DISPOSITIVO DE POSICIONAMIENTO Y ANCLAJE PARA SISTEMAS DE ASEGURAMIENTO DE AERONAVES A CUBIERTASD E S C R I P C I Ó N5CAMPO TÉCNICO DE LA INVENCIÓNLa presente invención tiene aplicación en la industria aeronáutica, y más concretamente en el ámbito 10delas aeronaves, tanto tripuladas como no tripuladas. El dispositivo de la invención puede incorporarse en los sistemas electromecánicos del vehículo aéreo, como pueden ser actuadores. Asimismo, el dispositivo de la invención puede ser utilizado en el ámbito de las 15aplicaciones aeroespaciales, como puede ser en sistemas de amarrede satélites.ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN20La función de los sistemas de anclaje de aeronaves en cubierta es mejorar la estabilidad del aeronave cuando se encuentra en una plataforma no fija, como puede ser la cubierta de un barco. Estos sistemas 25operan únicamente cuando el aeronave no se encuentra amarrada, es decir, que operan justo después del aterrizaje o bien justo antes del despegue. El principal objetivo de estos sistemas es 30asegurar la estabilidad del aeronave en tres modos:-
-Evitar el deslizamiento del aeronave.-Limitar el desplazamiento del aeronave en caso de que efectúe algún pequeño movimiento.En la actualidad existen muy diversos medios y 5sistemas para anclar vehículos aéreos en la cubierta de un barco, con el objeto de conseguir que los aterrizajes y despegues se realicen de manera más segura. Estos sistemas, permiten asegurar y manipular el vehículo en la cubierta del barco, lo que resulta especialmente útil 10en el caso de barcos pequeños, como fragatas o barcos guardacostas. Los diferentes tipos de dispositivosexistentes en la actualidad se adaptan en función de las necesidades funcionales particulares de cada aplicación, así como a las características de cada vehículo.15Entre los vehículos aéreos que realizan este tipo de maniobras se encuentran aeronaves tripuladas, como pueden ser aviones y helicópteros, y vehículos aéreos no tripulados, genéricamente conocidos por su 20acrónimo inglés UAV (Unmanned Aerial Vehicle).Entre estos últimos, los vehículos de despegue vertical, conocidos por su acrónimo inglés VTUAV (Vertical Take-off Unmanned Aerial Vehicle), son especialmente utilizados para una amplia gama de misiones y 25aplicaciones, dadas sus características particulares.En concreto, los dispositivos de anclaje actuales suelen ser dispositivos activos que se montan en el helicóptero y permiten asegurarel aeronave a una 30rejilla pasivade aceroque se encuentra fijada en la cubierta del barco. Mediante este sistema, el piloto tiene más control durante el aterrizaje y despegue y, además, permite el libre acceso alrededor del
helicóptero para el personal de cubierta.Estos dispositivos pueden serintegrados en los sistemas del aeronave de manera que puedan producir una determinada tensión para el anclaje sin necesidad de 5alimentación externa y permitan aterrizar el aeronave de modo semi-autónomo.Estos dispositivos permitenque el vehículo pueda operar con estados de mar y vientos desfavorables,reducir la necesidad de cambios en el barco paradichas operaciones, prescindir de 10cabrestantes complejos y personal de cubierta,asegurar aterrizajes rápidos y seguros en condiciones difíciles y de emergencia,transferir al piloto un control pleno en las maniobras de toma de tierra, e incluso la ejecución de maniobras de repostaje y rearme sin necesidad de 15amarrar el vehículo a cubierta.Algunos de estossistemas comprenden un arpón accionado hidráulicamente que puede llegar a proporcionarhasta 6 t de fuerza para asegurar de forma 20autónomael helicóptero a la cubierta. Asimismo, existen sistemas, como el denominado PRISM, que posteriormente mediante la unión de las ruedas a una lanzadera y tirando de unos cables, permiten llevar el helicóptero de la zona de aterrizaje aunhangar. Estos sistemas 25tienen capacidad para localizar y enganchar en la rejilla de cubierta.También existen dispositivos que están equipados con sistemas tipo arpón para poder bloquearel 30helicóptero en cubierta sin necesidad de utilizar otros medios de amarre. Algunos de estos sistemas tipo arpón están accionados hidráulicamente y adicionalmentepermiten girar al helicóptero mientras se encuentra
asegurado a una rejilla de cubierta, gracias a que la unión de la cabeza del arpón con el actuador no restringe el grado de libertad de giro alrededor de su eje, de forma que el helicóptero puede girar alrededor del eje del arpón por ejemplo para situarse cara al 5vientode manera previa a realizar la maniobra de despegue.Por otro lado, existen sistemas de anclaje que son accionados electrónicamente en el momento del 10aterrizaje, de manera que se extienden en dicho momento para asegurar el aeronave a larejilla fijada en cubierta. Habitualmente, estossistemascomprendenuna garra situada en el extremo de un actuador del helicóptero, de forma que dicha garra es la que se 15engancha a una intersección de dos orificios de la rejilla, consiguiendo de este modo estabilizarel aeronave. En algunas realizaciones, en caso de fallo, el sistema se retrae rápidamente y se vuelve a extender la garra. En comparación con los sistemas hidráulicos, los20actuadoreselectromecánicostienen un peso inferior y una eficienciasuperior. En estos casos, el actuador electromecánico sustituye a la señalización eléctrica y el actuador electro-hidráulico es sustituido por un motor eléctrico y una caja de cambios.25Asimismo, existen otros sistemas diferentes delos sistemastipo arpón, todos ellos conocidos por sus acrónimos en inglés, como por ejemplo Recovery Assist Secure and Traverse System(RAST), Aircraft Ship 30Integrated Secured and Traverse System(ASIST) and Twin-Claw ASIST(TC-ASIST). Sin embargo, el principal inconveniente de estas soluciones, además de su complejidad,es que requieren en gran medida un alto
grado de intervención manualpor parte de operarios.Entrelas soluciones que incorporan un arpón controlado mediante un sistema hidráulico, se encuentra la solución descrita en la solicitud internacional n.º 5WO-9013480-A1.Algunos de los inconvenientes que presenta este sistema consisten en que la liberación del dispositivo de anclaje resulta lenta, dado que para la activación del arpón utiliza un fluido a presión, de forma que se requiere un cierto tiempo para el 10desanclaje del arpón; además de que el dispositivo está constituido por un elevado número de piezas, entre las que se encuentran muchos elementos elásticos como lengüetas, lo que hace que el dispositivo resultecomplejo. Por otra parte, dada la configuración el 15dispositivo en la posición de anclaje, en caso de un movimiento brusco del helicóptero, puede llegar a producirse la salida del arpón respecto de la rejilla.Por otra parte, la solicitud de patente 20estadounidense n.º US-5480108-Adescribe un sistema de anclaje basado en dedos orientables y desplazables entre una posición retraída y una posición extendida. Por su parte, la solicitud internacional n.º WO-2010010279-A1incluye algunas mejoras respect alsistema descrito en 25dicha solicitud de patente estadounidense n.º US-5480108-A. Entre los inconvenientes que presentas los sistemas descritos en estas solicitudes, cabe mencionar el hecho de que incorporan algunos elementos que están sujetos a desgaste por fricción, y que, al igual que en 30el sistema mencionado en el párrafo anterior, el sistema requiere el uso de un fluido a presión, con los inconvenientes anteriormente mencionados que ello conlleva. Asimismo, el modo de anclaje tampoco resulta
excesivamente fiable en caso de que el aeronave experimente un movimiento brusco.Con relación a los sistemas tipo garra, en la solicitud de patente holandesa n.º NL-8900653-Ay en la 5solicitud internacional n.º WO-9104910-A1se describen un dispositivos que comprenden un par de garras móviles que pueden abrirse y cerrarse para anclar el helicóptero a la rejilla. Al igual que los dispositivos anteriormente expuestos, se requiere un elevado número 10de elementos y el uso de un fluido a presión para la liberación de las garras, lo que tiene como consecuencia que se tenga un dispositivo complejo y pesado en el que la liberación no se produce de manera instantánea. Además, se requiere producir y mantener en el tiempo una 15determinada fuerza de aprietepara que las garras se mantengan sujetas a la rejilla.DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN20Un primer aspecto de lapresente invención se refiere a undispositivo de posicionamiento y anclaje para sistemas de aseguramiento de aeronaves a cubiertas, preferentemente a cubiertas de embarcaciones en las que 25se encuentra fijada una rejilla, que permite un anclaje y desanclaje rápidos y eficaces, mediante un dispositivo sencillo que puede ser incorporados en la propia aeronave, por ejemplo en los actuadores del helicóptero.30El dispositivo de posicionamiento y anclaje quela invención propone se encuentra definido en la reivindicación 1.
Un segundo aspecto de la invención se refiere a un aeronave definida en la reivindicación 7, la cual comprende eldispositivode posicionamiento y anclaje del primer aspecto de la invención.5El dispositivo de posicionamiento y anclaje de la invención permite mejorar la estabilidad del aeronave, tanto si es tripulada como no tripulada, cuando se encuentra sobre una plataforma no fija, como es el caso de la cubierta de un barco, siendo efectiva 10justo cuando el aeronave no se encuentra amarrada, es decir, justo después aterrizar o justo antes de despegar.El dispositivo permite posicionar el aeronave 15sobre una zona de aterrizaje y anclarse en una rejilla fijada en la cubierta del barco, realizando una determinada fuerza que hace que la aeronave se mantenga anclada a la rejilla, sin la necesidad de mantener una elevada fuerza tras el anclaje para mantener el 20dispositivo anclado a la rejilla, puesto que dada la particular configuración del dispositivo se consigue que ante cualquier movimiento mecánico, el dispositivo se ancle aún más en la rejilla, no pudiendo ser desanclado a no ser que se actúe sobre la palanca. 25Las principales funciones del dispositivo consisten en anclar el aeronave a la rejilla, para lo cual el dispositivo es controlado externamente, por ejemplo mediante un actuadorpropio de un helicóptero, 30para ser extendido, y automáticamente anclado a la rejilla. Una vezanclado a la rejilla, se mantiene una determinada carga para mantener el dispositivo anclado, siendo dicha carga menor que la carga necesaria en los
dispositivos del estado de la técnica para mantener el dispositivo anclado. Asimismo, otra función del dispositivo es desanclar o liberar el dispositivo de la rejilla, para lo cual el dispositivo es controlado externamente para ser liberado de manera inmediata. 5El dispositivo permite el giro del aeronave anclada respecto de un eje sustancialmente vertical a la rejilla, de manera que permite un autocentrado del dispositivo durante la maniobra de anclaje así como el 10giro del aeronave respecto del dispositivo mientras se mantiene anclada, con el objeto, por ejemplo, de orientar el aeronave de cara al viento paraacometer la maniobra de despegue. 15El dispositivo de la invención tiene un elevado grado de eficaciaen el aseguramiento de un aeronave a una plataforma.El dispositivo de la invención supone un avance 20sobre los dispositivos del estado de la técnica, exponiéndose seguidamente las mejoras que implica sobre cada uno de ellos. El dispositivo descrito en la solicitud 25internacional n.º WO-9013480-A1es controlado hidráulicamente y no incorpora medios de liberación rápida, sino que por el contrario, utiliza un fluido a presión para desanclar el dispositivo, con el tiempo que ello conlleva. El dispositivo de la invención sí provee 30dicha liberación rápida, mediante la actuación directa sobre la palanca, lo que permite liberar el dispositivo, además que el dispositivo resulta mucho más sencillo, no utilizando un fluido a presión y asegurando al mismo
tiempo el anclaje del dispositivo aún en el caso de que el aeronave experimente un movimiento brusco.Por su parte, respecto a la solicitud de patente estadounidense n.º US-5480108-A y a la solicitud 5internacional n.º WO-2010010279-A1, además de la sencillez y fiabilidad, el dispositivo de la invención no presenta problemas debido al desgaste de elementos como consecuencia de la fricción.10Por otro lado,la solicitud de patente holandesa n.º NL-8900653-A y la solicitud internacional n.º WO-9104910-A1 describendispositivostipo arpón que comprendenun par de garras que se anclan en una rejilla, presentando la desventaja de que requieren un 15elevado número de elementos para formar un dispositivo complejo y pesado que requiere para su funcionamiento un fluido a presión, con los inconvenientes anteriormente mencionados relativos a la lentitud de respuesta del dispositivo y a la necesidad de mantener una fuerzade 20apriete para mantener anclado el dispositivo en la rejilla.DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS25Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características del invento, de acuerdo con un ejemplo preferente de realización práctica del mismo, se acompaña como parte integrante de 30dicha descripción, un juego de dibujos en donde con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:
La figura 1.-Muestrauna vista esquemática en perspectiva del dispositivo de la invención en la posición inactiva. La figura 2.-Muestra una vista esquemática en 5perspectiva del dispositivo de la invención en la posición activa. La figura 3.-Muestra una sección longitudinal esquemática del dispositivo en la posición inactiva, 10representada igualmente en la figura 1, donde se ha representado esquemáticamente una rejilla con la que puede colaborar el dispositivo de la invención.La figura 4.-Muestra una sección longitudinal 15esquemática del dispositivo en la posición activa, representada en la figura 2, donde, al igual que en la figura 3, se ha representado esquemáticamente la rejilla en la que el dispositivo se encuentra anclado.20La figura 5.-Muestra una sección longitudinal esquemática,como la de la figura 4, del dispositivo en la posición activa, donde el dispositivo se encuentra sometido a una determinada carga, habiéndose representado dicha situación mediante la posición de la 25rejilla y el bloqueo quese produce entre los elementos del dispositivo, en particular entre la primera y segunda biela, el elemento base y el gancho, que impiden que el dispositivo pase de la posición activa a la inactiva mediante la acción que la carga a la que se 30encuentra sometido el dispositivo efectúa sobre el gancho, es decir, que se impide que el dispositivo pase de la posición activa a la inactiva sinla intervención de la palanca.
REALIZACIÓN PREFERENTE DE LA INVENCIÓNA la vista de las figuras reseñadas puede observarse como en una de las posibles realizaciones de la invención el dispositivo de posicionamiento y anclaje 5para sistemas de aseguramiento de aeronaves a cubiertas que la invención propone comprende un elemento base (2) que tiene una zona extrema que puede insertarse en primer un orificio de una rejilla (13).10Asimismo, el dispositivo comprende un gancho (1) que tiene una primera zona extrema que puede insertarse en un segundo orificio de la rejilla (13), estando articulado el gancho (1) por una zona intermedia con el elemento base (2) en una primera articulación (3). El 15gancho (1) tiene una segunda zona extrema en la que se encuentra una segunda articulación (5) con una primera biela (4).La primera biela (4) está articulada a su vez 20con una segunda biela (7) en una tercera articulación (6) que consiste en un eje que se encuentra alojado y puede desplazarse por una primera corredera (15) que tiene el elemento base (2), preferentemente de configuracióncurva.25Por su parte, la segunda biela (7) está articulada al elemento base (2) en una cuarta articulación (8).30El dispositivocomprende una palanca (9) que está articulada al elemento base (2) en una quinta articulación (10), comprendiendo la palanca (9) una segunda corredera (14) en la que se encuentra alojado
con posibilidad de movimiento el eje de la tercera articulación (6), de forma que el dispositivo puedeocupar dos posiciones extremas que consisten en una posición inactiva, representada en las figuras 1 y 3,yuna posición activa, representada en las figuras 2, 4 y 55.En la posición inactivael gancho (1) y el elemento base (2) pueden ser introducidos en una rejilla (13), mientras que en la posición activael gancho (1) 10se encuentra articulado hacía el elemento base (2), reteniendo un elemento de rejilla entre dicho gancho (1) y elemento base (2). Dada la configuración del dispositivo, el paso de la posición activa a la posición inactiva puede producirse únicamente como consecuencia 15del movimientode la palanca (9).En la figura 5, se ha representado el dispositivo en la posición activa y sometido a una determinada cargaque intenta sacar el dispositivo de la 20rejilla, pudiendo apreciarse cómo se mantiene el dispositivo en dicha posición activa porel bloqueo que se produce entre los elementos del dispositivo, en particular entre la primera y segunda biela, el elemento base y el gancho, que impiden que el dispositivo pase de 25la posición activa a la inactiva mediante la acción que la carga a la que se encuentra sometido el dispositivo efectúa sobre el gancho, es decir, que se impide que el dispositivo pase de la posición activa a la inactiva sin la intervención de la palanca.30De acuerdo con una realización preferente, en la posición inactiva, el eje de la tercera articulación (6) se encuentra en contacto con un extremo superior de la
primera corredera (15), que tiene configuración curva,la palanca (9) se encuentra en una posición tope inferiory las bielas (4, 7) tienen una disposición relativa oblicua. Por otro lado, en la posición activa, el eje de la tercera articulación (6) se encuentra en 5contacto con un extremo interno de la segunda corredera (14),la palanca (9) se encuentra en una posición tope superior y las bielas (4, 7) tienen una disposición alineada.10El eje de la tercera articulación (6) se deslizará a lo largo de la segunda corredera (14) de la palanca (9), de forma que hace que la palanca (9) pueda girar en sentido horario o antihorario, según el caso respecto a la quinta articulación (10). El eje de la 15tercera articulación (6) se mueve asimismo en la primera corredera (15) situada en el elemento base (2) lo que limita su movimiento. Tal y comopuede apreciarse en las figuras, el 20dispositivo comprende un electroimán (12), preferentementefijado en el elemento base (2), que cuando está activado mantiene la palanca (9) en la posición tope superior, manteniendo el dispositivo en la posición activa.En caso de pequeñas cargas el 25electroimán(12) no es necesario, pues la propia disposición de las bielas (4, 7) y correderas (14, 15) mantiene el dispositivo en la posición activa en ausencia de actuación de la palanca (9).Si la carga requerida no es excesivamente elevada, el actuador 30electromagnético (12) no es necesario dado que se necesita poca fuerza magnética de retención debido a que cualquier movimiento para desbloquearel dispositivo y sacarlo de la rejilla, tiene como consecuencia que el
dispositivo se ancleaúnmás.Asimismo, taly como se ha representado en las figuras 3 a 5, se contempla que el dispositivo comprenda medios elásticos (11), que pueden consistir en un 5muelle, que vinculan el eje de la tercera articulación (6) y el elemento base (2), colaborando dichos medios elásticos (11) en el paso de la posición activa a la posición inactiva del dispositivo. 10Se contempla que el gancho (1) tenga un saliente interno (16) que se extiende desde una zona intermedia hacia el elemento base (2).Dicho saliente interno (16) tiene quecontactar con elelemento de la rejilla (13) durante la introducción del dispositivo en dicha rejilla 15(13), de forma que ante dicho movimiento de introducción dicho contacto produce el giro del gancho (1) respecto de la primera articulación (3), haciendo que el dispositivo pase de la posición inactiva a la posición activa.20Se contempla que las articulaciones (3, 5, 6, 8, 10) sean ejes, pines,pernoso roblones, si bien pueden estar constituidos por cualquier otro tipo de articulación.25El hecho de que el dispositivo esté controlado electromecánicamente en lugar de hidráulicamente permite reducir peso en el dispositivo y aumentar la fiabilidad del mismo. Dicho actuador electromecánico, es el 30elemento que permite mover el dispositivo para que quede anclado en la rejilla, así como retraer el dispositivo y proporcionar la tensión necesaria.
Se contempla la integración de una palanca auxiliar de liberación manual, que permita liberar el dispositivo en caso de fallo del sistema de control principal.5El proceso de operación del dispositivo es el siguiente:Para el anclaje, partiendo de la posición inactiva, el elemento base (2) es descendido de forma 10que su zona extrema se introduzca en un orificio de la rejilla (13). Siguiendo dicho movimiento, la propia rejilla (13) empuja el gancho (1) mediante su contacto con el saliente interno (16), de forma que el gancho (1) gira respecto de la primera articulación (3) en el 15sentido antihorario, pasando de la posición inactiva a la activa. Cuando el gancho (1) ha girado y se encuentra cerrado respecto al elemento base (2), las bielas (4, 7) y el eje de la tercera articulación (6).Como consecuencia de esta acción, los medios elásticos (11) 20colaboran en la rotación de la palanca (9) en sentido horario, respecto de la quinta articulación (10).Una vez que el dispositivo se encuentra en la posición activa, la palanca (9) es inmovilizada mediante 25la activación del electroimán (12), lo que evita su giro, de forma que el eje de la tercera articulación (6) no puede moverse y las bielas (4, 7) no pueden cambiar su posición, es decir, que el dispositivo se encuentra bloqueado.Mediante la desactivación del electroimán 30(12)la fuerza electromagnética es cancelada y el dispositivo es liberado de una manera inmediata.De cara a situar el dispositivo en una condición
de carga fija, el elemento base (2) es ascendido hasta que se consigue una carga operativa de anclaje, lo que determina un estado de anclaje del dispositivomediante un elemento de actuación en cuyo extremo está el dispositivo.5Para el desanclaje, se introduce un pulso eléctrico para que el electroimán (12), para liberar la palanca (9), de forma que las bielas (4, 7) bajo carga ascienden hasta quedar en posición relativa oblicua, 10para abrir el disposición,es decir, pasar a la posición inactiva.Los medios elásticos (11) colaboran en dicha liberación, evitando el problema de que las bielas (4, 157) queden en cualquier posición intermedia.A la vista de esta descripción y juego de figuras, el experto en la materia podrá entender que las realizacionesde la invención que se han descrito pueden ser combinadas de múltiples maneras dentro del objeto de 20la invención. La invención ha sido descrita según algunas realizaciones preferentes de la misma, pero para el experto en la materia resultará evidente que múltiples variaciones pueden ser introducidas en dichas realizaciones preferentes sin exceder el objeto de la 25invención reivindicada.