ES2345951T3 - Ensamblaje de embudo para el reabastecimiento de combustible en vuelo. - Google Patents
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Abstract
Ensamblaje de embudo para el reabastecimiento de combustible en vuelo comprendiendo un elemento de acoplamiento de recepción con una apertura para recibir una sonda de reabastecimiento a lo largo de un eje del mismo, y un paracaídas troncocónico dispuesto alrededor del acoplamiento, el paracaídas comprendiendo al menos un conjunto circunferencial de brazos de soporte (12) portando un primer velamen (14) y un segundo velamen (20) dispuesto alrededor del primer velamen (14), caracterizado por el hecho de que el segundo velamen (20) tiene una configuración que se dispone a cambiar bajo la carga de presión de aire en el velamen en vuelo de manera que el segundo velamen (20) se pliega hacia el interior hacia el primer velamen (14) y así el área eficaz del segundo velamen (20) es reducida.
Description
Ensamblaje de embudo para el reabastecimiento de
combustible en vuelo.
Esta invención se refiere a una ensamblaje de
embudo para el reabastecimiento de combustible en vuelo.
Los embudos se utilizan para estabilizar el
frenado aerodinámico de la manguera de reabastecimiento de
combustible de un avión cisterna en una actitud generalmente
horizontal. Proporcionan el frenado aerodinámico para un
acoplamiento del reabastecimiento de combustible en el extremo de
remolque de la manguera de reabastecimiento que se acoplará para el
reabastecimiento de combustible en vuelo, con una sonda desde un
avión de seguimiento que se va a reabastecer. Este frenado
aerodinámico resiste el movimiento de avance de la sonda. No
obstante, la resistencia debida al frenado aerodinámico no debería
ser tan grande que la sonda se pueda dañar por el impacto con el
embudo en vuelo. También, cuanto más alto es el frenado
aerodinámico, mayor es la potencia que será necesaria para enrollar
la manguera de reabastecimiento después de que el reabastecimiento
de combustible en vuelo haya sido completado.
Es deseable poder usar el mismo equipamiento de
reabastecimiento de combustible en vuelo para reabastecer tanto un
avión de velocidad baja o de velocidad alta. Por ejemplo, un
helicóptero puede volar a aproximadamente 100 a 130 KEAS (velocidad
equivalente a nudos) mientras que las velocidades de
reabastecimiento de combustible de los aviones de reacción son
normalmente superiores a 180 KEAS, y pueden ser de hasta 325 KEAS.
Esto es difícil si el equipamiento tiene un paracaídas troncocónico
porque la carga de frenado aerodinámico en el paracaídas varía
proporcionalmente al cuadrado de la velocidad aérea. De forma
adicional, a alta velocidad aérea, hay un requisito (es decir
estipulado en NATO STANNAG 3447) que los aviones receptores deben
tener una determinada geometría alrededor de la sonda. Esta
geometría sólo permite el uso de un pequeño embudo, que no
produciría un frenado aerodinámico suficiente a bajas
velocidades.
US-A-6,145,788
expone un ensamblaje de embudo para el reabastecimiento de
combustible en vuelo incluyendo un paracaídas troncocónico que
comprende un conjunto circunferencial de brazos de soporte
triangulares que llevan un velamen que se extiende
circunferencialmente alrededor de sus lados más cortos en los
extremos distales. Al menos los alternos de los brazos de soporte
llevan ballestas que se extienden hacia cavidades formadas en el
velamen. Las ballestas actúan en el velamen en contraposición a la
presión aérea cargado en ello en vuelo de modo que tiende de
aumentar el ángulo de la cuerda del velamen y así el área eficaz
presentada a la corriente de aire. Por lo tanto el área eficaz del
paracaídas troncocónico en vuelo varía automáticamente sobre un
cierto mínimo predeterminado para que sea reducido cuando la
velocidad es aumentada y viceversa. US 6588465 B1 expone un
ensamblaje de embudo que incluye un velamen de embudo de purga para
proporcionar cargas sustancialmente constantes sobre una gama de
velocidades de reabastecimiento.
Esta configuración ha demostrado ser adecuada
para cambios de coeficiente de frenado aerodinámico que se aproximan
a un factor de 2. No obstante, para la gama de velocidades
mencionada anteriormente, cambios por encima de un factor de 3 deben
ser tratados. En consecuencia ha sido necesario usar diferentes
embudos que tienen tamaños diferentes para operar sobre esta gama de
velocidades.
Un objeto de esta invención es proporcionar un
ensamblaje de embudo compacto que minimiza la gama de cargas de
frenado aerodinámico establecida cuando se lleva a cabo el
reabastecimiento de combustible en vuelo sobre una gama amplia de
velocidades diferentes.
Según esta invención se proporciona un
ensamblaje de embudo para el reabastecimiento de combustible en
vuelo, que comprende un elemento de acoplamiento de recepción con
una apertura para recibir una sonda de reabastecimiento a lo largo
de un eje del mismo, y un paracaídas troncocónico dispuesto
alrededor del acoplamiento, el paracaídas comprendiendo al menos un
conjunto circunferencial de brazos de soporte que llevan un primer
velamen y un segundo velamen dispuesta alrededor del primer velamen,
el segundo velamen con una configuración que se dispone para cambiar
bajo carga de presión de aire en el velamen en vuelo de manera que
el segundo velamen se dobla hacia el interior hacia el primer
velamen y de ese modo el área eficaz del segundo velamen es
reducido.
Así el área eficaz que el segundo velamen
presenta a la corriente de aire varía automáticamente de modo que se
reduce cuando la velocidad aumenta, y viceversa, lo que facilita el
hecho de proporcionar una fuerza de frenado aerodinámico que
permanece sustancialmente estable a velocidades bajas.
Preferiblemente, la configuración de un primero de los velámenes
está también dispuesta para cambiar, pero en una gama de velocidades
relativas superiores a aquellas que causan que cambie la
configuración del segundo velamen. Esto permite que la gama de
trabajo de velocidades se maximice.
El primer velamen puede comprender una primera
disposición de paracaídas troncocónico de un tipo conocido como se
describe anteriormente, por ejemplo un embudo pequeño de alta
velocidad. En este caso, el segundo velamen puede ser montado en el
elemento de acoplamiento en un segundo conjunto de conjuntos de
soporte, en posición ascendente del primer paracaídas, a fin de
formar un segundo paracaídas dispuesto alrededor del exterior del
primer paracaídas, y plegable hacia él. Así en la condición plegada,
el segundo paracaídas puede yacer sobre la superficie exterior del
primer paracaídas, para no aumentar significativamente el tamaño o
envoltura del embudo a velocidades altas.
De forma alternativa, los primer y segundo
velámenes pueden ser montados sobre el mismo conjunto de brazos de
soporte. En este caso, el primer velamen puede extenderse hacia el
interior de los brazos del soporte de manera convencional, y el
segundo velamen puede extenderse hacia el exterior de los brazos del
soporte, a fin de ser dispuesto alrededor del primer velamen.
Cada uno de los velámenes puede comprender
material de hoja montado contiguo a las puntas de los brazos de
soporte, y se extienden entremedias del mismo. Cada velamen es
convenientemente, una banda anular de material de hoja montada en
los brazos del soporte a intervalos circunferencialmente
distanciados, por ejemplo mediante ballestas que se extienden
radialmente.
Los brazos de soporte pueden ser polarizados
hacia el exterior por medios de polarización, que pueden por ejemplo
comprender un muelle fijado entre la base de cada brazo de soporte y
el elemento de acoplamiento. Los brazos pueden ser montados de forma
pivotante al elemento de acoplamiento en una posición contigua a la
base, de modo que los brazos oscilan alrededor de la montura
pivotante.
La invención se describirá a continuación con
referencia a los anexos dibujos, en los que:
Figura 1 es una vista en perspectiva desde atrás
de un ensamblaje de embudo según la invención;
Figura 2 es una vista esquemática lateral en
sección transversal del ensamblaje de embudo de la figura 1 con el
segundo paracaídas del velamen en la condición desplegada;
Figura 3 es una vista esquemática lateral en
sección transversal del ensamblaje de embudo de la figura 2 con el
segundo paracaídas del velamen en la condición plegada;
Figura 4 muestra una vista esquemática frontal
parcial de un segundo embudo según otra forma de realización de la
invención, en las condiciones plegadas;
Figura 5 muestra la sección del velamen del
embudo de la figura 4 en la condición desplegada; y
Figura 6 es una vista esquemática lateral de un
ensamblaje de embudo según otra forma de realización de la
invención.
En referencia a las figuras 1 y 2, el ensamblaje
de embudo incluye una unidad de acoplamiento de recepción 2 que es
sustancialmente en forma cilíndrica y está dispuesta para recibir
una sonda de reabastecimiento de un avión de seguimiento en un
extremo abierto 4 del mismo. En el extremo opuesto o ascendente 6
una manguera 8 para llevar el combustible y entregarlo a la sonda se
conecta a la unidad de acoplamiento 2. Un paracaídas troncocónico
fijo 10 de un tipo conocido se dispone alrededor de la periferia de
la abertura 4 en la unidad de acoplamiento 2 de una manera conocida.
El conocido ensamblaje de paracaídas troncocónico en este ejemplo,
comprende una pluralidad de brazos de soporte 12 dispuestos
circunferencialmente con una forma triangular, y llevando un primer
velamen 14 entre los lados cortos en las puntas de los brazos de
soporte 12. El velamen 14 puede presentar un área eficaz fija a la
corriente de aire para proporcionar frenado aerodinámico en vuelo, o
se puede montar sobre ballestas para proporcionar un área variable,
como se conoce en la técnica.
El ensamblaje de embudo incluye además un
paracaídas plegable 16. El paracaídas plegable 16 también comprende
un conjunto circunferencial de brazos de soporte 18 que llevan un
segundo velamen 20. El segundo velamen 20 comprende una banda anular
de material de chapa conectado a la parte de la punta 21 de cada
brazo de soporte 18 a intervalos circunferencialmente distanciados.
Los brazos de soporte 18 se montan al acoplamiento de recepción 2 en
sentido ascendente del paracaídas troncocónico fijo 10, para ser
dispuestos alrededor del paracaídas fijo 10, y distanciado
axialmente del mismo. Cada uno de los brazos de soporte 18 se
extiende a través de una apertura 19 en la unidad de acoplamiento 2.
En la condición desplegada como se muestra en la Figura 2, el
segundo velamen 20 presenta una determinada área eficaz a la
corriente de aire en vuelo para proporcionar frenado aerodinámico
adicional para la unidad de acoplamiento 2.
Como también se muestra en las figuras 2 y 3,
cada brazo de soporte 18 es montado de forma pivotante en la unidad
de acoplamiento 2 dentro de una montura pivotante 22 contigua a la
base del brazo 18. La base de cada brazo de soporte 18 comprende una
pata corta 24 que se extiende más allá de la montura pivotante 22,
en cuyo extremo se conecta un extremo de un muelle 26. El extremo
opuesto del muelle 26 se fija a la unidad de acoplamiento en una
posición axialmente distanciada en una dirección descendente de la
montura pivotante 22. Así el efecto de polarización de cada muelle
26 tiende a tirar el extremo de la pata 24 en sentido descendente
axialmente con respecto a la unidad de acoplamiento 2, a fin de
tender a causar que el brazo de soporte 18 oscile alrededor de la
montura 22 de manera que la punta 21 se mueva en una dirección
ascendente. Así los brazos 18 se ensanchan hacia el exterior del
acoplamiento 2, y el segundo velamen 20 presenta un área eficaz
relativamente grande a la corriente de aire.
En el uso del ensamblaje de embudo a velocidades
bajas, el paracaídas plegable mantendrá la posición desplegada
anteriormente descrita, ya que la carga de aire en el segundo
velamen 20 será insuficiente para causar que los brazos 18 se muevan
contra la polarización de los muelles 26. No obstante, según aumenta
la velocidad de vuelo, y así el movimiento de la unidad de
acoplamiento 2, por ejemplo por encima de alrededor de 130 KEAS, la
carga de presión de aire en el segundo velamen 20 tiende a empujar
las puntas 21 de los brazos de soporte 18 en una dirección
descendente. Así los brazos 18 oscilan alrededor de las monturas
pivotantes 22 contra la polarización de los muelles 26, extendiendo
los resortes y plegando el paracaídas 16 hacia el interior hacia el
paracaídas troncocónico fijo 10. Con los muelles 26 extendidos, como
se ve en la figura 3, y el paracaídas troncocónico plegable 16
plegado hacia el interior, el segundo velamen 20 hace un ángulo
menos profundo para la unidad 2, presentando un área eficaz más
pequeña para la corriente de aire, y reduciendo el frenado
aerodinámico.
Además, en la condición plegada, el diámetro
global del embudo se reduce. Por lo tanto a altas velocidades de
aire, el ensamblaje de embudo tiene una envoltura similar a la
envoltura de un conocido paracaídas troncocónico solo. Un avión de
alta velocidad que se ha diseñado para su acoplamiento con un embudo
estándar puede tener una zona de exclusión estructural dimensionada
para un ensamblaje de embudo fijo estándar. Ya que a tales
velocidades el ensamblaje de embudo plegable de esta invención está
en una condición plegada, la zona de exclusión debe ser suficiente
para alojar el ensamblaje de la invención.
Haciendo referencia ahora a las figuras 4 y 5,
el embudo plegable puede ser dispuesto de manera que sólo los brazos
de soporte alternos 30 son polarizados hacia el exterior, con el
resto 32 estando simplemente montados de forma pivotante. El segundo
velamen tiene secciones reforzadas alternantes 34, 36 que se
extienden radialmente y secciones flexibles 38. Las secciones
reforzadas 34, 36 se fijan a cada brazo de soporte 30, 32, con las
secciones flexibles 38 entre los brazos 30, 32. En esta disposición,
el límite 40 entre cada sección contigua forma una línea de pliegue
cuando el velamen se pliega.
Así, el velamen tiende a adoptar una forma en la
que los brazos diagonales 30 se ensanchan más hacia el exterior que
los brazos despolarizados 32. Por lo tanto, cuando el velamen se
pliega contra la polarización, los brazos despolarizados 32 guían,
de manera que las secciones reforzadas 36 unidas al mismo
recubrimiento traslapan las restantes secciones reforzadas 34, con
las secciones flexibles 38 extendidas entremedias. Esta disposición
evita que el tejido del velamen esté suelto en la condición plegada
del embudo, y por lo tanto previene que el tejido se agite, lo que
podría dañar potencialmente el velamen.
La figura 6 muestra una forma de realización
alternativa de la invención, en la que el segundo velamen 42 se
monta en el mismo conjunto de brazos de soporte 12 que el primer
velamen 14. El velamen 42 comprende una banda anular de material de
chapa similar a aquel del primer velamen 14, pero que se extiende
hacia el exterior de los brazos de soporte para rodear el primer
velamen 14. El segundo velamen 42 se monta a fin de poder flexionar
hacia la dirección de la corriente de aire en la posición que se
muestra en líneas discontinuas, de manera que se pliega hacia
adentro hacia el primer velamen. Por ejemplo se puede montar sobre
un conjunto de ballestas insertadas en las cavidades del velamen de
la manera convencional. Con esta disposición, el segundo velamen 42
ejerce una carga en los brazos de soporte 12 tendiendo a empujarlos
hacia el interior en presencia de una corriente de aire. Por lo
tanto los brazos de soporte se polarizan hacia el exterior mediante
un conjunto de muelles 44 conectados entre la unidad de acoplamiento
2 y al menos algunos de los brazos de soporte 12, en una posición
cerca de su base.
En uso, a bajas velocidades relativas (por
ejemplo inferiores a 100 KEAS) los primer y segundo velámenes 14, 42
están en las posiciones que se muestran en líneas continuas en la
figura 6. En esta posición los velámenes presentan un área eficaz
alta para la corriente de aire. Según aumenta la velocidad relativa,
los primer y segundo velámenes 14, 42 se mueven hacia las posiciones
que muestran en líneas discontinuas. Los velámenes pueden alcanzar
estas posiciones por ejemplo a velocidades relativas de
aproximadamente 200 KEAS. Se puede ver que cada velamen presenta un
área eficaz más pequeña para la corriente de aire en estas
posiciones, así proporcionando automáticamente una carga de frenado
aerodinámico sustancialmente constante en el embudo. También, en la
posición plegada, el segundo velamen se cierra hacia la envoltura
del primer velamen.
\vskip1.000000\baselineskip
Esta lista de referencias citada por el
solicitante ha sido recopilada exclusivamente para la información
del lector. No forma parte del documento de patente europea. La
misma ha sido confeccionada con la mayor diligencia; la OEP sin
embargo no asume responsabilidad alguna por eventuales errores u
omisiones.
- \bullet US 6145788 A [0004]
- \bullet US 6588465 B1 [0004]
Claims (9)
1. Ensamblaje de embudo para el reabastecimiento
de combustible en vuelo comprendiendo un elemento de acoplamiento de
recepción con una apertura para recibir una sonda de
reabastecimiento a lo largo de un eje del mismo, y un paracaídas
troncocónico dispuesto alrededor del acoplamiento, el paracaídas
comprendiendo al menos un conjunto circunferencial de brazos de
soporte (12) portando un primer velamen (14) y un segundo velamen
(20) dispuesto alrededor del primer velamen (14),
caracterizado por el hecho de que el segundo velamen (20)
tiene una configuración que se dispone a cambiar bajo la carga de
presión de aire en el velamen en vuelo de manera que el segundo
velamen (20) se pliega hacia el interior hacia el primer velamen
(14) y así el área eficaz del segundo velamen (20) es reducida.
2. Ensamblaje de embudo según se reivindica en
la reivindicación 1, en el que el segundo velamen (20) se monta en
un segundo conjunto de brazos de soporte (18) en el sentido
ascendente del primer velamen (14).
3. Ensamblaje de embudo según se reivindica en
la reivindicación 2, el segundo conjunto de brazos de soporte (18)
es plegable hacia el primer conjunto bajo la carga de presión de
aire en vuelo.
4. Ensamblaje de embudo según se reivindica en
la reivindicación 2 o 3, en el que el primer velamen (14) es
adecuado para el uso a velocidades relativas en exceso de 180
KEAS.
5. Ensamblaje de embudo según se reivindica en
cualquier reivindicación precedente, en el que los velámenes (14,
20) comprenden cada uno material de chapa montado contiguo a las
puntas de los brazos de soporte (12, 18), y que se extiende
entremedias.
6. Ensamblaje de embudo según se reivindica en
la reivindicación 5, en el que los velámenes (14, 20) comprenden
cada uno una banda anular de material de chapa montada en los brazos
de soporte (12, 18) a intervalos circunferencialmente
distanciados.
7. Ensamblaje de embudo según se reivindica en
cualquier reivindicación precedente, comprendiendo medios de
polarización que actúan entre la base de al menos algunos de los
brazos de soporte (18) y los elementos de acoplamiento para
polarizar los brazos de soporte hacia el exterior.
8. Ensamblaje de embudo según se reivindica en
la reivindicación 7, en el que los medios de polarización comprenden
un muelle (26) asociado con cada brazo de soporte respectivo.
9. Ensamblaje de embudo según se reivindica en
cualquier reivindicación precedente, en el que los brazos están
montados cada uno de forma pivotante en un elemento de acoplamiento
en una posición de pivote (22) contigua a la base, para ser
oscilable alrededor de la posición pivotante (22).
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