ES2875344T3 - Componente de tren de aterrizaje de aeronave - Google Patents

Abstract

Un componente de tren de aterrizaje de aeronave (30) que comprende un primer miembro de base (32, 34) y un segundo miembro de base (32, 34) separados a lo largo de un primer eje longitudinal (L), caracterizado por que comprende: una pluralidad de primeros aros paralelos (38), extendiéndose cada primer aro (38) a lo largo del primer eje longitudinal (L) y alineado en un plano orientado en un primer ángulo distinto de cero con respecto al primer eje longitudinal (L), y una pluralidad de segundos aros paralelos (40), extendiéndose cada segundo aro (40) a lo largo del primer eje longitudinal (L) y alineado en un plano orientado en un segundo ángulo distinto de cero con respecto al primer eje longitudinal (L), siendo el segundo ángulo distinto de cero diferente del primer ángulo distinto de cero, en donde cada uno de los primeros aros (38) se interseca con, y está fijado a, al menos uno de los segundos aros (40), y en donde cada uno de los segundos aros (40) se interseca con, y está fijado a, al menos uno de los primeros aros (38) de manera tal que los aros primeros (38) y segundos (40) forman una estructura rígida que se extiende entre el primer y el segundo miembros de base (32, 34).

Description

DESCRIPCIÓN

Componente de tren de aterrizaje de aeronave

Antecedentes de la invención

El peso de una unidad de una aeronave puede afectar negativamente al consumo de combustible de la aeronave de la que forma parte.

El presente inventor ha ideado un nuevo tipo de componente de tren de aterrizaje de aeronave que puede ser de peso reducido en comparación con los correspondientes componentes de tren de aterrizaje de aeronave conocidos y puede incorporarse en una unidad de tren de aterrizaje de aeronave.

El documento de patente US 4459579 divulga un tren de aterrizaje constituido por al menos un bogie que comprende una viga provista de un par de neumáticos gemelos en cada uno de sus extremos y articulada alrededor de un eje transversal medio en una pata que conecta dicha viga a la estructura de la aeronave.

Compendio de la invención

Un primer aspecto de la invención proporciona un componente de tren de aterrizaje de aeronave que comprende: un primer miembro de base y un segundo miembro de base, separados a lo largo de un primer eje longitudinal, una pluralidad de primeros aros paralelos, extendiéndose cada primer aro a lo largo del primer eje longitudinal y alineado en un plano orientado en un primer ángulo distinto de cero con respecto al primer eje longitudinal, y una pluralidad de segundos aros paralelos, extendiéndose cada segundo aro a lo largo del primer eje longitudinal y alineado en un plano orientado en un segundo ángulo distinto de cero con respecto al primer eje longitudinal, siendo el segundo ángulo distinto de cero diferente del primer ángulo distinto de cero, en el cual cada uno de los primeros aros se interseca con, y está fijado a, al menos uno de los segundos aros, y en el cual cada uno de los segundos aros se interseca con, y está fijado a, al menos uno de los primeros aros, de modo tal que los aros primeros y segundos forman una estructura rígida que se extiende entre los miembros de base el primero y segundo.

Con una disposición como tal, se proporciona un componente de tren de aterrizaje de aeronave que tiene una forma geodésica y un menor peso.

El componente de tren de aterrizaje de aeronave puede comprender además al menos un miembro alargado alineado con el primer eje longitudinal, intersecándose con, y fijándose el miembro alargado a uno o más de los primeros aros y uno o más de los segundos aros. Con una disposición como tal, el componente puede tener una mejor rigidez a la flexión.

El primer y segundo aros pueden formar una parte cilíndrica del componente de tren de aterrizaje de la aeronave.

El componente del tren de aterrizaje de la aeronave puede comprender además: un tercer miembro de base, separado del segundo miembro de base a lo largo de un segundo eje longitudinal, una pluralidad de terceros aros paralelos, estando distribuido cada tercer aro a lo largo del segundo eje longitudinal y alineado en un plano orientado en un tercer ángulo distinto de cero con respecto al segundo eje longitudinal, y una pluralidad de cuartos aros paralelos, estando distribuido cada cuarto aro a lo largo del segundo eje longitudinal y alineado en un plano orientado en un cuarto ángulo distinto de cero con respecto al segundo eje longitudinal, siendo el cuarto ángulo distinto de cero diferente del tercer ángulo distinto de cero, en el cual cada uno de los terceros aros se interseca con, y está fijado a, al menos uno de los cuartos aros, y en el cual cada uno de los cuartos aros se interseca con, y está fijado a, al menos uno de los terceros aros, de manera tal que los aros terceros y cuartos forman una estructura rígida que se extiende entre los miembros de base segundo y tercero.

Con una disposición como tal, el componente de tren de aterrizaje de la aeronave puede ser adecuado para una mayor variedad de aplicaciones.

El componente de tren de aterrizaje de la aeronave puede comprender además al menos un segundo miembro alargado alineado con el segundo eje longitudinal, intersecando con, y estando fijado el segundo miembro alargado a al menos uno de los terceros aros y a al menos uno de los cuartos aros. Con una disposición como tal, el componente puede tener una mejor rigidez a la flexión.

Los aros terceros y cuartos pueden formar una parte cilíndrica del componente de tren de aterrizaje de la aeronave.

Los ejes longitudinales primero y segundo pueden estar a lo largo de la misma línea. Con una disposición como tal, el componente puede proporcionar una conexión más simple.

El componente del tren de aterrizaje de la aeronave puede comprender además un cojinete para acoplarse a un fuselaje o a un segundo componente del tren de aterrizaje de la aeronave. Con una disposición como tal, se puede utilizar el tren de aterrizaje de la aeronave como viga de bogie o puntal.

Al menos uno de los miembros base puede definir el cojinete.

Cada uno de los miembros de base primero, segundo y tercero puede definir al menos un cojinete. Esto podría hacer que el componente de tren de aterrizaje de la aeronave sea especialmente adecuado para su uso como viga de bogie.

El componente puede comprender una viga de bogie.

El componente puede comprender además una cubierta, rodeando la cubierta la primera y la segunda pluralidad de aros. Alternativamente, la cubierta puede cubrir solo una pluralidad de aros. La cubierta puede reducir el ruido aeroacústico generado por el componente.

La cubierta puede comprender una parte estructural del componente. Esto puede permitir que el componente general se haga más liviano.

Un segundo aspecto de la invención proporciona un tren de aterrizaje que comprende: una primera parte dispuesta para conectarse a una aeronave, una segunda parte dispuesta para entrar en contacto con el suelo y un componente de tren de aterrizaje de aeronave según la primera parte.

Un tercer aspecto de la invención proporciona un método según la reivindicación 15.

En un cuarto aspecto de la invención, el componente puede comprender un componente de unidad de aeronave dispuesto para formar parte de una unidad de aeronave distinta de una unidad de tren de aterrizaje. Las características opcionales del primer aspecto se pueden aplicar al componente de unidad de aeronave del cuarto aspecto de una manera análoga.

Breve descripción de los dibujos

A continuación se describirán realizaciones de la invención con referencia a los dibujos adjuntos, en los cuales:

La Figura 1 es un diagrama de una aeronave;

Las Figuras 2a a 2e son diagramas de un conjunto de tren de aterrizaje de una aeronave;

La Figura 3 es un diagrama de un componente del tren de aterrizaje según una realización de la invención; y

La Figura 4 es una vista ampliada de parte del componente del tren de aterrizaje de la Figura 3.

Descripción detallada de realización(es)

La Figura 1 es un diagrama de una aeronave 10. La aeronave 10 incluye unidades tales como un tren de aterrizaje delantero 12, un tren de aterrizaje principal 14 y motores 16. Otras unidades de una aeronave resultarán evidentes para el experto en la materia. Una unidad de una aeronave puede ser un grupo de piezas interconectadas que están dispuestas con el fin de ser acopladas a una o más de otras unidades de una aeronave, formando otra unidad. El término aeronave, como se usa en este documento, incluye aviones, helicópteros, UAV y otros similares.

Con referencia ahora a las Figuras 2a a 2e, una unidad de una aeronave, más específicamente, una unidad de tren de aterrizaje de una aeronave, se muestra de forma general con el número 14. La unidad de tren de aterrizaje 14 incluye un soporte plegable 18, una conexión de bloqueo 20 y una unidad de resorte de bloqueo inferior 22 montado en el soporte 18 y dispuesto para obligar a la conexión de bloqueo 20 a asumir un estado bloqueado. La unidad de tren de aterrizaje también incluye un puntal amortiguador de impacto principal 24, que comprende un accesorio principal 26 y un tubo deslizante 28, así como un par de conjuntos de rueda y freno 30 acoplados de forma pivotante a un extremo inferior del tubo deslizante 28 mediante una viga de bogie alargada 29.

La unidad de tren de aterrizaje de la aeronave se puede mover entre una condición desplegada, para el despegue y aterrizaje, y una condición replegada para el vuelo. Se proporciona un actuador (no mostrado) para mover el tren de aterrizaje entre la condición desplegada y la condición replegada. Este actuador se conoce en la técnica como un actuador de retracción y se puede proporcionar más de uno. Un actuador de retracción puede tener un extremo acoplado a la estructura de la aeronave y otro extremo acoplado al puntal principal de manera que la extensión y retracción del actuador da como resultado el movimiento del puntal principal entre las condiciones desplegada y replegada.

El soporte 18 sirve para dar apoyo a la orientación del accesorio principal 26 cuando el tren de aterrizaje está en la condición desplegada. El soporte 18 incluye de forma general una articulación de dos barras que se puede desplegar para asumir una condición, de forma general, recta o alineada sobre el centro, en la que el soporte 18 está bloqueado para inhibir el movimiento del accesorio principal, como se muestra en las Figuras 2c y e. Cuando se pone fin al soporte, ya no se evita el movimiento pivotante del accesorio principal 26, y el accesorio principal 26 puede ser movido por el actuador de retracción hacia la condición replegada, como se muestra en la Figura 2a. Durante el vuelo, el soporte 18 está dispuesto en la condición plegada, mientras que, durante el despegue y el aterrizaje, el soporte 18 está dispuesto en la condición de forma general recta o alineada. Algunas unidades de tren de aterrizaje principales incluyen un par de soportes acoplados a un puntal amortiguador de impacto común.

El soporte 18 tiene un brazo de soporte superior alargado 18a que tiene un extremo inferior que define un par de orejetas acopladas de manera pivotante mediante un pasador pivotante 32 a un par de orejetas definidas en un extremo superior de un brazo de soporte inferior alargado 18b. Por lo tanto, los brazos de soporte 18a y 18b pueden moverse de forma pivotante una con respecto a la otra alrededor del pasador pivotante 32. El extremo superior del brazo de soporte superior 18a define un par de orejetas que están acopladas de manera pivotante a una orejeta de un conector 34 que, a su vez, está acoplado de forma pivotante al fuselaje 11. El extremo inferior del brazo de soporte inferior 18b define un par de orejetas acopladas de manera pivotante a una orejeta de un conector 36 que, a su vez, está acoplado de manera pivotante al accesorio principal 26.

La conexión de bloqueo 20 tiene un brazo de conexión superior alargado 20a que tiene un extremo inferior acoplado de forma pivotante a un extremo superior de un brazo de conexión inferior alargado 20b mediante un pasador pivotante 38. Por lo tanto, los brazos de conexión 20a y 20b pueden moverse de forma pivotante una con respecto a la otra alrededor del pasador pivotante 38. Un extremo superior del brazo de conexión superior 20a define un par de orejetas que están acopladas de manera pivotante a una orejeta de un conector 40 que, a su vez, está acoplado de manera pivotante al puntal principal 26. Un extremo inferior del brazo de conexión inferior 20b define una orejeta que está acoplada de manera pivotante a las orejetas de los brazos de soporte 18a, 18b mediante el pasador pivotante 32. Las orejetas del brazo de soporte superior 18a están dispuestas entre las orejetas del brazo de soporte inferior 18b y las orejetas del brazo de conexión inferior 20b.

Cuando la conexión de bloqueo 20 está en la condición de bloqueo, como se ilustra en las Figuras 2d y 2e, los brazos de conexión superior e inferior 20a, 20b están alineados, de forma general, longitudinalmente o coaxiales, y pueden estar centrados 'uno sobre el otro', de modo tal que la conexión de bloqueo 20 está dispuesta para oponerse a una fuerza que intenta plegar el soporte 18, con el fin de mover el conjunto de tren de aterrizaje desde la condición desplegada hacia la condición replegada. La conexión de bloqueo 20 debe cambiarse para permitir que el soporte 18 se pliegue, permitiendo de este modo que el accesorio principal 26 sea movido por el actuador de retracción hacia la condición replegada.

Generalmente se proporcionan uno o más resortes de bloqueo inferiores 22 para ayudar a mover la unidad de tren de aterrizaje a la condición desplegada y para bloquearlo en ese estado haciendo la conexión de bloqueo. Los resortes de bloqueo inferiores 22 también inhiben el desbloqueo accidental de la conexión de bloqueo. Los resortes de bloqueo inferiores 22 son generalmente resortes helicoidales de aleación de titanio, que se pueden acoplar entre la conexión de bloqueo y otra parte de la unidad de tren de aterrizaje, tal como un brazo del conjunto de soporte, como se muestra en las Figuras 2b y 2e. El conjunto de resorte 22 está dispuesto para desviar la conexión de bloqueo 20 hacia la condición de bloqueo mediante la tensión del resorte. Un extremo distal del resorte 22a está acoplado al brazo de soporte inferior 18b por medio de una formación de acoplamiento inferior 22b que, a su vez, está acoplada a un punto de anclaje definido por el conector inferior 22c.

El resorte helicoidal del conjunto de resorte 26 está en su condición más corta cuando la unidad de tren de aterrizaje está en la condición desplegada, como se muestra en la Figura 2e, y en su condición más larga cuando la unidad de tren de aterrizaje se acerca a la condición replegada, como se muestra en la Figura 2b. A medida que la unidad de tren de aterrizaje se retrae hacia la condición replegada, el resorte de cada conjunto de resorte se extiende, dando como resultado un aumento de la carga del resorte y de la tensión de torsión.

Con referencia a la Figura 2e, un actuador de soporte de bloqueo 42 está acoplado entre el brazo de soporte superior 18a y el brazo de conexión inferior 20b y está dispuesto para mover de forma pivotante los brazos de conexión 20a, 20b con el fin de "bloquear" y "desbloquear" la conexión de bloqueo 20, como se ilustra en la Figura 2c. El actuador 42 puede cambiar la conexión de bloqueo 20 contra la desviación del resorte de bloqueo hacia abajo, permitiendo que la unidad de tren de aterrizaje se pliegue y guarde como se describió anteriormente.

Como se apreciará a partir de lo anterior, varios conjuntos de las aeronaves incluyen un elemento estructural que, durante el uso, está dispuesto para reaccionar directa o indirectamente a la carga aplicada por otro conjunto de la aeronave; por ejemplo, un cilindro exterior (accesorio principal) o cilindro interior (tubo deslizante) de un puntal amortiguador de impacto, un bogie o viga de camión, tirantes laterales o tirantes de bloqueo, ejes y palancas de rueda de una unidad de una aeronave.

Con referencia ahora a la Figura 3, se muestra de forma general con 30 un componente del tren de aterrizaje según una realización de la invención.

En este ejemplo, el conjunto 30 es una viga de bogie 30.

La viga de bogie 30 comprende un cojinete primario 32 ubicado de forma central. El cojinete primario 32 tiene la forma de un cilindro que se extiende transversalmente a través de la viga de bogie 30 y está abierto en ambos extremos para definir un orificio para recibir un pasador de bisagra de bogie, por medio del cual la viga de bogie 30 se puede acoplar de manera pivotante a un tubo deslizante de un puntal amortiguador de impacto.

La viga de bogie 30 comprende además un par de cojinetes de eje 34. Cada cojinete de eje 34 tiene la forma de un cilindro que se extiende transversalmente a través de la viga de bogie 30 y está abierto en ambos extremos para definir un orificio para recibir un eje, sobre el que se pueden montar unidades de rueda y freno.

El cojinete primario 32 está conectado a los cojinetes de eje 34 mediante secciones de viga alargadas 36.

Si bien la realización descrita anteriormente se refiere a una viga de bogie, la presente divulgación es adaptable para ser utilizada en relación con otros componentes del tren de aterrizaje tales como los elementos estructurales descritos anteriormente. Cuando se usa con otros componentes del tren de aterrizaje, el número de cojinetes puede ser diferente de 3, las secciones de viga alargadas 36 pueden ser más o menos de dos y las secciones de viga alargada no requieren estar alineadas como se muestra en la Figura 3, pero pueden ser perpendiculares, por ejemplo.

Con referencia además a la Figura 4, cada sección de viga alargada 36 está formada por una pluralidad de aros que se cruzan para definir, en general, un cuerpo de forma general cilíndrica. Cada sección de viga alargada 36 tiene un eje longitudinal L.

Más específicamente, una pluralidad de primeros aros 38 están orientados a 45° con respecto al eje longitudinal L de la viga de bogie 30. Una pluralidad de segundos aros 40 están orientados a 135° con respecto al eje longitudinal L de la viga de bogie 30 de manera que están orientados a 90° con respecto a los primeros aros 38. Los primeros aros 38 están separados axialmente entre sí por una primera distancia D1. Los segundos aros 40 están separados axialmente entre sí por una segunda distancia D2, que en esta realización es igual a la primera distancia D1.

La sección de viga alargada 36 también tiene un larguero 42, que es un miembro recto que interseca tanto los primeros aros 38 como los segundos aros 40. En la realización mostrada en las Figuras 3 y 4, hay 8 largueros 42. Sin embargo, se pueden utilizar diferentes números de largueros 42.

En una realización alternativa, los primeros aros 38, los segundos aros 40 y los largueros 42 pueden disponerse para definir, en un espacio negativo entre las características, triángulos aproximadamente equiláteros en la superficie del cuerpo de forma general cilíndrica.

La sección de viga alargada 36 puede cubrirse con una cubierta (no mostrada). Una cubierta como tal puede ser una superficie estructural chapada que aumenta la rigidez estructural de la sección de viga alargada 36. La cubierta también puede ser no estructural y puede mejorar las propiedades aerodinámicas del componente 30 del tren de aterrizaje.

Se entenderá que los primeros aros 38, los segundos aros 40 y los largueros 42 pueden conformarse todos simultáneamente usando un proceso de fabricación aditiva por capas. Un proceso como tal tendría el efecto de que los primeros aros 38, los segundos aros 40 y los largueros 42 pueden cruzarse sin ninguna línea de unión y pueden formar una estructura continua.

Cabe señalar que las realizaciones antes mencionadas ilustran, más que limitar la invención, y que los expertos en la técnica serán capaces de diseñar muchas realizaciones alternativas sin apartarse del alcance de la invención tal como se define en las reivindicaciones adjuntas. En las reivindicaciones, los signos de referencia colocados entre paréntesis no se interpretarán como limitantes de las reivindicaciones. La palabra "que comprende" no excluye la presencia de elementos o pasos distintos de los enumerados en cualquier reivindicación o en la especificación en su conjunto. La referencia singular de un elemento no excluye la referencia plural de dichos elementos, y viceversa. Partes de la invención pueden implementarse por medio de un hardware que comprenda varios elementos distintos. En una reivindicación de dispositivo que enumera varias partes, varias de estas partes pueden estar incorporadas en un mismo elemento de hardware. El mero hecho de que se mencionen determinadas medidas en reivindicaciones mutuamente dependientes diferentes no indica que una combinación de estas medidas no pueda utilizarse de manera ventajosa.

Claims (15)

REIVINDICACIONES

1. Un componente de tren de aterrizaje de aeronave (30) que comprende

un primer miembro de base (32, 34) y un segundo miembro de base (32, 34) separados a lo largo de un primer eje longitudinal (L),

caracterizado por que comprende:

una pluralidad de primeros aros paralelos (38), extendiéndose cada primer aro (38) a lo largo del primer eje longitudinal (L) y alineado en un plano orientado en un primer ángulo distinto de cero con respecto al primer eje longitudinal (L), y una pluralidad de segundos aros paralelos (40), extendiéndose cada segundo aro (40) a lo largo del primer eje longitudinal (L) y alineado en un plano orientado en un segundo ángulo distinto de cero con respecto al primer eje longitudinal (L), siendo el segundo ángulo distinto de cero diferente del primer ángulo distinto de cero,

en donde cada uno de los primeros aros (38) se interseca con, y está fijado a, al menos uno de los segundos aros (40), y

en donde cada uno de los segundos aros (40) se interseca con, y está fijado a, al menos uno de los primeros aros (38) de manera tal que los aros primeros (38) y segundos (40) forman una estructura rígida que se extiende entre el primer y el segundo miembros de base (32, 34).

2. El componente (30) del tren de aterrizaje de la aeronave de la reivindicación 1, que comprende además al menos un miembro alargado (42) alineado con el primer eje longitudinal (L), intersecándose con, y fijándose el miembro alargado (42) a uno o más de los primeros aros (38) y uno o más de los segundos aros (40).

3. El componente del tren de aterrizaje de la aeronave (30) de la reivindicación 1 o 2, en donde los aros primeros (38) y segundos (40) forman una parte cilíndrica del componente de tren de aterrizaje de la aeronave (30).

4. El componente de tren de aterrizaje de aeronave (30) de cualquier reivindicación anterior, que comprende además:

un tercer miembro de base, separado del segundo miembro de base (32, 34) a lo largo de un segundo eje longitudinal, una pluralidad de terceros aros paralelos, estando distribuido cada tercer aro a lo largo del segundo eje longitudinal y alineado en un plano orientado en un tercer ángulo distinto de cero con respecto al segundo eje longitudinal, y una pluralidad de cuartos aros paralelos, estando distribuido cada cuarto aro a lo largo del segundo eje longitudinal y alineado en un plano orientado en un cuarto ángulo distinto de cero con respecto al segundo eje longitudinal, siendo el cuarto ángulo distinto de cero diferente del tercer ángulo distinto de cero,

en donde cada uno de los terceros aros se interseca con, y está fijado a, al menos uno de los cuartos aros, y en donde cada uno de los cuartos aros se interseca con, y está fijado a, al menos uno de los terceros aros, de tal manera que los aros terceros y cuartos forman una estructura rígida que se extiende entre el segundo (32, 34) y el tercer miembros de base.

5. El componente (30) del tren de aterrizaje de aeronave de cualquier reivindicación anterior, que comprende además al menos un segundo miembro alargado alineado con el segundo eje longitudinal, intersecando con, y estando fijado el segundo miembro alargado a al menos un tercer y al menos un cuarto aro.

6. El componente de tren de aterrizaje de aeronave (30) de cualquier reivindicación anterior, en donde las pluralidades de aros terceros y cuartos forman una parte cilíndrica del componente de tren de aterrizaje de aeronave (30).

7. El componente (30) del tren de aterrizaje de aeronave de cualquier reivindicación anterior, en donde el primer y segundo ejes longitudinales se encuentran a lo largo de la misma línea.

8. El componente (30) del tren de aterrizaje de la aeronave de cualquier reivindicación anterior, que comprende además al menos un cojinete (32, 34) para acoplarse a un segundo componente del tren de aterrizaje de aeronave.

9. El componente de tren de aterrizaje de avión (30) de la reivindicación 8, en donde al menos uno de los miembros de base (32, 34) define el cojinete.

10. El componente de tren de aterrizaje de avión (30) de la reivindicación 9, en donde el primer, segundo y tercer miembros de base (32, 34) definen cada uno al menos un cojinete.

11. El componente (30) de tren de aterrizaje de aeronave de cualquier reivindicación anterior, en donde el componente es una viga de bogie.

12. El componente (30) de tren de aterrizaje de aeronave de cualquier reivindicación anterior, que comprende además una cubierta, rodeando la cubierta la primera (38) y la segunda (40) pluralidad de aros.

13. El componente (30) de tren de aterrizaje de avión de la reivindicación 12, en donde la cubierta es una parte estructural del componente.

14. Un tren de aterrizaje (14) que comprende:

una primera parte dispuesta para conectarse a una aeronave (10),

una segunda parte dispuesta para entrar en contacto con el suelo, y

el componente de tren de aterrizaje de aeronave (30) de cualquier reivindicación anterior.

15. Un método de fabricación del componente de tren de aterrizaje de avión (30) de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13, que comprende:

la conformación de la primera (38) y la segunda (40) pluralidad de aros mediante la fabricación aditiva por capas.