BRPI1007745B1 - arpão e sistema de ancoragem - Google Patents
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Abstract
ARPÃO DE ANCORAGEM EM PARTICULAR DE UMA AERONAVE E SISTEMA DE ANCORAGEM QUE COMPORTA TAL ARPÃO Este arpão de ancoragem em particular de uma aeronave, apto a cooperar com uma grelha de ancoragem de uma plataforma, que comporta meios em forma de macaco que compreendem meios um forma de cilindro nos quais se deslocam meios em forma de pistão dotados de uma haste que se estendem para além dos meios em forma de cilindro e cuja extremidade livre composta uma cabeça de arpão de fixação na grelha, dotada de dedos de retenção nesta ultima, deslocaveis entre uma posição retrátil e uma posição ativa por meios de comando, caracteriza-se pelo fato de que os meios em forma de macaco estão ligados a uma fonte de fluido sob pressão (30) através de meios de comando (31) e pelo fato que essa fonte de fluido sob pressão comporta um cartucho consumível de gás (30).
Description
[001] A presente invenção trata de um
[002] arpão de ancoragem em particular de uma aeronave apto a cooperar com uma grade de ancoragem de uma plataforma e de um sistema de ancoragem que comporta tal arpão.
[003] Tais arpões e sistemas de ancoragem são já conhecidos de modo geral no estado da técnica.
[004] Assim, por exemplo, o documento FR-A-2 701 689 descreve um arpão destinado a equipar uma aeronave de asa rotativa tal como, por exemplo, um helicóptero e que pode ser puxado na direção de uma plataforma de pouso de um navio a fim de que a cabeça do arpão se fixe sobre a grade e forme, assim, um ponto de ancoragem da aeronave, facilitando em particular sua operação de pouso.
[005] O arpão de ancoragem descrito nesse documento comporta meios em forma de cilindro nos quais se deslocam meios em forma de pistão dotados de uma haste que estende para além dos meios em forma de cilindro e cuja extremidade livre comporta uma cabeça de arpão de fixação na grade. Essa cabeça de arpão é de fato dotada de pinos de retenção na grade, deslocáveis radialmente entre uma posição retraída e uma posição ativa por meios de comando.
[006] Esses arpões já foram utilizados com sucesso em um grande número de navios para realizar a ancoragem de, por exemplo, aeronaves do tipo helicópteros.
[007] Assistimos igualmente, por algum tempo, a várias tentativas de embarque de veículos aéreos do tipo veículo aéreo não tripuladode asa rotativa nas plataformas em particular militares.
[008] A Depositante, aliás, desenvolveu e testou com sucesso um sistema de pouso e de decolagem automáticos de um veículo aéreo não tripulado de asa rotativa sobre e a partir de tal navio.
[009] A realização desses veículos aéreos não tripulados requer igualmente o uso de arpões e de grades de ancoragem.
[010] Estudos mostraram que a adaptação dos arpões de ancoragem já conhecidos para helicópteros diretamente sobre veículos aéreo não tripulados de asa rotativa não pode ser considerada com perspectivas de sucesso.
[011 ] De fato, esses estudos revelaram problemas de tamanho, de alimentação, de manutenção, etc.
[012] O documento WO 91/04910 mostra, por exemplo, esses problemas. O documento descreve de fato um sistema de fixação que comporta um arpão de fixação para um helicóptero.
[013] Nesse documento, a fonte de fluido sob pressão é constituída por um acumulador. Ou, a utilização de tal acumulador a bordo, por exemplo, de um veículo aéreo não tripulado, suscita problemas de integração devido a seu tamanho e aos equipamentos necessários para a recarga desse acumulador. Sabe-se, de fato, que, como a bordo de um veículo aéreo não tripulado há pouco espaço, procura-se fazer com que ele seja o mais leve possível e a potência é limitada.
[014] A finalidade da presente invenção é, portanto, resolver esses problemas.
[015] Para esse fim, a presente invenção tem por objeto um arpão de ancoragem, em particular de uma aeronave, apto a cooperar com uma grade de ancoragem de uma plataforma, que comporta meios em forma de cilindro nos quais se deslocam meios em forma de pistão dotados de uma haste que se estende para além dos meios em forma de cilindro e cuja extremidade livre comporta uma cabeça de arpão de fixação na grade, dotada de pinos de retenção nessa grade, deslocáveis entre uma posição retraída e uma posição ativa, por meios de comando, caracterizado pelo fato de que os meios em forma de atuador estão ligados a uma fonte de fluido sob pressão através dos meios de comando e pelo fato de que essa fonte de fluido sob pressão comporta um cartucho consumível de gás.
[016] De acordo com outras características da presente invenção, consideradas separadamente ou em combinação: - o gás é CO2, - os meios de comando compreendem meios que formam uma eletroválvula comandada na abertura e no fechamento para alimentar os meios em forma de atuador, - os meios em forma de cilindro do atuador compreendem pelo menos duas porções de cilindro telescópicas uma na outra e deslocáveis entre uma posição retraída uma na outra e uma posição ativa saliente uma em relação à outra, - os meios de comando dos deslocamentos dos pinos compreendem um pistão de comando deslocável com deslizamento na haste do atuador e associado a um acionador biestável dos pinos, deslocável entre posições retraída e ativa de saída dos pinos por aplicações sucessivas de impulsos de pressão nos meios em forma de atuador, - o acionador biestável é uma trava mecânica rotativa, - o acionador biestável comporta uma roda com dentes chanfrados interposta entre o pistão de comando e uma haste de acionamento dos pinos, dispostos em uma luva ligada à haste de atuador, e a extremidade do pistão em contato com a roda com dentes chanfrados comporta ela própria dentes, de modo, durante a aplicação dos impulsos de pressão nos meios em forma de atuador e, portanto, dos deslocamentos do pistão de comando, a fazer girar a roda com dentes chanfrados na luva, e os dentes da roda estão igualmente adaptados para cooperar com entalhes sucessivos de alturas diferentes da luva, a fim de definir posições estáveis, ativa e retraída, da haste de acionamento dos pinos, - ele comporta uma mola de solicitação da haste de acionamento dos pinos em posição retraída, - a extremidade correspondente dos meios em forma de atuador está associada à aeronave e uma mola helicoidal de retorno e de compressão está interposta entre essa extremidade do atuador e a cabeça de arpão, - a mola helicoidal está disposta em tomo dos meios em forma de atuador, - ele comporta meios com gatilho de impedimento do deslocamento dos pinos para sua posição ativa enquanto a cabeça de arpão não estiver em posição de parada na grade de ancoragem.
[017] A presente invenção tem igualmente por objeto um sistema de ancoragem em particular de uma aeronave do tipo veículo aéreo não tripulado de asa rotativa que compreende um arpão de ancoragem tal como descrito anteriormente.
[018] A presente invenção será mais bem compreendida através da descrição a seguir, dada exclusivamente a título de exemplo, e feita em relação aos desenhos anexos, nos quais: - as figuras 1 e 2 representam vistas em corte de um arpão de ancoragem de acordo com a presente invenção respectivamente nas posições retraída e ativa de ancoragem em uma grade de ancoragem de uma plataforma, - a figura 3 representa uma vista explodida em perspectiva de uma cabeça de arpão de fixação, que entra na constituição de um arpão de acordo com a presente invenção, - a figura 4 representa um esquema resumido que ilustra a alimentação com fluido sob pressão de um arpão de acordo com a presente invenção, e - a figura 5 ilustra o funcionamento desse arpão.
[019] Foi de fato ilustrado nessas figuras e em particular nas figuras 1 e 2, um arpão de ancoragem em especial de uma aeronave sobre uma plataforma de tipo navio militar ou outro.
[020] A aeronave pode, por exemplo, ser um veículo aéreo não tripulado de asa rotativa.
[021] Esse arpão é designado pela referência geral 1 nessas figuras e está adaptado para cooperar com uma grade de ancoragem da plataforma, designada pela referência geral 2 nessas figuras.
[022] De fato, o arpão comporta meios em forma de atuador designados pela referência geral 3, que compreendem meios em forma de cilindro designados pela referência geral 4, nos quais se deslocam meios em forma de pistão designados pela referência geral 5.
[023] Esses meios em forma de pistão são dotados de uma haste 6 que se estende para além dos meios em forma de cilindro e cuja extremidade livre comporta uma cabeça de arpão de fixação na grade, e essa cabeça de arpão é designada pela referência geral 7.
[024] De fato e como isso está descrito no documento anterior mencionado acima, essa cabeça de arpão é dotada de pinos de retenção na grade, deslocáveis radialmente entre uma posição retraída e uma posição ativa por meios de comando, como será descrito mais detalhadamente a seguir.
[025] Nessas figuras, um dos pinos é designado pela referência geral 8 e os meios de comando desses pinos pela referência geral 9.
[026] A estrutura desses meios de comando será igualmente descrita mais detalhadamente em relação à figura 3.
[027] Voltando às figuras 1 e 2, constata-se que os pinos e os meios de comando estão representados em posição retraída na figura 1 e em posição ativa na figura 2, quando o arpão está estendido, e os meios de comando são deslocados na haste para provocar um deslocamento radial dos pinos de retenção entre a posição retraída, na figura 1, na cabeça do arpão e a posição ativa de retenção na figura 2, em saliência radial em relação a essa cabeça, para bloqueá-la na grade.
[028] Para resolver os diferentes problemas de integração a um veículo aéreo não tripulado em particular tal como descrito anteriormente, no arpão de ancoragem de acordo com a presente invenção, os meios em forma de cilindro do atuador comportam pelo menos duas porções de cilindro telescópicas uma na outra e deslocáveis entre uma posição retraída uma na outra e uma posição ativa de ancoragem em saliência uma em relação à outra, tais como nas figuras 1 e 2 respectivamente.
[029] Nas figuras 1 e 2, as duas porções de cilindro telescópicas uma na outra são designadas respectivamente pelas referências 10 e 11.
[030] A porção de cilindro superior 10 é então associada a meios de fixação sobre o veículo aéreo não tripulado, e esses meios apresentam qualquer estrutura clássica apropriada, ao passo que a outra extremidade dessa porção de cilindro superior 10 é adaptada para receber a porção de cilindro inferior 11 que porta ela própria a haste 6 cuja extremidade livre porta a cabeça de arpão 7.
[031] Os meios em forma de atuador estão então ligados a uma fonte de fluido sob pressão através dos meios de comando para controlar seu funcionamento, ou seja, a extensão do arpão de ancoragem e sua fixação ou sua liberação em relação à grade de ancoragem.
[032] Para esse fim, uma mola helicoidal 12 de retorno e de compressão está interposta entre a extremidade da porção de cilindro superior associada à aeronave e a cabeça de arpão para assegurar, como ilustra a figura 2, quando a cabeça do arpão está ancorada na grade, uma compressão correta do veículo aéreo não tripulado sobre a plataforma.
[033] A cabeça de arpão 7 pode ser análoga à que já foi descrita no documento mencionado anteriormente e comportar, por exemplo, três pinos de retenção dispostos a 120° uns em relação aos outros e designados, por exemplo, pelas referências gerais 8, 13 e 14 na figura 3. Esses pinos são então deslocáveis entre uma posição retraída e uma posição ativa em saliência radial em relação ao resto da cabeça, a fim de ancorar o arpão na grade sob o controle dos meios de comando designados pela referência geral 9 nas figuras 1,2 e 3.
[034] Ainda de modo clássico, a cabeça de arpão 7 pode comportar um gatilho de impedimento desses meios de comando 9 para impedir o deslocamento dos pinos para sua posição ativa enquanto a cabeça de arpão não estiver em posição de parada na grade de ancoragem, ou seja, em posição correta de ancoragem na grade.
[035] Esse gatilho foi também descrito anteriormente e é designado pela referência geral 15 nessa figura 3.
[036] Esse gatilho 15 é então disposto transversalmente na cabeça de arpão 7, formando uma saliência radial a partir da cabeça e está associado a uma mola 16 e um órgão de parada 17 para ser empurrado na cabeça de arpão quando ela estiver em posição correta na grade de ancoragem como ilustra a figura 2, e permitir o deslocamento dos meios de comando 9 e dos pinos de retenção.
[037] Os meios de comando 9 compreendem, por sua vez, um pistão, designado pela referência geral 18, deslocável com deslizamento na haste do atuador e associado a um acionador biestável dos pinos, deslocável entre posições retraída e ativa de saída dos pinos por aplicações sucessivas de impulsos de pressão nos meios em forma de atuador.
[038] Esse acionador biestável dos pinos é designado pela referência geral 19 e comporta várias peças que formam o que é comumente chamado de trava rotativa.
[039] Esse acionador biestável comporta de fato uma roda com dentes chanfrados designada pela referência geral 20 na figura 3, interposta entre o pistão de comando 18 e uma haste de acionamento dos pinos designada pela referência geral 21 nessa figura 3.
[040] O pistão 18 e a roda com dentes chanfrados 20 estão dispostos em uma luva designada pela referência geral 22 ligada à haste 6 do atuador por exemplo por meio de uma cavilha designada pela referência geral 23.
[041] Uma mola de solicitação da haste de acionamento 21 dos pinos em posição retraída está igualmente prevista, e essa mola é designado pela referência geral 24 nessa figura 3.
[042] A extremidade do pistão 18 em contato com dentes chanfrados comporta dentes, tais cornos os dentes designados pela referência geral 25 nessa figura, de modo, durante a aplicação impulsos de pressão nos meios em forma de atuador e, portanto, dos deslocamentos do pistão 18 correspondentes, a fazer girar a roda com dentes chanfrados 20 na luva 22. Os dentes chanfrados da roda 20 são então igualmente adaptados para cooperar com entalhes sucessivos de alturas diferentes da luva 22 a fim de definir posições estáveis, ativas e retraídas da haste de acionamento 21 dos pinos e, consequentemente, dos pinos.
[043] Dois entalhes sucessivos de alturas diferentes da luva são, por exemplo, designados pelas referências gerais 26 e 27 nessa figura.
[044] Na posição retraída dos meios de comando 9, os dentes da roda 20 estão, por exemplo, em apoio contra os entalhes tais como o entalhe 26. Durante a aplicação de uma pressão nos meios em forma de atuador, o pistão 18 provoca um deslocamento da roda com dentes 20 e da haste de acionamento 21 contra a solicitação elástica da mola 24 se o gatilho 15 estiver armado, ou seja, a cabeça estiver em posição correta na grade.
[045] Durante essa aplicação de impulso, os dentes 25 do pistão 18 tendem igualmente a fazer girar a roda dentada. Entretanto, esse movimento de rotação da roda é impedido pela cooperação dos dentes da roda com as bordas da luva 22 de cada lado do entalhe 26, até o momento em que os dentes chanfrados da roda 20 ultrapassam a extremidade correspondente da luva 22 para vir cooperar com o entalhe 27 de manutenção dos dentes e, portanto, da haste de acionamento 21 em posição ativa de saída dos pinos da cabeça de fixação.
[046] O bloqueio em posição é então realizado pela solicitação da mola 24 que eleva a haste de acionamento 21 e a roda com dentes 20 a permanecer em posição contra o entalhe 27.
[047] A pressão de fluido pode então ser liberada nos meios em forma de atuador conservando a ancoragem da aeronave na grade.
[048] Uma nova aplicação de um impulso de pressão de fluido nos meios em forma de atuador provoca um novo deslocamento angular da roda com dentes chanfrados diante do entalhe seguinte que corresponde à posição retraída da haste dos meios de acionamento sob a ação da mola 24 a fim de desbloquear a cabeça.
[049] É evidente que outras realizações desse acionador biestável com comando por aplicações de impulsos de pressão sucessivas nos meios de forma de atuador, podem ser consideradas.
[050] Percebe-se então que o uso dessa trava mecânica biestável permite utilizar apenas impulsos de pressão nos meios em forma de atuador e não obriga mais a manter a pressão nele como era o caso dos meios em forma de atuador do estado da técnica.
[051] Um único impulso de pressão permite de fato fazer com que os pinos saiam e que apenas um outro impulso de pressão permita que eles retomem.
[052] Além disso, ele permite igualmente modificar os meios de alimentação com fluido sob pressão dos meios em forma de atuador.
[053] Um esquema resumido desses meios de alimentação é dado na figura 4.
[054] De fato, os meios de alimentação podem comportar uma fonte de fluido sob pressão que se apresenta, por exemplo, na forma de uma cartucho consumível de gás tal como, por exemplo, um cartucho consumível de CO2, designado pela referência geral 30 nessa figura.
[055] Esse cartucho de gás 30 é então ligado na entrada de meios que forma uma eletroválvula 3/2 normalmente fechada, designada pela referência geral 31, ela própria ligada a meios de restrição reguláveis que permitem limitar a vazão de gás durante o arpoamento e a purga, designados pela referência geral 32.
[056] Uma válvula de segurança regulada a uma pressão ligeiramente superior à pressão de arpoamento desejada está igualmente prevista, e essa válvula é designada pela referência geral 33, sendo que o arpão é por sua vez sempre designado pela referência geral 1.
[057] O comando na abertura e no fechamento dos meios que formam uma eletroválvula permite então comandar a alimentação dos meios em forma de atuador na forma de impulsos de pressão.
[058] Esse funcionamento na forma de impulsos está ilustrado na figura 5 que mostra que o arpoamento e a liberação do arpão são feitos por aplicações sucessivas de impulsos de pressão nos meios em forma de atuador, o que permite de um lado estender o arpão telescópico que permanece em posição estendida enquanto a cabeça de ancoragem estiver travada na grade e o que permite igualmente obter uma força de compressão da aeronave sobre a plataforma.
[059] Percebe-se igualmente que a aplicação de um impulso de pressão por comando da abertura dos meios que formam uma eletroválvula 31 descritos anteriormente, permite que as porções de cilindro dos meios em forma de atuador, se estendam a fim de fazer a cabeça de fixação do arpão penetrar na grade.
[060] A cabeça de arpão vem então se alojar em um alvéolo da grade o que permite empurrar o gatilho de impedimento 15 e, portanto, que o pistão 18, sob a ação da pressão do fluido nos meios em forma de atuador, empurre a haste de acionamento 21 dos pinos 8 para a posição de saída desses pinos a fim de travar a cabeça na grade.
[061] A trava mecânica biestável rotativa permite bloquear a haste e os pinos nessa posição ativa de ancoragem da cabeça na grade e a pressão de fluido pode então ser liberada nos meios em forma de atuador, e a mola helicoidal 12 de retorno e de compressão permite manter o veículo aéreo não tripulado em posição sobre a grade.
[062] Durante a aplicação do novo impulso de pressão nos meios em forma de atuador, o pistão 18 faz com que a roda com dentes chanfrados 20 gire para destravar a trava mecânica rotativa o que permite, durante o relaxamento da pressão de fluido nos meios em forma de atuador, que a mola 24 empurre a haste de acionamento 21 dos pinos, para uma posição retraída e que estes voltem para uma posição retraída na cabeça de ancoragem, o que solta essa cabeça de ancoragem da grade e permite, por meio da mola helicoidal 12, trazer os meios em forma de atuador para uma posição retraída (figura 1).
[063] Percebe-se que essa estrutura apresenta um certo número de vantagens em relação aos arpões do estado da técnica.
[064] O uso de um atuador telescópico permite de fato dobrar o curso de extensão do arpão para um mesmo comprimento dobrado e, portanto, diminuir consideravelmente o comprimento do arpão em posição retraída o que permite adaptar-se às exigências de ocupação de espaço ligadas ao embarque a bordo de um veículo aéreo não tripulado.
[065] O uso de uma mola de compressão e de retorno situada fora dos meios em forma de atuador permite igualmente obter uma força de compressão correta contra a grade.
[066] O uso de um acionador biestável com trava mecânica rotativa permite manter o arpão em sua posição entre duas ordens em forma de impulso para mudança de estado, ou seja, retraído ou bloqueado na grade.
[067] A passagem de um estado para o outro é feita por aplicação de um impulso do fluido sob pressão nos meios em forma de atuador. Isso permite então usar um cartucho consumível, por exemplo, de gás associado a meios de comando de uma eletroválvula para realizar a alimentação.
[068] Evidentemente, diferentes realizações das peças descritas podem ser consideradas e outras aplicações podem igualmente ser consideradas, por exemplo, para o ancoramento de aeronaves em plataformas petrolíferas ou outras.
Claims (12)
- ARPÃO DE ANCORAGEM (1), em particular de uma aeronave, apto a cooperar com uma grade de ancoragem (2) de uma plataforma que comporta meios em forma de atuador (3) que compreende meios em forma de cilindro (4) nos quais se deslocam meios em forma de pistão (5) dotados de uma haste (6) que se estendem para além dos meios em forma de cilindro e cuja extremidade livre comporta uma cabeça de arpão (7) de fixação na grade (2), dotada de pinos de retenção (8, 13, 14) nessa grade, deslocáveis entre uma posição retraída e uma posição ativa por meios de comando (9), os meios em forma de atuador (3) estão ligados a uma fonte de fluido sob pressão (30) através de meios de comando (31), caracterizado pela fonte de fluido sob pressão (30) comportar um cartucho consumível de gás (30).
- ARPÃO DE ANCORAGEM (1), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo gás ser CO2.
- ARPÃO DE ANCORAGEM (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 2, caracterizado pelos meios de comando (9) compreenderem meios que formam uma eletroválvula (31) comandada na abertura e no fechamento para alimentar os meios em forma de atuador (3).
- ARPÃO DE ANCORAGEM (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelos meios em forma de cilindro (4) do atuador comportarem pelo menos duas porções de cilindro (10, 11) telescópicas uma na outra e deslocáveis entre uma posição retraída uma na outra e uma posição ativa em saliência uma em relação à outra.
- ARPÃO DE ANCORAGEM (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelos meios de comando (9) dos deslocamentos dos pinos compreenderem um pistão de comando (18) deslocável com deslizamento na haste do atuador e associado a um acionador biestável (19) dos pinos, deslocável entre posições retraída e ativa de saída dos pinos por aplicações sucessivas de impulsos de pressão nos meios em forma de atuador.
- ARPÃO DE ANCORAGEM (1), de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo acionador biestável ser uma trava mecânica rotativa (19).
- ARPÃO DE ANCORAGEM (1), de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo acionador biestável (19) comportar uma roda com dentes chanfrados (20) interposta entre o pistão de comando (18) e uma haste de acionamento (21) dos pinos, dispostos em uma luva (22) ligada à haste de atuador, e a extremidade do pistão (18) em contato com a roda com dentes chanfrados (20) comporta por sua vez dentes (25), de modo a fazer girar a roda com dentes chanfrados (20) na luva (22), e os dentes da roda (20) são igualmente apropriados para cooperar com entalhes sucessivos de alturas diferentes (26, 27) da luva (22), a fim de definir posições estáveis, ativa e retraída, da haste de acionamento (21) dos pinos.
- ARPÃO DE ANCORAGEM (1), de acordo com a reivindicação 7, caracterizado por comportar uma mola (24) de solicitação da haste de acionamento (21) dos pinos em posição retraída.
- ARPÃO DE ANCORAGEM (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pela extremidade correspondente dos meios em forma de atuador (3) estarem associadas à aeronave e por uma mola helicoidal (12) de retomo e de compressão estar interposta entre essa extremidade do atuador (3) e a cabeça de arpão (7).
- ARPÃO DE ANCORAGEM (1), de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pela mola helicoidal (12) estar disposta em torno dos meios em forma de atuador.
- ARPÃO DE ANCORAGEM (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizado por comportar meios com gatilho (15) de impedimento do deslocamento dos pinos (8, 13, 14) para sua posição ativa enquanto a cabeça de arpão deixa de estar em posição de parada na grade de ancoragem (2).
- SISTEMA DE ANCORAGEM, em particular de uma aeronave de tipo veículo aéreo não-tripulado de asa rotativa, caracterizado por comportar um arpão de ancoragem conforme definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 11.
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