ES2884132T3 - Dispositivo de lanzamiento de una carga enganchada debajo de una aeronave que comprende dos conjuntos de sistemas de bielas montados en paralelo - Google Patents

Abstract

Dispositivo (1) de lanzamiento de una carga (5) enganchada debajo de una aeronave (2), tal como un avión de caza o un helicóptero de combate, que comprende al menos: - un sistema extensible de lanzamiento en forma de pantógrafo (20) que puede tomar una primera posición replegada de sujeción de la carga (5), por ejemplo en una bodega de la aeronave, y una segunda posición desplegada de instalación de la carga (5) en el suelo o de lanzamiento de la misma en vuelo por alejamiento de esta última de la aeronave (2) por empuje vertical dirigido hacia abajo, comprendiendo el citado pantógrafo (20) de lanzamiento al menos dos pares de bielas articuladas (25, 26) unidas entre sí por intermedio de pivotes fijos (22) y móviles (21, 23, 24) que forman un conjunto de sistema de bielas (20a, 20b), - un gato (40) de activación del pantógrafo (20) provisto de un vástago de gato (42) al cual están unidos dos pivotes superiores móviles (21) del citado pantógrafo de lanzamiento (20), caracterizado por que el mismo comprende además una cuna intermedia (30) de soporte de la carga (5), por que el pantógrafo de lanzamiento (20) comprende dos conjuntos de sistemas de bielas (20a, 20b) idénticos montados en paralelo a lo largo de la cuna (30) y que funcionan en perfecta sincronización para el paso de una posición a la otra y por que los dos conjuntos de sistemas de bielas (20a, 20b) están dispuestos a una y otra parte de un plano (P) de simetría longitudinal de la cuna (30), estando la cuna (30) dividida longitudinalmente en dos partes (30a, 30b) a cada una de las cuales está fijado un conjunto de sistema de bielas (20a, 20b), y por que comprende además un pistón (60) unido indirectamente al gato de activación (40) y que comprende un vástago de pistón (62) de modo que, en una posición salida del vástago (42) del gato de activación (40) en la cual el pantógrafo de lanzamiento (20) está desple- gado, el vástago (62) del pistón (60) está salido.

Description

DESCRIPCIÓN

Dispositivo de lanzamiento de una carga enganchada debajo de una aeronave que comprende dos conjuntos de sistemas de bielas montados en paralelo

La presente invención concierne a un dispositivo para el accionamiento de un pantógrafo de lanzamiento de carga para aeronave.

Existen actualmente diferentes tipos de dispositivos para lanzar una carga enganchada debajo de una aeronave tal como un avión de caza o un helicóptero de combate. En general, estos comprenden principalmente medios de fijación de la carga debajo de la aeronave, por ejemplo en forma de rótulas (denominadas igualmente tulipas) de tipo conocido, un sistema extensible de soporte de carga en forma de pantógrafo, igualmente de tipo conocido, y al menos un gato de activación del pantógrafo. Estos sistemas permiten principalmente instalar una carga, sujetarla debajo de la aeronave sin que la misma se suelte de manera imprevista y eyectarla en vuelo.

En el marco del desarrollo de un nuevo tipo de aeronave, está previsto eyectar cargas a partir de una bodega. Esta nueva configuración modifica las condiciones de eyección al introducir perturbaciones aerodinámicas suplementaras con respecto a las eyecciones con una carga que está al exterior de la aeronave. En respuesta a este nuevo entorno, está previsto guiar la carga durante la fase de eyección. Las soluciones propuestas están basadas en un guiado por pantógrafo de tipo doble Y.

Existen varios sistemas de arquitectura de pantógrafo que permiten guiar la carga al tiempo que realizan el empuje de eyección. La patente FR 2824 044 describe un pantógrafo de este tipo, el cual está basado en una arquitectura de tipo doble Y, accionado por un actuador de desplazamiento lineal. Otro dispositivo de lanzamiento de una carga enganchada debajo de una aeronave es conocido por el documento GB 1156504 A.

Como se indicó anteriormente, una de las problemáticas de la eyección a partir de la bodega de una aeronave reside en el riesgo de interferencia de la carga que hay que eyectar con los bordes de la bodega. Este riesgo se incrementa con las turbulencias generadas por una bodega.

Una de las soluciones para minimizar este riesgo es por tanto guiar la carga durante la fase de eyección, lo que se traduce en aumentar la rigidez del sistema de eyección.

Una problemática específica asociada al confinamiento en bodega es igualmente la manipulación de la carga cuando la aeronave está en el suelo, es decir la acción de montarla en el interior de la bodega y descenderla en el caso en que la misma no haya sido lanzada durante la misión. La limitación de espacio confinado necesita disposiciones adecuadas y especialmente medios de manipulación lo más automáticos posibles.

Finalmente, conviene igualmente tener en cuenta las necesidades funcionales conexas siguientes (no específicas de una configuración en bodega):

- Restauración del sistema de eyección después del tiro;

- Sujeción y bloqueo/desbloqueo del sistema de activación y de eyección a la estructura del avión.

Sin embargo, en la patente FR 2824 044, no se explica cómo se manipula la carga en el suelo, ni cómo se sujeta durante el vuelo.

Un objetivo de la presente invención es por tanto resolver los problemas citados anteriormente y proponer una solución simple de implementar y fiable en numerosas configuraciones.

Así, la presente invención tiene por objeto un dispositivo de lanzamiento de una carga enganchada debajo de una aeronave, tal como un avión de caza o un helicóptero de combate, que comprende al menos:

- un sistema extensible de lanzamiento de la carga en forma de pantógrafo que puede tomar una primera posición replegada de sujeción de la carga, por ejemplo en el interior de una bodega de la aeronave, y una segunda posición desplegada de instalación de la carga en el suelo o de lanzamiento de la misma en vuelo por alejamiento de esta última de la aeronave por empuje vertical dirigido hacia abajo, comprendiendo el citado pantógrafo de lanzamiento al menos dos pares de bielas articuladas unidas entre sí por intermedio de pivotes fijos y móviles que forman un conjunto de sistemas de bielas,

- un gato de activación del pantógrafo provisto de un vástago al cual están unidos dos pivotes superiores móviles del citado pantógrafo de lanzamiento,

caracterizado por que el mismo comprende además una cuna intermedia de soporte de la carga y por que el pantógrafo de lanzamiento comprende dos conjuntos de sistemas de bielas idénticos montados en paralelo a lo largo de la cuna y que funcionan en perfecta sincronización para el paso de una posición a la otra.

Además, el dispositivo de acuerdo con la presente invención comprende las características siguientes:

- los dos conjuntos de sistemas de bielas están dispuestos a una y otra parte de un plano de simetría longitudinal de la cuna,

- la cuna está dividida transversalmente en dos partes a cada una de la cuales está fijado un conjunto de sistemas de bielas, y

- el dispositivo comprende además un pistón secundario unido indirectamente al gato de activación y que comprende un vástago de pistón de modo que, en la posición salida del vástago de activación en la cual el pantógrafo de lanzamiento está desplegado, el vástago del pistón secundario está salido.

Según modos de realización preferidos, el dispositivo conforme con la presente invención comprende al menos una de las características siguientes:

- el gato de activación está unido a los dos pivotes móviles superiores de cada conjunto de sistemas de bielas por intermedio de al menos uno, preferentemente dos, carros deslizantes longitudinalmente a lo largo de una estructura longitudinal rígida fijada a la aeronave;

- el carro móvil comprende un primer tope contra el cual puede apoyarse un segundo tope solidario del vástago del pistón secundario de modo que, para hacer pasar el pantógrafo de lanzamiento de la posición desplegada a la posición replegada, el segundo tope del pistón secundario empuja al primer tope del carro móvil haciendo entrar simultáneamente el vástago del citado pistón secundario y el vástago del gato de activación;

- el dispositivo comprende además rodillos móviles unidos a los pivotes móviles de cada conjunto de sistemas de bielas del pantógrafo de lanzamiento, comprendiendo los citados rodillos cojinetes y que circulan sobre carriles de guiado, solidarios de la estructura rígida de la aeronave;

- el pistón secundario es de tipo de doble efecto, por ejemplo hidráulico;

- el gato de activación es de tipo neumático, por ejemplo pirotécnico;

- el gato de activación comprende al menos dos impulsores pirotécnicos que provocan el desplazamiento lineal de los carros deslizantes, estando unido cada uno de los citados impulsores a un conector eléctrico que permite su activación no simultánea con un desfase temporal entre cada activación;

- los impulsores son activados uno tras otro con un lapso de tiempo comprendido entre 20 milisegundos y 100 milisegundos;

- cada conjunto de sistema de bielas comprende una biela de empuje y una biela de reenvío, estando dispuesta biela de reenvío interiormente a la biela de empuje, y

- cada conjunto de sistema de bielas comprende:

* pivotes superiores móviles, pivotes intermedios móviles en unión con las bielas, y pivotes inferiores móviles que están dispuestos todos en un primer plano que se extiende a lo largo de una biela de empuje, y

* pivotes superiores fijos y pivotes intermedios móviles, estando dispuestas una parte exterior de los pivotes superiores fijos y una parte interior de los pivotes intermedios móviles en un segundo plano paralelo al primer plano y que se extiende a lo largo de la biela de reenvío.

La invención se refiere igualmente a una aeronave tal como un avión de caza o un helicóptero de combate, equipado con un dispositivo de lanzamiento de carga tal como se describió anteriormente.

Se va a describir ahora la invención más en detalle en referencia a modos de realización particulares dados únicamente a modo de ilustración y representados en las figuras anejas en las cuales:

- La Figura 1 es una vista en corte esquemática de un dispositivo de enganche de carga en una posición antes del lanzamiento de la carga,

- La Figura 2 es similar a la Figura 1 pero en una posición de lanzamiento de la carga,

- La Figura 3 es una vista similar a la Figura 1 pero en una posición después de lanzamiento de la carga, - La Figura 4 es una vista de frente de la Figura 1; y

- La Figura 5 es una vista de frente de la Figura 2.

Las Figuras 1 a 3 representan un dispositivo 1 de lanzamiento de una carga 5, por ejemplo una bomba, enganchada debajo de la aeronave 2, tal como un avión de caza o un helicóptero de combate.

Este dispositivo 1 comprende principalmente medios 10 de fijación de la carga 5 debajo de la aeronave 2, por ejemplo en forma de rótulas (denominadas igualmente tulipas) de tipo conocido, un sistema extensible 20 de soporte de carga y de lanzamiento de la misma, que se presenta en forma de un pantógrafo descrito más en detalle en lo que sigue, una cuna intermedia 30 de soporte de la carga 5, un gato de activación 40 provisto de un cuerpo hueco 41 que encierra un vástago 42, y un pistón secundario 60 provisto de un vástago 62.

Ventajosamente, el gato de activación 40 es de tipo neumático, por ejemplo pirotécnico, y a tal efecto comprende impulsores pirotécnicos 70, en número de dos en el caso presente, unidos a un conector eléctrico.

El pistón secundario 60 es a su vez de tipo de doble efecto, preferentemente hidráulico.

Como se ve en las Figuras 4 y 5, el pantógrafo de lanzamiento 20 comprende dos conjuntos de sistemas de bielas 20a y 20b idénticos dispuestos de manera paralela a una y otra parte del plano de simetría longitudinal P de la cuna de soporte 30, esto con el fin de repartir la carga lo mejor posible. Estos dos conjuntos de sistemas de bielas 20a y 20b funcionan por otra parte de manera perfectamente sincronizada, ya sea para la instalación en el suelo de la carga 5 debajo de la aeronave, o para el lanzamiento en vuelo de la citada carga 5.

Ventajosamente, la cuna intermedia de soporte 30 está dividida transversalmente en dos partes 30a y 30b separadas por ejemplo por un espacio longitudinal 30c y unidas respectivamente a los conjuntos de sistemas de bielas 20a y 20b. Esta cuna 30 permite así absorber los esfuerzos aerodinámicos transversales aplicados a la carga durante la fase de empuje, lo que mejora la rigidez del sistema en la dirección transversal a la dirección de eyección.

Cada uno de los conjuntos de sistemas de bielas 20a y 20b comprende un par de pivotes superiores móviles 21, un par de pivotes superiores fijos 22 unidos a la aeronave 2 por intermedio de una estructura rígida 3 prevista a tal efecto, un par de pivotes intermedios móviles 23, un par de pivotes inferiores móviles 24 unidos a la cuna de soporte 30, un primer par de bielas articuladas de empuje 25 (que unen cada una un pivote superior móvil 21, un pivote intermedio móvil 23 y un pivote inferior móvil 24), y un segundo par de bielas articuladas de reenvío 26 que unen un pivote superior fijo 22 y un pivote intermedio móvil 23.

Los pivotes superiores móviles 21, los pivotes intermedios móviles de unión 23, y los pivotes inferiores móviles 24 de cada conjunto de sistema de bielas están dispuestos en un primer plano que se extiende a lo largo de la biela de empuje 25, mientras que una parte exterior 22’ de los pivotes superiores fijos 22 y una parte interior 23’ de los pivotes intermedios móviles 23 de cada conjunto de sistema de bielas están dispuestas en un segundo plano paralelo al primer plano y que se extiende a lo largo de la biela de reenvío 26. Se puede señalar igualmente, como se ve en las Figuras 4 y 5, que para cada conjunto de sistema de bielas 20a o 20b, la biela de renvío 26 está dispuesta interiormente a la biela de empuje 25, es decir más próxima al plano de simetría P.

Como se ve en las Figuras 1 y 2 y en la 3, el gato de activación 40 está unido al pantógrafo de lanzamiento 20 por intermedio de los dos pares de pivotes superiores móviles 21 los cuales permiten, cuando el vástago 42 del citado gato está en una posición salida, desplegar el pantógrafo 20.

Más concretamente, los pivotes superiores móviles 21 son llevados por un carro deslizante 50 (un par de sistemas de bielas 20a o 20b - véanse las Figuras 4 y 5) dispuesto por encima y a lo largo del gato de lanzamiento 40 y que comprende un primer tope 51 contra el cual en ciertos casos puede tomar apoyo el vástago 42 del citado gato 40.

Cada conjunto de sistema de bielas 20a, 20b comprende igualmente rodillos móviles 52 unidos al carro móvil 50 correspondiente (y por tanto a los pivotes superiores móviles 21), comprendiendo cada uno de los citados rodillos 52 una jaula 55 y dos cojinetes 53 simétricos con respecto a la citada jaula 55 que circula sobre carriles de guiado 54 solidarios de la estructura rígida 3 de la aeronave 2.

El funcionamiento del dispositivo de lanzamiento 1 conforme a la presente invención es el siguiente.

En la posición ilustrada en la Figura 1, la carga 5 está instalada y asegurada debajo de la aeronave 2. El vástago 42 del gato de activación 40 está replegado en el interior de cuerpo hueco 41 mientras que el vástago 62 del pistón secundario está salido, esto con el fin de permitir el lanzamiento de la carga 5. La carga está sujetada bien en posición para evitar cualquier lanzamiento intempestivo.

En la segunda posición ilustrada en la Figura 2, una vez que haya sido dada la orden de lanzamiento, la salida extremadamente rápida del vástago 42 del gato de activación 40 (paso de la Figura 1 a la Figura 2) provocada por los activadores pirotécnicos 70 provoca en su movimiento el desplazamiento lineal de los carros deslizantes 50, gracias especialmente al tope 51, a los cojinetes 53 y a los carriles de guiado 55. Esto tiene por efecto desplegar los dos conjuntos de sistemas de bielas 20a y 20b de manera que alejen la carga 5 de la aeronave 2 (véase la Figura 5). Más concretamente, cada carro 50 provoca el desplazamiento lineal de los pivotes móviles 21 los cuales hacen entonces pivotar a las bielas de empuje 25 y de reenvío 26 del pantógrafo de lanzamiento 20 en doble Y alrededor de los pares de pivotes móviles respectivos 22, 23 y 24. El dispositivo de lanzamiento 1 está entonces en la posición ilustrada en las Figuras 2 y 5. El tope 61 del gato secundario 60 puede servir entonces de amortiguador para el tope 51 de los carros 50 con el fin de absorber la inercia de la cuna 30 y de los conjuntos de sistemas de bielas 20a y 20b al final de la carrera de eyección.

Ventajosamente, cada impulsor 70 está unido a un conector eléctrico de modo que la activación de los citados impulsores 70 puede ser efectuada de manera no simultánea, con un lapso de tiempo entre cada activación de algunos milisegundos, típicamente de 20 milisegundos a 100 milisegundos.

De este modo, la liberación de la energía necesaria para el desplazamiento de los carros 50 no se efectúa de golpe sino en dos tiempos de manera que se aumenta la eficacia del sistema pirotécnico de activación. Así, la caída de presión que interviene típicamente muy poco tiempo después de la activación del primer impulsor, y que por tanto es fuente de perdida de energía, es compensada inmediatamente por la activación del segundo impulsor. Esto tiene por efecto facilitar una energía de empuje más regular, sin pérdida de presión. Finalmente, esto evita el efecto de golpe de ariete en el gato en el caso en que las dos fuentes de energía fueran liberadas simultáneamente.

Una vez efectuado el lanzamiento de la carga 5, el vástago 42 del gato de activación 40 vuelve a su posición replegada con la ayuda del pistón secundario 60, el cual empuja al vástago 42 con la ayuda del segundo tope 61 que reposa contra el tope 51 del caro 50, lo que permite simultáneamente, por el juego de las diferentes bielas y pivotes, subir el pantógrafo 20 hacia el avión (la restauración). El dispositivo de lanzamiento 1 está entonces en la posición ilustrada en la Figura 3. Esta operación puede ser realizada en vacío o con una nueva carga 5 fijada debajo de la cuna intermedia 30 con vistas a un nuevo lanzamiento.

El pistón secundario 60 permite así, con la ayuda de su tope 61, realizar operaciones de manipulación de la cuna 30 para restaurarla tras una secuencia de lanzamiento o durante intervenciones en el suelo. En el caso de una intervención en el suelo (mantenimiento o instalación de una nueva carga especialmente), el pistón secundario 60, debido especialmente a que el mismo es de tipo de doble efecto, permite descender o subir el pantógrafo 20 con o sin la carga.

La mejora propuesta por la presente invención es por tanto igualmente añadir un segundo actuador 60 de tipo de doble efecto de manera que se pueda manipular la carga en el suelo y ejecutar la restauración del pantógrafo 20 después de una eyección en vuelo. Esta funcionalidad garantiza una restauración controlada de la cuna 30 y elimina el riesgo de bloqueo de esta última en la posición baja.

Accesoriamente, en el caso de un gato de activación 40 desmontable, esto permite, una vez desplegado el pantógrafo 20 hacia abajo y bajada la cuna 30, tener acceso fácilmente al citado gato con el fin de retirarle para cambiarle.

Esta arquitectura innovadora asocia así un actuador (gato de simple efecto pirotécnico o neumático) dedicado a la eyección y un actuador (gato de doble efecto: hidráulico o eléctrico) dedicado a las fases de restauración y de manipulación en el suelo.

Como el gato de simple efecto 40 es restaurado por el pistón de doble efecto 60, no se consume una parte de la energía neumática de eyección, la cual es limitada (botella de alta presión de volumen fijo, cartucho pirotécnico generador de gas). Esta disposición permite por tanto igualmente ganar en rendimiento del sistema de eyección.

Por otra parte, la cinemática de los conjuntos de sistemas de bielas 20a y 20b está perfectamente sincronizada tanto en el lanzamiento como durante las operaciones de subida de la cuna 30. Esto permite un tiro en un plano con una carga 5 guiada durante toda su carrera de eyección. El doblamiento de los conjuntos de sistemas de bielas y su simetría permiten igualmente limitar o incluso suprimir los riesgos de bloqueo del pantógrafo 20.

Es evidente que la descripción detallada del objeto de la invención, dada únicamente a modo de ilustración, no constituye en modo alguno una limitación, estando los equivalentes técnicos comprendidos igualmente en el campo de la presente invención.

Así, los impulsores pirotécnicos pueden ser reemplazados por un depósito de gas a presión y una válvula.

Claims (9)

REIVINDICACIONES

1. Dispositivo (1) de lanzamiento de una carga (5) enganchada debajo de una aeronave (2), tal como un avión de caza o un helicóptero de combate, que comprende al menos:

- un sistema extensible de lanzamiento en forma de pantógrafo (20) que puede tomar una primera posición replegada de sujeción de la carga (5), por ejemplo en una bodega de la aeronave, y una segunda posición desplegada de instalación de la carga (5) en el suelo o de lanzamiento de la misma en vuelo por alejamiento de esta última de la aeronave (2) por empuje vertical dirigido hacia abajo, comprendiendo el citado pantógrafo (20) de lanzamiento al menos dos pares de bielas articuladas (25, 26) unidas entre sí por intermedio de pivotes fijos (22) y móviles (21, 23, 24) que forman un conjunto de sistema de bielas (20a, 20b),

- un gato (40) de activación del pantógrafo (20) provisto de un vástago de gato (42) al cual están unidos dos pivotes superiores móviles (21) del citado pantógrafo de lanzamiento (20),

caracterizado por que el mismo comprende además una cuna intermedia (30) de soporte de la carga (5), por que el pantógrafo de lanzamiento (20) comprende dos conjuntos de sistemas de bielas (20a, 20b) idénticos montados en paralelo a lo largo de la cuna (30) y que funcionan en perfecta sincronización para el paso de una posición a la otra y por que los dos conjuntos de sistemas de bielas (20a, 20b) están dispuestos a una y otra parte de un plano (P) de simetría longitudinal de la cuna (30), estando la cuna (30) dividida longitudinalmente en dos partes (30a, 30b) a cada una de las cuales está fijado un conjunto de sistema de bielas (20a, 20b), y por que comprende además un pistón (60) unido indirectamente al gato de activación (40) y que comprende un vástago de pistón (62) de modo que, en una posición salida del vástago (42) del gato de activación (40) en la cual el pantógrafo de lanzamiento (20) está desple­ gado, el vástago (62) del pistón (60) está salido.

2. Dispositivo (1) según la reivindicación 1, caracterizado por que el gato de activación (40) está unido a los dos pivotes móviles superiores (21) de cada conjunto de sistemas de bielas (20a, 20b) por intermedio de al menos uno, preferentemente dos, carros (50) deslizantes longitudinalmente a lo largo de una estructura longitudinal rígida (3) fijada a la aeronave (2).

3. Dispositivo (1) según la reivindicación 2, caracterizado por que el carro móvil (50) comprende un primer tope (51) contra el cual puede apoyarse un segundo tope (61) solidario del vástago (62) del pistón (60) de modo que, para hacer pasar el pantógrafo de lanzamiento (20) de la posición desplegada a la posición replegada, el segundo tope (61) del pistón (60) empuja al primer tope (51) del carro móvil (50) haciendo entrar simultáneamente el vástago (62) del citado pistón (60) y el vástago (42) del citado gato de activación (40).

4. Dispositivo (1) según la reivindicación 3, caracterizado por que comprende además rodillos móviles (52) unidos a los pivotes móviles (21) de cada conjunto de sistema de bielas (20a, 20b) del pantógrafo de lanzamiento (20), com­ prendiendo los citados rodillos (52) cojinetes (53) y circulando sobre carriles de guiado (54) solidarios de la estructura rígida (3) de la aeronave (2).

5. Dispositivo (1) según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado por que el pistón (60) es de tipo de doble efecto, por ejemplo hidráulico.

6. Dispositivo (1) según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que el gato de activa­ ción (40) es de tipo neumático, por ejemplo pirotécnico.

7. Dispositivo (1) según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que cada conjunto de sistema de bielas (20a, 20b) comprende una biela de empuje (25) y una biela de reenvío (26), estando la biela de reenvío (26) dispuesta interiormente a la biela de empuje (25).

8. Dispositivo (1) según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada por que cada conjunto de sistema de bielas (20a, 20b) comprende:

- pivotes superiores móviles (21), pivotes intermedios móviles (23) de unión de las bielas (25, 26), y de los pivotes inferiores móviles (24) los cuales están todos dispuestos en un primer plano que se extiende a lo largo de una biela de empuje, (25), y

- pivotees superiores fijos (22) y pivotes intermedios móviles (23), estando una parte exterior (22’) de los pivotes superiores fijos (22) y una parte interior (23’) de los pivotes intermedios móviles (23) dispuestas en un segundo plano paralelo al primer plano y que se extiende a lo largo de la biela de reenvío (26).

9. Aeronave tal como un avión de caza o un helicóptero de combate, equipado con un dispositivo (1) de lanzamiento de carga (5) según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes.