BRPI1103470A2

BRPI1103470A2 - amortecedor de vibração para trem de pouso de aeronave, unidade de trem de rodas do trem de pouso manobrável para uma aeronave e método de encaixar um amortecedor de vibração ao trem de pouso da aeronave

Info

Publication number: BRPI1103470A2
Application number: BRPI1103470-0A
Authority: BR
Inventors: David J Jones; Royston Alan Evans
Original assignee: Ge Aviat Systems Ltd
Priority date: 2010-07-21
Filing date: 2011-07-18
Publication date: 2012-12-04
Also published as: FR2962974A1; GB201012255D0; GB2482154A; CN102374260A; JP2012025386A; CA2746287A1; US20120018573A1; DE102011051955A1

Abstract

AMORTECEDOR DE VIBRAçãO PARA TREM DE POUSO DE AERONAVE, UNIDADE DE TREM DE RODAS DO TREM DE POUSO MANOBRáVEL PARA UMA AERONAVE E MéTODO DE ENCAIXAR UM AMORTECEDOR DE VIBRAçãO AO TREM DE POUSO DA AERONAVE. Um amortecedor de vibração para trem de pouso de aeronave é fornecido, O amortecedor de vibração compreende um alojamento, um rotor com uma pá instalada dentro do alojamento, e uma primeira e uma segunda câmara de fluido, conectadas por um orifício de controle e separadas da outra pela pá.

Description

"AMORTECEDOR DE VIBRAÇÃO PARA TREM DE POUSO DE AERONAVE, UNIDADE DE TREM DE RODAS DO TREM DE POUSO MANOBRÁVEL PARA UMA AERONAVE E MÉTODO DE ENCAIXAR UM AMORTECEDOR DE VIBRAÇÃO AO TREM DE POUSO DA AERONAVE" Antecedentes da Invenção

Campo Da Invenção A presente descrição refere-se geralmente a amortecedores para reduzir a vibração em mecanismos de aterrissagem de aeronave. Mais particularmente, a presente descrição refere-se a um amortecedor de vibração compacto para trem de pouso de aeronave que pode ser usado com um trem de pouso de aeronave acionado eletricamente do sistema de direção.

Descrição Da Técnica Relacionada Amortecedores mecânicos são conhecidos e comumente usados em muitas aplicações. No entanto, o tipo de trem de pouso fixo em cantiléver instalado na maioria das aeronaves está sujeitos a oscilações vibratórias durante as rolagens de aterrissagem e de decolagem. Essas oscilações resultam de uma combinação de forças laterais e longitudinais agindo na superfície de contato dos pneus na superfície da pista e pode ser iniciadas de diversas maneiras, como em, por exemplo, um ou mais pneus estando fora de equilíbrio, impactos com objetos, folgas excessivas nos mancais/juntas, etc.

Em sistemas convencionais de aeronave, as oscilações vibratórias são normalmente amortecidas através dos orifícios de controle dentro dos elementos de comando mecânicos operados hidraulicamente que são usados para fornecer entrada de dados de navegação para o trem de pouso. Alternativamente, um amortecedor de vibração hidráulico dedicado separado ou sistemas de amortecimento podem ser instalados externamente a estrutura do mecanismo principal de aterrissagem.

No entanto, o crescente progresso dirigido ao uso de aeronaves eletricamente operadas com a adoção da ativação elétrica para sistemas de direção significa que tal solução não é a mais excelente. Adicionalmente, desde que os amortecedores precisam continuar a funcionar se a potência elétrica for perdida, o uso de quaisquer sistemas de amortecimento ativos totalmente energizados seria improvável cumprir os requerimentos estritos de

certificação aeronáutica.

Todavia, ainda que vários amortecedores de vibração passivos para sistema de direção da aeronave sejam conhecidos, eles ainda sofrem de várias desvantagens, como por exemplo, eles podem ser mecanicamente complexos, pesados, ter um baixo tempo de vida operacional de serviço e/ou serem inerentemente inadequados para qualquer outro uso, exceto em aeronaves leves.

Breve Resumo Da Invenção

Tendo em vista o supracitado, é então fornecido um amortecedor de vibração para trem de pouso de aeronave, em que o amortecedor de vibração compreende: um alojamento, um rotor com uma pá instalada dentro do alojamento, e uma primeira e uma segunda câmara de fluido conectadas por um orifício de controle e separadas uma da outra pela pá.

De acordo com outro aspecto, é fornecido a unidade de trem de rodas do trem de pouso manobrável para uma aeronave, abrangendo um amortecedor de vibração em que o amortecedor de vibração compreende: um alojamento, um rotor com uma pá instalada dentro do alojamento, e uma primeira e uma segunda câmara de fluido conectadas por um orifício de

controle e separadas uma da outra pela pá. De acordo com um aspecto posterior, é fornecido um método de montagem de um amortecedor de vibração para um trem de pouso de aeronave, em que o amortecedor de vibração compreende: um alojamento, um rotor com uma pá instalada dentro do alojamento, e uma primeira e uma segunda câmara de fluido conectadas por um orifício de controle e separadas uma da outra pela pá.

Em aspectos posteriores, vantagens e características das modalidades da presente invenção são evidentes a partir das revindicações dependentes, a descrição e os desenhos em anexo.

Uma vantagem de vários aspectos e modalidades da presente invenção é a permissão para remoção ou redução de vários sistemas hidráulicos e componentes com uma redução de peso associada e melhoria da confiabilidade operacional

Breve Descrição Das Diversas Vistas Dos Desenhos Uma descrição completa e capacitante incluindo o melhor modo, para alguém que tenha um nível de habilidade comum na técnica, é apresentado e mais particularmente no resto da especificação, incluindo referências as figures em anexo em que:

A Figura 1 mostra uma seção transversal vertical através de um amortecedor de trem de pouso de aeronave de acordo com uma modalidade da presente invenção;

A Figura 2 mostra uma seção transversal vertical através de um amortecedor de vibração de acordo com uma modalidade da presente invenção; e

A Figura 3 mostra uma seção transversal vertical através de um amortecedor de vibração de acordo com uma modalidade da presente invenção.

Descrição Detalhada Da Invenção

Serão feitas agora referências detalhadas referentes às várias modalidades, a um ou mais exemplos que estão ilustrados em cada figura. Cada exemplo é fornecido como forma de explicação e não com o significado de limitação. Por exemplo, características ilustradas ou descritas como parte de uma modalidade pode ser usada ou em conjunto com outras modalidades para render modalidades posteriores. É objetivado que a presente descrição inclua tais modificações e variações

A Figura 1 mostra um amortecedor de trem de pouso de aeronave 120 de acordo com uma modalidade da presente invenção. Oamortecedorde trem de pouso 120 compreende um amortecedor de pistão 10 que é deslizavelmente instalado em uma montante amortecedor 30. O pistão amortecedor 10 pode ser conectado a fuselagem de uma aeronave (não mostrado) através de um arranjo conector arranjo conector 12. Um mecanismo de trem de aterrissagem (não mostrado) pode ser conectado a montante amortecedor 30. Em várias modalidades, o amortecedor de pistão 10 e uma montante amortecedor 30 pode ser girada com respeito a cada outro para fornecer um mecanismo manobrável de trem de aterrissagem. Tal manobrabilidade pode, por exemplo, ser fornecida usando um motor movido por um sistema acionado eletricamente.

O Amortecedor de pistão 10 inclui uma câmara de pistão 14. A câmara do pistão 14 pode ser preenchida com gás inerte, como por exemplo, nitrogênio (N2). Um montante amortecedor 30 tendo um suporte de mancai corrediço axialmente central 112 tendo uma/porção do eixo guia superior em formato hexagonal 116, ainda que vários outros formatos não circulares possam também ser usados. Entre o suporte de mancai corrediço 112 e uma parede interna 42 da montante amortecedor 30 uma câmara de fluido hidráulico 32 é definida. O Fluido hidráulico 40 é selado dentro do amortecedor de trem de pouso 120 e quando em uso, enche a câmara de fluido hidráulico 32.

Em um uso, o amortecedor de trem de pouso 120 é orientado em direção ao solo quando o trem de pouso em sua baixa operacional e na posição trancada. O fluido hidráulico 40 então empoça na câmara de fluido hidráulico 32 enquanto que o gás em abundância é coletado em uma parte superior da câmara do pistão 14 próxima ao arranjo conector 12. Os primeiros e segundos canais radialmente espaçados 16, 18 São fornecidos em uma porção inferior do amortecedor de pistão 10 para permitir que o fluido hidráulico 40 flua entre a câmara de fluido hidráulico 32 e o pistão câmara 14. O primeiro canal 16 fornece uma seção transversal variável dependendo de uma posição do eixo de elementos de comando mecânicos de diâmetro variável (não mostrado) passando através dele para fornecer um amortecimento aumentado próximo aos fins extremos da viagem. O segundo canal 18 tem uma seção transversal afixada. O fluxo de fluidos entre a câmara de fluido hidráulico 32 e a câmara do pistão 14 fornece uma ação de amortecimento longitudinal quando o amortecedor de trem de pouso 120 é comprimindo em direção axiaí.

A parede interna 42 da montante amortecedor 30 e a porção inferior do amortecedor de pistão 10 são moldados para cooperar de modo a fornecer posições paradas quando o amortecedor de pistão 10 estiver em uma posição superior completamente estendida 36 e uma posição inferior completamente comprimida 38. A posição parada permite ao amortecedor de trem de pouso 120 operar entre estas duas posições extremas 36, 38 e prevenindo dano através de super extensão ou super compressão.

Um amortecedor de vibração 100 é fornecido também dentro do amortecedor de trem de pouso 120. Um alojamento do amortecedor de vibração 100 é afixado à porção inferior do amortecedor de pistão 10 nas proximidades do primeiro e segundo canal 16, 18. Adicionalmente, o amortecedor de vibração 100 é disposto coaxialmente na engrenagem de junta chaveada próxima a porção do eixo guia 116 de tal forma que seja livre para mover-se em uma direção axial longitudinal com o amortecedor de pistão 10, mas para que qualquer movimento de rotação relativa entre um montante amortecedor 30 e o amortecedor de pistão 10 faz com que a porção do eixo guia 116 a conduzir o amortecedor de vibração 100. Nas modalidades ilustradas, o amortecedor de trem de pouso 120 é uma unidade selada e o amortecedor de vibração 100 preenche com fluido hidráulico 40 da câmara de fluido hidráulico 32 do amortecedor de trem de pouso 120. Então, nenhum suprimento de fluido hidráulico separado ou externo é necessário para o amortecedor de vibração 100 operar.

A Figura 2 mostra uma seção transversal horizontal através de um amortecedor de vibração 100 de acordo com uma modalidade da presente invenção. O amortecedor de vibração 100 é para o uso em um trem de pouso de aeronave. Por exemplo, o amortecedor de vibração 100 pode ser usado em um amortecedor de trem de pouso 120 mostrado na Figura 1. Tal amortecedor de vibração 100 é tanto compacto quanto confiável operacionalmente.

O amortecedor de vibração 100 compreende um alojamento 108, um rotor 102 com uma pá 104 instalada dentro do alojamento 108, e a primeiro e a segunda câmara de fluido 124, 126 conectadas por um orifício de controle 110. A primeira e segunda câmara de fluido 124, 126 são também separados um do outrò pela pá 104 e pode ser preenchido com fluido hidráulico 40. A pá 104 é preferivelmente equipada com um selo do sulco 106 em um selo elastomérico instalado no selo do sulco 106 para ajudar a separar a primeira e a segunda câmara de fluido 124, 126. Um selo de rotor 122 atuando sobre o rotor 102 é também fornecido adjacentemente ao orifício de controle 110 dentro do alojamento 108.

O fluido hidráulico 40 pode ser fornecido em um amortecedor de trem de pouso de aeronave 120, ou poderia ser fornecido a partir de um reservatório específico de amortecedor de vibração separado. Aonde um convencional de fluido hidráulico amortecedor é usado, em várias modalidades da presente invenção fornece as vantagens que um suprimento separado de fluido hidráulico e seus reservatórios associados, canos, etc. não são necessários se forem obtidos o peso conseqüente e os melhoramentos na confiabilidade.

Na modalidade ilustrada, porções diamètralmente opostas do rotor 102 são usados para formar uma parte respectiva da primeira e segunda câmara de fluido 124, 126 de forma que o fluido hidráulico 40 seja armazenado entre o alojamento 108, o rotor 102 e a pá 104 em duas câmaras de fluido. No entanto, aqueles com habilidade na técnica devem estar atentos que porções estendidas do alojamento 108 também podem ser usadas para definir parcialmente tais câmaras de fluido.

O orifício de controle 110 tem uma primeira passagem 111 e uma segunda passagem 113 unida a um reservatório de fluido hidráulico. Por exemplo, como mostrado esquematicamente em linhas gerais na Figura 2, tal reservatório de fluido hidráulico pode ser fornecido pela câmara de fluido hidráulico 32 definida pelo menos em parte pela parede interna 42 de um montante amortecedor.

A primeira passagem 111 e a segunda passagem 113 são posteriormente conectadas a primeira câmara de fluido 124 por um primeiro restritor de sentido único 115 e a segunda câmara de fluido 126 por um segundo restritor de sentido único 117. Tal restritor de sentido único 115, 117 pode1 ser fornecido usando convencionais válvulas sem retorno padrão, e estas permitem que o amortecedor de vibração 100 seja auto-abastecível uma vez instalado. Isto é vantajoso pois ele torna o amortecedor de vibração 100 mais fácil de fabricar, transportar e instalar.

A primeira passagem 111, a segunda passagem 113 e o primeiro e o segundo restritor de sentido único 115, 117 juntos definem um canal através substancialmente em forma de X em que o fluido hidráulico 40 pode fluir da primeira câmara de fluido 124 através do canal e dentro da segunda câmara de fluido 126, e vice-versa. O diâmetro do canal desta modalidade é fixo. No entanto, em várias modalidades alternativas um canal em corte transversal variável pode ser fornecido, por exemplo, usando uma válvula servo. Isto permite a otimização da performance de amortecimento sobre uma faixa vasta de parâmetros de entrada enquanto também mantém um controle suficiente no evento de uma perca total de potência.

Montada concentricamente dentro do rotor 102 está um mancai corrediço interface 114 que forma parte de um mancai corrediço 118. Uma interface de mancai corrediço 114 pode ser fornecida como um componente separado ou pode ser formado integralmente com o rotor 102. A interface de mancai corrediço 114 tem uma perfuração de formato hexagonal em que uma porção do eixo guia de formato hexagonal 116 pode ser fornecida. As formas hexagonais cooperantes ajudam a prevenir deslizamentos entre o rotor 102, em que a interface de mancai corrediço 114 é fixada, e qualquer porção do eixo guia 116 fornecido na perfuração. Qualquer oscilação vibratória na porção do eixo guia 116 são também transmitidas ao amortecedor de vibração através do mancai corrediço 118.

A Figura 3 mostra uma seção transversal vertical através do amortecedor de vibração 100 da Figura 2 junto com a linha A-A. Note que o amortecedor de vibração 100 é descrito em uma posição invertida com respeito a aquela mostrada na Figura 1.

O rotor 102 (que pode, por exemplo, ser feito de um material de liga de alumínio e bronze) é inserido dentro de uma cavidade 140 formada no alojamento 108. A porção inferior do rotor 102 é fornecida com um primeiro selo rotatório anular 130 que formam e selo bem apertado de fluidos entre o rotor 102 e o alojamento 108.

Um alojamento anular de flange de conjugação 142 é fornecido para manter o rotor 102 dentro da cavidade 140. O alojamento do flange de conjugação 142 é afixado no alojamento 108 usando parafusos 134, 138. Ainda que apenas dois desses parafusos 134, 138 são mostrados, aqueles com habilidade na técnica irão entender que mais desses parafusos podem ser usados. O alojamento do flange de conjugação 142 é fornecido com o selo anular estático 128 próximo a porção do pescoço deste. O selo estático 128 fornece um selo bem apertado de fluidos entre o alojamento do flange de conjugação 142 e uma porção superior do alojamento 108.

Uma porção superior do rotor 102 é fornecida com um segundo selo anular rotatório 132 que forma um selo bem apertado de fluidos entre o rotor 102 e o alojamento do flange de conjugação 142. A primeira e a segunda câmara de fluido 124, 126 são então isoladas da cavidade 140 para prevenir escoamento de fluido hidráulico.

Um mancai corrediço 118 é formado entre a interface de mancai corrediço 114 e uma porção do eixo guia 116 quando inserido neste. A porção do eixo guia 116 é através disso capaz de se mover livremente dentro da cavidade 140 relativa ao amortecedor de vibração 100 em uma direção longitudinal 150.

Isto permite que as partes do trem de pouso deslizante se movam relativas ao amortecedor de vibração 100 substancialmente desimpedidas em uma direção substancialmente paralela ao eixo central deste (por exemplo, em uma direção vertical com respeito a uma aeronave, quando instalada neste).

No entanto, qualquer rotação (por exemplo na direção das setas 152) com respeito ao amortecedor de vibração 100 das partes do trem de pouso deslizável conectado através do mancai corrediço 118 irá causar que o rotor 102 girar dentro do alojamento 108 forçando o fluido de uma das câmaras de fluido 124, 126 para outra através do orifício de controle 110. Esse movimento forçado de fluidos fornece uma força de amortecimento a quaisquer oscilações induzidas por vibração.

Vários aspectos e modalidades da presente invenção tem sido descritas neste. No entanto, aqueles com habilidade na técnica irão notar que muitas modalidades diferentes de amortecedor de vibração são possíveis.

Por exemplo, uma vantagem de vários aspectos e modalidades da presente invenção é a permissão de remoção ou redução de vários sistemas hidráulicos e componentes com uma redução de peso associada e uma melhoria da confiabilidade operacional. Em certas modalidades, exceto para elementos de amortecedores nos amortecedores de certos trens de pouso de aeronave, o uso de várias conexões de cano de fluido externas podem ser evitadas e, permitindo então, a redução de peso enquanto fornece um risco reduzido de um escoamento de fluidos hidráulicos possivelmente corrosivos.

Várias modalidades na presente invenção podem ser fornecidas, por exemplo, em um arranjo cocentricamente montado dentro dos componentes do trem de pouso, como um amortecedor. Aqueles com habilidade na técnica notarão que tais arranjos podem ser fornecidos, por exemplo, pela parte de junção de um alojamento de amortecedor de vibração para partes do amortecedor de trem de pouso tal como a rotação entre eles é substancialmente eliminada, usando um ou mais: soldagem, aparafusamento, rebitagem, chavetagem com um perfil da seção transversal cooperante de maneia mútua/que engrena entre si e não circular, etc.

Vantajosamente, várias modalidades da presente invenção podem também ser fornecidas modernizando um amortecedor de vibração de acordo com várias modalidades da presente invenção para um trem de pouso existente de partes de aeronave. Por exemplo, uma superfície externa de um alojamento pode ser formado para se adequar uma superfície interna do amortecedor de trem de pouso para fornecer os respectivos formatos de superfície cooperantes interna e externa que sejam não cilíndricas, tal como um encaixe chaveteado é fornecido entre o alojamento e o amortecedor de trem de pouso de modo a prevenir movimento rotacional relativo entre ele.

Ademais, conforme mostrado neste, vários aspectos e modalidades da presente invenção pode ser fornecida em que o movimento rotacional relativo das partes é permitido enquanto quaisquer oscilações rotacionais entre eles são amortecidas.

Esta descrição escrita usa exemplos, incluindo o melhor modo, para permitir que qualquer pessoa com habilidade na técnica fazer e usar o assunto descrito. Enquanto várias modalidades específicas foram apresentadas anteriormente, aqueles com habilidade na técnica irão reconhecer que o espírito e o escopo das revindicações permitem modificações igualmente efetivas. Especialmente, características mutuamente não exclusivas das modalidades descritas acima podem ser combinadas uma com as outras. O escopo pátenteável é definido pelas revindicações, e pode incluir tais modificações e outros exemplos que possam ocorrer aos habilidosos na técnica. Outros exemplos são destinados a ficarem dentro do escopo das revindicações se eles tiverem elementos estruturais que não difiram da linguagem literal das revindicações, ou se eles incluírem elementos estruturais equivalentes com diferenças não significativas da linguagem literal das reivindicações.

Claims

Reivindicações

1.AMORTECEDOR DE VIBRAÇÃO PARA TREM DE POUSO DE AERONAVE, o amortecedor de vibração abrangendo: um alojamento; uma rotor com uma pá instalada dentro do alojamento; e uma primeira e uma segunda câmara de fluidos conectadas por um orifício de controle e separadas uma da outra pela pá.

2.AMORTECEDOR DE VIBRAÇÃO, de acordo com a reivindicação 1, em que o orifício de controle tem um canal em corte transversal fixo.

3.AMORTECEDOR DE VIBRAÇÃO, de acordo com a reivindicação 1, em que o orifício de controle tem um · canal em corte transversal variável.

4.AMORTECEDOR DE VIBRAÇÃO, de acordo com a reivindicação 3, em que o canal em corte transversal variável é fornecido por um ou mais válvulas servo.

5.AMORTECEDOR DE VIBRAÇÃO, de acordo com a reivindicação 1, em que o orifício de controle também compreende uma ou mais válvulas restritoras de sentido único.

6. AMORTECEDOR DE VIBRAÇÃO, de acordo com a reivindicação 1, também abrangendo pelo menos um mancai deslizável para permitir que partes do trem de pouso se movam em uma relação substancialmente paralela um com o outro sem qualquer ação de amortecimento importante entre eles.

7. UNIDADE DE TREM DE RODAS DO TREM DE POUSO MANOBRÁVEL PARA UMA AERONAVE, a unidade de trem de rodas do trem de pouso manobrável abrangendo um amortecedor de vibração instalado dentro de um amortecedor de trem de pouso, em que o amortecedor de vibração compreende: O alojamento; O rotor com uma pá instalada dentro do alojamento; e uma primeira e uma segunda câmara de fluidos conectadas por um orifício de controle e separadas uma da outra pela pá.

8.UNIDADE DE TREM DE RODAS DO TREM DE POUSO, de acordo com a reivindicação 7, em que o fluido hidráulico no amortecedor de trem de pouso é usado para suprir o amortecedor de vibração.

9.UNIDADE DE TREM DE RODAS DO TREM DE POUSO MANOBRÁVEL, de acordo com a reivindicação 7, em que o alojamento é formado para caber dentro do amortecedor de trem de pouso para que a rotação entre eles seja substancialmente eliminada.

10.MÉTODO DE ENCAIXAR UM AMORTECEDOR DE VIBRAÇÃO AO TREM DE POUSO DA AERONAVE, o amortecedor de vibração abrangendo um alojamento, um rotor com uma pá fornecida dentro do alojamento, uma primeira e uma segunda câmara de fluidos conectadas por um orifício de controle e separadas uma da outra pela pá, com o método abrangendo: ornecendo o amortecedor de vibração de modo que ele repouse inteiramente dentro de um amortecedor de trem de pouso.

11.MÉTODO, de acordo com a reivindicação 10, posteriormente abrangendo: formação de uma superfície interna do amortecedor de trem de pouso para se adequar a uma superfície externa do alojamento do amortecedor de vibração; e fixação do amortecedor de vibração dentro do amortecedor de trem de pouso de modo que o amortecedor de vibração repouse inteiramente dentro deste.