ES2880749T3 - Conjunto de tren de aterrizaje de aeronave - Google Patents

Abstract

Un conjunto de tren de aterrizaje de aeronave que comprende: una parte de contacto con el terreno (30), una parte de fijación a la aeronave (34), y un componente (100) que comprende: un primer elemento de base (106) y un segundo elemento de base (108) separados a lo largo de un primer eje longitudinal (L1), una pluralidad de primeros puntos de conexión en el primer elemento de base dispuestos en un primer polígono regular, una pluralidad de segundos puntos de conexión en el segundo elemento de base dispuestos en un segundo polígono regular, teniendo el segundo polígono regular el mismo número de lados que el primer polígono regular, y una pluralidad de primeros travesaños rectos (104) fijados a los elementos de base primero y segundo en los puntos de conexión primero y segundo y que se extienden entre los elementos de base primero y segundo, alineado cada travesaño de forma oblicua al eje longitudinal.

Description

DESCRIPCIÓN

Conjunto de tren de aterrizaje de aeronave

Antecedentes de la invención

El peso de un conjunto de tren de aterrizaje de una aeronave puede afectar negativamente al consumo de combustible de una aeronave de la que forma parte.

El presente inventor ha ideado un nuevo tipo de componente de tren de aterrizaje de aeronave que puede tener un peso reducido en comparación con los correspondientes componentes de tren de aterrizaje de aeronave conocidos y que se puede incorporar a un conjunto de tren de aterrizaje de aeronave.

El documento EP 3275780 A1 describe travesaños de atado laterales con revestimiento delgado y conjuntos de trenes de aterrizaje, y el documento FR 3035605 A1 describe un travesaño tubular hueco rigidizado mediante la variación de los porcentajes de los componentes de las aleaciones durante el funcionamiento.

Compendio de la invención

Un primer aspecto de la invención proporciona un conjunto de tren de aterrizaje de aeronave que comprende: una parte de contacto con el terreno, una parte de fijación a la aeronave, y un componente que comprende: un primer elemento de base y un segundo elemento de base separados a lo largo de un primer eje longitudinal, una pluralidad de primeros puntos de conexión en el primer elemento de base dispuestos en un primer polígono regular, una pluralidad de segundos puntos de conexión en el segundo elemento de base dispuestos en un segundo polígono regular, teniendo el segundo polígono regular el mismo número de lados que el primer polígono regular, y una pluralidad de primeros travesaños rectos fijados a los elementos de base primero y segundo en los puntos de conexión primero y segundo y que se extienden entre los elementos de base primero y segundo, estando cada travesaño alineado de forma oblicua al eje longitudinal.

Con una disposición de este tipo, se proporciona un componente de tren de aterrizaje de aeronave que tiene una forma hiperboloide y que tiene un peso inferior.

El componente del conjunto de tren de aterrizaje de aeronave puede comprender además una pluralidad de primeras argollas, estándo acoplada cada una de las primeras argollas al menos a dos de los primeros travesaños, estando las primeras argollas dispuestas en un plano normal al primer eje longitudinal.

Con una disposición de este tipo, los travesaños se pueden estabilizar mejor.

Los primeros travesaños pueden converger desde el primer polígono regular hasta el segundo polígono regular. Con una disposición de este tipo, se puede formar un componente de tren de aterrizaje más resistente, ya que el área de la sección transversal mínima definida por los travesaños se encuentra en un elemento de base.

La pluralidad de primeros travesaños puede comprender al menos cinco travesaños.

Con una disposición de este tipo, los travesaños se pueden fabricar más ligeros.

La pluralidad de primeros travesaños puede comprender travesaños que se intersecan. Opcionalmente, los travesaños se intersecan con un ángulo de entre 80° y 40°, y opcionalmente, los travesaños se intersecan con un ángulo de entre 70° y 50°.

Con una disposición de este tipo, el componente puede tener una mejor rigidez torsional.

El componente del conjunto de tren de aterrizaje de aeronave puede comprender además: un tercer elemento de base separado del segundo elemento de base a lo largo de un segundo eje longitudinal, una pluralidad de terceros puntos de conexión en el segundo elemento de base dispuestos en un tercer polígono regular, una pluralidad de cuartos puntos de conexión dispuestos en el tercer elemento de base en un cuarto polígono regular, teniendo el cuarto polígono regular el mismo número de lados que el tercer polígono regular, y una pluralidad de travesaños rectos fijados a los elementos de base segundo y tercero en los puntos de conexión tercero y cuarto y que se extienden entre los elementos de base segundo y tercero, alineado cada travesaño de forma oblicua al segundo eje longitudinal.

Con una disposición de este tipo, se puede formar una mayor variedad de formas del componente de tren de aterrizaje de aeronave.

Los ejes longitudinales primero y segundo pueden ser colineales.

El tren de aterrizaje de aeronave puede comprender además una pluralidad de segundas argollas, estado cada una de las segundas argollas acoplada al menos a dos de los segundos travesaños, estando las segundas argollas dispuestas en un plano normal al segundo eje longitudinal.

Con una disposición de este tipo, los segundos travesaños se pueden estabilizar mejor.

Los segundos travesaños pueden converger desde el tercer polígono regular hasta el cuarto polígono regular.

Con una disposición de este tipo, se puede formar un componente de tren de aterrizaje más resistente, ya que el área de la sección transversal mínima definida por los travesaños se encuentra en un elemento de base.

El segundo polígono regular puede ser mayor que el primer polígono regular. Con una disposición de este tipo, el componente de tren de aterrizaje puede tener mejor rigidez a la flexión.

El tercer polígono regular puede ser mayor que el cuarto polígono regular. Con una disposición de este tipo, el componente de tren de aterrizaje puede tener mejor rigidez a la flexión.

La pluralidad de segundos travesaños puede comprender al menos cinco travesaños. Con una disposición de este tipo, los travesaños se pueden fabricar más ligeros.

La pluralidad de segundos travesaños puede comprender travesaños que se intersecan. Con una disposición de este tipo, el componente de tren de aterrizaje puede tener una mejor rigidez torsional.

Al menos uno, y opcionalmente dos, de los elementos de base puede ser una orejeta para fijar el componente de tren de aterrizaje de la aeronave a un segundo componente de tren de aterrizaje de la aeronave.

Igualmente, la orejeta se puede disponer para la conexión a un componente de un fuselaje. El componente de tren de aterrizaje de la aeronave puede ser un puntal del tren de aterrizaje.

Los travesaños se pueden conformar mediante la fabricación aditiva por capas.

De acuerdo con un segundo aspecto de la presente invención, se proporciona un método de acuerdo con la reivindicación 15.

El método puede comprender además la soldadura de la primera y/o segunda pluralidad de travesaños a uno de los elementos de base.

Breve descripción de los dibujos

Se describirán ahora las formas de realización de la invención con referencia a los dibujos adjuntos, en los que:

La Figura 1 es un diagrama de una aeronave;

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

La Figura 3 es un diagrama de un conjunto de aeronave de acuerdo con una forma de realización de la invención; y

La Figura 4 es una vista ampliada de parte del conjunto de la aeronave.

Descripción detallada de forma(s) de realización

La Figura 1 es un diagrama de una aeronave 10. La aeronave 10 incluye conjuntos tales como un tren de aterrizaje de morro 12, un tren de aterrizaje principal 14 y motores 16. Otros conjuntos de aeronave serán evidentes para el experto en la técnica. Un conjunto de aeronave puede ser un grupo de partes interconectadas que se disponen para acoplarse a uno o más conjuntos de aeronave como una unidad. El término aeronave, según se utiliza en la presente memoria, incluye aviones, helicópteros, vehículos aéreos no tripulados y similares.

Con referencia ahora a las Figuras 2a a 2e, un conjunto de aeronave, concretamente un conjunto de tren de aterrizaje de aeronave, se muestra de manera general en 14. El conjunto de tren de aterrizaje 14 incluye un tirante plegable 18, una conexión de bloqueo 20 y un conjunto de muelle de bloqueo descendente 22 montado en el tirante 18 y dispuesto para impulsar al enlace de bloqueo 20 a adoptar un estado bloqueado. El conjunto de tren de aterrizaje también incluye un puntal amortiguador principal 24, que comprende un herraje principal 26 y un tubo deslizante 28, así como un par de conjuntos de rueda y freno 30 acoplados con capacidad de giro a un extremo inferior del tubo deslizante 28 por medio de un travesaño bogíe alargado.

El conjunto de tren de aterrizaje de la aeronave se puede mover entre un estado desplegado para el despegue y el aterrizaje, y un estado replegado para el vuelo. Se proporciona un actuador (no mostrado) para mover el tren de aterrizaje entre el estado desplegado y el estado replegado. Este actuador se conoce en la técnica como actuador de retracción, y se puede proporcionar más de uno. Un actuador de retracción puede tener un extremo acoplado al fuselaje y otro extremo acoplado al puntal principal, de tal manera que la extensión y retracción del actuador de como resultado el movimiento del puntal principal entre los estados de despliegue y replegado.

El tirante 18 se utiliza para soportar la orientación del herraje principal 26 cuando el tren de aterrizaje se encuentra en el estado desplegado. El tirante 18 incluye generalmente una conexión de dos barras que se puede desplegar para adoptar una condición generalmente recta o alineada sobre el centro en la que el tirante 18 se bloquea para limitar el movimiento del herraje principal, según se muestra en las Figuras 2c y 2e. Cuando el tirante se rompe, ya no impide el movimiento de giro del herraje principal 26 y el herraje principal 26 se puede mover mediante el actuador de retracción hacia el estado replegado, según se muestra en la Figura 2a. Durante el vuelo, el tirante 18 se dispone en el estado plegado, mientras que durante el despegue y el aterrizaje el tirante 18 se dispone en el estado generalmente recto o el estado alineado. Algunos conjuntos de tren de aterrizaje principal incluyen un par de tirantes acoplados a un puntal amortiguador común.

El tirante 18 tiene un brazo superior 18a alargado que tiene un extremo inferior que define un par de orejetas acopladas con capacidad de giro a través de un pasador de giro 32 a un par de lengüetas definidas en un extremo superior de un brazo de atado inferior 18b alargado. Los brazos de atado 18a y 18b, por consiguiente, pueden girar uno con respecto al otro alrededor del pasador de giro 32. El extremo superior del brazo de atado superior 18a define un par de orejetas que se acoplan con capacidad de giro a una orejeta de un conector 34 que a su vez está acoplado con capacidad de giro al fuselaje 11. El extremo inferior del brazo de atado inferior 18b define un par de orejetas acopladas con capacidad de giro a una orejeta de un conector 36 que a su vez está acoplado con capacidad de giro al herraje principal 26.

La conexión de bloqueo 20 tiene un brazo de conexión superior alargado 20a que tiene un extremo inferior acoplado con capacidad de giro a un extremo superior de un brazo de conexión inferior alargado 20b por medio de un pasador de giro 38. Los brazos de conexión 20a, 20b, por consiguiente, se pueden mover con capacidad de giro uno con respecto al otro alrededor del pasador de giro 38. Un extremo superior del brazo de conexión superior 20a define un par de orejetas que se acoplan con capacidad de giro a una orejeta de un conector 40 que a su vez está acoplado con capacidad de giro al puntal principal 26. Un extremo inferior del brazo de conexión inferior 20b define una orejeta que se acopla con capacidad de giro a las orejetas de los brazos de atado 18a, 18b por medio del pasador de giro 32. Las orejetas del brazo de atado superior 18a se disponen entre las orejetas del brazo de atado inferior 18b y las orejetas del brazo de conexión inferior 20b.

Cuando la conexión de bloqueo 20 está en el estado de bloqueo, según se ilustra en las Figuras 2d y 2e, los brazos de conexión superior e inferior 20a, 20b generalmente se alinean longitudinalmente o son coaxiales, y pueden estar "sobrecentrados", de tal manera que la conexión de bloqueo 20 se dispone para oponerse a una fuerza que intenta plegar el tirante 18, con el fin de mover el conjunto de tren de aterrizaje desde el estado desplegado hacia el estado replegado. Para permitir que el tirante 18 se pliegue se debe romper la conexión de bloqueo 20, permitiendo de este modo que el actuador de retracción mueva el herraje principal 26 hacia el estado replegado.

Generalmente se proporcionan uno o más muelles de bloqueo descendente 22 para ayudar a mover el conjunto de tren de aterrizaje al estado desplegado y bloquearlo en ese estado realizando la conexión de bloqueo. Los muelles de bloqueo descendente 22 también impiden que la conexión de bloqueo se desbloquee accidentalmente. Los muelles de bloqueo descendente 22 generalmente son muelles helicoidales de aleación de titanio, que se pueden acoplar entre la conexión de bloqueo y otra parte del conjunto de tren de aterrizaje, tal como un brazo del conjunto de atado, según se muestra en las Figuras 2b y 2e.

El conjunto de muelles 22 se dispone para forzar la conexión de bloqueo 20 hacia el estado de bloqueo por medio de la tensión del muelle. Un extremo distal del muelle 22a se acopla al brazo de atado 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 muelle helicoidal del conjunto de muelles 26 es el más corto cuando el conjunto de tren de aterrizaje se encuentra en el estado desplegado, según se muestra en la Figura 2e, y el más largo cuando el conjunto de tren de aterrizaje se acerca a el estado replegado, según se muestra en la Figura 2b. A medida que el conjunto de tren de aterrizaje se retrae hacia el estado replegado, el muelle de cada conjunto de muelles se extiende, lo que da como resultado un aumento de la carga del muelle y del esfuerzo de torsión.

Con referencia a la Figura 2e, un actuador del tirante de bloqueo 42 se acopla entre el brazo de atado superior 18a y el brazo de conexión inferior 20b y se dispone para mover con capacidad de giro los brazos de conexión 20a, 20b con el fin de "bloquear" y "desbloquear" la conexión de bloqueo 20, según se ilustra en la Figura 2c. El actuador 42 puede romper la conexión de bloqueo 20 contra el forzado del muelle de bloqueo descendente, permitiendo que el conjunto de tren de aterrizaje se pliegue y repliegue según se ha descrito anteriormente.

Como se apreciará a partir de lo anterior, diversos conjuntos de aeronaves incluyen un elemento estructural que, durante la utilización, se dispone para reaccionar directa o indirectamente a la carga que le aplica otro conjunto de la aeronave; por ejemplo, un cilindro exterior (herraje principal) o un cilindro interior (tubo deslizante) de un puntal amortiguador de un conjunto de aeronave, un travesaño de bogíe o de vagoneta, tirantes laterales o tirantes de bloqueo, ejes y palancas de ruedas.

La Figura 3 muestra un componente de tren de aterrizaje 100, que se puede incorporar dentro de un conjunto de tren de aterrizaje de acuerdo con una forma de realización de la invención.

El componente de tren de aterrizaje 100 puede formar un puntal de un tren de aterrizaje, o puede ser uno cualquiera de un tirante, una varilla de freno, un elemento de refuerzo, o cualquier otro enlace en tensión o compresión.

El componente de tren de aterrizaje 100 se forma, en esencia, a partir de dos estructuras hiperboloides 102. Las estructuras hiperboloides 102 están formadas cada una por una pluralidad de travesaños rectos 104. Las travesaños rectos 104 se conectan cada uno a un anillo de unión 106 y a una orejeta 108. El anillo de unión 106 está separado de cada orejeta 108 a lo largo de un eje longitudinal L1, L2 que discurre entre los puntos medios del anillo de unión 106 y la orejeta 108 respectiva. Las argollas 110 se disponen de forma, en esencia, normal al eje longitudinal L1, L2 y se fijan a los travesaños 104.

Los travesaños rectos 104 se conectan al anillo de unión 106 y a la orejeta 108 en una disposición, en esencia, circular. Como comprenderá un experto en la técnica, los puntos en los que los travesaños 104 se unen al anillo de unión 106 se aproximarán a un círculo y formarán los vértices de un polígono regular. Igualmente, la forma exterior de la estructura formada por los travesaños 104 no será un verdadero hiperboloide, pero se aproximará a uno. La forma hiperboloide formada puede ser cualquier sección de una forma hiperboloide; no se requiere que la forma global tenga una cualidad convergente-divergente.

La forma hiperboloide se consigue mediante la pluralidad de travesaños 104 cada uno de los cuales discurre de forma oblicua al eje longitudinal L1, L2 (es decir, no paralelo al eje y no sobre una línea de intersección del eje). Como se ha explicado anteriormente, los travesaños 104 se unen al anillo de unión 106 de tal manera que los puntos de unión forman un polígono regular. Un polígono regular similar se formará por los puntos de unión de los travesaños 104 con la orejeta 108. Sin embargo, el polígono de puntos de unión formado en la orejeta 108 será giratorio alrededor del eje longitudinal L1, L2 con respecto al polígono formado en el anillo de unión 106.

Los travesaños 104, y opcionalmente las argollas 110, se pueden formar mediante un proceso de fabricación aditivo. En un proceso de este tipo, el anillo de unión 106 se puede utilizar como base y los travesaños 104 y las argollas 110 se pueden formar mediante un proceso aditivo en el que la estructura se construye sobre el anillo de unión 106. A continuación, las orejetas 108 se pueden soldar a los travesaños 104, por ejemplo.

Aunque se ilustra un anillo de unión 106, el anillo de unión 106 se puede sustituir por un cubo o una esfera. Una disposición de este tipo permitiría que los ejes L1, L2 no fueran colineales, por ejemplo, cuando se forma un componente en forma de L.

El componente 100 se puede formar con una sola estructura hiperboloide 102. En el caso de componentes más simples, podría ser necesaria una sola estructura hiperboloide 102.

El ejemplo descrito anteriormente también tiene un único polígono regular formado por los puntos en los que los travesaños 104 se unen a las orejetas 108 y al anillo de unión 106. Sin embargo, los travesaños 104 pueden unir las orejetas 108 y/o el anillo de unión 106 de tal manera que se forma más de un polígono regular, por ejemplo, se pueden formar múltiples estructuras hiperboloides 102 superpuestas.

Se entenderá que los travesaños 104 y las argollas 110 se pueden formar de forma simultánea utilizando un proceso de fabricación aditiva por capas. Un proceso de este tipo tendría el efecto de que los travesaños 104 y las argollas 110 se pueden intersecar sin ninguna línea de unión, y pueden formar una estructura continua.

El componente de tren de aterrizaje 100 se puede cubrir con una cobertura (no mostrada). Una cobertura de este tipo puede ser una superficie estructural chapada que aumenta la rigidez estructural del componente de tren de aterrizaje 100. La cobertura también puede ser no estructural y puede mejorar las propiedades aerodinámicas del componente de tren de aterrizaje 100, por ejemplo, reduciendo el ruido aeroacústico.

Se debe tener en cuenta que las formas de realización mencionadas anteriormente ilustran más que limitan la invención, y que los expertos en la técnica serán capaces de diseñar muchas formas de realización alternativas sin apartarse del alcance de la invención tal según se define en las reivindicaciones adjuntas. En las reivindicaciones, cualquier signo de referencia colocado entre paréntesis no se interpretará como una limitación de las reivindicaciones.

La referencia singular de un elemento no excluye la referencia plural de dichos elementos y viceversa. Las partes de la invención se pueden implementar por medio de hardware que comprende varios elementos distintos. En una reivindicación de dispositivo que enumera varias partes, varias de estas partes se pueden incorporar por uno y el mismo elemento de hardware. El mero hecho de que se enumeren determinadas medidas en reivindicaciones dependientes mutuamente diferentes no indica que no se pueda utilizar con beneficios una combinación de estas medidas.

Claims (15)

REIVINDICACIONES

1. Un conjunto de tren de aterrizaje de aeronave que comprende:

una parte de contacto con el terreno (30),

una parte de fijación a la aeronave (34), y

un componente (100) que comprende:

un primer elemento de base (106) y un segundo elemento de base (108) separados a lo largo de un primer eje longitudinal (L1),

una pluralidad de primeros puntos de conexión en el primer elemento de base dispuestos en un primer polígono regular,

una pluralidad de segundos puntos de conexión en el segundo elemento de base dispuestos en un segundo polígono regular, teniendo el segundo polígono regular el mismo número de lados que el primer polígono regular, y

una pluralidad de primeros travesaños rectos (104) fijados a los elementos de base primero y segundo en los puntos de conexión primero y segundo y que se extienden entre los elementos de base primero y segundo, alineado cada travesaño de forma oblicua al eje longitudinal.

2. El conjunto de tren de aterrizaje de la aeronave de la reivindicación 1, en donde el componente comprende además varias primeras argollas (110), acoplándose cada primera argolla a al menos dos de los primeros travesaños, estando las primeras argollas dispuestas en un plano normal al primer eje longitudinal.

3. El conjunto de tren de aterrizaje de la aeronave de la reivindicación 1 o 2, en donde los primeros travesaños (104) son convergentes desde el primer polígono regular hasta el segundo polígono regular.

4. El conjunto de tren de aterrizaje de la aeronave de cualquier reivindicación anterior, en donde la pluralidad de primeros travesaños (104) comprende al menos cinco travesaños.

5. El conjunto de tren de aterrizaje de la aeronave de cualquier reivindicación anterior, en donde la pluralidad de primeros travesaños (104) comprende travesaños que se intersecan.

6. El conjunto de tren de aterrizaje de la aeronave de cualquier reivindicación anterior, en donde el componente (100) comprende además:

un tercer elemento de base (108) separado del segundo elemento de base a lo largo de un segundo eje longitudinal (L2),

una pluralidad de terceros puntos de conexión en el segundo elemento de base dispuestos en un tercer polígono regular,

una pluralidad de cuartos puntos de conexión dispuestos en el tercer elemento de base en un cuarto polígono regular, teniendo el cuarto polígono regular el mismo número de lados que el tercer polígono regular, y una segunda pluralidad de travesaños rectos (104) fijados a los elementos de base segundo y tercero en los puntos de conexión tercero y cuarto y que se extienden entre los elementos de base segundo y tercero, alineado cada travesaño de forma oblicua con el segundo eje longitudinal.

7. El conjunto de tren de aterrizaje de la aeronave de las reivindicaciones 2 y 6, en donde el componente comprende además una pluralidad de segundas argollas (110), estando acoplada cada segunda argolla a al menos dos de los segundos travesaños, estando dispuestas las segundas argollas en un plano normal al segundo eje longitudinal.

8. El conjunto de tren de aterrizaje de la aeronave de la reivindicación 6 o 7, en donde los segundos travesaños son convergentes desde el tercer polígono regular hasta el cuarto polígono regular.

9. El conjunto de tren de aterrizaje de la aeronave de una cualquiera de las reivindicaciones 6 a 8, en donde el segundo polígono regular es mayor que el primer polígono regular, y/o

en donde el tercer polígono regular es mayor que el cuarto polígono regular.

10. El conjunto de tren de aterrizaje de la aeronave de una cualquiera de las reivindicaciones 6 a 9, en donde la pluralidad de segundos travesaños comprende al menos cinco travesaños.

11. El conjunto de tren de aterrizaje de la aeronave de una cualquiera de las reivindicaciones 6 a 10, en donde la pluralidad de segundos travesaños comprende travesaños que se intersecan.

12. El conjunto de tren de aterrizaje de la aeronave de cualquier reivindicación anterior, en donde al menos uno, opcionalmente dos, de los elementos de base es una orejeta para fijar el componente de tren de aterrizaje de la aeronave a un segundo componente de tren de aterrizaje de la aeronave o a un componente de fuselaje.

13. El conjunto de tren de aterrizaje de la aeronave de cualquier reivindicación anterior, en donde el componente es un puntal del tren de aterrizaje.

14. El conjunto de tren de aterrizaje de la aeronave de cualquier reivindicación anterior, en donde los travesaños se conforman mediante fabricación aditiva por capas.

15. Un método de construcción de un componente de tren de aterrizaje de una aeronave (100), según se define en cualquier reivindicación anterior, que comprende:

conformar la primera y/o segunda pluralidad de travesaños mediante fabricación aditiva por capas.