ES2341917T3 - Cilindro de retraccion, aterrizador de giroavion dotado de un cilindro de retraccion de este tipo. - Google Patents
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Abstract
Cilindro (20) de retracción que permite escamotear una pata (10) de tren de aterrizaje de un giroavión, comprendiendo dicho cilindro (20) de retracción una cámara (33) de retracción y una cámara (34) de extensión separadas por una cabeza (26) de un pistón (25), deslizándose dicho pistón (25) en una camisa (35) cilíndrica, comprendiendo dicho cilindro un medio (23) de recuperación y una cámara (22) de control llena de un primer fluido, estando dicha cámara (22) de control separada de dicho medio (23) de recuperación por un elemento (24) de desbloqueo móvil, deslizándose dicho elemento (24) de desbloqueo móvil para que el cilindro (20) de retracción cumpla una función de amortiguación cuando una presión de control ejercida por dicho primer fluido sobre dicho elemento (24) de desbloqueo móvil es superior a una presión de recuperación ejercida por dicho medio (23) de recuperación, caracterizado porque dicho cilindro (20) de retracción está dotado de una tubería (21) hidráulica adecuada para conectar dicha cámara (22) de control a una cámara (15) de compresión de un amortiguador (14) dispuesto sobre una pata (10) de tren de aterrizaje de giroavión.
Description
Cilindro de retracción, aterrizador de giroavión
dotado de un cilindro de retracción de este tipo.
La presente invención se refiere a un cilindro
de retracción así como a un aterrizador de giroavión equipado con un
cilindro de este tipo, denominándose un aterrizador "tren de
aterrizaje" por el experto en la técnica.
La invención se sitúa por tanto en el campo de
los trenes de aterrizaje de giroaviones.
Se conoce un primer tipo de aterrizador
denominado "flotante" dotado de una pata de tren solidaria con
la estructura del giroavión, a través de una fijación de giro, con
objeto de poder efectuar un movimiento rotativo alrededor de esta
fijación de giro.
Esta pata de tren comprende un amortiguador y un
conjunto rodante dotado de al menos una rueda.
Por otro lado, el aterrizador presenta un
cilindro de retracción, denominado a veces "cilindro de
refuerzo" por el experto en la técnica.
Por tanto, el cilindro de retracción tiene como
fin escamotear el aterrizador para hacerlo entrar en un cajón del
giroavión durante un vuelo de este último, o para hacerlo salir de
este cajón durante un aterrizaje, haciendo pivotar la pata de tren
alrededor de su fijación de giro.
Además, el cilindro de retracción a veces está
solicitado horizontalmente, es decir según una dirección
sensiblemente paralela al suelo, con el fin de mantener la pata de
tren abajo cuando el giroavión rueda sobre el suelo.
Más precisamente, el cilindro de retracción
mantiene la pata de tren abajo sean cuales sean los obstáculo, una
piedra, por ejemplo, con los que choque el conjunto rodante del
aterrizador.
Por el contrario, el amortiguador únicamente
está solicitado verticalmente en la medida en que este amortiguador
tiene como función amortiguar los golpes ejercidos sobre el
aterrizador durante un aterrizaje.
Por consiguiente, el aterrizador típicamente
está equipado con un amortiguador solicitado únicamente por golpes
verticales. Además, el aterrizador comprende un cilindro de
retracción que permite por una parte hacer que el aterrizador entre
y salga de un cajón y, por otra parte, mantener en posición la pata
de tren del aterrizador cuando esta pata de tren está fuera del
cajón, independientemente de las solicitaciones horizontales
ejercidas sobre la pata de tren.
Además, un cilindro de retracción está
generalmente dotado de una cámara de retracción y de una cámara de
extensión así como de un pistón deslizante en una camisa cilíndrica,
estando separadas las cámaras de retracción y de extensión por la
cabeza del pistón.
Por otro lado, las cámaras de retracción y de
extensión están conectadas a un circuito hidráulico.
Para escamotear la pata de tren, un elemento de
control del giroavión inyecta un fluido, aceite por ejemplo, en la
cámara de retracción por un orificio de retracción. La presión
ejercida por este fluido sobre la cabeza del pistón conlleva una
retracción de este pistón.
Ahora bien, estando el pistón por otro lado
articulado sobre la pata de tren, una retracción del pistón provoca
un movimiento rotativo de esta pata de tren y por tanto su
escamoteado en el cajón del giroavión previsto para ello.
Por el contrario, para bajar la pata de tren, un
elemento de control del giroavión inyecta un fluido en la cámara de
extensión, por un orificio de extensión, para que el pistón pueda
salir del cuerpo del cilindro con el fin de empujar la pata de tren
fuera del cajón.
Por otro lado, cuando la pata de tren está en la
posición deseada, los orificios de retracción y de extensión se
condenan, a través de una electroválvula, por ejemplo.
Las presiones ejercidas por el fluido en las
cámaras de retracción y de extensión se mantienen por tanto en un
valor constante, debido al bloqueo hidráulico realizado con ayuda de
las electroválvulas, lo que bloquea la posición del pistón.
Cuando la pata de tren está abajo, esta pata de
tren va a experimentar una solicitación horizontal al chocar contra
un obstáculo, una piedra por ejemplo, que se repercute
necesariamente en el cilindro de retracción.
Ahora bien, al estar el pistón bloqueado, este
pistón no puede desplazarse y amortiguar por tanto la solicitación
horizontal experimentada por el aterrizador.
Se observa que este primer tipo aterrizador está
muy extendido en el campo aeronáutico en la medida en que responde
bien a las necesidades durante los vuelos que se desarrollan en
condiciones normales.
No obstante, en caso de avería del giroavión, es
posible que la velocidad vertical de este giroavión, por ejemplo en
autorrotación, sea muy grande, superando esta velocidad vertical por
tanto en gran medida las velocidades de aterrizajes normales.
Se constata que el amortiguador del aterrizador
ya no permite amortiguar los golpes debidos al impacto del
aterrizador sobre el suelo, superándose por tanto el poder de
absorción de los golpes verticales del aterrizador.
Se comprende fácilmente que esta situación puede
conducir a sucesos desgraciadamente catastróficos, no pudiendo ya el
aterrizador responder a las necesidades concretamente en caso de
impacto del giroavión.
Para remediar esto, puede pensarse dimensionar
el amortiguador con el fin de permitirle soportar solicitaciones
verticales extremas. No obstante, el volumen ocupado por el
amortiguador, su peso y su coste se vuelven entonces
prohibitivos.
Por otro lado, el documento US5337976 describe
un cilindro de retracción que permite escamotear una pata de tren de
aterrizaje de un giroavión, comprendiendo dicho cilindro de
retracción:
- una cámara de retracción y una cámara de
extensión separadas por una cabeza de un pistón,
- deslizándose dicho pistón en un camisa
cilíndrica,
- un medio de recuperación y una cámara de
control llena de un primer fluido,
- estando separada dicha cámara de control de
dicho medio de recuperación por un elemento de desbloqueo móvil,
- deslizándose dicho elemento de desbloqueo
móvil para que el cilindro de retracción cumpla una función de
amortiguación cuando una presión de control ejercida por dicho
primer fluido sobre dicho elemento de desbloqueo móvil es superior a
una presión de recuperación ejercida por dicho medio de
recuperación.
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El documento FR2608242 describe un segundo tipo
de aterrizador flotante dotado de una pata de tren fijada sobre la
estructura del giroavión.
Además, el aterrizador está ahora dotado no de
un amortiguador y de un cilindro de retracción sino de un
cilindro-amortiguador.
El cilindro-amortiguador es
sensiblemente perpendicular al suelo, mientras que la pata de tren
está sensiblemente paralela al suelo cuando esta pata de tren entra
en un cajón del giroavión.
El cilindro-amortiguador cumple
por tanto las funciones de un amortiguador clásico pero también las
de un cilindro de retracción, comprendiendo el
cilindro-amortiguador finalmente un cilindro de
retracción deslizante en un amortiguador.
Este segundo tipo de aterrizador es práctico
debido a su simplicidad aunque puede presentar los mismos
inconvenientes que el aterrizador del primer tipo.
Además, se observa que no es posible disponer un
cilindro-amortiguador en el primer tipo de
aterrizador.
En efecto, si se sustituye el amortiguador del
primer tipo de aterrizador por el
cilindro-amortiguador, convendrá conservar el
cilindro de retracción para garantizar el escamoteado del tren.
Estando el cilindro-amortiguador integrado en la
pata de tren, este cilindro-amortiguador no podrá
escamotear esta pata.
Por otro lado, si se sustituye el cilindro de
retracción del primer tipo de aterrizador por el
cilindro-amortiguador del segundo tipo de
aterrizador, la situación no cambiará. El
cilindro-amortiguador podrá escamotear la pata de
tren pero no tendrá ninguna función de amortiguación de los golpes
durante un aterrizaje a velocidad rápida en la medida en que este
cilindro-amortiguador está únicamente solicitado
horizontalmente.
No obstante, el documento FR 2687123 prevé una
solución para resolver este último inconveniente.
La pata de tren del aterrizador se equipa
entonces con una rueda cuya mangueta, es decir el eje de rotación de
la rueda, está desviada con respecto al eje longitudinal de la pata
de tren.
Además, la pata de tren está dotada de un
cilindro-amortiguador que comprende a la vez un
cilindro de retracción y un amortiguador.
Las solicitaciones verticales experimentadas por
la pata de tren generan por tanto un par que tiende a retraer esta
pata de tren.
No obstante, el
cilindro-amortiguador se dimensiona entonces con
objeto de que dicho par sea inferior a las solicitaciones que puede
absorber este cilindro-amortiguador.
Por consiguiente, para poder ser eficaz en caso
de impacto del giroavión, sería necesario que el
cilindro-amortiguador estuviera diseñado para
soportar solicitaciones horizontales extremas lo que haría su
volumen, su peso y su coste también prohibitivos.
Además, es relativamente difícil preparar un
cilindro-amortiguador que comprende en serie un
cilindro de retracción y un amortiguador.
La presente invención tiene como objetivo
proponer un cilindro de retracción que permite a un aterrizador
antiimpacto superar las limitaciones mencionadas anteriormente,
cumpliendo de manera inesperada una función de amortiguación durante
un aterrizaje a velocidad rápida puesto que este cilindro de
retracción no está sometido a solicitaciones verticales, solventando
así el cilindro de retracción los límites del amortiguador del
aterrizador.
Según la invención, un cilindro de retracción,
que permite escamotear una pata de tren de aterrizaje de un
giroavión, comprende una cámara de retracción y una cámara de
extensión separadas por una cabeza de un pistón, deslizándose este
pistón en una camisa cilíndrica.
Además, este cilindro de retracción comprende un
medio de recuperación y una cámara de control llena de un primer
fluido, estando esta cámara de control separada del medio de
recuperación por un elemento de desbloqueo móvil, deslizándose este
elemento de desbloqueo móvil para que el cilindro de retracción
cumpla una función de amortiguación cuando una presión de control
ejercida por el primer fluido sobre el elemento de desbloqueo móvil
es superior a una presión de recuperación ejercida por el medio de
recuperación.
Por consiguiente, cuando la presión de control
es superior a la presión de recuperación, el elemento de desbloqueo
móvil del cilindro de retracción se desplaza para transformar el
cilindro de retracción en un amortiguador.
Además, el cilindro de retracción es notable
porque está dotado de una tubería hidráulica que conecta la cámara
de control a una cámara de compresión de un amortiguador dispuesto
sobre una pata de tren de aterrizaje de giroavión.
Así, durante un aterrizaje realizado a gran
velocidad, el amortiguador del aterrizador tiene que disminuir las
solicitaciones verticales.
Se verá a continuación que a partir de un cierto
estadio, el amortiguador ya no podrá cumplir su función y
transformará el cilindro de retracción en un amortiguador al
permitir el desplazamiento del elemento de desbloqueo móvil del
cilindro de retracción.
Contrariamente a los prejuicios existentes, el
cilindro de retracción según la invención puede por tanto amortiguar
solicitaciones verticales aunque ese cilindro de retracción no
experimente tales solicitaciones.
Según un primer modo de realización, el medio de
recuperación es un muelle tarado.
Según un segundo modo de realización, el medio
de recuperación comprende una cámara presurizada llena de un segundo
fluido.
Preferiblemente, el cilindro de retracción está
dotado de un medio de regulación de la presión de recuperación
ejercida por dicho segundo fluido que llena dicha cámara
presurizada.
Por otro lado, la camisa cilíndrica está dotada
ventajosamente de una pluralidad de escariados radiales dispuestos
según la longitud de esta camisa cilíndrica.
Según otra variante de la invención, los
escariados radiales están realizados según una hélice. Así, un punto
dado del pistón del cilindro de retracción no pasa delante de todos
los escariados lo que disminuye de manera espectacular el desgaste
del pistón.
Asimismo, al estar dotado el elemento de
desbloqueo móvil, que rodea la periferia externa de la camisa
cilíndrica, de un tubo cilíndrico, este tubo cilíndrico comprende
una pluralidad de aberturas. Estas aberturas están dispuestas por
tanto enfrentadas con los escariados radiales de la camisa
cilíndrica cuando la presión de control ejercida por el primer
fluido sobre el elemento de desbloqueo móvil es superior a una
presión de recuperación ejercida por el medio de recuperación.
Además, el cilindro de retracción está dotado
ventajosamente de un canal que comunica sus cámaras de retracción y
de extensión cuando las aberturas del tubo cilíndrico están
enfrentadas con escariados radiales.
En estas condiciones, cuando la presión ejercida
por el primer fluido en la cámara de control aumenta y supera la
presión de recuperación, el elemento de desbloqueo móvil se desplaza
axialmente, es decir, según el eje de simetría del pistón del
cilindro de retracción.
Este movimiento de traslación del elemento de
desbloqueo móvil permite poner los escariados radiales de la camisa
cilíndrica enfrentados con las aberturas del elemento de desbloqueo
móvil.
La cámara de retracción del cilindro de
retracción se comunica por tanto con su cámara de extensión por
medio del canal que desemboca en las aberturas del elemento de
desbloqueo móvil.
El pistón del cilindro de retracción puede por
tanto desplazarse y penetrar en el cuerpo del cilindro de
retracción. Ahora bien, al desplazarse a lo largo de su eje de
simetría, el pistón obstruye los escariados radiales uno tras
otro.
Por consiguiente, el tercer fluido contenido en
la cámara de extensión del cilindro de retracción se escapa cada vez
más despacio de esta cámara de extensión lo que genera una
amortiguación debida al laminado del tercer fluido a través de los
orificios, volviéndose la amortiguación cada vez más importante con
el hundimiento del pistón en el interior del cuerpo del cilindro de
retracción.
El desplazamiento del elemento de desbloqueo
móvil permite por tanto al cilindro de retracción cumplir una
función de amortiguación a partir de un umbral dado correspondiente
a la presión de recuperación.
Además, el cilindro de retracción está dotado de
una cámara hidráulica de compensación conectada a la cámara de
retracción a través de un paso hidráulico.
Esta cámara hidráulica evita un bloqueo del
pistón. En efecto, durante la retracción del pistón, el tercer
fluido pasa de la cámara de extensión hacia la cámara de retracción.
Al no poder la cámara de retracción alojar la totalidad del tercer
fluido desplazado, debido concretamente a la presencia de un vástago
del pistón, el cilindro de retracción comprende una cámara de
compensación hacia la que se desplaza el tercer fluido.
Ventajosamente, estando el elemento de
desbloqueo móvil dotado de un tubo cilíndrico, este tubo cilíndrico
comprende al menos un perforación radial que está enfrentada con el
paso hidráulico de la cámara hidráulica de compensación cuando la
presión de control ejercida por el primer fluido sobre el elemento
de desbloqueo móvil es superior a una presión de recuperación
ejercida por el medio de recuperación. Por el contrario, cuando la
presión de control ejercida por el primer fluido sobre el elemento
de desbloqueo móvil es inferior a la presión de recuperación
ejercida por el medio de recuperación, entonces dicha perforación
radial del tubo cilíndrico ya no está enfrentada con el paso
hidráulico, obturando el tubo cilíndrico por tanto este paso
hidráulico.
Por último, el cilindro de retracción está
dotado ventajosamente de una cámara neumática de compensación
separada de la cámara hidráulica de compensación por una división,
una membrana de elastómero por ejemplo.
Esta cámara neumática de compensación permite
entonces adaptar el volumen de la cámara hidráulica de compensación
a la situación.
Por otro lado, la presente invención también
tiene por objeto un aterrizador escamoteable antiimpacto flotante
dotado de un cilindro de retracción según la invención.
Un aterrizador escamoteable antiimpacto de un
giroavión de este tipo comprende una pata de tren equipada con un
conjunto rodante y con un amortiguador.
El aterrizador es notable porque, siendo un
cilindro de retracción según la invención solidario con la pata de
tren para escamotearla, el amortiguador controla el cilindro de
retracción cuando el giroavión aterriza a una velocidad superior a
una velocidad predeterminada para que el cilindro de retracción
cumpla de manera inesperada una función de amortiguación.
Eventualmente, para que el cilindro de
retracción cumpla una función de amortiguación, el amortiguador
controla la retracción del cilindro de retracción cuando una
solicitación vertical de este amortiguador supera un límite
predeterminado, estando esta solicitación vertical sensiblemente
dirigida según una dirección perpendicular al suelo.
Por consiguiente, durante un aterrizaje a gran
velocidad, una vez fuera de su cajón, el amortiguador está
sensiblemente vertical, es decir sensiblemente perpendicular al
suelo, mientras que el cilindro de retracción presenta un ángulo
respecto a este amortiguador.
Por el efecto del golpe generado por el
aterrizaje, el amortiguador se retrae. No obstante, si la
solicitación vertical ejercida sobre el amortiguador es superior a
un límite predeterminado, este amortiguador no puede absorber la
totalidad de la energía liberada por el golpe.
El amortiguador controla por tanto el cilindro
de retracción para que este cilindro de retracción pueda a su vez
amortiguar las solicitaciones verticales ejercidas sobre la pata de
tren.
Esta configuración es muy particular y
sorprendente puesto que el aterrizador va a amortiguar finalmente
solicitaciones, en origen verticales, con ayuda de un equipo, el
cilindro de retracción, que no debería experimentar dichas
solicitaciones.
Por consiguiente, el cilindro de retracción
comprende una cámara de control conectada a una cámara de compresión
del amortiguador por una tubería hidráulica. Se observa que el
cilindro de retracción y el amortiguador son dos equipos distintos
conectados por una tubería y no constituyen por tanto un
cilindro-amortiguador tal como se describe en la
técnica anterior y concretamente en el documento FR2608242.
Durante un aterrizaje, el amortiguador va a
retraerse, aumentando en consecuencia la presión dominante en la
cámara de compresión y en la cámara de control.
Además, estando el cilindro de retracción dotado
de un medio de recuperación, este cilindro de retracción comprende
un elemento de desbloqueo móvil que separa la cámara de control del
medio de recuperación. Este medio de recuperación mantiene el
elemento de desbloqueo móvil contra un tope del cilindro de
retracción mientras que el amortiguador no está solicitado
verticalmente más allá de un límite predeterminado.
Por último, comprendiendo el cilindro de
retracción un pistón fijado a la pata de tren que se desliza en una
camisa cilíndrica dotada de escariados radiales, estando dotado el
elemento de desbloqueo móvil de un tubo cilíndrico, el tubo
cilíndrico comprende una pluralidad de aberturas destinadas a estar
enfrentadas con escariados radiales cuando una solicitación vertical
del amortiguador supera un límite predeterminado.
Por otro lado, siendo la pata de tren solidaria
con una estructura del giroavión a través de una fijación de giro,
estando el conjunto rodante dotado de al menos una rueda que gira
alrededor de un eje de rotación, este eje de rotación se desvía con
respecto a un eje de fijación perpendicular al suelo que pasa por la
fijación de giro.
Según una primera variante de la invención, el
conjunto rodante del aterrizador está dotado de al menos una rueda
desviada con respecto al eje longitudinal de la pata de tren.
Según una segunda variante de la invención, la
pata de tren es solidaria con una estructura del giroavión a través
de una fijación de giro, estando esta fijación de giro desviada con
respecto al eje longitudinal de la pata de tren.
La invención y sus ventajas se pondrán de
manifiesto con más detalle en el marco de la descripción siguiente
con ejemplos de realización dados a modo ilustrativo con referencia
a las figuras adjuntas que representan:
- la figura 1, una vista esquemática de un
aterrizador cuando el giroavión está posado sobre el suelo.
- la figura 2, una vista esquemática de un
aterrizador metido en su cajón,
- la figura 3, una vista esquemática de un
aterrizador durante un aterrizaje del giroavión a gran
velocidad,
- la figura 4, una sección de un cilindro de
retracción según la invención, y
- la figura 5, una vista esquemática de una
variante de un aterrizador según la invención.
A los elementos presentes en varias figuras
distintas se les ha asignado una única y misma referencia.
La figura 1 presenta una vista esquemática de un
aterrizador 2 de giroavión, estando el giroavión posado sobre el
suelo.
Este aterrizador 2 comprende una pata 10 de tren
de la que un extremo 10' fijo está articulado sobre una estructura 3
del giroavión a través de una fijación 11 de giro. Por el contrario,
el extremo 10'' libre de la pata 10 de tren está dotado de un
conjunto 12 rodante dotado de una rueda que descansa sobre el suelo
S.
Entre estos extremos 10' fijo y 10'' libre, la
pata de tren comprende un amortiguador 14 que permite disipar los
esfuerzos verticales experimentados por la pata 10 de tren durante
un aterrizaje del giroavión.
Se observa que el eje longitudinal AX de la pata
10 de tren es sensiblemente perpendicular al suelo S cuando el
giroavión ha aterrizado.
Por otro lado, el aterrizador 2 está dotado de
un cilindro 20 de retracción distinto del amortiguador 14.
El cilindro 20 de retracción comprende un primer
extremo 20' articulado en el interior de un cajón 1, en el que el
aterrizador 2 está contenido en vuelo, mientras que este segundo
extremo 20'' está articulado sobre la pata 10 de tren.
Este cilindro 20 de retracción tiene
concretamente como fin escamotear en vuelo la pata 10 de tren para
que esta pata 10 de tren vuelva a entrar en su cajón 1, según la
figura 2.
En efecto, habiendo despegado el giroavión, ya
no es necesario mantener el aterrizador en posición "tren
abajo". Por consiguiente, el giroavión controla el cilindro 20 de
retracción. Este último se retrae entonces lo que conlleva una
rotación de la pata 10 de tren alrededor de su fijación 11 de
giro.
El aterrizador 2 se guarda por consiguiente en
el cajón 1 y se encuentra en posición "tren arriba".
Asimismo, el cilindro 20 de retracción permite
sacar la pata 10 de tren del cajón 1 en el momento del aterrizaje.
Un elemento de control del giroavión controla entonces el cilindro
20 de retracción para que este cilindro 20 de retracción se extienda
para sacar la pata 10 de tren del cajón 1.
Por otro lado, una vez fuera la pata 10 de tren,
el cilindro 20 de retracción la mantiene en esta posición "tren
abajo" para que la pata de tren no se retraiga indebidamente lo
que conduciría irremediablemente a un accidente.
No obstante, con referencia a la figura 1, el
cilindro 20 de retracción está conectado a la cámara 15 de
compresión del amortiguador 14 por una tubería 21 hidráulica del
cilindro 20 de retracción.
Cuando el giroavión se posa a una velocidad
excepcionalmente rápida, en caso de impacto del giroavión por
ejemplo, el amortiguador 14 puede alcanzar el límite máximo de sus
posibilidades, no pudiendo ya este amortiguador 14 disipar la
totalidad de las solicitaciones verticales a las que se somete la
pata 10 de tren.
Siendo la velocidad del aterrizaje superior a
una velocidad predeterminada, de 3 a 4 metros por segundo por
ejemplo, para la que está dimensionado el amortiguador 14, este
amortiguador 14 va a controlar el cilindro 20 de retracción a través
de la tubería 21 hidráulica para que este cilindro 20 de retracción
participe en la absorción de dichas solicitaciones verticales.
Por consiguiente, cuando las solicitaciones
verticales ejercidas sobre la pata 10 de tren superan un límite
predeterminado absorbible por el amortiguador 14, el amortiguador 14
controla el cilindro 20 de retracción. Con referencia a la figura 3,
la pata 10 de tren va a efectuar un movimiento rotativo según la
flecha F, amortiguándose este movimiento no obstante por el cilindro
20 de retracción.
Es importante precisar que la retracción de la
pata 10 de tren es parcial, no volviendo a entrar esta pata 10 de
tren totalmente en el cajón 1 puesto que se frena y finalmente se
detiene por el cilindro 20 de retracción.
En efecto, el amortiguador 14 desbloquea el
cilindro 20 de retracción para que este último ya no mantenga la
pata 10 de tren en posición "tren abajo". Las solicitaciones
verticales ejercidas sobre esta pata 10 de tren provocan entonces su
rotación alrededor de la fijación 11 de giro.
Las solicitaciones verticales no absorbidas por
el amortiguador 14 se transforman en solicitaciones sensiblemente
horizontales ejercidas sobre el cilindro 20 de retracción, actuando
este cilindro de retracción provisionalmente como amortiguador.
Se comprende bien que el cilindro de retracción
no comprende un sistema de amortiguación dispuesto en serie con un
sistema de retracción. El cilindro 20 de retracción por tanto no es
un cilindro-amortiguador sino un cilindro de
retracción que va a cumplir puntualmente una función de
amortiguación estando controlado por el amortiguador 14 de la pata
10 de tren.
Por consiguiente, el procedimiento puesto en
práctica por la invención consiste en amortiguar solicitaciones
sensiblemente verticales ejercidas sobre una pata de tren de un
aterrizador de giroavión, utilizando un cilindro 20 de retracción
que puede controlarse por el amortiguador 14 de la pata 10 de
tren.
Cuando la velocidad del giroavión supera una
velocidad predeterminada, las solicitaciones verticales ejercidas
sobre la pata de tren superan un límite predeterminado. Según el
procedimiento aplicado, el amortiguador 14 controla por tanto el
cilindro 20 de retracción para que este último cumpla una función de
amortiguación, actuando este cilindro 20 de retracción finalmente
como amortiguador de manera temporal.
Una vez absorbido el golpe debido al aterrizaje,
el aterrizador puede entonces volver a su posición inicial, es
decir, la posición "tren abajo".
Para optimizar el procedimiento puesto en
práctica por el aterrizador 2, estando el conjunto 12 rodante dotado
de al menos una rueda 13 que gira alrededor de un eje de rotación
AR, este eje de rotación AR se desvía con respecto a un eje de
fijación AF perpendicular al suelo y que pasa por la fijación 11 de
giro de la pata 10 de tren.
En efecto, las solicitaciones ejercidas sobre la
pata 10 de tren son sensiblemente verticales pero presentan no
obstante a menudo un ligero ángulo, no siendo ya estas
solicitaciones, denominadas no obstante "verticales",
estrictamente perpendiculares al suelo. Esta configuración puede
producirse en función de la trayectoria del giroavión o incluso de
la pendiente que presente el suelo S.
En estas condiciones, la pata 10 de tren tiende
naturalmente a girar alrededor de la fijación 11 de giro cuando el
amortiguador 14 alcanza su límite máximo.
No obstante, es posible prever una configuración
para la que la posición del eje longitudinal AX con respecto al
suelo y la dirección de las solicitaciones verticales ejercidas
sobre la pata de tren no conduzcan a una rotación de esta pata 10 de
tren. Es concretamente el caso si el suelo es perfectamente
horizontal, si el eje de rotación AR de la rueda 13 y la fijación 11
de giro de la pata 10 de tren se sitúan sobre un mismo eje
perpendicular al suelo S y si las solicitaciones verticales
ejercidas sobre la pata 10 de tren también son perpendiculares al
suelo S.
Así, desviando el eje de rotación AR de la rueda
13 con respecto al eje de fijación AF que pasa por la fijación 11 de
giro, se evita una situación de este tipo que podría conducir a un
accidente.
Según la variante representada en la figura 1,
la fijación 11 de giro se desvía con respecto al eje longitudinal AX
de la pata de tren y con respecto al eje de rotación AR de la rueda
13.
Según otra variante representada en la figura 5,
es el eje de rotación AR de la rueda 12 el que se desvía con
respecto al eje longitudinal AX de la pata de tren y con respecto al
eje de fijación AF.
La figura 4 presenta una sección de un cilindro
20 de retracción según la invención solidario con un amortiguador 10
de una pata de tren a través de una articulación 32.
Este cilindro de retracción está dotado de una
cámara 33 de retracción separada de una cámara 34 de extensión por
la cabeza 26 de un pistón 25.
Este pistón 25 está dotado además de un vástago
27 solidario con el amortiguador 14 a través de la articulación
32.
Además, el pistón 25, más particularmente su
cabeza 26, se desliza en una camisa 35 cilíndrica que rodea también
parcialmente las cámaras 33 de retracción y 34 de extensión.
Se observa que la camisa 35 cilíndrica comprende
una pluralidad de escariados radiales dispuestos según la longitud
de esta camisa 35 cilíndrica, es decir, según una dirección
longitudinal con respecto a esta camisa 35 cilíndrica.
Por otro lado, la retracción y la extensión del
cilindro 20 de retracción se controlan mediante un elemento de
control del giroavión, más precisamente a través de la acción del
piloto que utiliza este elemento de control no representado.
Con el fin de retraer el cilindro de retracción,
el elemento de control inyecta un tercer fluido, aceite, por
ejemplo, en un orificio 28 de retracción del cilindro 20 de
retracción.
La presión en la cámara 33 de retracción
aumenta, lo que induce un desplazamiento del pistón 25 según la
flecha F1. Este pistón 25 penetra por tanto en el cuerpo del
cilindro 20 de retracción.
Por tanto, este cilindro 20 de retracción se
retrae y vuelve a introducir la pata de tren en su cajón,
encontrándose el aterrizador en posición "tren arriba".
Al desplazarse el pistón 25, la cámara de
extensión se vacía, escapándose el tercer fluido por el orificio 29
de extensión y el tubo 30'.
Por el contrario, para sacar la pata de tren, el
elemento de control inyecta un tercer fluido en el tubo 30'. Este
tercer fluido penetra entonces en un orificio 29 de extensión del
cilindro 20 de retracción.
La presión en la cámara 34 de extensión aumenta,
lo que induce un desplazamiento del pistón 25 según la flecha F2.
Este pistón 25 sale por tanto del cuerpo del cilindro 20 de
retracción.
Por tanto, este cilindro 20 de retracción se
extiende y saca la pata de tren de su cajón, encontrándose el
aterrizador en posición "tren abajo".
Al desplazarse el pistón 25, la cámara de
retracción se vacía, escapándose el tercer fluido por el orificio 28
de retracción y el tubo 30.
Cuando el aterrizador está en posición "tren
abajo", el elemento de control bloquea el circuito hidráulico que
alimenta el orificio 28 de retracción y 29 de extensión a través de
válvulas no representadas.
Las presiones del tercer fluido dominantes en la
cámaras 33 de retracción y 34 de extensión se mantienen entonces
fijas lo que mantiene la pata de tren en posición "tren
abajo".
Se comprende bien que procediendo de manera
idéntica, el elemento de control puede mantener la pata de tren en
posición "tren arriba".
Por otro lado, el cilindro 20 de retracción
comprende una cámara 22 de control llena de un primer fluido, siendo
dicha cámara de control anular y estando por tanto dispuesta
alrededor de la camisa 35 cilíndrica en la que se desliza la cabeza
26 del pistón 25. Esta cámara 22 de control está separada de un
medio 23 de recuperación por un elemento 24 de desbloqueo móvil.
En condición normal, el medio de recuperación
ejerce una presión de recuperación sobre el elemento 24 de
desbloqueo móvil para que este elemento 24 de desbloqueo móvil se
bloquee contra un tope 43.
Según un primer modo de realización no
representado, el medio de recuperación es un muelle tarado.
En referencia a la figura 4, según un segundo
modo de realización, el medio de recuperación comprende una cámara
23 presurizada llena de un segundo fluido, siendo esta cámara 23
presurizada anular y estando dispuesta alrededor de la camisa 35
cilíndrica en la que se desliza la cabeza 26 del pistón 25. Un medio
40 de regulación permite entonces regular la presión de recuperación
ejercida por el segundo fluido.
Además, el elemento 24 de desbloqueo móvil está
compuesto por un tubo 24' cilíndrico, que rodea concretamente la
periferia 41 externa de la camisa 35 cilíndrica, y por un labio
24''' perpendicular a este tubo 24' cilíndrico, separando el labio
24''' la cámara 22 de control del medio 23 de recuperación.
El tubo 24' cilíndrico comprende entonces una
parte 61 superior situada por encima del labio 24''', más
precisamente a la derecha de este labio 24''' en la figura 4, y una
parte 60 inferior situada debajo del labio 24''', más precisamente a
la izquierda de este labio 24''' en la figura 4.
El tubo 24' cilíndrico está entonces dotado
ventajosamente de aberturas 24'' radiales, en su parte 61 superior,
dispuestas según la longitud de este tubo 24' cilíndrico. Se verá
que estas aberturas 24'' son susceptibles de situarse enfrentadas
con los escariados 35' radiales de la camisa 35 cilíndrica en
condiciones extremas.
Por consiguiente, el aterrizador del giroavión
está equipado con un cilindro 20 de retracción según la
invención.
Además, este aterrizador comprende un
amortiguador 14 dispuesto sobre la pata de tren del aterrizador.
El amortiguador 14 está dotado de un elemento 16
longilíneo, tal como un pistón, que penetra en una caja 14'. El
elemento 16 longilíneo obstruye así una cámara 15 de compresión del
amortiguador 14.
También se observa que la cámara 15 de
compresión está conectada a la cámara 22 de control del cilindro de
retracción a través de una tubería 21 hidráulica. En efecto, una
primera zona extrema de esta tubería 21 hidráulica está fijada al
carenado exterior del cilindro de retracción con objeto de
desembocar en la cámara 22 de control, mientras que una segunda zona
extrema de la tubería 21 hidráulica desemboca en la cámara 15 de
compresión del amortiguador.
Durante el aterrizaje del giroavión, las
solicitaciones verticales ejercidas sobre la pata de tren empujan el
elemento 16 longilíneo que comprime el segundo fluido contenido en
la cámara 14 de compresión con objeto de absorber estas
solicitaciones.
En condiciones normales, la presión de control
ejercida por el segundo fluido en la cámara 22 de control sobre el
elemento 24 de desbloqueo móvil aumenta aunque pero permanece no
obstante inferior a la presión de recuperación ejercida por el medio
23 de recuperación.
El elemento 24 de desbloqueo móvil sigue por
tanto bloqueado contra el tope 43.
No obstante, cuando el amortiguador 14
experimenta una solicitación vertical que supera un límite
predeterminado, en caso de impacto del giroavión por ejemplo, el
elemento 16 longilíneo del amortiguador avanza rápidamente en el
interior del caja 14', no pudiendo ya este amortiguador absorber la
totalidad de dicha solicitación vertical.
El primer fluido que llena la cámara de
compresión se transfiere entonces a la cámara 22 de control del
cilindro de retracción por la tubería 21 hidráulica de este cilindro
de retracción.
Por consiguiente, la presión de control en la
cámara 22 de control aumenta rápidamente hasta llegar a ser superior
a la presión de recuperación.
El medio 23 de recuperación ya no puede a
continuación bloquear el elemento de desbloqueo móvil que empieza a
deslizarse a lo largo de la camisa 35 cilíndrica. De esta manera, el
amortiguador 14 ordena mecánicamente al cilindro de retracción que
cumpla una función de amortiguación.
Hasta ahora, el tubo 24' cilíndrico del elemento
24 de desbloqueo móvil obturaría los escariados radiales de la
camisa cilíndrica.
No obstante, la traslación de este tubo 24'
cilíndrico provoca de hecho una traslación de las aberturas 24'' del
tubo 24 cilíndrico, estando ya estas aberturas 24'' enfrentadas con
los escariados radiales.
Por consiguiente, la cámara 34 de extensión del
cilindro de retracción ya no está cerrada herméticamente,
generándose secciones de fuga por la alineación de las aberturas
24'' con los escariados 35' radiales.
\newpage
El cilindro de retracción ya no está por tanto
bloqueado hidráulicamente. Por tanto, la pata de tren empieza a
bascular alrededor de su fijación 11 de giro, transformándose las
solicitaciones verticales que experimentaba en solicitaciones
horizontales ejercidas sobre el cilindro de retracción.
Al comprender el cilindro de retracción un canal
36, en el que desemboca la parte 61 superior del tubo 24'
cilíndrico, el tercer fluido contenido en la cámara 34 de extensión
utiliza los escariados 35' radiales, después las aberturas 24'' y el
canal 36 para dirigirse a la cámara 33 de retracción.
El paso del tercer fluido por los escariados 35'
radiales y las aberturas 24'' genera un laminado de este tercer
fluido que induce una amortiguación de las solicitaciones
horizontales.
Se observa que al desplazarse según la flecha
F1, el pistón obtura progresivamente los escariados 35' radiales. La
sección de fuga del tercer fluido disminuye por tanto con la
progresión del pistón lo que implica que la amortiguación también es
progresiva siendo cada vez más importante.
Por consiguiente, el desplazamiento de la pata
de tren se detiene rápidamente, realizándose la amortiguación
suavemente.
Así, estando controlado por el amortiguador 14,
el cilindro 20 de retracción se transforma en un amortiguador y
participa activamente en la absorción de las solicitaciones
verticales experimentadas por la pata de tren durante un aterrizaje
que se produce a una velocidad importante que supera una velocidad
predeterminada.
Además, se constata que la varilla 27 del pistón
reduce el volumen de la cámara 33 de retracción, no presentándose
una reducción de este tipo en la cámara de extensión.
Por tanto es interesante compensar esta
reducción.
Por consiguiente, el cilindro de retracción está
dotado de una cámara 37 hidráulica de compensación conectada a la
cámara 33 de retracción por un paso 42 hidráulico.
Además, estando el elemento 24 de desbloqueo
móvil dotado de un tubo 24' cilíndrico, este tubo 24' cilíndrico
comprende una perforación 50 radial, en su parte 60 inferior, que
está enfrentada con el paso 42 hidráulico de la cámara hidráulica de
compensación cuando la presión de control ejercida por el primer
fluido sobre el elemento 24 de desbloqueo móvil es superior a la
presión de recuperación ejercida por el medio 23 de recuperación.
Por el contrario, cuando la presión de control ejercida por el
primer fluido sobre el elemento 24 de desbloqueo móvil es inferior a
la presión de recuperación ejercida por el medio 23 de recuperación,
dicha perforación 50 radial del tubo cilíndrico ya no está
enfrentada con el paso 42 hidráulico, obturando entonces el tubo
cilíndrico este paso 42 hidráulico.
Por tanto, la cámara 37 hidráulica de
compensación está únicamente abierta en condiciones particulares, es
decir, cuando el elemento 24 de desbloqueo móvil se desplaza por el
efecto de la presión de control dominante en la cámara de
control.
Así cuando la presión de control es superior a
la presión de recuperación ejercida por el medio 23 de recuperación,
el elemento de desbloqueo móvil se desplaza con objeto de colocar
estas aberturas 24'' y su perforación 50 radial respectivamente
enfrentadas con escariados 35' radiales y el paso 42 hidráulico.
Durante el hundimiento del pistón 25 en la cámara 34 de extensión,
el tercer fluido contenido en la cámara 34 de extensión pasa
entonces por el canal 36 para dirigirse a la cámara de retracción,
después penetra en la cámara 37 hidráulica de compensación a través
del paso 42 hidráulico y la perforación 50 radial.
Se observa que este tercer fluido no se escapa
por el orificio 28 de retracción en la medida en que el giroavión
obtura el tubo 30 mediante medios habituales no representados. En
efecto, los tubos 30 y 30' se desbloquean únicamente mediante dichos
medios cuando el giroavión controla la extensión o la retracción del
cilindro 20 de retracción.
Además, con el fin de poder desembocar en el
interior de la cámara 37 hidráulica de compensación, la parte 60
inferior del tubo 24' cilíndrico atraviesa parcialmente la cámara 33
de retracción. Por consiguiente, esta parte 60 inferior del tubo
cilíndrico comprende una ranura 51 para que el tubo 24' cilíndrico
no escinda la cámara 33 de retracción en dos cámaras distintas.
Además, el cilindro de retracción está dotado de
una cámara 38 neumática de compensación separada de la cámara
hidráulica de compensación por una división 39. Esta división
permite evitar que el cuarto fluido, aire o nitrógeno, por ejemplo,
contenido en la cámara neumática de compensación se mezcle con el
tercer fluido, debido a su densidad respectiva.
A medida que avanza el pistón 25, la presión del
tercer fluido en la cámara 37 hidráulica de compensación aumenta, lo
que induce un desplazamiento de la división 39, en la medida en que
la presión del cuarto fluido en la cámara 38 neumática de
compensación es inferior a la presión del tercer fluido en la cámara
37 hidráulica de compensación.
\newpage
Así, el volumen de la cámara 37 hidráulica de
compensación aumenta, pudiendo por tanto esta cámara 37 hidráulica
de compensación alojar el tercer fluido procedente de la cámara 34
de extensión.
Naturalmente, la presente invención está sujeta
a numerosas variaciones en cuanto a su puesta en práctica. Aunque se
hayan descrito varios modos de realización, se comprende
perfectamente que es inconcebible identificar de manera exhaustiva
todos los modos posibles. Evidentemente, puede preverse la
sustitución de un medio descrito por un medio equivalente sin
salirse del marco de la presente invención.
Claims (19)
-
\global\parskip0.900000\baselineskip
1. Cilindro (20) de retracción que permite escamotear una pata (10) de tren de aterrizaje de un giroavión, comprendiendo dicho cilindro (20) de retracción una cámara (33) de retracción y una cámara (34) de extensión separadas por una cabeza (26) de un pistón (25), deslizándose dicho pistón (25) en una camisa (35) cilíndrica, comprendiendo dicho cilindro un medio (23) de recuperación y una cámara (22) de control llena de un primer fluido, estando dicha cámara (22) de control separada de dicho medio (23) de recuperación por un elemento (24) de desbloqueo móvil, deslizándose dicho elemento (24) de desbloqueo móvil para que el cilindro (20) de retracción cumpla una función de amortiguación cuando una presión de control ejercida por dicho primer fluido sobre dicho elemento (24) de desbloqueo móvil es superior a una presión de recuperación ejercida por dicho medio (23) de recuperación, caracterizado porque dicho cilindro (20) de retracción está dotado de una tubería (21) hidráulica adecuada para conectar dicha cámara (22) de control a una cámara (15) de compresión de un amortiguador (14) dispuesto sobre una pata (10) de tren de aterrizaje de giroavión. - 2. Cilindro de retracción según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque dicho medio de recuperación es un muelle tarado.
- 3. Cilindro de retracción según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque dicho medio de recuperación comprende una cámara (23) presurizada llena de un segundo fluido.
- 4. Cilindro de retracción según la reivindicación 3, caracterizado porque está dotado de un medio (40) de regulación de la presión de recuperación ejercida por dicho segundo fluido que llena dicha cámara (23) presurizada.
- 5. Cilindro de retracción según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque dicha camisa (35) cilíndrica está dotada de una pluralidad de escariados (35') radiales dispuestos según la longitud de esta camisa (35) cilíndrica.
- 6. Cilindro de retracción según la reivindicación 5, caracterizado porque dicho elemento (24) de desbloqueo móvil rodea la periferia (41) externa de dicha camisa (35) cilíndrica.
- 7. Cilindro de retracción según una cualquiera de las reivindicaciones 5 a 6, caracterizado porque dicho elemento (24) de desbloqueo móvil está dotado de un tubo (24') cilíndrico, dicho tubo (24') cilíndrico comprende una pluralidad de aberturas (24'') dispuestas enfrentadas con dichos escariados (35') radiales cuando la presión de control ejercida por dicho primer fluido sobre dicho elemento (24) de desbloqueo móvil es superior a una presión de recuperación ejercida por dicho medio (23) de recuperación.
- 8. Cilindro de retracción según la reivindicación 7, caracterizado porque está dotado de un canal (36) que relaciona dichas cámaras (33) de retracción y (34) de extensión cuando las aberturas (24'') del tubo (24') cilíndrico están enfrentadas con los escariados (35') radiales.
- 9. Cilindro de retracción según la reivindicación 8, caracterizado porque está dotado de una cámara (37) hidráulica de compensación conectada a la cámara (33) de retracción a través de un paso (42) hidráulico.
- 10. Cilindro de retracción según la reivindicación 9, caracterizado porque, estando dicho elemento (24) de desbloqueo móvil dotado de un tubo (24') cilíndrico, este tubo (24') cilíndrico comprende al menos una perforación (50) radial que está enfrentada con dicho paso (42) hidráulico de la cámara (37) hidráulica de compensación cuando la presión de control ejercida por el primer fluido sobre el elemento (24) de desbloqueo móvil es superior a una presión de recuperación ejercida por el medio (23) de recuperación.
- 11. Cilindro de retracción según una cualquiera de las reivindicaciones 9 a 10, caracterizado porque está dotado de una cámara (38) neumática de compensación separada de dicha cámara (37) hidráulica de compensación por una división (39).
- 12. Aterrizador (2) escamoteable antiimpacto de un giroavión que comprende una pata (10) de tren equipada con un conjunto (12) rodante y con un amortiguador (14), caracterizado porque un cilindro (20) de retracción según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores es solidario con dicha pata (10) de tren para escamotearla, controlando dicho amortiguador (14) dicho cilindro (20) de retracción cuando dicho giroavión aterriza a una velocidad superior a una velocidad predeterminada para que el cilindro de retracción cumpla una función de amortiguación,
- 13. Aterrizador según la reivindicación 12, caracterizado porque, para que el cilindro (20) de retracción cumpla una función de amortiguación, dicho amortiguador (14) controla la retracción de dicho cilindro (20) de retracción cuando una solicitación vertical de este amortiguador (14) supera un límite predeterminado, estando dirigida dicha solicitación vertical según una dirección sensiblemente perpendicular al suelo.
- 14. Aterrizador según una cualquiera de las reivindicaciones 12 a 13, caracterizado porque, siendo dicha pata de tren solidaria sobre una estructura del giroavión a través de una fijación (11) de giro, estando dotado dicho conjunto (12) rodante de al menos una rueda (13) que gira alrededor de un eje de rotación (AR), dicho eje de rotación (AR) se desvía con respecto a un eje de fijación (AF) perpendicular al suelo que pasa por dicha fijación (11) de giro.
\global\parskip1.000000\baselineskip
- 15. Aterrizador según la reivindicación 14, caracterizado porque dicho conjunto (12) rodante está dotado de al menos una rueda (13) desviada con respecto al eje longitudinal (AX) de dicha pata (10) de tren.
- 16. Aterrizador según una cualquiera de las reivindicaciones 14 a 15. caracterizado porque dicha pata (10) de tren es solidaria con una estructura (3) del giroavión a través de una fijación (11) de giro, estando dicha fijación (11) de giro desviada con respecto al eje longitudinal (AX) de dicha pata (10) de tren.
- 17. Aterrizador según una cualquiera de las reivindicaciones 12 a 16, caracterizado porque dicho cilindro (20) de retracción comprende una cámara (22) de control conectada a una cámara (15) de compresión de dicho amortiguador (14) por un tubo (21) hidráulico.
- 18. Aterrizador según una cualquiera de las reivindicaciones 12 a 17, caracterizado porque, estando dicho cilindro (20) de retracción dotado de un medio (23) de recuperación, comprendiendo este cilindro (20) de retracción un elemento (24) de desbloqueo móvil que separa dicha cámara (22) de control de dicho medio (23) de recuperación, dicho medio (23) de recuperación mantiene dicho elemento (24) de desbloqueo móvil contra un tope (43) de dicho cilindro (20) de retracción siempre que dicho amortiguador (14) no esté solicitado verticalmente más allá de un límite predeterminado.
- 19. Aterrizador según una cualquiera de las reivindicaciones 12 a 18, caracterizado porque, comprendiendo dicho cilindro (20) de retracción un pistón (25) fijado a dicha pata (10) de tren y deslizante en una camisa (35) cilíndrica dotada de escariados (35') radiales, estando dicho elemento (24) de desbloqueo móvil dotado de un tubo (24') cilíndrico, dicho tubo (24') cilíndrico comprende una pluralidad de aberturas (24'') destinadas a estar enfrentadas con dichos escariados (35') radiales cuando una solicitación vertical del amortiguador supera un límite predeterminado.
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