ES2325748T3 - Arquitectura de sistema hidraulico del tren de aterrizaje de una aeronave. - Google Patents
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Abstract
Arquitectura de sistema hidráulico de maniobra de los trenes de aterrizaje de una aeronave que presenta, como mínimo, una fuente de presión y un retorno hidráulico, el sistema hidráulico de maniobra de los trenes de aterrizaje accionadores (1, 2, 4) para la maniobra de los trenes de aterrizaje que sean conectados por un circuito hidráulico que comporta una primera conducción hidráulica ("DESCENSO (6)") cuya puesta a presión provoca el descenso de los trenes de aterrizaje, y una segunda conducción hidráulica ("SUBIDA (5)") cuya puesta a presión provoca la subida de los trenes de aterrizaje, estando dichas conducciones puestas a presión selectivamente por medio de un órgano de distribución hidráulica (10, 12) que presente, como mínimo, una válvula de aislamiento (10) para aislar selectivamente el circuito hidráulico de la fuente de presión de la aeronave y, como mínimo, de un selector (12) para poner en comunicación una de las conducciones con la presión, y la otra de las conducciones con el retorno, caracterizada por comportar medios de puesta en retorno forzado en posición de retorno (53) para forzar a la válvula de aislamiento (10) a aislar el circuito de la presión de la aeronave y poner al retorno una conducción de admisión (20) que se prolonga entre la válvula de aislamiento (10) y el selector (12) y por la que pasa normalmente la presión de la aeronave.
Description
Arquitectura de sistema hidráulico del tren de
aterrizaje de una aeronave.
La invención se refiere a una arquitectura de
sistema hidráulico de maniobra de un tren de aterrizaje de una
aeronave.
Se conocen aeronaves que presentan sistemas
hidráulicos de maniobra de los trenes de aterrizaje de la misma que
comportan, por lo menos, una fuente de presión y un retorno
hidráulico, ver por ejemplo el documento US 2 459 665. El sistema
hidráulico de maniobra de los trenes de aterrizaje presenta
accionadores para la maniobra de los trenes de aterrizaje que están
conectados por un circuito hidráulico que presenta una primera
conducción hidráulica cuya puesta a presión provoca el descenso de
los trenes de aterrizaje, y una segunda conducción hidráulica cuya
puesta a presión provoca la subida de los trenes de aterrizaje.
Estas conducciones son puestas a presión selectivamente por medio
de un órgano de distribución hidráulico que presenta una válvula de
aislamiento general para aislar selectivamente el circuito
hidráulico de la fuente de presión de la aeronave y, como mínimo,
un selector para poner en comunicación una de las conducciones con
la fuente de presión, y la otra de las conducciones con el
retorno.
En caso de fallo, por ejemplo si el selector
permanece inmóvil en una posición intermedia en la que cierra las
dos conducciones y retiene el fluido hidráulico en los accionadores,
el descenso de los trenes de aterrizaje puede quedar dificultado.
Es importante por lo tanto dotar al circuito hidráulico de medios
para poner como mínimo la conducción de elevación en comunicación
con el retorno, de manera que los trenes de aterrizaje no se vean
dificultados en su descenso, por lo menos por gravedad. A este
respecto, es conocido el dotar al circuito de una válvula de
descompresión general, controlada por cable directamente por el
piloto, o por un motor eléctrico que es accionado cuando el piloto
pulsa un interruptor para pasar a la modalidad de salida de
emergencia. La válvula de descompresión pone las dos conducciones
en comunicación con el retorno, lo que evita la retención de fluido
en los accionadores impidiendo el descenso de los trenes de
aterrizaje.
En ciertas aeronaves recientes se ha propuesto,
según una arquitectura que es el objeto del esquema de la figura 1,
no disponer una válvula de descompresión general, sino varias
válvulas de descompresión desplazadas a las proximidades de los
trenes de aterrizaje.
El sistema de maniobra que se ha mostrado está
destinado a permitir la maniobra de los trenes de aterrizaje de la
aeronave y de las puertas de la bodega asociadas. La descripción se
basa en este caso en el ejemplo de una aeronave que tiene dos
trenes de aterrizaje principales y un tren de aterrizaje
auxiliar.
Para maniobrar los trenes de aterrizaje, el
sistema presenta varios accionadores entre los cuales:
- -
- conjuntos de cilindro y pistón de maniobra (1) de los trenes de aterrizaje cuya cámara anular es puesta en comunicación con el retorno, mientras que la cámara llena está conectada a una conducción hidráulica (5) designada "SUBIDA" en la figura, de manera que dichos conjuntos de cilindro y pistón de maniobra (1) provocan la subida de los trenes de aterrizaje cuando la conducción "SUBIDA" (5) se encuentra a presión, y que dichos conjuntos de cilindro y pistón de maniobra (1) no se oponen al descenso de los trenes de aterrizaje por el efecto de la gravedad cuando la línea "SUBIDA" (5) se encuentra conectada al retorno;
- -
- conjuntos de cilindro y pistón de bloqueo/desbloqueo (2) de los puntales de los trenes de aterrizaje, cuya cámara anular está conectada a la conducción "SUBIDA" (5) mientras que la cámara llena está conectada a una conducción hidráulica (6) denominada "DESCENSO", de manera que dichos conjuntos de cilindro y pistón de bloqueo/desbloqueo (2) actúan desbloqueando los puntales en la subida de los trenes de aterrizaje mientras que la conducción "SUBIDA" (5) se encuentra a presión y la conducción "DESCENSO" (6) está conectada al retorno, y que dichos conjuntos de cilindro y pistón de bloqueo/desbloqueo (2) actúan para bloquear los puntales cuando la línea "SUBIDA" (5) se encuentra en el retorno y la línea "DESCENSO" (6) se encuentra a presión;
- -
- ganchos (3) destinados a cooperar con vástagos de conexión dispuestos en los trenes de aterrizaje para mantener a estos últimos en posición levantada, y accionados por conjuntos de cilindro y pistón hidráulicos (4) cuya cámara llena está conectada a la conducción "SUBIDA" (5) y la cámara anular está conectada a la conducción "DESCENSO" (6), de manera que dichos conjuntos de cilindro y pistón actúan para provocar el cierre de los ganchos sobre los vástagos de acoplamiento de los trenes de aterrizaje para mantener a éstos en posición levantada después de su subida cuando la conducción "SUBIDA" (5) se encuentra a presión y la conducción "DESCENSO" (6) se encuentra en el retorno, y dichos conjuntos de cilindro y pistón actúan para liberar los vástagos de acoplamiento y permitir el descenso de los trenes de aterrizaje cuando la conducción "SUBIDA" (5) se encuentra en posición de retorno y la conducción "DESCENSO" (6) se encuentra a presión.
\newpage
Más arriba de los accionadores, un órgano de
distribución selectiva permite admitir la presión en el sistema de
maniobra de los trenes de aterrizaje, y distribuir selectivamente la
presión de la conducción "SUBIDA" (5) o en la conducción
"DESCENSO" (6), encontrándose la otra conducción conectada al
retorno.
De manera más precisa, el órgano de distribución
presenta:
- -
- una válvula de aislamiento (10) controlada por un ordenador de maniobra (50), y que permite admitir o no presión en el circuito de maniobra de los trenes de aterrizaje;
- -
- una válvula de corte (11), cuya utilidad se explicará más adelante y que, por defecto, es pasante;
- -
- un selector (12) de tres posiciones, controlado por el ordenador de maniobra (50), con una primera posición neutra para poner la conducción "DESCENSO" (6) y la conducción "SUBIDA" (5) en conexión con el retorno, una posición de descenso para poner la conducción "DESCENSO" (6) a presión y la conducción "SUBIDA" (5) al retorno, y una posición de subida para poner la conducción "SUBIDA" (5) a presión y la conducción "DESCENSO" (6) conectada al retorno.
\vskip1.000000\baselineskip
Tal como se ha indicado en la figura, el
circuito hidráulico presenta, si bien ello no ha sido representado,
un selector similar para las puertas de las bodegas de los trenes de
aterrizaje, y más abajo del selector de puerta, accionadores de
puerta que presentan conjuntos de cilindro y pistón de maniobra y
ganchos.
El funcionamiento es el siguiente. Partiendo de
una situación en la que la aeronave se encuentra en vuelo y los
trenes de aterrizaje están subidos, el ordenador de maniobra (50)
controla inicialmente la válvula de aislamiento (10) para abrirla y
admitir de este modo la presión en una conducción de alimentación
(20) que va desde la válvula de aislamiento (10) al selector (12).
El selector (12) se encuentra en posición neutra, de manera que las
conducciones de "DESCENSO" (6) y "SUBIDA" (5) se
encuentran conectadas al retorno. El ordenador de maniobra (50)
pone entonces el selector (12) en posición de descenso, de manera
que se admite presión en la conducción "DESCENSO" (6),
manteniéndose la conducción "SUBIDA" (5) conectada al retorno.
Las puertas se abren, los ganchos (3) son controlados para liberar
los trenes de aterrizaje, y éstos descienden por gravedad. Hasta
una posición desplegada en la que los conjuntos de cilindro y pistón
de bloqueo/desbloqueo (2) obligan al desbloqueo de los puntales y
estabilizan de este modo los trenes de aterrizaje en posición
desplegada.
Cuando la aeronave ha aterrizado y después se
vuelve a elevar, es suficiente cara al selector (12) en posición de
subida, de manera que la conducción "SUBIDA" (5) es puesta bajo
presión, mientras que la conducción "DESCENSO" (6) se mantiene
conectada al retorno. Los conjuntos de cilindro y pistón de
bloqueo/desbloqueo (2) desbloquean los puntales, lo que permite que
los trenes de aterrizaje puedan volver a subir bajo la acción de los
conjuntos de cilindro y pistón de maniobra (1). Una vez que han
llegado a la posición elevada, los ganchos (3) se acoplan con los
vástagos de acoplamiento de los trenes de aterrizaje para
mantenerlos en posición levantada. Las puertas son entonces
cerradas, y el selector (12) (y el selector de las puertas) es
puesto nuevamente en posición neutra.
Es suficiente entonces el no volver a accionar
la válvula de aislamiento (10) para que ésta vuelva a la posición de
reposo en la que la conducción de alimentación (20) de los
selectores es conectada al retorno.
Algunos casos de averías, aunque
estadísticamente muy improbables, podrían impedir el despliegue de
los trenes de aterrizaje. Se toma como ejemplo el caso en el que el
selector (12) queda bloqueado en una posición intermedia en la que
cierra las conducciones "DESCENSO" (6) y "SUBIDA" (5). En
este caso, el fluido hidráulico no puede ser expulsado de la cámara
llena de los cilindros de maniobra (1), de manera que los trenes de
aterrizaje quedan bloqueados. Para paliar este inconveniente, el
circuito presenta tres válvulas de descompresión (13) dispuestas en
la proximidad de los trenes de aterrizaje. Las válvulas de
descompresión (13) están normalmente cerradas pero pueden ser
controladas en posición de emergencia para permitir que la
conducción "DESCENSO" (6) y la conducción "SUBIDA" (5) se
conecten al retorno, de manera que supriman cualquier riesgo de
retener fluido hidráulico en las cámaras de los conjuntos de
cilindro y pistón (1, 2, 4).
A estos efectos, cada una de las válvulas de
descompresión (13), la válvula de corte (11) y los ganchos (3),
están dotados de un órgano de accionamiento electromecánico que
comporta en este caso dos motores eléctricos, que está controlado
por un ordenador de emergencia (51) activado por el piloto en caso
de fallo en el funcionamiento normal del circuito, y que sustituye
al ordenador de maniobra.
Cuando está activado, el ordenador de emergencia
(51) acciona la válvula de corte (12) para impedir la admisión de
presión en el circuito, y poner la conducción de admisión (20)
conectada al retorno. A continuación, el ordenador de emergencia
controla las válvulas de descompresión (13) para paliar las
conducciones "DESCENSO" (6) y "SUBIDA" (5) conectadas al
retorno. Finalmente, el ordenador de emergencia (51) controla los
ganchos para que liberen los trenes de aterrizaje, descendiendo
éstos bajo el efecto de la gravedad hasta la posición desplegada en
la que los puntales quedan bloqueados mecánicamente por resortes,
tal como es perfectamente conocido.
La invención tiene por objetivo una arquitectura
de sistema de maniobra de los trenes de aterrizaje de una aeronave
de estructura simplificada.
Para conseguir este objetivo, se propone una
arquitectura de sistema hidráulico de maniobra de los trenes de
aterrizaje de una aeronave que comporta como mínimo una fuente de
presión y un retorno hidráulico, comportando el sistema hidráulico
de maniobra de los trenes de aterrizaje accionadores para la
maniobra de los mismos que están conectados por un circuito
hidráulico que presenta una primera conducción hidráulica cuya
puesta a presión provoca el descenso de los trenes de aterrizaje, y
una segunda conducción hidráulica cuya puesta a presión provoca la
subida de los trenes de aterrizaje, siendo puestas a presión
selectivamente estas conducciones por medio de un órgano de
distribución hidráulica que presenta como mínimo una válvula de
aislamiento para aislar selectivamente el circuito hidráulico de la
fuente de presión de la aeronave y, como mínimo, un selector para
poner selectivamente en comunicación una de las líneas con la
presión y la otra de las líneas con el retorno. Según la invención,
la arquitectura presenta medios para obligar a la válvula de
aislamiento a aislar el circuito de la presión de la aeronave y
poner una conducción de admisión que se extiende entre la válvula
de aislamiento y el selector y por la cual pasa normalmente la
presión de la
aeronave.
aeronave.
Además de la figura 1 que muestra una
arquitectura que utiliza soluciones conocidas, la invención se
comprenderá mejor en base a la descripción siguiente que hará
referencia a la figura 2 que es un esquema de una arquitectura de
sistema de maniobra de los trenes de aterrizaje (y de las puertas de
sentina asociadas) según una forma particular de realización de la
invención.
En la figura 2, los elementos comunes con la
figura 1 han recibido las mismas referencias. La figura 2 muestra
un esquema muy similar al de la figura 1, con la diferencia de que
las válvulas de descompresión (13) y la válvula de corte (11) han
sido suprimidas.
En su lugar se ha instalado:
- -
- un captador de presión (52) en la conducción de alimentación, cuya medición de presión es facilitada al ordenador de emergencia (51);
- -
- un relevador (53) en una conducción eléctrica de mando (60) que va desde el ordenador de maniobra (50) a la válvula de aislamiento (10), siendo controlado el relevador (53) por el ordenador de emergencia (51);
- -
- una válvula antirretorno (54) situada en una derivación (55) entre la conducción "SUBIDA" (5) y la conducción de admisión (20), montada de forma pasante desde la conducción de "SUBIDA" (5) hacia la conducción de admisión y que bloquea en el otro sentido.
El funcionamiento del circuito mostrado en la
figura 2 es el siguiente. Cuando se ha admitido la presión en la
conducción de admisión (20), la válvula antirretorno (54) es
bloqueada por la presión que se ejerce en la conducción de admisión
(20), de manera que cierra la derivación (55). El funcionamiento
normal de este circuito es entonces completamente idéntico al del
esquema de la figura 1.
En caso de que surjan problemas, el piloto
activa el ordenador de emergencia (51) que se impone funcionalmente
y verifica con ayuda del captador de presión (52) si la conducción
de admisión (20) es alimentada a presión. Si la presión en la
conducción de admisión (20) supera un umbral predeterminado superior
a la presión de retorno, el ordenador de emergencia (51) controla
el relevador (53) para cortar la conducción de mando (60) entre el
ordenador (50) y la válvula de aislamiento (10), lo que tiene por
efecto hacer volver a ésta última a su posición de aislamiento en la
que la conducción de admisión (20) está conectada al retorno.
A continuación, el ordenador de emergencia (51)
controla los órganos de accionamiento electromecánicos de los
ganchos (3), de manera que éstos liberan los trenes de aterrizaje.
Éstos descienden por gravedad, expulsando el fluido contenido en la
conducción "SUBIDA" (5) a través de el selector (12), o bien si
éste está inmovilizado en una posición intermedia de bloqueo, a
través de la válvula antirretorno (54). La válvula antirretorno (54)
forma de esta manera un medio de derivación o "shunt" del
selector (12) totalmente pasivo que se abre automáticamente cuando
tiene lugar el descenso de los trenes de aterrizaje, sin requerir
instrucción por parte del ordenador de emergencia (51).
En cuanto a las cámaras conectadas a la
conducción "DESCENSO" (6), están conectadas al retorno con
intermedio del selector (12). Se observará que todas las cámaras
conectadas a la conducción descenso (6) aumentan su volumen cuando
tiene lugar el descenso de los trenes de aterrizaje, de manera que
incluso si el selector (12) se encontrara inmovilizado en una
posición intermedia bloqueante, el fluido contenido en las cámaras y
en la conducción "DESCENSO" (6) cavitaría, pero sin poder no
obstante impedir el descenso de los trenes de aterrizaje.
Se observará que en la arquitectura que se
propone, el ordenador de emergencia (51) no controla más que los
órganos de accionamiento electromecánicos de los ganchos (3) y el
relevador (53), lo que permite simplificar igualmente el ordenador
de emergencia (51).
En una variante todavía más simple, es posible
suprimir el captador de presión (52), si se toma la precaución, en
modalidad de funcionamiento de emergencia, de controlar
sistemáticamente el relevador (53) de manera que abra la conducción
de control entre el calculador de maniobra (50) y la válvula de
aislamiento (10). De esta manera se garantiza que la conducción de
admisión (20) es conectada al retorno, de manera que la válvula
antirretorno (54) no se verá impedida de abrirse cuando tiene lugar
el descenso de los trenes de aterrizaje.
La arquitectura propuesta de este modo es, por
lo tanto, mucho más simple, y los equipos de emergencia utilizados
(relevador (53), válvula antirretorno (54), en caso preciso captador
de presión (52)) son elementos básicos y poco onerosos. Estos
equipos de emergencia son menos pesados y complejos que las válvulas
de descompresión (13) y válvula de corte (11) que comportan órganos
de accionamiento electromecánicos pesados y complejos.
La invención no queda limitada a lo que se acaba
de describir sino que, por el contrario, comprende cualquier
variante que entre en el marco definido por las
reivindicaciones.
En particular, si bien la invención ha sido
mostrada en aplicación a un sistema de maniobra de los trenes de
aterrizaje en el que los trenes de aterrizaje descienden bajo el
efecto de la gravedad, la invención se aplica evidentemente también
a un sistema en el que los trenes de aterrizaje descienden bajo el
efecto de la presión.
Si bien se han descrito medios de derivación o
"shunt" pasivos del selector que se extienden entre la
conducción de subida y la conducción de admisión (20) en forma de
una derivación dotada de una válvula antirretorno montada de forma
que pasa de la conducción de subida hacia la conducción de admisión
(20), los medios de derivación pasivos del selector podrán quedar
integrados directamente en el selector.
Si bien los medios de puesta en retorno forzado
(es decir, para aislar el circuito de la presión de la fuente de
presión de la aeronave y poner la conducción de admisión (20)
conectada al retorno) comprenden, en este caso, un relevador que
corta una conducción eléctrica de mando de la válvula de
aislamiento, dichos medios podrán adaptar otras formas, tales como
un órgano electromecánico de accionamiento de la válvula de
aislamiento que será controlado por el ordenador de emergencia y
que forzaría a la válvula de aislamiento hacia su posición de
reposo, si bien este tipo de solución parece a priori más
pesada.
Finalmente, si bien la arquitectura que se ha
mostrado presenta simultáneamente los medios de derivación pasivos
del selector y los medios de puesta en retorno forzado de la válvula
de aislamiento, se podrá no utilizar más que uno de los dos medios,
lo que conduce a arquitecturas intermedias que, a pesar de no estar
completamente optimizadas, aportan no obstante mejoras en términos
de masa, complejidad y costes con respecto a las soluciones
conocidas.
Claims (5)
1. Arquitectura de sistema hidráulico de
maniobra de los trenes de aterrizaje de una aeronave que presenta,
como mínimo, una fuente de presión y un retorno hidráulico, el
sistema hidráulico de maniobra de los trenes de aterrizaje
accionadores (1, 2, 4) para la maniobra de los trenes de aterrizaje
que sean conectados por un circuito hidráulico que comporta una
primera conducción hidráulica ("DESCENSO (6)") cuya puesta a
presión provoca el descenso de los trenes de aterrizaje, y una
segunda conducción hidráulica ("SUBIDA (5)") cuya puesta a
presión provoca la subida de los trenes de aterrizaje, estando
dichas conducciones puestas a presión selectivamente por medio de
un órgano de distribución hidráulica (10, 12) que presente, como
mínimo, una válvula de aislamiento (10) para aislar selectivamente
el circuito hidráulico de la fuente de presión de la aeronave y,
como mínimo, de un selector (12) para poner en comunicación una de
las conducciones con la presión, y la otra de las conducciones con
el retorno, caracterizada por comportar medios de puesta en
retorno forzado en posición de retorno (53) para forzar a la
válvula de aislamiento (10) a aislar el circuito de la presión de la
aeronave y poner al retorno una conducción de admisión (20) que se
prolonga entre la válvula de aislamiento (10) y el selector (12) y
por la que pasa normalmente la presión de la aeronave.
2. Arquitectura según la reivindicación 1, en la
que los medios de puesta en retorno forzado presentan un relevador
(53) dispuesto para cortar selectivamente una conducción eléctrica
de mando de la válvula de aislamiento (10), de manera que ésta
vuelva a una posición o continúe en una posición en la que pone la
conducción de admisión conectada al retorno.
3. Arquitectura según la reivindicación 2, en la
que los medios de puesta en retorno forzado no son activados más
que como respuesta a la presencia de una presión en la conducción de
admisión que sobrepasa un umbral predeterminado superior a una
presión de retorno.
4. Arquitectura según la reivindicación 1, que
presenta además unos medios de derivación (54, 55) pasivos del
selector dispuestos entre la segunda conducción ("SUBIDA (5)")
y la conducción de admisión (20), siendo dichos medios de
derivación pasantes desde la segunda conducción hacia la conducción
de admisión pero bloqueantes en el otro sentido.
5. Arquitectura según la reivindicación 4, en la
que los medios de derivación pasivos comprenden una derivación (55)
que se extiende entre la segunda conducción ("SUBIDA (5)") y la
conducción de admisión (20), y una válvula antirretorno (54) montada
de forma pasante de la segunda conducción ("SUBIDA (5)") hacia
la conducción de admisión (20).
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