro lado a direção circunferencial e a superfície B1.

A força resultante Ft sendo tangencial, a reação r da pista 56 sobre o rolo 64 é necessariamente nula. Conseqüentemente, a sobrecentragem observada na posição normal é rompida.

Assim, o torque de acionamento C2 permite simultaneamente desbloquear o módulo 41, e provocar a rotação do aro 52 em relação ao aro 58 da árvore 16, na direção do torque C2.

Assim, quando o motor 40 é acionado para fornecer esse torque C2, a velocidade de rotação do parafuso 38 se toma diferente daquela do cone 28 sempre solidário do rotor 18, daí a criação de uma velocidade de rotação relativa entre esses dois elementos, que leva ao deslizamento desejado no sentido 32b do cone 28 ao longo do parafuso 38 que permanece imóvel em translação em relação ao estator 2. E dessa maneira, a saber comandando-se o motor 40 de maneira a que ele forneça ao elemento 60 um torque de acionamento C2 de valor apropriado, que é possível comandar o ajuste das pás 6, de sua posição de ângulo de ataque mínimo para sua posição de ângulo de ataque máximo.

Aqui ainda, uma vez que o motor 40 foi paralisado, o módulo 41 é automaticamente levado de volta para sua configuração que assegura a posição normal de bloqueio ao rolo 64, por intermédio dos meios elásticos de retomo precitados, acoplados ao elemento de acionamento 60 em forma de aro segmentado.

Com relação a isso, de acordo com um outro modo de realização preferido da presente invenção, são previstos vários elementos de bloqueio 64 espaçados angularmente uns dos outros em tomo do eixo 4, como mostrado na figura 6. Cada um deles é alojado em sua própria porção angular vazada 62 do elemento de acionamento 60, e em seu próprio entalhe 54 da primeira pista 50. O motor 40 é aqui também projetado para fornecer o torque de acionamento C2 ao elemento 60, que assegura a ruptura das paralisações de movimentos criadas pelos rolos 64. Essa configuração permite globalmente repartir de modo mais homogêneo, na direção circunferencial, os esforços que asseguram a sobre-centragem das primeira e segunda pistas.

Por outro lado, é notado que se o elemento de bloqueio 64 é de preferência um rolo, e as superfícies Al, A2, Bl, B2 com as quais ele opera junto, superfícies substancialmente planas, uma alternativa de realização pode consistir em prever que o elemento de bloqueio é uma esfera, e as superfícies Al, A2, Bl, B2 superfícies substancialmente esféricas.

Finalmente, em referência à figura 7, é notado que uma configuração, na qual a primeira pista 50 pertence a um aro interior 52 e a segunda pista 56 pertence a um aro exterior 58, pode ser considerada, em especial no caso em que o sistema de comando se aplica ao ajuste de uma só pá da hélice. Em um tal caso, um sistema de comando 26 é portanto associado a cada pá dessa hélice.

Naturalmente, diversas modificações podem ser trazidas pelo profissional à invenção que acaba de ser descrita, unicamente a título de exemplos não limitativos.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Sistema (26) de comando de ajuste de pá de uma hélice de um turbomotor para aeronave, caracterizado pelo fato de que ele compreende:

- uma primeira pista (50) substancialmente anular destinada a ser conectada a pelo menos uma pá de hélice (6), e cuja rotação é destinada a assegurar o ajuste em ângulo de ataque dessa pá, a dita primeira pista apresentando pelo menos um entalhe (54) delimitado por duas superfícies (B1,B2);

- uma segunda pista (56) substancialmente anular, concêntrica à primeira pista;

- um elemento de acionamento (60) da primeira pista, substancialmente anular, disposto entre a primeira e a segunda pistas e concêntrico a essas últimas, o dito elemento de acionamento apresentando pelo menos uma porção angular vazada (62) delimitada por duas superfícies (Al, A2) à distância uma da outra; e

- pelo menos um elemento de bloqueio (64) previsto entre as primeira e segunda pistas, alojado na dita porção angular vazada do elemento de acionamento, e no entalhe da primeira pista, o dito elemento de bloqueio sendo próprio para ocupar, durante o funcionamento do turbomotor:

- uma posição normal de sobre-centragem, na qual ele está por um lado em contato com a segunda pista (56) sendo para isso disposto entre as duas superfícies (Al, A2) do elemento de acionamento, à distância dessas últimas, e por outro lado em contato com o entalhe (54), posição na qual a força aerodinâmica que é exercida sobre a pá da hélice em rotação gera um torque (Cl) de sentido dado sobre a dita primeira pista provocando assim um primeiro esforço de contato (Fl), sobre o elemento de bloqueio (64), daquela das duas superfícies (Bl, B2) do entalhe situada mais a montante no dito sentido dado do torque (Cl), e que gera um esforço de reação (R) da dita segunda pista (56) sobre o dito elemento de bloqueio (64), o primeiro esforço de contato (Fl) e o esforço de reação (R) assegurando uma sobre-centragem das primeira e segunda pistas, tomando essas últimas solidárias em rotação; e

- uma posição de desbloqueio, na qual o elemento de bloqueio (64) está em contato com a dita superfície (Bl) do entalhe mais a montante, e também com uma das duas superfícies (Al, A2) do elemento de acionamento (60), essa posição de desbloqueio sendo assegurada pela aplicação de um torque de acionamento (C2) sobre o dito elemento de acionamento, de valor que permite exercer, sobre o elemento de bloqueio (64) com a dita superfície (Al, A2) em questão, um segundo esforço de apoio (F2) suficiente para tomar nulo o dito esforço de reação (R) da dita segunda pista (56) sobre o dito elemento de bloqueio (64), e romper assim a dita sobre-centragem, a dita posição de desbloqueio permitindo o deslocamento em rotação, em relação à segunda pista, de acordo com o sentido do torque de acionamento (C2), do conjunto que compreende a dita primeira pista (50), o dito elemento de bloqueio (64) e o dito elemento de acionamento (60).
2. Sistema de comando de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que ele compreende meios elásticos de retomo acoplados ao dito elemento de acionamento, e que permitem, quando esse último não é submetido ao dito torque de acionamento (C2), deslocar em rotação esse elemento de acionamento relativamente à dita primeira pista (50), de maneira a levar o dito elemento de bloqueio de volta para a posição normal de sobre-centragem.
3. Sistema de comando de acordo com a reivindicação 1 ou a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que a dita primeira pista é disposta exteriormente em relação à dita segunda pista.
4. Sistema de comando de acordo com a reivindicação 1 ou a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que a dita segunda pista é disposta exteriormente em relação à dita primeira pista.
5. Sistema de comando de acordo com uma qualquer das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que ele compreende um motor de acionamento (40) que comanda em rotação o dito elemento de acionamento (60).

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6. Sistema de comando de acordo com uma qualquer das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o dito elemento de bloqueio (64) é um rolo, e pelo fato de que as ditas superfícies (Al, A2, Bl, B2) com as quais ele opera junto são superfícies substancialmente planas.
7. Sistema de comando de acordo com uma qualquer das 10 reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que o dito elemento de bloqueio (64) é uma esfera, e pelo fato de que as ditas superfícies (Al, A2, Bl, B2) com as quais ele opera junto são superfícies substancialmente esféricas.
8. Sistema de comando de acordo com uma qualquer das 15 reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que ele compreende vários elementos de bloqueio (64) espaçados angularmente uns dos outros em tomo do eixo das primeira e segunda pistas, cada um deles alojado em sua própria porção angular vazada do elemento de acionamento, e em seu próprio entalhe da primeira pista.

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9. Sistema de comando de acordo com uma qualquer das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que ele é destinado a comandar uma única pá da hélice do turbomotor.
10. Sistema de comando de acordo com uma qualquer das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de que ele é destinado a

25 comandar simultaneamente uma pluralidade de pás da hélice do turbomotor.
11. Sistema de comando de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que ele compreende um órgão deslizante (28) destinado a operar junto com as pás (6) de modo que seu deslizamento leve essas pás a se aproximarem / se afastarem de sua posição de ângulo de ataque mínimo, o dito órgão deslizante sendo comandado por meios rotativos de comando (38) que permitem transformar o movimento rotativo dos mesmos em um movimento de deslizamento do dito órgão, os ditos meios rotativos de comando (38) sendo solidários em rotação da dita primeira pista (50).
12. Hélice para turbomotor de aeronave caracterizada pelo fato de que ela compreende pelo menos um sistema (26) de comando de ajuste de pá de acordo com uma qualquer das reivindicações precedentes.
13. Hélice de acordo com a reivindicação 12, caracterizada pelo fato de que ela compreende um rotor de hélice (18) destinado a girar em tomo de um eixo longitudinal da hélice em relação a um estator, e que leva pás (6), a dita hélice compreendendo por outro lado o dito sistema de comando de ajuste (26) das pás, que permite deslocar essas últimas entre uma posição de ângulo de ataque mínimo e uma posição de ângulo de ataque máximo, o dito sistema de comando de ajuste compreendendo um órgão deslizante (28) de acordo com o eixo longitudinal, que opera junto com as ditas pás de modo que seu deslocamento leve as ditas pás a se aproximarem / se afastarem de sua posição de ângulo de ataque mínimo, o dito órgão deslizante sendo comandado por meios rotativos de acionamento (38) que permitem transformar o movimento rotativo dos mesmos em tomo do eixo longitudinal em um movimento de deslizamento do dito órgão de acordo com o mesmo eixo, os ditos movimentos rotativos de comando (38) sendo solidários em rotação da dita primeira pista (50) e a segunda pista (56) sendo solidária em rotação de uma árvore de acionamento (16) que leva o dito rotor de hélice (18), o dito sistema de comando de ajuste compreendendo por outro lado um motor de acionamento (40) que permite aplicar o dito movimento rotativo aos ditos segundos meios rotativos de acionamento (38), sendo para isso conectados ao dito elemento de acionamento (60).
14. Hélice de acordo com a reivindicação 13, caracterizada pelo fato de que os ditos meios rotativos de acionamento (38) são constituídos por um parafuso de esferas.
15. Hélice de acordo com a reivindicação 13 ou a reivindicação 14, caracterizada pelo fato de que o dito órgão deslizante (28) é constituído por um cone deslizante que opera junto com um dedo descentrado

5 (22) de cada uma das pás que lhe é associada.
16. Turbomáquina para aeronave caracterizada pelo fato de que ela compreende pelo menos uma hélice de acordo com uma qualquer das reivindicações 12 a 15.
17. Processo de controle de um sistema de comando de ajuste

10 de pá de uma hélice de turbomotor de acordo com uma qualquer das reivindicações 1 a 11, caracterizado pelo fato de que quando um ajuste em ângulo de ataque é exigido, é aplicado um torque de acionamento apropriado ao dito elemento de acionamento.