ES2612127T3 - Amortiguador de rotor y motor de cola con tal amortiguador de rotor - Google Patents

Amortiguador de rotor y motor de cola con tal amortiguador de rotor Download PDF

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Tommy Johansson
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Kjell Stenbom
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Abstract

Un amortiguador de rotor para un rotor (1) de cola de un helicóptero (4) que comprende un cuerpo (30) principal de un material elástico a disponer entre un árbol (6) impulsor para el rotor (1) de cola y un buje (12) en el que las cuchillas (14) de rotor para el rotor (1) de cola están acopladas, en el que una brida (38) está conectada al cuerpo (30) principal del amortiguador (2) de rotor, tal brida (38) está provista de una superficie (39) de tope para hacer tope contra una superficie (50) exterior del buje (12), caracterizado porque el cuerpo (30) principal tiene una parte (41) de extremo provista de una superficie (43) de tope para hacer tope con un extremo (42) distal del árbol (6) impulsor del rotor (1) de cola, superficie (43) de tope es sustancialmente paralela a la superficie (39) de tope de la brida (38).

Description

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DESCRIPCION
Amortiguador de rotor y motor de cola con tal amortiguador de rotor Campo tecnico
La presente invencion se refiere a un amortiguador de rotor para rotores de cola de helicopteros, de acuerdo con el preambulo de la reivindicacion 1 y un rotor de cola provisto de un tal amortiguador de rotor de acuerdo con el preambulo de la reivindicacion 9.
Antecedentes de la tecnica
Un tipo comun de helicoptero se provee de un rotor principal y un rotor de cola. El rotor principal suministra las fuerzas primarias para el vuelo del helicoptero y el rotor de cola proporciona la estabilidad e influencia en la direccion de vuelo del helicoptero. El rotor de cola del helicoptero es sensible a perturbaciones de viento que afectan en la maniobrabilidad del helicoptero. Estas perturbaciones de viento tambien crean vibraciones no deseadas que se pueden transmitir al fuselaje del helicoptero. Tambien, las oscilaciones de las cuchillas de rotor de cola son una fuente primaria de vibraciones no deseadas. Tales oscilaciones pueden producirse a partir de los movimientos denominados de "modo de tijeras", de las cuchillas de rotor en relacion entre ellas. En este modo, las cuchillas oscilan en relacion con el arbol impulsor entre sf en el plano de rotacion de las cuchillas de rotor. Las oscilaciones y vibraciones generadas por el rotor de cola no son deseables porque aumentan la tension mecanica de los componentes en el helicoptero.
El documento US-A-US-A-3999887 desvela un conjunto de conexion para el rotor de cola de un helicoptero. El conjunto se provee de correas flexibles que interconectan las cuchillas de rotor con el conjunto de conexion. El conjunto de conexion tambien se provee de capas de un material viscoelastico que se disponen de forma normal en el eje de rotacion del arbol impulsor. Seleccionando apropiadamente el material viscoelastico para las capas, las oscilaciones y vibraciones se pueden reducir a traves de las caractensticas de amortiguacion del material viscoelastico. Las capas de material viscoelastico se adhieren para soportar o cubrir placas en el conjunto de conjunto de conexion. Unos pernos y tuercas bloquean las placas de cubierta en una posicion fijada en relacion con el arbol impulsor.
El documento US 2164485 A, que se considera el mas cercano a la tecnica anterior, desvela un dispositivo de embrague deslizante para un propulsor, que comprende un miembro elastico dispuesto entre un arbol impulsor y un buje. El miembro elastico se construye de tal manera que permite un deslizamiento entre medias.
El problema objetivo que la presente invencion soluciona es aumentar la maniobrabilidad de un helicoptero.
Otro problema objetivo que la presente invencion soluciona es lograr un amortiguador de rotor que amortigue las oscilaciones y vibraciones del rotor de cola de un helicoptero.
Un problema objetivo adicional que la presente invencion soluciona es lograr un amortiguador de rotor que se reemplace facilmente y que se puede reemplazar en un corto periodo de tiempo.
Todavfa otro problema objetivo adicional que la presente invencion soluciona es cambiar facilmente y en un corto periodo de tiempo las caractensticas de amortiguacion de un amortiguador de rotor.
Todavfa otro problema objetivo que la presente invencion soluciona es lograr un amortiguador de rotor para un rotor de cola, que se adapta a un helicoptero no tripulado.
Sumario de la invencion
Los objetos anteriormente mencionados se logran mediante un amortiguador de rotor de acuerdo con la reivindicacion 1 y un rotor de cola de acuerdo con la reivindicacion 9.
Un tal amortiguador de rotor amortigua de manera eficaz las oscilaciones y vibraciones de un rotor de cola de un helicoptero. El material elastico en el cuerpo principal y la brida del amortiguador de rotor amortiguaran las oscilaciones y vibraciones que emanan de las cuchillas de rotor e impiden que las oscilaciones y vibraciones se propaguen al arbol impulsor y ademas al helicoptero.
La conexion elastica entre el buje y el arbol impulsor tambien aumenta la maniobrabilidad del helicoptero. Cuando se cambia el cabeceo de las cuchillas de rotor para cambiar la direccion del helicoptero el amortiguador de rotor impide las sacudidas y fuerzas de aceleracion altas que pueden ocurrir en conexion con un cambio rapido en el cabeceo.
De acuerdo con una realizacion de la invencion, se disponen dos rendijas en el cuerpo principal, tales rendijas se extienden en direccion al eje de longitud. Las rendijas en el cuerpo principal del amortiguador de rotor hacen posible que el amortiguador de rotor se deslice a una posicion deseada en el buje y sobre la parte de extremo del arbol impulsor. Las ranuras tambien hacen posible reemplazar el amortiguador de rotor con otro amortiguador de rotor que tiene caractensticas de amortiguacion diferentes. De acuerdo con la realizacion el amortiguador de rotor se fija en el
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arbol impulsor y a la primera perforacion del buje mediante un perno roscado que se rosca en un orificio roscado en una superficie de extremo de la parte de extremo libre del arbol impulsor. Esto hace cambiar facilmente y en un corto periodo de tiempo las caractensticas de amortiguacion de un amortiguador de rotor.
De acuerdo con una realizacion de la invencion una arandela de soporte se dispone en una superficie exterior de la brida del amortiguador de rotor y se fija mediante un perno roscado. Al menos una arandela de distancia se dispone entre la arandela de soporte y la superficie exterior de la brida. El efecto es que las caractensticas de amortiguacion requeridas del rotor de cola se pueden ajustar anadiendo o eliminado una o mas arandelas de distancia.
De acuerdo con una realizacion de la invencion el helicoptero es un vehmulo no tripulado (UAV). Tales helicopteros no tripulados tienen dimensiones mas pequenas en relacion con los helicopteros de tamano completo y por lo tanto tambien la tension sobre los componentes en el helicoptero, tal como los arboles de impulso, acoplamientos, amortiguadores y rotores, son mas pequenos en un UAV en relacion con un helicoptero de tamano completo.
Breve descripcion de los dibujos
Las ventajas y caractensticas adicionales de la invencion se pueden derivar a partir de la siguiente descripcion detallada de realizaciones ejemplares de la invencion, con referencia a los dibujos.
La figura 1 muestra una vista despiezada en perspectiva de un rotor de cola provisto de un amortiguador de rotor de acuerdo con la invencion,
la figura 2 muestra una vista en seccion transversal junto al arbol impulsor de un rotor de cola provisto de un amortiguador de rotor de acuerdo con la invencion, y
la Figura 3 muestra una vista en seccion transversal junto al arbol impulsor de un rotor de cola provisto de un amortiguador de rotor de acuerdo con la invencion, en un angulo de 90 ° en comparacion con la figura 2.
Descripcion detallada
La figura 1 muestra una vista despiezada en perspectiva de un rotor 1 de cola provisto de un amortiguador 2 de rotor de acuerdo con la invencion. El rotor 1 de cola se dispone sobre la cola de un helicoptero 4, que solo se desvela esquematicamente en la figura 1. El rotor 1 de cola comprende un arbol 6 impulsor, que se puede rotar dispuesto en una caja de cambios 8. En la parte 10 de extremo libre del arbol 6 impulsor se dispone un buje 12. Dos cuchillas 14 de rotor se conectan al buje 12 a traves de un vinculo 16, de manera que el cabeceo de las cuchillas 14 se puede cambiar durante el vuelo del helicoptero 4 para maniobrar el helicoptero 4.
El buje 12 esta provisto de una primera perforacion 16, que se extiende a traves del buje 12 completo. Las dimensiones de la primera perforacion 16 se adaptan para acomodar la parte 10 de extremo libre del arbol 6 impulsor y el buje 12 se conecta al arbol 6 impulsor en direccion rotativa mediante una clavija 18, que se extiende a traves de una segunda perforacion 20 en el buje 12 y a traves de un orificio 22 dispuesto sustancialmente de manera diametral en un arbol 6 impulsor. La clavija 18 se dispone de manera pivotante en la segunda perforacion 20 del buje 12 mediante rodamientos 24, tales como rodamientos de bolas. La clavija 18 y los rodamientos 24 se bloquean en direccion axial a la clavija 18 por medio de placas 26 de bloqueo fijadas mediante tornillos 28 en el buje 12. Cuando un motor del helicoptero 4 (no desvelado) impulsa el arbol 6 impulsor el par del arbol 6 impulsor se transferira al buje 12 mediante la clavija 18.
El amortiguador 2 de rotor se fabrica de un material elastico y se dispone en una primera perforacion 16 en el espacio entre el buje 12 y el arbol 6 impulsor. Para acomodar el amortiguador 2 de rotor las dimensiones de la primera perforacion 16 son mayores que las dimensiones del arbol 6 impulsor. En una realizacion divulgada en la figura 1, la parte 10 de extremo libre del arbol 6 impulsor es sustancialmente circular y la primera perforacion 16 se alarga en una direccion que coincide sustancialmente con un eje que se extiende a traves de las cuchillas 14 de rotor.
Las dimensiones exteriores del amortiguador 2 de rotor corresponden sustancialmente a las dimensiones interiores de la primera perforacion 16. Por lo tanto, en una realizacion divulgada en la figura 1, el amortiguador 2 de rotor tiene un cuerpo 30 principal que se alarga en una direccion perpendicular a su eje 32 de longitud. Cuando se alarga en una direccion perpendicular a su eje 32 de longitud y se monta en una primera perforacion 16 de manera que la parte alargada del cuerpo 30 principal coincide sustancialmente con un eje que se extiende a traves de ambas cuchillas 14 de rotor una vibracion eficaz y un efecto de amortiguacion se logran cuando las cuchillas 14 de rotor se mueven o vibran en una direccion perpendicular al plano de rotacion de las cuchillas 14 de rotor. El cuerpo 30 principal seguidamente tiene la posibilidad de comprimirse dentro de la primera perforacion 16 del buje 12. El eje 32 de longitud del amortiguador 2 de rotor coincide sustancialmente con el eje 34 central del arbol 6 impulsor. El cuerpo 30 principal del amortiguador 2 de rotor se provee de una cavidad 36 cilmdrica para acomodar la parte 10 de extremo del arbol 6 impulsor. La cavidad 36 cilmdrica tiene un eje central que coincide sustancialmente con el eje 32 de longitud del cuerpo 30 principal del amortiguador 2 de rotor. El amortiguador 2 de rotor tambien se provee de una brida 38 conectada al cuerpo 30 principal. Preferentemente la brida 38 se fabrica del mismo material que el cuerpo 30 principal del amortiguador 2 de rotor. La brida 38 se provee de una superficie 39 de tope para hacer tope contra
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una superficie 40 exterior del buje 12. Cuando se monta en la primera perforacion 16 del buje 12 y se conecta al arbol 6 impulsor, la superficie 39 de tope de la brida 38 del amortiguador 2 de rotor hara tope contra la superficie 40 exterior del buje 12. El cuerpo 30 principal tambien tiene una parte 41 de extremo provista de una superficie 43 de tope para hacer tope contra el extremo 42 distal del arbol 6 impulsor del rotor 1 de cola, tal superficie 43 de tope esta sustancialmente paralela a la superficie 39 de tope de la brida 38. Las superficies 39, 43 de tope de la brida 38 de la parte 41 de extremo tienen un plano comun. El extremo 42 distal del arbol 6 impulsor se provee de un orificio 44 roscado que tiene un eje central que coincide sustancialmente con el eje 34 central del arbol 6 impulsor. Un perno 46 roscado fija el amortiguador 2 de rotor al arbol 6 impulsor y en la primera perforacion 16 del buje 12 cuando se enrosca en el orificio 44 roscado en el arbol 6 impulsor. Preferentemente una arandela 48 de soporte se dispone en una superficie 50 exterior de una parte de extremo 41 del amortiguador 2 de rotor y se fija mediante el perno 46 roscado.
El amortiguador 2 de rotor se provee de dos rendijas 52 en el cuerpo 30 principal, tales rendijas 52 se extienden en direccion del eje 32 de longitud del cuerpo 30 principal. Cuando el buje 12 se monta en un arbol 6 impulsor y la clavija 18 se extiende a traves de la segunda perforacion 20 en el buje 12 y a traves de un orificio 22 dispuesto sustancialmente de manera diametral en el arbol 6 impulsor el amortiguador 2 de rotor se puede montar en la primera perforacion 16 del buje 12 empujando el amortiguador 2 de rotor en direccion axial del arbol 6 impulsor. Las rendijas 52 en el cuerpo 30 principal del amortiguador 2 de rotor hacen asf posible que el amortiguador 2 de rotor se deslice en la posicion deseada en el buje 12 y sobre la parte 10 de extremo del arbol 6 impulsor. Las rendijas 52 tambien hacen posible reemplazar el amortiguador 2 de rotor con otro amortiguador 2 de rotor que tiene caractensticas de amortiguacion diferentes. Los amortiguadores 2 de rotor se pueden fabricar de diferentes materiales tales como caucho o plasticos y tambien de una mezcla de estos materiales para lograr caractensticas de amortiguacion diferentes.
En la realizacion divulgada en la figura 1 un manguito 54 puede disponerse sobre la parte 10 de extremo libre del arbol 6 impulsor. El amortiguador 2 de rotor se dispone alrededor y sobre el manguito 54. Ya que el cuerpo 30 principal del amortiguador 2 de rotor se provee de rendijas 52, el arbol 6 impulsor y las paredes interiores de la primera perforacion 16 en el buje 12 pueden entrar en contacto entre sf. El manguito 54 por lo tanto impedira que el arbol 6 impulsor y el buje 12 entren en contacto y como resultado, protegera el arbol 6 impulsor y el buje 12 del desgaste. El manguito 54 se fabrica preferentemente de un material plastico. El manguito 54 se provee de un orificio 56 dispuesto sustancialmente de manera diametral para permitir que la clavija 18 pase a traves del manguito 54 cuando se monta en una parte 10 de extremo libre del arbol 6 impulsor.
La Figura 2 muestra una vista en seccion transversal a lo largo del arbol 6 impulsor del rotor 1 de cola provisto de un amortiguador 2 de rotor de acuerdo con la invencion. El amortiguador 2 de rotor se dispone en el espacio o hueco entre el arbol 6 impulsor y el buje 12 se fija en el extremo 42 distal del arbol 6 impulsor por medio de un perno 46 roscado. Un manguito 58 de distancia se dispone sobre el perno 46 roscado y la longitud del manguito 58 de distancia se adapta a las dimensiones de la brida 38. Tambien, se dispone la arandela 60 de distancia sobre la superficie 50 exterior de la parte 41 de extremo. Preferentemente, la arandela 60 de distancia se interpone entre las bridas 48 de soporte y la superficie 50 exterior de la parte 41 de extremo. En la realizacion desvelada de la figura 2, se disponen dos arandelas 60 de distancia sobre la superficie 50 exterior de la parte 41 de extremo. Como una alternativa o un complemento para reemplazar el amortiguador 2 de rotor para lograr las caractensticas de amortiguacion requeridas del rotor 1 de cola se puede ajustar anadiendo o retirando una o mas arandelas 60 de distancia. Cuando se anade una arandela 60 de distancia la presion del perno 46 roscado y la arandela 60 de soporte aumenta sobre el amortiguador 2 de rotor y el material del amortiguador 2 de rotor por lo tanto se comprimira. Cuando el material del amortiguador 2 de rotor se comprime la elasticidad del amortiguador 2 de rotor disminuye y la amortiguacion del rotor 1 de cola por lo tanto tambien disminuye. Si se retira una arandela 60 de distancia, la presion del perno 46 roscado y la arandela 48 de soporte disminuira sobre el amortiguador 2 de rotor y se permitira al material del amortiguador 2 de rotor expandirse. Cuando se permite al material del amortiguador 2 de rotor expandirse la elasticidad del amortiguador 2 de rotor aumenta y la amortiguacion del rotor 1 de cola por lo tanto tambien aumenta. En la figura 2, tambien el manguito 54 dispuesto sobre el arbol 6 impulsor se desvela. Tambien, la disposicion 62 de conexion de las cuchillas 14 de rotor en el buje 12 se desvela. El cabeceo de las cuchillas 14 de rotor se puede cambiar mediante un mecanismo 64 impulsor.
La figura 3 muestra una vista en seccion a lo largo del arbol 6 impulsor del rotor 1 de cola, provisto de un amortiguador 2 de rotor de acuerdo con la invencion, en un angulo de 90 ° en comparacion con la figura 2. La clavija 18 se extiende a traves del arbol 6 impulsor y el manguito 54 se dispone de manera pivotante en la segunda perforacion 20 en el buje 12 mediante los rodamientos 24. Como se menciono anteriormente, la clavija 18 y los rodamientos 24 se bloquean en direccion axial a la clavija 18 por medio de placas 26 de bloqueo fijadas mediante tornillos 28 en el buje 12. Tambien es evidente a partir de la figura 3 que el manguito 54 por lo tanto impedira que el arbol 6 impulsor y el buje 12 entren en contacto y como resultado, protegera el arbol 6 impulsor y el buje 12 del desgaste. En la realizacion divulgada en la figura 3, no se interponen arandelas 60 de distancia entre la superficie 50 exterior de la parte 41 de extremo del cuerpo 30 principal y la arandela 48 de soporte.
De acuerdo con una realizacion de la invencion, el helicoptero 4 es un vefnculo no tripulado (UAV). Tales helicopteros no tripulados tienen dimensiones mas pequenas en relacion con los helicopteros de tamano completo y por lo tanto tambien la tension sobre los componentes en el helicoptero, tales como los arboles impulsores,
acoplamientos, amortiguadores y rotores, son mas pequenos en un UAV en relacion con un helicoptero de tamano completo.

Claims (14)

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    20
    25
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    REIVINDICACIONES
    1. Un amortiguador de rotor para un rotor (1) de cola de un helicoptero (4) que comprende un cuerpo (30) principal de un material elastico a disponer entre un arbol (6) impulsor para el rotor (1) de cola y un buje (12) en el que las cuchillas (14) de rotor para el rotor (1) de cola estan acopladas, en el que una brida (38) esta conectada al cuerpo (30) principal del amortiguador (2) de rotor, tal brida (38) esta provista de una superficie (39) de tope para hacer tope contra una superficie (50) exterior del buje (12), caracterizado porque el cuerpo (30) principal tiene una parte (41) de extremo provista de una superficie (43) de tope para hacer tope con un extremo (42) distal del arbol (6) impulsor del rotor (1) de cola, superficie (43) de tope es sustancialmente paralela a la superficie (39) de tope de la brida (38).
  2. 2. Un amortiguador de rotor de acuerdo con la reivindicacion 1, caracterizado porque en el cuerpo (30) principal del amortiguador (2) de rotor se alarga en direccion perpendicular a su eje (32) de longitud.
  3. 3. Un amortiguador de rotor de acuerdo con las reivindicaciones 1 - 2, caracterizado porque la brida (38) esta fabricada del mismo material que el cuerpo (30) principal del amortiguador (2) de rotor.
  4. 4. Un amortiguador de rotor de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque las superficies (39, 43) de tope de la brida (38) y la parte (41) de extremo tienen un plano comun.
  5. 5. Un amortiguador de rotor de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque un orificio (56) central esta dispuesto en la parte (41) de extremo, cuyo orificio (56) central que tiene un eje central que coincide con el eje (32) de longitud del cuerpo (30) principal.
  6. 6. Un amortiguador de rotor de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque dos rendijas (52) estan dispuestas en el cuerpo (30) principal, cuyas rendijas (52) que se extienden en la direccion del eje (32) de longitud del cuerpo (30) principal.
  7. 7. Un amortiguador de rotor de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el material del amortiguador (2) de rotor es caucho, plastico o una combinacion de caucho y plastico.
  8. 8. Un rotor de cola para un helicoptero (4), que comprende un arbol (6) impulsor con una parte (10) de extremo libre y un buje (12) sobre el que se acoplan las cuchillas (14) de rotor para el rotor (1) de cola; el buje (12) esta provisto de una primera perforacion (16), que se extiende a traves de todo el buje (12) y cuya primera perforacion (16) esta adaptada para acomodar la parte (10) de extremo libre del arbol (6) impulsor, caracterizado porque un amortiguador (2) de rotor de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 - 7 esta dispuesto entre un arbol (6) impulsor para el rotor (1) de cola y un buje (12).
  9. 9. Un rotor de cola de acuerdo con la reivindicacion 8, caracterizado porque el amortiguador (2) de rotor esta fijado al arbol (6) impulsor y en la primera perforacion (16) del buje (12) mediante un perno (46) roscado que se enrosca en un agujero (44) roscado en un extremo (42) distal de la parte (10) de extremo libre del arbol (6) impulsor.
  10. 10. Un rotor de cola de acuerdo con la reivindicacion 9, caracterizado porque una arandela (48) de soporte esta dispuesta en una superficie (50) exterior de una parte (41) de extremo del amortiguador (2) de rotor y esta fijada mediante el perno (46) roscado.
  11. 11. Un rotor de cola de acuerdo con la reivindicacion 10, caracterizado porque al menos una arandela (60) de distancia esta dispuesta entre la arandela (48) de soporte y la superficie (50) exterior de la parte (41) de extremo.
  12. 12. Un rotor de cola de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 8 - 11, caracterizado porque el buje (12) esta conectado al arbol (6) impulsor mediante una clavija (18), que se extiende a traves de una segunda perforacion (20) en el buje (12) y a traves de un orificio (22) dispuesto sustancialmente de manera diametral en el arbol (6) impulsor.
  13. 13. Un rotor de cola de acuerdo con la reivindicacion 12, caracterizado porque la clavija (18) pasa a traves de las rendijas (52) en el cuerpo (30) principal del amortiguador (2) de rotor.
  14. 14. Un rotor de cola de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 8 - 13, caracterizado porque el helicoptero (4) es un vefnculo no tripulado.
ES09845603.1T 2009-06-02 2009-06-02 Amortiguador de rotor y motor de cola con tal amortiguador de rotor Active ES2612127T3 (es)

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PCT/SE2009/050645 WO2010140933A1 (en) 2009-06-02 2009-06-02 Rotor damper and tail rotor with such a rotor damper

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