ES2335506T3 - Procedimiento de medida de hundimiento de una amortiguador y su aplicacion en un tren de aterrizaje de aeronave. - Google Patents
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Abstract
Procedimiento de verificación de un nivel de fluido hidráulico de un amortiguador comprendiendo una primera parte (1; 101) y una segunda parte (2; 102) móviles entre ellas en deslizamiento, comprendiendo las etapas de: - emitir una primera onda apta a propagarse sin soporte material mediante un primer emisor (10; 110) dispuesto sobre la primera parte móvil (1; 101) en dirección de la segunda parte móvil (2, 102); - recibir la primera onda emitida mediante un primer receptor dispuesto sobre la primera parte móvil (1; 101), después de reflexión de la onda emitida sobre una pieza mecánica (13; 113) solidaria a la segunda parte móvil (2; 102); - deducir un nivel teórico de fluido hidráulico en el amortiguador que sería el del fluido en el amortiguador en un estado de acondicionamiento nominal del amortiguador, a partir de una medida de una característica de la primera onda así recibida; - emitir una segunda onda apta a propagarse sin soporte material mediante un segundo emisor (11; 111) dispuesto sobre la primera parte móvil en dirección a la segunda parte móvil; - recibir la segunda onda emitida mediante un segundo receptor dispuesto sobre la primera parte móvil después de reflexión de la onda emitida sobre una superficie libre (12; 112) del fluido hidráulico o una pieza mecánica (20; 21) delimitando esta superficie libre; - deducir un nivel real de fluido hidráulico en el amortiguador a partir de una medida de una característica de la segunda onda así recibida. - comparar el nivel real de fluido hidráulico al nivel teórico de fluido hidráulico.
Description
Procedimiento de medida de hundimiento de un
amortiguador y su aplicación en un tren de aterrizaje de
aeronave.
La invención se refiere a un procedimiento de
medida de un nivel teórico de fluido hidráulico en un amortiguador,
así como su aplicación en un tren de aterrizaje de aeronave.
Se conoce, por el documento JP 11072132 un tren
de aterrizaje comprendiendo un amortiguador que tiene una primera
parte y una segunda parte móviles entre ellas a deslizamiento,
estando el amortiguador equipado de un conjunto emisor/receptor de
onda dispuesto sobre la primera parte móvil, estando el emisor
dispuesto para emitir la onda en dirección de la segunda parte
móvil; y siendo el receptor apto a recibir la onda después de
reflexión de ésta sobre un obstáculo formado por una pieza mecánica
solidaria de la segunda parte móvil.
Midiendo el tiempo de trayecto de la onda, se
deduce un hundimiento del amortiguador.
En una variante mencionada en este mismo
documento, el amortiguador está equipado de un conjunto
emisor/receptor adaptado a enviar una onda sobre un obstáculo
formado por una superficie libre de un fluido hidráulico contenido
en el amortiguador o una pieza mecánica delimitando esta superficie
libre.
Midiendo el tiempo de trayecto de la onda, se
deduce un nivel real de fluido hidráulico en el amortiguador.
Conociendo la relación entre el nivel teórico de fluido hidráulico
en el amortiguador y su hundimiento, se deduce un hundimiento del
amortiguador.
Sin embargo, la aplicación de este método supone
que el amortiguador haya sido correctamente acondicionado y no haya
sufrido pérdidas de fluido hidráulico, de manera que el nivel
teórico de fluido hidráulico y el nivel real de fluido hidráulico
coincidan.
Si una cantidad incorrecta de fluido hidráulico
ha sido introducida en el amortiguador o si el amortiguador ha
sufrido pérdidas, entonces el nivel real de fluido hidráulico puede
ser diferente del nivel teórico de fluido hidráulico, de manera que
se deduce un hundimiento malo.
La invención tiene por objeto un procedimiento
de medida que permite determinar un nivel teórico de fluido
hidráulico en el amortiguador y está definida en las
reivindicaciones principales.
El procedimiento de medida del hundimiento de un
amortiguador comprendiendo una primera y una segunda partes móviles
entre ellas de deslizamiento comprende, según la invención, las
etapas de:
- emitir una onda apta a propagarse sin soporte
material mediante un emisor dispuesto sobre la primera parte móvil
en dirección de la segunda parte móvil;
- recibir la onda emitida mediante un receptor
dispuesto sobre la primera parte móvil, después de reflexión de la
onda emitida sobre un obstáculo móvil solidario a la segunda parte
móvil;
- deducir un nivel teórico de fluido hidráulico
a partir de una medida de una característica de la onda así
recibida.
La medida permite determinar un hundimiento del
amortiguador, y, explotando la relación entre hundimiento y nivel
teórico de fluido hidráulico o también utilizando tablas, se deduce
el nivel teórico de fluido hidráulico que debería corresponder al
hundimiento si el amortiguador está correctamente acondicionado.
El procedimiento de la invención comprende
además las etapas de:
- emitir una segunda onda apta a propagarse sin
soporte material mediante un segundo emisor dispuesto sobre la
primera parte móvil en dirección de la segunda parte móvil;
- recibir la onda emitida mediante un segundo
receptor dispuesto sobre la primera parte móvil después de reflexión
de la onda emitida sobre una superficie libre del fluido hidráulico
o sobre una pieza mecánica delimitando esta superficie libre;
- deducir un nivel real de fluido hidráulico de
la medida de una característica de la onda así recibida.
El nivel real de fluido hidráulico está entonces
determinado de manera similar al hundimiento del amortiguador por
dos conjuntos emisor/receptor funcionando paralelamente.
\newpage
Mencionaremos que los dos conjuntos determinan
dos parámetros diferentes: el primer conjunto permite determinar un
nivel teórico de fluido hidráulico, mientras que el segundo conjunto
permite determinar un nivel real de fluido hidráulico.
El procedimiento de la invención comprende la
etapa de comparar el nivel real de fluido hidráulico al nivel
teórico de fluido hidráulico. Esta comparación permite deducir una
información sobre el acondicionamiento del
amortigua-
dor.
dor.
La invención se refiere igualmente a un tren de
aterrizaje de aeronave comprendiendo un amortiguador con una
primera parte y una segunda parte móviles entre ellas de
deslizamiento, comprendiendo un primer conjunto emisor/receptor de
onda dispuesto sobre la primera parte móvil, estando el emisor
dispuesto para emitir una primera onda en dirección de la segunda
parte móvil, y estando el receptor apto a recibir la primera onda
después de reflexión de ésta sobre un obstáculo formado por una
pieza mecánica solidaria a la segunda parte móvil, y un segundo
conjunto emisor/receptor independiente dispuesto sobre la primera
parte móvil, estando el emisor dispuesto para emitir una segunda
onda en dirección de la segunda parte móvil, y estando el receptor
apto a recibir la segunda onda después de reflexión de ésta sobre
un obstáculo formado por una superficie libre del fluido hidráulico
contenido en el amortiguador o una pieza mecánica delimitando esta
superficie libre.
Ventajosamente, los conjuntos emisor/receptor
están dispuestos sobre el tren de aterrizaje de tal manera que el
encaminamiento de las ondas emitidas por los conjuntos
emisor/receptor sea en totalidad interno al tren de
aterriza-
je.
je.
La invención se entenderá mejor con la
descripción a continuación haciendo referencia a las figuras de los
dibujos anexos entre las cuales:
- la figura 1 es una vista en sección parcial de
un tren de aterrizaje de aeronave según la invención;
- la figura 2 es una vista en sección parcial de
otro tren de aterrizaje de aeronave según la invención;
- la figura 3 es una vista en sección parcial de
un amortiguador de aeronave equipado de un pistón separador;
- la figura 4 es una vista en sección parcial de
un amortiguador de aeronave equipado de un reflector flotante.
Como ilustrado a la figura 1, la invención se
aplica a un tren de aterrizaje equipado de un amortiguador tipo
clásico, bien conocido.
Tal amortiguador comprende una caja 1 en la cual
se desliza una varilla 2. En el caso de un tren de aterrizaje
directo, la caja está directamente unida a la aeronave (a menudo
mediante una articulación), y la varilla lleva en su extremidad
inferior las ruedas de la aeronave.
En la varilla 2 se extiende un tubo de inmersión
3 terminado por un diafragma 4. El amortiguador así constituido
comprende tres cámaras funcionales:
- una primera cámara llamada cámara de aceite 5,
que se extiende en la varilla 2 y que está cerrada por el diafragma
4;
- una segunda cámara llamada cámara de aire 6,
que corresponde al volumen interno del tubo de inmersión 3;
- una tercera cámara anular llamada cámara de
expansión 7, que se extiende entre la varilla 2 y el tubo de
inmersión 3.
El amortiguador contiene fluido hidráulico
(simbolizado en las figuras por trazos horizontales) que, en la
posición expandida del amortiguador representada aquí, llena
totalmente la cámara de aceite 5 y la cámara de expansión 7, y
llena parcialmente la cámara de aire 6. El volumen que queda de esta
última está llenado con nitrógeno (simbolizado en las figuras por
puntos) bajo presión.
Durante un hundimiento del amortiguador (por
ejemplo durante un aterrizaje), la varilla 2 se desliza en la caja,
lo que provoca el transfer de fluido hidráulico desde la cámara de
aceite 5 hacia la cámara de aire 6 y la cámara de expansión 7, vías
orificios de laminado 15 que atraviesan el diafragma 4. El nivel de
fluido hidráulico en la cámara de aire 6 aumenta así
progresivamente a medida del hundimiento del amortiguador.
Según la invención, el amortiguador está
equipado de un primer conjunto emisor/receptor 10 que está montado
a la extremidad superior de la caja 1 para emitir una onda en
dirección de la extremidad superior 13 de la varilla 2.
Después de reflexión sobre dicha extremidad
superior 13, la onda emitida vuelve hacia el conjunto
emisor/receptor 10 para ser recibida. Un órgano de medida asociado
(pudiendo o no el órgano de medida integrarse en dicho conjunto)
mide el tiempo transcurrido entre la emisión y la recepción de la
onda. Este tiempo es representativo de la posición de la extremidad
superior de la varilla 2 en la caja 1, y por consiguiente del
hundimiento del amortiguador.
Se obtiene así una medida en tiempo real del
hundimiento, que no necesita ningún soporte específico de
propagación puesto que la honda se propaga simplemente en el
aire.
Hay que mencionar que la onda se propaga aquí en
una parte interna de la caja protegida de las poluciones
exteriores.
Se sabe que la curva de hundimiento del
amortiguador en función de la carga depende de varios parámetros de
acondicionamiento del amortiguador, como la presión inicial de
nitrógeno (medida cuando el amortiguador está expandido), y el
volumen de fluido hidráulico contenido en el amortiguador. Si,
debido a pérdidas, nitrógeno o fluido hidráulico se escapa del
amortiguador, puede que el hundimiento real del amortiguador no
corresponda al hundimiento teórico esperado teniendo en cuenta el
acondicionamiento nominal.
La invención permite verificar a cualquier
momento el estado de acondicionamiento del amortiguador por el
medio siguiente: Se equipa el amortiguador de un segundo conjunto
emisor/receptor 11, igualmente dispuesto a la extremidad superior
de la caja 1, para enviar una onda en dirección de la varilla 2 de
manera que la onda se refleje sobre la superficie libre 12 del
fluido hidráulico en la cámara de aire 6. Después de reflexión
sobre dicha superficie libre 12, la onda está recibida por el
segundo conjunto emisor/receptor 11. Un órgano de medida asociado
(el órgano de medida pudiendo o no integrarse en dicho conjunto)
mide el tiempo transcurrido entre la emisión y la recepción de la
onda. Este tiempo es representativo del nivel real de fluido
hidráulico en la cámara de aire 6.
Es entonces fácil de comparar este nivel real a
un nivel teórico calculado a partir de la medida del hundimiento
del amortiguador obtenida mediante el primer conjunto
emisor/receptor 10, teniendo en cuenta unos parámetros de
acondicionamiento nominales. Si el nivel real no corresponde al
nivel teórico, a un margen de error predeterminado más o menos,
entonces se deduce que el amortiguador está mal acondicionado o que
pérdidas se han producidas. Es entonces posible generar
automáticamente una consigna de mantenimiento a destinación del
piloto de la aeronave, o de los equipos de mantenimiento al
suelo.
Para esto, la aeronave está equipada, con
preferencia, de un calculador 50 adaptado a calcular un nivel
teórico de fluido hidráulico en el amortiguador a partir de la
medida de tiempo de recorrido de la onda emitida por el primer
conjunto emisor/receptor 10, a calcular un nivel real de fluido
hidráulico en el amortiguador a partir de la medida del tiempo de
recorrido de la onda emitida por el segundo conjunto emisor/receptor
11, a comparar estos dos niveles, y a generar si llega al caso una
consigna de mantenimiento a destinación del piloto o de los equipos
de mantenimiento en el suelo.
En variante, el calculador 50 puede ser externo
a la aeronave y conectarse a los sistemas de a bordo de la aeronave
(por una conexión por cable o también a distancia) por ejemplo en el
momento de una visita de mantenimiento. El calculador está
dispuesto para provocar la emisión de ondas por los conjuntos
emisor/receptor 10, 11, para explotar los tiempos de recorrido y
verificar si el amortiguador está correctamente acondicionado.
Como está ilustrado a la figura 3, ciertos
amortiguadores están equipados de un pistón separador 21 deslizando
libremente en el interior del tubo de inmersión 3 y separando el
nitrógeno del fluido hidráulico. En este caso, la onda emitida por
el segundo conjunto emisor/receptor 11 se reflejará entonces sobre
dicho pistón separador 21.
Para mejorar la reflexión de la onda emitida por
el segundo conjunto emisor/receptor 11, es posible, como ilustrado
a la figura 4, prever un reflector 20 flotando a la superficie libre
12 del fluido hidráulico. Este reflector podrá cubrir totalmente o
parcialmente dicha superficie libre 12.
El reflector 20 o el pistón separador 21 son
naturalmente móviles y se hunden progresivamente en el amortiguador
a medida del hundimiento de la varilla 2 en la caja 1.
Mencionaremos que los dos conjuntos
emisor/receptor 10 y 11 están dispuestos arriba de la caja, lo que
facilita su conexión eléctrica con la aeronave, y evita la
instalación siempre delicada de cables corriendo a lo largo de tren
de aterrizaje.
La invención se aplica igualmente a un tren de
aterrizaje de aeronave equipado de un amortiguador llamado
invertido tal como ilustrado a la figura 2. Este amortiguador
comprende una caja 101, una varilla 102, y un tubo de inmersión 103
llevando un diafragma 104. El amortiguador invertido comprende
igualmente una cámara de aceite 105 y una cámara de aire 106 en la
cual fluido hidráulico procedente de la cámara de aceite 105 está
transferido vía un orificio 115 dispuesto en el diafragma 104,
durante un hundimiento del amortiguador. A diferencia del
amortiguador de la figura 1, la cámara de aire 106 ya no está
limitada al volumen interno del tubo de inmersión, pero está
delimitado lateralmente por las paredes internas de la caja 106.
\newpage
El amortiguador invertido comprende además una
cámara de expansión 107, pero esta ya no está dispuesta entre la
varilla y el tubo de inmersión, sino entre la varilla 102 y la caja
101. La cámara de expansión 107 está alimentada esta vez en fluido
hidráulico no por la cámara de aceite 105 sino por la cámara de aire
106, vía un orificio 116 dispuesto en el escalón superior de la
varilla 102 que desliza con estanqueidad en la caja 101.
El tren de aterrizaje está equipado de un primer
conjunto emisor/receptor 110, instalado sobre el lado de la caja
101 para emitir una onda en dirección de un reflector externo 113
asociado a la varilla 102. Después de reflexión sobre dicho
reflector 113, la onda está recibida por el conjunto emisor/receptor
110. Un órgano de medida asociado mide el tiempo que ha
transcurrido entre la emisión y la recepción de la onda. Este tiempo
es representativo del desplazamiento del reflector 113, por
consiguiente de la varilla 102, y del hundimiento del
amortiguador.
Mencionaremos que no ha sido posible aquí
disponer el conjunto emisor/receptor 110 de tal manera que la onda
asociada se propaga en totalidad en el interior del amortiguador. En
efecto, en un amortiguador invertido, la totalidad de la parte
superior de la varilla 102 está sumergida en el fluido hidráulico,
de manera que no es posible hacer reflectar una onda directamente
sobre dicha parte superior.
En cambio, es posible, a la manera de un
amortiguador clásico, disponer un segundo conjunto emisor/receptor
111 sobre la parte alta de la caja 101 de tal manera que esta envié
una onda en dirección de la superficie libre 112 del fluido
hidráulico.
La invención no se limita a las modalidades
particulares que se acaban de describir, pero al contrario abarca
cualquier variante entrando en el marco de la invención tal como
definido por las reivindicaciones.
En particular, aunque se haya ilustrado los
trenes de aterrizaje de la invención con amortiguadores equipados
de dos conjuntos emisor/receptor, se podrá equipar el amortiguador
de uno solo de estos conjuntos, permitiendo apreciar el nivel
teórico de fluido hidráulico.
Aunque la característica medida de la onda sea
el tiempo transcurrido entre su emisión y su recepción, se podrá
medir otras características de la onda, como por ejemplo su
porcentaje de reflexión.
Finalmente, aunque cada uno de los conjuntos
emisor/receptor haya sido ilustrado como estando completamente
integrado en una sola y misma caja, el emisor y el receptor podrán
físicamente estar separados formando a la vez un conjunto
funcional. El trayecto de la onda incidente y de la onda reflectada
podrá entonces no coincidir.
Claims (4)
1. Procedimiento de verificación de un nivel de
fluido hidráulico de un amortiguador comprendiendo una primera
parte (1; 101) y una segunda parte (2; 102) móviles entre ellas en
deslizamiento, comprendiendo las etapas de:
- emitir una primera onda apta a propagarse sin
soporte material mediante un primer emisor (10; 110) dispuesto
sobre la primera parte móvil (1; 101) en dirección de la segunda
parte móvil (2, 102);
- recibir la primera onda emitida mediante un
primer receptor dispuesto sobre la primera parte móvil (1; 101),
después de reflexión de la onda emitida sobre una pieza mecánica
(13; 113) solidaria a la segunda parte móvil (2; 102);
- deducir un nivel teórico de fluido hidráulico
en el amortiguador que sería el del fluido en el amortiguador en un
estado de acondicionamiento nominal del amortiguador, a partir de
una medida de una característica de la primera onda así
recibida;
- emitir una segunda onda apta a propagarse sin
soporte material mediante un segundo emisor (11; 111) dispuesto
sobre la primera parte móvil en dirección a la segunda parte
móvil;
- recibir la segunda onda emitida mediante un
segundo receptor dispuesto sobre la primera parte móvil después de
reflexión de la onda emitida sobre una superficie libre (12; 112)
del fluido hidráulico o una pieza mecánica (20; 21) delimitando esta
superficie libre;
- deducir un nivel real de fluido hidráulico en
el amortiguador a partir de una medida de una característica de la
segunda onda así recibida.
- comparar el nivel real de fluido hidráulico al
nivel teórico de fluido hidráulico.
2. Procedimiento según la reivindicación 1, en
el cual la característica de las ondas que está medida es un tiempo
que transcurre entre el momento en que la onda está emitida y el
momento en que la onda está recibida.
3. Tren de aterrizaje de aeronave comprendiendo
un amortiguador con una primera parte (1; 101) y una segunda parte
(2; 102) móviles entre ellas en deslizamiento y un primer conjunto
emisor/receptor de onda (10; 110) dispuesto sobre la primera parte
móvil (1; 101) estando el emisor dispuesto para emitir una primera
onda en dirección a la segunda parte móvil (2; 102), y estando el
receptor apto a recibir la primera onda después de reflexión de
ésta sobre un obstáculo formado por una pieza mecánica (13; 113)
solidaria a la segunda parte móvil (2; 102) caracterizado
porque el tren de aterrizaje comprende además:
- un segundo conjunto emisor/receptor (11; 111)
independiente dispuesto sobre la primera parte móvil, estando el
emisor dispuesto para emitir una segunda onda en dirección a la
segunda parte móvil, y estando el receptor apto a recibir la
segunda onda después de reflexión de está sobre un obstáculo formado
por una superficie libre (12; 112) de fluido hidráulico contenido
en el amortiguador o una pieza mecánica (20; 21) delimitando está
superficie libre;
- unos medios de cálculo (50) para determinar un
nivel teórico de fluido hidráulico en el amortiguador a partir de
la medida de una característica de la primera onda, y para
determinar un nivel real de fluido hidráulico en el amortiguador a
partir de la medida de una característica de la segunda onda,
estando dichos medios (50) dispuestos para efectuar una comparación
entre el nivel teórico de fluido en el amortiguador y el nivel real
de fluido en el amortiguador.
4. Tren de aterrizaje según la reivindicación 3,
en el cual los conjuntos emisor/receptor (10, 11; 10, 111) están
dispuestos sobre el tren de aterrizaje de tal manera que el
encaminamiento de las ondas emitidas por los conjuntos
emisor/receptor esté totalmente interno al amortiguador.
Applications Claiming Priority (2)
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