BRPI1102656A2

BRPI1102656A2 - aeronave

Info

Publication number: BRPI1102656A2
Application number: BRPI1102656-1A
Authority: BR
Inventors: David Delloue
Original assignee: Messier Bugatti Dowty
Priority date: 2010-06-10
Filing date: 2011-06-10
Publication date: 2012-10-30
Also published as: US8746612B2; US20110303785A1; CN102328750B; BRPI1102656B8; EP2394913A1; CA2742625A1; CA2742625C; FR2961171B1; BRPI1102656B1; FR2961171A1; CN102328750A; EP2394913B1

Abstract

AERONAVE. A invenção se refere a uma aeronave tendo rodas equipadas com dispositivos de freio de fricção atuados hidraulicamente (3, 4, 5) e também dispositivos de acionamento independente atuados hidraulicamente (2) para acionar as rodas em rotação e permitir que a aeronave se mova em estágios de acionamento independente em que os motores da aeronave estão inativos, a aeronave sendo caracterizada pelo fato de que é equipada simultaneaniente com um circuito hidráulico principal incluindo uma fonte de pressão (21) que energiza os dispositivos de freio quando a dita fonte de pressão está ativa; um circuito de frenagem alternativo (20) para permitir que os dispositivos de freio sejam atuados pelo menos quando os motores da aeronave estão parados, o circuito de frenagem alternativo incluindo um acumulador (24) que é normalmente usado para a frenagem de estacionamento e que é mantido sob pressão pela fonte de pressão (21) do circuito principal quando a dita fonte de pressão está ativa; e um circuito hidráulico auxiliar (10) pressurizado pelos dispositivos de bomba auxiliares (11), ativados por uma unidade de energia auxiliar (12) da aeronave para permitir que os dispositivos de acionamento independentes sejam atuados; o circuito hidráulico auxiliar sendo conectado ao circuito de frenagem alternativo para manter uma pressão de operação no acumulador do circuito de frenagem alternativo.

Description

"AERONAVE"

A invenção se refere a uma aeronave equipada com um dispositivo de acionamento independente. ANTECEDENTES TECNOLÓGICOS DA INVENÇÃO

Propostas foram feitas para prover trens de aterrissagem com dispositivos de acionamento independentes incluindo motores elétricos localizados tão próximos quanto possível às rodas suportadas pelos carros inferiores a fim de acionar as rodas em rotação e, assim, permitir que a aeronave se mova sem a ajuda dos motores da aeronave.

Tentativas têm sido feitas para equipar as rodas com motores hidráulicos apropriados para o uso tanto para o movimento de acionamento da aeronave quanto também para freá-la, de forma muito semelhante como os freios em máquinas de construção providas com tais rodas acionadas por motor, e fazer uso de transmissão hidrostática.

Não obstante, o uso de tais rodas presume que uma fonte de pressão hidráulica seja disponível. Em uma aeronave, as bombas que geram pressa hidráulica são acionadas pelos motores da aeronave, o que significa que aqueles motores devem, portanto, estar ativos quando a aeronave está em movimento, mesmo se eles funcionarem em marcha lenta. Todavia, é conhecido que o empuxe residual dos motores que estão em marcha lenta é propriamente suficiente para fazer com que a aeronave avance, o que significa que é necessário constantemente aplicar os freios às rodas a fim de impedir que a aeronave se mova.

Propostas foram feitas no documento WO 2010/0046520 para formar um circuito hidráulico auxiliar, no qual uma bomba é atuada por uma unidade de energia auxiliar (APU) da aeronave. A bomba pode ser acionada mecanicamente por um eixo da APU ou ela pode ter um motor elétrico que extrai sua energia elétrica a partir da energia fornecida por um alternador que é acionado pela APU. Assim, os dispositivos de acionamento independentes podem ser energizados hidraulicamente por meio de um circuito hidráulico auxiliar pressurizado por uma bomba auxiliar ativada por meio da APU, permitindo assim que a aeronave seja movida sem a ajuda de seus motores.

Não obstante, os freios de fricção da aeronave são também hidraulicamente ativados. É conhecido que os freios são energizados pelos circuitos hidráulicos principais da aeronave. Certas aeronaves são equipadas com um circuito hidráulico alternativo, o qual assumirá quando os circuitos principais falharam ou não estiverem ativados. O circuito de frenagem alternativo inclui um acumulador que permite que algum número limitado de operações de frenagem seja realizado quando o circuito de frenagem alternativo não é propriamente pressurizado, em particular porque os motores estão parados. Não obstante, o número de operações de frenagem que é possível realizar é muito limitado. Uma solução intermediária para aumentar o número de possíveis operações de frenagem seria aumentar o tamanho do acumulador, mas isto se torna rapidamente inviável em termos de peso.

O documento US 3 807 664 descreve uma aeronave equipada com um circuito de frenagem e um circuito para energizar dispositivos de acionamento independentes.

Aqueles dois circuitos são alimentados com pressão ou por meio de uma bomba da aeronave, acionada por seus motores, ou preferivelmente por uma bomba auxiliar acionada pela APU. OBJETIVO DA INVENÇÃO

Um objetivo da invenção é o de prover a organização hidráulica da aeronave de forma a permitir que um grande número de operações de frenagem seja realizado durante os estágios de acionamento independente.

BREVE DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO

Para atingir este objetivo, a invenção provê uma aeronave tendo rodas equipadas com dispositivos de freio de fricção atuados hidraulicamente e também dispositivos de acionamento independente atuados hidraulicamente para acionar as rodas em rotação e permitir que a aeronave se mova em estágios de acionamento independente em que os motores da aeronave estão inativos, a aeronave sendo caracterizada pelo fato de que é equipada com pelo menos:

- um circuito hidráulico principal incluindo uma fonte de pressão (21) que energiza os dispositivos de freio quando a dita fonte de pressão está ativa;

- um circuito de frenagem alternativo para permitir que os dispositivos de freio sejam atuados pelo menos quando os motores da aeronave estão parados, o circuito de frenagem alternativo incluindo um acumulador que é normalmente usado para a frenagem de estacionamento e que é mantido sob pressão pela fonte de pressão do circuito principal quando a dita fonte de pressão está ativa; e

- um circuito hidráulico auxiliar pressurizado pelos dispositivos de bomba auxiliares, ativados por uma unidade de energia auxiliar da aeronave para permitir que os dispositivos de acionamento independentes sejam atuados;

- o circuito hidráulico auxiliar sendo conectado ao circuito de frenagem alternativo para manter uma pressão de operação no acumulador do circuito de frenagem alternativo.

E conhecido que o acumulador do circuito de frenagem alternativo é repressurizado pelas bombas dos circuitos hidráulicos da aeronave em cada vôo. Este acumulador serve para energizar os freios quando os circuitos hidráulicos tiverem falhado ou não estão ativos. Este acumulador permite assim que a aeronave seja impedida de se mover pela aplicação de freios de estacionamento. Esta frenagem de estacionamento pode ser usada como frenagem final no caso em que todas as fontes de pressão forem perdidas. Deve ser imaginado que este acumulador poderia ser usado como uma fonte de pressão para realizar a frenagem com a ajuda do circuito de frenagem alternativo. Infelizmente, cada vez que o preferivelmente piloto aplica os freios e então os libera, algum do fluido fornecido pelo acumulador é retornado para o tanque do circuito principal da aeronave, de forma que o acumulador inevitavelmente se esvazia progressivamente todas as vezes em que os freios são usados. É conhecido que o acumulador é geralmente de dimensões que permitem ao piloto aplicar os freios poucas vezes. Não obstante, usando as provisões da invenção, o acumulador do circuito alternativo é mantido continuamente sob pressão pelo circuito hidráulico auxiliar durante os estágios de desaceleração, permitindo assim que os freios sejam usados tão freqüentemente quanto desejado durante um estágio de acionamento independente. BREVE DESCRIÇÃO DO DESENHO

A invenção pode ser mais bem entendida à luz da descrição que segue da figura 1, que é um diagrama recortado do circuito hidráulico de uma aeronave, ilustrando as provisões da invenção. DESCRIÇÃO DETALHADA DO DESENHO

A invenção é ilustrada abaixo na aplicação em uma aeronave que inclui rodas que são providas com dispositivos de acionamento independentes na forma de motores hidráulicos, e rodas equipadas com os dispositivos de freio na forma de freios de fricção hidraulicamente atuados. Onde apropriado, algumas das rodas ou até mesmo todas das rodas suportadas pelos carros inferiores da aeronave podem ser providas simultaneamente com um dispositivo de acionamento independente e com um dispositivo de freio, como é aqui concebido.

Como mostrado na figura 1, a aeronave tem rodas 1 (rodas suportadas pelos carros inferiores), cada uma das quais é equipada com um motor hidráulico 2, por exemplo, um motor do tipo que tem pistões radiais. Uma linha tracejada forte representa a conexão mecânica entre a roda Ieo 5

eixo de rotação do motor hidráulico 2. As rodas 1 são também equipadas com freios de fricção 3 que têm discos de fricção 4, alguns dos quais giram com a roda e outros dos quais não giram com a roda, os discos sendo seletivamente pressionados entre si por dispositivos atuadores hidráulicos 5 suportados por um anel hidráulico 6.

A aeronave geralmente também inclui pelo menos um circuito hidráulico principal (não mostrado na figura 1) que é pressurizado por uma bomba acionada por um dos motores de aeronave, a bomba tomando fluido a partir de um tanque principal da aeronave. O circuito hidráulico principal é usado para a pressurização dos atuadores hidráulicos dos freios de fricção.

É conhecido prover uma aeronave com um circuito de frenagem alternativo 20, circuito este que é normalmente mantido sob pressão por uma fonte de pressão 21 da aeronave (por exemplo, uma bomba acionada por um de seus motores). O circuito de frenagem alternativo 20 assume o(s) circuito(s) de frenagem no caso de o(s) dito(s) circuito(s) principal(is) falharem ou estarem inativos. O circuito de frenagem alternativo 20 inclui um seletor de frenagem alternativo 22 que permite que pressão seja admitida em um bloco hidráulico alternativo 23 que regula a pressão para a transmissão para os atuadores hidráulicos 5 que pressionam conjuntamente os discos de fricção 4, alguns dos quais são estacionários e outros dos quais são restringidos para girar com a roda. O circuito de frenagem alternativo 20 também inclui um acumulador 24 que serve, via um seletor de estacionamento 25, para aplicar uma força de estacionamento ao disco 4, que corresponde à pressão que existe no acumulador 24. É conhecido que no caso de uma falha das fontes de pressão da aeronave, o freio de estacionamento deve ser usado para a frenagem final. Para esta finalidade, o acumulador 24 é dimensionado de forma a ser capaz de realizar poucas operações de frenagem antes de o acumulador enviar para fora fluido hidráulico que é descarregado para o tanque principal 26 da aeronave cada vez que o piloto libera pressão sobre os pedais de freio.

Os motores hidráulicos 2 que constituem os dispositivos de acionamento independentes são energizados por um circuito hidráulico auxiliar 10 incluindo uma bomba bidirecional 11 que é conectada aos motores hidráulicos 2 pelo circuito auxiliar 10 para formar uma transmissão hidrostática. Neste exemplo, a bomba 11 é acionada mecanicamente por um eixo de uma unidade de energia auxiliar 12 da aeronave. A bomba 11 é assim situada próxima à unidade de energia auxiliar, na cauda da aeronave, e o circuito hidráulico auxiliar 10 se estende de modo a transportar fluido hidráulico a partir da cauda da aeronave para os motores de aeronave 2, e novamente de volta.

O circuito hidráulico auxiliar é conectado a um tanque auxiliar .13 que é distinto do tanque principal 25 do circuito hidráulico principal e do circuito de frenagem alternativo 20 da aeronave. Um dispositivo de desvio 14 (em linhas tracejadas na figura 1) serve para tomar uma fração do fluido a partir do circuito hidráulico auxiliar 10 de forma a causar com que ela passe para dentro do tanque auxiliar 13 e causar com que ela seja re-injetada no circuito auxiliar 10 por meio de uma bomba de amplificação 15, para as finalidades de resfriar o fluido e de compensar quaisquer variações nos volumes de fluido devidas à expansão térmica ou à compressibilidade do fluido. Naturalmente, a bomba de amplificação, bem conhecida em si própria, é mostrada aqui de maneira simbólica, e é claro que a amplificação poderia ser provida na outra linha da bomba se a transmissão hidráulica entre a bomba e o motor hidráulico é operada em ambas as direções. Uma das linhas de conexão entre a bomba e o motor hidráulico poderia também ser provida com um elemento de constrição controlado, de forma a organizar de maneira seletiva a resistência ao escoamento de fluido em direção à bomba a fim de reduzir a velocidade do motor associado, contribuindo assim para a frenagem da roda. Esta resistência hidráulica serve para compensar a baixa inércia da unidade de energia auxiliar, e também torna possível prover a frenagem em adição à frenagem provida pelos freios de fricção.

De acordo com uma provisão essencial da invenção, o circuito hidráulico auxiliar 10 é usado para manter a pressão no acumulador 24 do circuito de frenagem alternativo 20, pelo menos até as unidades de motor da aeronave serem parados e os circuitos hidráulicos principais não serem mais pressurizados.

Na ausência de pressão que provém das fontes de pressão tradicionais da aeronave, vantagem é tomada da desaceleração da aeronave, ou seja, períodos durante os quais a roda aciona o motor hidráulico associado 2. O fluido no circuito hidráulico auxiliar é assim desviado durante esses estágios via uma linha hidráulica 30 provida com um expansor 31 e uma válvula de retenção 32 conduzindo para o circuito de frenagem alternativo 20 a fim de repressurizar o acumulador 24 e manter assim sua pressão de serviço e regenerar o volume do fluido contido no acumulador 24 depois de cada operação de frenagem. E necessário usar um expansor porque a pressão na conexão hidrostática pode ser muito maior que a pressão que existe no acumulador.

É possível tomar fluido que é pressurizado pela bomba bidirecional 11 do circuito hidráulico auxiliar 10 a jusante da mesma, de forma a ser re-injetado no circuito de frenagem alternativo 20, a montante dos seletores seletor de frenagem alternativo 22 e 25.

O piloto pode assim, quando deseja, realizar certo número de operações de frenagem, mesmo quando os motores a aeronave estão parados e os circuitos hidráulicos principais não estão em operação.

Assim, embora o fluido a partir do acumulador 24 seja esvaziado para o interior do tanque principal 26 da aeronave, cada vez que o piloto pressiona sobre os pedais de freio e então os libera, o acumulador 24 é permanentemente mantido sob pressão pelo circuito hidráulico auxiliar 10. O piloto pode então frear, se desejar, sem ser limitado pela capacidade do acumulador 24 do circuito hidráulico alternativo. Naturalmente, este arranjo faz com que fluido seja transferido do tanque auxiliar 13 para o tanque principal 26 todas as vezes em que os freios são atuados. Sob tais circunstâncias, é necessário que o tanque auxiliar seja dimensionado de forma a assegurar que ele não seja esvaziado pelas operações de frenagem realizadas pelo piloto.

A invenção não é limitada à descrição acima, mas cobre qualquer variante que cai dentro do âmbito definido pelas reivindicações.

Em particular, embora um circuito hidráulico auxiliar seja descrito acima, em que a(s) bomba(s) é(são) acionada(s) mecanicamente por um eixo da unidade de energia auxiliar, ou diretamente ou via engrenagens, o circuito hidráulico auxiliar poderia compreender, ou em adição às bombas acionadas mecanicamente, ou como uma substituição das bombas acionadas mecanicamente, uma ou mais bombas acionadas eletricamente que são energizadas eletricamente por um gerador de eletricidade acionado pela unidade de energia auxiliar.

Embora seja mencionado acima que o tanque do circuito hidráulico auxiliar é separado do tanque do circuito hidráulico principal, é possível fazer a provisão de um único tanque.

Claims

1. Aeronave tendo rodas equipadas com dispositivos de freio de fricção atuados hidraulicamente (3, 4, 5) e também dispositivos de acionamento independente atuados hidraulicamente (2) para acionar as rodas em rotação e permitir que a aeronave se mova em estágios de acionamento independente em que os motores da aeronave estão inativos, a aeronave sendo caracterizada pelo fato de que é equipada com pelo menos: - um circuito hidráulico principal incluindo uma fonte de pressão (21) que energiza os dispositivos de freio quando a dita fonte de pressão está ativa; - um circuito de frenagem alternativo (20) para permitir que os dispositivos de freio sejam atuados pelo menos quando os motores da aeronave estão parados, o circuito de frenagem alternativo incluindo um acumulador (24) que é normalmente usado para a frenagem de estacionamento e que é mantido sob pressão pela fonte de pressão (21) do circuito principal quando a dita fonte de pressão está ativa; e - um circuito hidráulico auxiliar (10) pressurizado pelos dispositivos de bomba auxiliares (11), ativados por uma unidade de energia auxiliar (12) da aeronave para permitir que os dispositivos de acionamento independentes sejam atuados; - o circuito hidráulico auxiliar sendo conectado ao circuito de frenagem alternativo para manter uma pressão de operação no acumulador do circuito de frenagem alternativo.

2. Aeronave de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o circuito auxiliar hidráulico e o circuito de frenagem alternativo são conectados conjuntamente por meio de uma conexão hidráulica incluindo um expansor.