ES2299338B1 - Sistema reductor de desgaste en neumaticos de aeronaves. - Google Patents
Sistema reductor de desgaste en neumaticos de aeronaves. Download PDFInfo
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Abstract
Sistema reductor de desgaste en neumáticos de aeronaves, que comprende, en cada rueda del tren de aterrizaje, unas aletas (1) perpendiculares a la llanta (2) y equidistantes del eje de la rueda, fijadas a la cara interna de la llanta (2); un guardapolvos lateral (5) con forma de embudo y con su eje de revolución paralelo al eje de la rueda, quedando enfrentada su base menor a las aletas (1); y una tapa cobertora (4) fijada al guardapolvos (5) en su parte superior y situada por encima de las aletas (1), de tal forma que la fuerza del aire (3) debido a la velocidad de la aeronave empuja las aletas (1) por la parte inferior acelerando así la rueda en el sentido de avance de la aeronave para disminuir la fricción al contacto con la pista de aterrizaje, y por consiguiente, el desgaste de los neumáticos (6).
Description
Sistema reductor de desgaste en neumáticos de
aeronaves.
La presente invención se refiere a un sistema
para disminuir el desgaste que se produce en los neumáticos de las
aeronaves durante la fase de aterrizaje, a la vez que para evitar
deslizamientos y derrapes en condiciones de lluvia en la pista de
aterrizaje.
Actualmente no se conoce por parte del
solicitante ningún sistema que, aplicado sobre las ruedas del tren
de aterrizaje de un aeroplano, reduzca el desgaste que se produce
en los neumáticos durante la fase de aterrizaje, así como los
efectos de aplanamientos y altas temperaturas que sufren los
neumáticos en su fricción contra la pista de aterrizaje.
La presente invención resuelve el comentado
problema que se produce durante la fase de aterrizaje, con lo que
evita en un porcentaje muy elevado el desgaste, aplanamientos y
altas temperaturas de los neumáticos en su fricción contra la
pista. En condiciones de lluvia la presente invención evita también
deslizamientos extraños y derrapes laterales.
La invención se refiere a un sistema reductor de
desgaste en neumáticos de aeronaves según la reivindicación 1.
Realizaciones preferidas del sistema se definen en las
reivindicaciones dependientes.
Se trata de un sistema de bajo costo y consumo
nulo que se basa en el aprovechamiento de la fuerza de choque del
aire desde el momento en que se extrae el tren de aterrizaje del
aeroplano hasta su contacto con la pista de aterrizaje. En el
tiempo que transcurre desde que se despliega el tren de aterrizaje
hasta que el aeroplano contacta con la pista, normalmente unos tres
a cinco minutos, el sistema objeto de la invención aprovecha la
fuerza del aire para acelerar las ruedas en el sentido de avance
del avión, favorable a la rodadura en la pista, y conseguir de esta
forma una velocidad de las ruedas, antes del contacto con la pista,
próxima a la que adquirirán cuando choquen con el asfalto y se
adecuen a la velocidad del aeroplano, en un porcentaje que puede
variar entre el 30% y el 100% de la velocidad que finalmente tomen
las ruedas.
De esta forma se evita un porcentaje muy elevado
de desgaste, aplanamiento y alta temperatura de los neumáticos en
su fricción con la pista, disminuyendo a su vez los riesgos de
incendio. En condiciones de lluvia en el momento del aterrizaje, o
si la pista de aterrizaje está mojada, la invención evita también
deslizamientos y derrapes extraños de los neumáticos. Por tanto las
aletas, junto con la fuerza del aire entrante, dan movimiento a
las ruedas antes de que contacten con la pista de aterrizaje,
siendo este movimiento el que evitaría, en parte, el desgaste mayor
y el deslizamiento. En pista mojada, al estar la rueda ya en
movimiento y no partir de 0 Km/h se evitaría la acumulación del
agua al frente de la rueda y el secamiento de la pista, puesto que
la fricción inmediata es menor. Esto podría evitar en su mayor
parte, lo que se llama el efecto "aquaplaning". La presente
invención podría incluso evitar un sobrecalentamiento de los
rodamientos y ferodos de frenado de los discos o tambores en el
caso de que los llevase, por el efecto de intrusión del aire hacia
el centro del equipo.
El sistema comprende, en cada rueda del tren de
aterrizaje, una pluralidad de aletas dispuestas perpendicularmente
a la llanta y equidistantes del eje de la rueda, estando fijadas,
en uno de sus extremos, a la cara interna de la llanta; un
guardapolvos lateral fijado a la aeronave, con forma de embudo y
estando su eje de revolución paralelo al eje de la rueda, quedando
enfrentada su base menor a los extremos libres de las aletas; y una
tapa cobertora fijada al guardapolvos en su parte superior, estando
situada por encima de las aletas y adaptándose dicha tapa cobertora
a la porción superior de la envolvente definida por los aletas en
su giro.
Las aletas son generalmente de sección curva,
para aprovechar mejor la fuerza del viento. Normalmente las aletas
tienen una sección curvo-cóncava, visto desde la
parte delantera de la aeronave y cuando están situadas en la
posición inferior de giro. Con esto se consigue capturar de una
forma más eficiente el aire para que mueva las aletas, y con ello
las ruedas, en sentido de giro de avance del aeroplano.
El guardapolvos lateral está fijado al eje
exterior de sustentación de las ruedas. El conjunto tapa cobertora
y guardapolvos puede ser móvil o fijo. En caso de que dicho
conjunto sea móvil, el guardapolvos dispondrá de una serie de
agujeros en su base menor para permitir su sujeción al eje exterior
de sustentación de las ruedas mediante un aro de atornillado y un
casquillo de giro situado sobre el eje y dentro del aro de
atornillado. Además, el conjunto móvil estará unido a un elemento
retráctil, el cual está a su vez sujeto al tren de aterrizaje de
forma que mantiene a dicho conjunto en posición horizontal mientras
se realiza el desplegado del tren de aterrizaje. Haciendo el
conjunto móvil se consigue una mejor penetración del aire y, por
tanto, una mayor aceleración de las ruedas durante el desplegado del
tren de aterrizaje.
Para una mejor comprensión de la invención, a
continuación se pasa a describir de manera breve un modo de
realización de la invención, como ejemplo ilustrativo y no
limitativo de ésta. Para ello se hace referencia a los dibujos
adjuntos, en los cuales:
La Figura 1 muestra de forma esquemática el
principio básico de funcionamiento del sistema objeto de la
invención.
La Figura 2 muestra, de manera esquemática, una
vista delantera de una de las ruedas de la aeronave, en la que no
se representa el guardapolvos lateral para una mejor apreciación de
la tapa cobertora y las aletas.
La Figura 3 muestra, de manera esquemática, una
vista en perfil de la Figura 2.
La Figura 4 muestra los guardapolvos laterales
izquierdo y derecho.
La Figura 5 es una vista similar a la Figura 2,
pero en la que se sí aparece, sin estar montado, el guardapolvos
lateral.
La Figura 6 muestra, de manera esquemática, una
vista frontal de una de las ruedas de la aeronave, en la que no se
ha representado el neumático.
La Figura 7 muestra, de manera esquemática, una
vista frontal del tren de aterrizaje con el sistema objeto de la
invención ya montado.
La Figura 8 muestra, cuando el conjunto tapa
cobertora-guardapolvos lateral es fijo, la forma de
sujeción del guardapolvos lateral al eje exterior de sustentación
de las ruedas, junto con los elementos de sujeción.
La Figura 9 muestra, cuando el conjunto tapa
cobertora-guardapolvos lateral es móvil, la forma de
sujeción del guardapolvos lateral al eje exterior de sustentación
de las ruedas, junto con los elementos de sujeción.
La Figura 10 muestra, cuando el conjunto tapa
cobertora-guardapolvos lateral es móvil, la tapa
cobertora con un soporte para la fijación del elemento retráctil
que va sujeto al tren de aterrizaje.
La Figura 11 muestra, cuando el conjunto tapa
cobertora-guardapolvos lateral es móvil, una vista
en perspectiva en el que se muestra un despiece del tren de
aterrizaje con el sistema objeto de la invención montado en una de
las ruedas, en la que no aparecen las aletas, el elemento
retráctil, las llantas ni los neumáticos.
La Figura 12 muestra una vista similar a la
figura 11 en la que aparecen las aletas, las llantas y los
neumáticos en una de las ruedas, pero no se muestra el elemento
retráctil.
Las Figuras 13 a 15 muestran, cuando el conjunto
tapa cobertora-guardapolvos lateral es móvil, el
desplegado del tren de aterrizaje en distintos momentos sucesivos,
representando la Figura 13 el tren plegado, la Figura 14 el tren a
medio desplegar y la Figura 15 el tren ya desplegado.
La Figura 16 muestra otro despiece del sistema
desde otra perspectiva.
El sistema objeto de la invención está basado en
un principio de molino, tal como se muestra en la Figura 1. Unas
aletas 1 añadidas a la llanta 2 de la rueda por la cara interna
hacen que la rueda gire al contacto con el aire 3 a presión, en el
sentido indicado por las flechas, por la velocidad del avión. El
número de aletas 1, su tamaño e inclinación será calculado en
función del peso y tamaño de las ruedas del avión, de la velocidad
deseada de aterrizaje y del tiempo transcurrido desde que se
despliega el tren de aterrizaje hasta el contacto con el suelo. La
posición de las aletas 1 sobre la llanta 2 de la rueda deberá ser
perpendicular a la llanta 2 y con la parte cóncava de la aleta
hacia la dirección de ataque del aire, haciendo el efecto de
"cazos" para recoger el aire 3 entrante.
La invención se compone básicamente de tres
elementos montados en cada rueda: aletas, tapa cobertora y
guardapolvos lateral. Las aletas 1 son elementos añadidos a la
parte interior de la llanta 2 y son los que van a generar el giro
de la rueda por su fricción con el aire 3. Son por tanto un
elemento móvil, que gira con la llanta 2. La tapa cobertora 4 es un
elemento que cubre las aletas por la parte superior y cumple dos
funciones: proteger de posibles impactos el habitáculo de la
aeronave causado por un desprendimiento de aletas 1 o por otro
objeto impulsado por el giro de las mismas y, como segunda función,
impedir la inversión de giro de las aletas 1 con la fuerza del
aire, es decir, impedir que la fuerza del aire sea en sentido
negativo evitando de este modo el giro de las ruedas en sentido
contrario al avance del avión. El guardapolvos lateral 5 tiene
forma de embudo, enfrentado su base menor a las aletas 1, y cumple
también una doble función: proteger de entradas no deseadas de
partículas y hacer de cuña aerodinámica, elevando la presión del
aire sobre las aletas, con lo que la rueda adquiere una mayor
velocidad cuando el tren de aterrizaje está desplegado. Tanto la
tapa cobertora 4 como el guardapolvos lateral 5 son, a diferencia
de las aletas 1, elementos que no rotan con la rueda.
En cuanto a la fabricación de las aletas 1, ésta
se podría realizar junto y a la vez que la llanta 2 de la rueda,
formando un elemento compacto y en las mismas aleaciones metálicas
que dicha estructura. La fijación de las aletas a la llanta puede
ser también efectuada por medio de soldadura, aunque lo más idóneo
sería crear una llanta específica con las aletas colocadas en su
propio molde de creación, es decir que la cara interna de la
llanta se fabricase con las aletas incorporadas y equilibrada en su
peso. La tapa cobertora 4 podría ser fabricada con una aleación
ligera y dura, y realizada en un proceso de estampación. Se le
podría añadir en ese proceso de estampación un mínimo quebrado
longitudinal para añadirle consistencia contra impactos. El
guardapolvos lateral 5 podría ser una chapa estampada y troquelada
para su sujeción, de una aleación ligera pero dura y con el grosor
adecuado en función de la fuerza que debiera soportar.
En la Figura 2 se representa una vista delantera
de una de las ruedas de la aeronave, en la que se representa el
neumático 6 montado en la llanta 2, pero en la que no se representa
el guardapolvos lateral 5 para una mejor apreciación de la tapa
cobertora 4 y las aletas 1. La rueda está sujeta al eje interior de
sustentación 7 de las ruedas. En la Figura 3 se muestra una vista
en perfil de la Figura 2 y en la Figura 4 se representan los
guardapolvos laterales 5, estando montados uno en cada rueda. La
Figura 5 es una vista similar a la Figura 2, pero en la que sí se
muestra, sin estar montado, el guardapolvos lateral.
La Figura 6 muestra, de manera esquemática, una
vista frontal de una de las ruedas de la aeronave, en la que no se
ha representado el neumático. En dicha figura se puede apreciar las
aletas 1 montadas en la llanta 2, la tapa cobertora 4 que está
unida al guardapolvos lateral 5 y éste a su vez que está unido al
eje exterior de sustentación 8 de las ruedas. Como puede apreciarse
en la Figura 6 la tapa cobertora 4 no está unida a la llanta 2 ni a
ningún elemento de la rueda, sino que está sujeto al guardapolvos 5
y hace una función de tejado sobre las aletas 1.
La Figura 7 muestra una vista frontal del tren
de aterrizaje con la invención ya montada. La tapa cobertora 4 va
unida al guardapolvos lateral 5 mediante soldadura o tortillería
por las proximidades del perímetro exterior, puesto que son piezas
que no giran con las ruedas.
La disposición del conjunto tapa cobertora 4 y
guardapolvos lateral 5 en el tren de aterrizaje puede ser móvil o
fija, según se desee, en la fase de desplegado del tren de
aterrizaje. En un tren de aterrizaje retráctil cuando dicho
conjunto es fijo es peor la incidencia del aire, porque la tapa
cobertora 4 se encuentra en posición vertical en la posición de
plegado del tren de aterrizaje, con lo que el funcionamiento de la
invención no sería efectivo al máximo hasta que el tren de
aterrizaje estuviera desplegado, en posición vertical, y por tanto
la tapa cobertora 4 esté en posición horizontal. Mientras que en el
caso de que el conjunto tapa cobertora 4 y guardapolvos 5 sea
móvil, el ataque del aire sería inmediato desde el comienzo del
despliegue del tren de aterrizaje debido a que el sistema se va
adaptando al desplegado del tren, manteniendo la posición
horizontal de la tapa cobertora 4. Se podría colocar el conjunto
tapa cobertora 4 y guardapolvos 5 fijo en el caso de que por el
tamaño de la aeronave y sus necesidades concretas no lo
requiriesen, con lo cual se evitaría pesos innecesarios.
Evidentemente la efectividad sería menor puesto que la incidencia
del aire es peor en la trayectoria del abatimiento de los trenes de
aterrizaje. Avionetas o incluso algunos trenes delanteros podrían
optar por no colocarlo móvil.
En la Figura 8 muestra, cuando el conjunto tapa
cobertora 4 y guardapolvos lateral 5 es fijo, la forma de sujeción
del guardapolvos lateral al eje exterior de sustentación 8 de las
ruedas, junto con los elementos de sujeción, en este caso un aro de
atornillado 10.
En la Figura 9 se representa, cuando el conjunto
tapa cobertora 4 y guardapolvos lateral 5 es móvil, la forma de
sujeción del guardapolvos lateral al eje exterior de sustentación
de las ruedas, junto con los elementos de sujeción. En concreto,
los agujeros del guardapolvos 5 son para asegurar su sujeción a un
aro de atornillado 10 móvil, dentro del cual va montado un
casquillo de giro 11 situado sobre el eje exterior de sustentación
8 de las ruedas. La movilidad de la tapa cobertora 4 y guardapolvos
5 no excederá de más de 90º en función de la posición del tren de
aterrizaje. Cuando el tren está plegado la tapa cobertora 4 estará
prácticamente horizontal, con una inclinación comprendida
aproximadamente entre +10º y -10º respecto de la horizontal. Cuando
está desplegado, la tapa cobertora, se posicionará con la misma
inclinación.
La Figura 10 muestra, cuando el conjunto tapa
cobertora 4 y guardapolvos lateral 5 es móvil, la tapa cobertora 4
con un soporte 13 para la fijación del elemento retráctil 14 que va
sujeto al tren de aterrizaje. Dicho elemento retráctil 14,
representado en líneas discontinuas indicando sus posibles
distintas posiciones, puede ser un pistón o unos brazos móviles, a
modo de compás, u otra forma de control de nivelación controlada,
de modo que avanzase o retrasase el conjunto, manteniéndolo
horizontal, en función del desplegado del tren. Así el conjunto
tapa cobertora 4 y guardapolvos 5 estará posicionado durante el
desplegado del tren con la inclinación adecuada para que el aire
tenga un ángulo de ataque a las aletas 1 óptimo.
La Figura 11 muestra, cuando el conjunto tapa
cobertora 4 y guardapolvos lateral 5 es móvil, una vista delantera
esquemática del tren de aterrizaje con el sistema objeto de la
invención montado en una de las ruedas, en la que no aparecen las
aletas 1, el elemento retráctil 14, las llantas 2 ni los neumáticos
6. En el eje exterior de sustentación 8 de las ruedas se colocan
unos topes para sujetar los casquillos de giro 11 del sistema. El
eje interior de sustentación 7 de las ruedas sería el mismo
sistema que actualmente utilizan los trenes de aterrizaje para
soportar llanta 2, pero la longitud de este eje interior 7
aumentaría, debido a la anchura de las aletas 1 que van fijadas a
la llanta 2. Si el conjunto tapa cobertora 4 y guardapolvos 5 fuera
fijo, el sistema no necesitaría casquillo de giro 11, ni soporte 13
sobre la tapa cobertora 4, ni elemento retráctil 14.
La Figura 12 muestra, cuando el conjunto tapa
cobertora 4 y guardapolvos lateral 5 es móvil, una vista delantera
más detallada del tren de aterrizaje con el sistema objeto de la
invención montado en una de las ruedas, en la que no aparece el
elemento retráctil 14, indicando el sentido de entrada del aire y
el sentido de giro de la rueda.
Las Figuras 13 a 15 muestran, también cuando el
conjunto tapa 4 y guardapolvos 5 es móvil, el desplegado del tren
de aterrizaje en distintos momentos sucesivos, representando la
Figura 13 el tren plegado, la Figura 14 el tren a medio desplegar y
la Figura 15 el tren ya desplegado. Como puede apreciarse, la tapa
cobertora 4 se mantiene en posición horizontal en las distintas
etapas del despliegue, protegiendo a la aeronave en todo momento
de posibles impactos producidos por el giro de las aletas e
impidiendo el giro de las ruedas en sentido contrario al avance del
aeroplano. Las ruedas adquieren la velocidad deseada en función,
entre otros factores, del tiempo en que se mantenga el tren
desplegado, según sea la velocidad del aeroplano, según sea el
diseño y número de las aletas y según sea el peso de las
ruedas.
La Figura 16 muestra otro despiece del sistema
objeto de la invención desde otra perspectiva, en el que aparece el
casquillo de giro 11 que se utiliza cuando el conjunto tapa
cobertora 4 y guardapolvos lateral 5 es móvil.
El sistema objeto de la invención se puede
instalar en las ruedas de los trenes de aterrizaje de la aeronave,
tren delantero y tren trasero, y a diferente escala en ambos
trenes.
Claims (6)
1. Sistema reductor de desgaste en neumáticos de
aeronaves, caracterizado porque en cada rueda del tren de
aterrizaje comprende:
- -
- una pluralidad de aletas (1) dispuestas perpendicularmente a la llanta (2) y equidistantes del eje de la rueda, estando fijadas, en uno de sus extremos, a la cara interna de la llanta (2);
- -
- un guardapolvos lateral (5) fijado a la aeronave, con forma de embudo y estando su eje de revolución paralelo al eje de la rueda, quedando enfrentada su base menor a los extremos libres de las aletas (1); y
- -
- una tapa cobertora (4) fijada al guardapolvos (5) en su parte superior, estando situada por encima de las aletas (1) y adaptándose dicha tapa cobertora (4) a la porción superior de la envolvente definida por los aletas (1) en su giro.
2. Sistema según la reivindicación 1,
caracterizado porque las aletas (1) son de sección
curva.
3. Sistema según la reivindicación 2,
caracterizado porque las aletas (1) tienen una sección
curvo-cóncava, visto desde la parte delantera de la
aeronave y cuando están situadas en la posición inferior de
giro.
4. Sistema según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el
guardapolvos lateral (5) está fijado al eje exterior de
sustentación (8) de las ruedas.
5. Sistema según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el guardapolvos
lateral (5) dispone de una serie de agujeros en su base menor para
permitir su sujeción al eje exterior de sustentación (8) de las
ruedas mediante un aro de atornillado (10) y un casquillo de giro
(11) situado sobre el eje y dentro del aro de atornillado (10).
6. Sistema según la reivindicación 5,
caracterizado porque el conjunto del guardapolvos lateral
(5) y la tapa cobertora (4) está unido a un elemento retráctil
(14), el cual está a su vez sujeto al tren de aterrizaje de forma
que mantiene a dicho conjunto en posición horizontal mientras se
realiza el desplegado del tren de aterrizaje.
Priority Applications (1)
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Publications (2)
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| ES2177446B1 (es) * | 2000-12-28 | 2004-09-16 | Antonio Simon Lacosta | Impulsor de ruedas de avion para aterrizajes. |
-
2006
- 2006-04-12 ES ES200600961A patent/ES2299338B1/es not_active Expired - Fee Related
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