ES2903159T3 - Montaje de aeronave - Google Patents

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ES2903159T3 ES17210865T ES17210865T ES2903159T3 ES 2903159 T3 ES2903159 T3 ES 2903159T3 ES 17210865 T ES17210865 T ES 17210865T ES 17210865 T ES17210865 T ES 17210865T ES 2903159 T3 ES2903159 T3 ES 2903159T3
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Royston Alan Evans
Paul Shaw
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Safran Landing Systems UK Ltd
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Safran Landing Systems UK Ltd
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Abstract

Un montaje de tren de aterrizaje de aeronaves, que comprende: una primera parte; una segunda parte (20b, 48), estando montada la segunda parte de manera desplazable con respecto a la primera parte; un accionador electrohidráulico (52, 42, 90) acoplado entre la segunda parte y un primer punto de anclaje, comprendiendo el accionador un cilindro que define un orificio y un montaje de pistón y biela montado de manera deslizante dentro del orificio y una cámara activa dentro de la cual un aumento de la presión del fluido hace que el accionador cambie, durante una primera fase, entre unos estados de extensión primero y segundo para desplazar la segunda parte con relación a la primera parte, en el que el accionador electrohidráulico comprende o está acoplado a un circuito de suministro de fluido hidráulico (53, 43, 100) que comprende una bomba (62) accionable para suministrar fluido presurizado a la cámara activa (AC) para cambiar el accionador entre los estados de extensión primero y segundo, y en el que el circuito de suministro de fluido hidráulico comprende un acumulador (64) para almacenar fluido hidráulico, estando dispuesta la bomba para extraer fluido hidráulico del acumulador, caracterizado por que la bomba es una bomba piezoeléctrica y por que el circuito de suministro de fluido hidráulico comprende un limitador de flujo (66) dispuesto en paralelo con la bomba piezoeléctrica.

Description

DESCRIPCIÓN
Montaje de aeronave
Antecedentes de la invención
Un montaje de aeronave puede comprender una primera parte montada de manera desplazable con respecto a una segunda parte. Se puede proporcionar un accionador para desplazar la primera parte.
Es común que un accionador de montaje de aeronave sea impulsado por un sistema hidráulico centralizado de aeronave, que está acoplado a una pluralidad de accionadores de montaje de aeronave montados en la aeronave.
Los presentes inventores han ideado un nuevo tipo de accionador de montaje de aeronave que puede dar como resultado un montaje de aeronave de masa, tamaño y/o complejidad reducidos.
El documento JP 2009047237A describe un sistema de accionador adecuado para una aeronave en la que las limitaciones de espacio son severas y una reducción de tamaño está muy solicitada.
Compendio de la invención
Un primer aspecto de la invención proporciona un montaje de tren de aterrizaje de aeronaves según la reivindicación 1.
El uso de una bomba piezoeléctrica para impulsar el accionador puede dar como resultado un montaje de aeronave de masa, tamaño y complejidad reducidos y/o de requisitos de mantenimiento reducidos.
El montaje puede estar dispuesto de manera que la segunda parte pueda ser desplazada con relación a la primera parte con una entrada de potencia menor o igual que 500 vatios. Tales montajes pueden utilizar una gama más amplia de accionadores electrohidráulicos y/o un único accionador electrohidráulico para impulsar la segunda parte con relación a la primera parte.
El circuito de suministro de fluido hidráulico comprende un acumulador para almacenar fluido hidráulico. El circuito de suministro de fluido hidráulico puede estar dispuesto con un único acumulador, que está dedicado al accionador, y una única bomba, que está dedicada al accionador. Tales montajes pueden proporcionar una solución sencilla y autónoma, minimizando las vías hidráulicas de interconexión.
El accionador puede estar configurado como un accionador de actuación simple, impulsado para extenderse o retraerse, por ejemplo. Tales montajes pueden utilizar una gama más amplia de accionadores electrohidráulicos y/o un único accionador electrohidráulico para impulsar la segunda parte con relación a la primera parte.
El montaje de aeronave puede comprender un montaje de tren de aterrizaje de aeronaves. El montaje de tren de aterrizaje de aeronaves puede comprender además: un puntal principal dispuesto para acoplarse de manera desplazable a una aeronave para poder ser desplazado entre una condición almacenada para el vuelo y una condición desplegada para el despegue y el aterrizaje; un tirante lateral de varillaje múltiple acoplado entre el puntal principal y un punto de anclaje del tirante lateral y que tiene una condición de bloqueo, en la que el tirante lateral reacciona al intento de movimiento del puntal principal desde la posición desplegada, y una condición pasiva, en la que el tirante permite el movimiento del puntal principal a la condición almacenada; un tirante de bloqueo de varillaje múltiple acoplado entre el tirante lateral y un punto de anclaje del tirante de bloqueo y que tiene una condición de bloqueo, en la que reacciona al intento de movimiento del tirante lateral desde la condición de bloqueo, y una condición pasiva, en la que el tirante de bloqueo permite el movimiento del puntal principal a la condición almacenada. En tales realizaciones, la segunda parte puede comprender una barra articulada del tirante de bloqueo y la primera parte puede comprender otra parte del montaje, tal como la otra barra articulada del tirante de bloqueo, el tirante o una de las barras articuladas del tirante, o el puntal principal, por ejemplo. El accionador, en tales realizaciones, es un accionador de tirantes de bloqueo dispuesto, durante la primera fase, para aplicar una fuerza de desbloqueo al tirante de bloqueo para cambiar dicho tirante de bloqueo de la condición de bloqueo a la condición de desbloqueo. El montaje comprende además un accionador de retracción dispuesto para desplazar el puntal principal entre las condiciones desplegada y almacenada, en el que, una vez que el accionador de tirantes de bloqueo ha alcanzado el segundo estado de extensión, el funcionamiento del accionador de retracción empuja el accionador de tirantes de bloqueo para que cambie, durante una segunda fase, a un tercer estado de extensión en el que el puntal principal está en la condición almacenada. Los presentes inventores encontraron que tales montajes son particularmente adecuados para un accionador piezoeléctrico impulsado, debido a que la primera fase tiene una carrera relativamente pequeña y, así, un requisito menor de flujo del accionador, en comparación con la segunda fase.
El accionador puede comprender además una cámara pasiva en el lado opuesto del pistón con respecto a la cámara activa, conteniendo la cámara pasiva fluido hidráulico en comunicación fluida con el acumulador, en el que el circuito hidráulico comprende además una válvula de retención en derivación de bomba dispuesta en paralelo con la bomba, estando dispuesta la válvula de retención en derivación de bomba para permitir el flujo de fluido hidráulico desde la cámara pasiva hasta la cámara activa, pero impedir que el flujo de fluido hidráulico desde la cámara activa sea impulsado fácilmente por una fuerza externa, tal como el accionador de retracción, durante la segunda fase y/o puede amortiguar un cambio entre los estados de extensión durante la segunda fase al hacer pasar fluido a través del circuito de suministro hidráulico.
El accionador puede estar dispuesto de modo que el aumento de la presión del fluido dentro de la cámara activa haga que el fluido actúe directamente sobre el pistón de biela. Así, el pistón de biela puede definir una superficie desplazable de la cámara activa, estando el pistón de biela provisto de uno o más sellados dinámicos dispuestos deslizantes en acoplamiento de sellado con una superficie interior del cilindro para impedir el flujo de fluido a través del pistón de biela. Esto puede dar como resultado un diseño de accionador sencillo.
El circuito hidráulico puede comprender además un montaje de estrangulamiento dispuesto en cuanto al flujo entre la bomba y la cámara activa, comprendiendo el montaje de estrangulamiento un limitador de flujo de estrangulamiento en paralelo con una válvula de retención de estrangulamiento, siendo la válvula de retención empujada para cerrarse y estando dispuesta para abrirse bajo la presión del fluido cuando el accionador de retracción empuja el accionador de tirantes de bloqueo para que cambie, durante la segunda fase, al tercer estado de extensión. Esto puede proporcionar un accionador que puede ser impulsado fácilmente por una fuerza externa, tal como el accionador de retracción, durante la segunda fase y/o puede amortiguar un cambio entre los estados de extensión durante la segunda fase al hacer pasar fluido a través del circuito de suministro hidráulico.
El montaje de estrangulamiento puede comprender además una válvula de liberación de presión configurada para abrirse si el flujo inverso de fluido, desde la cámara activa a través del limitador de flujo de estrangulamiento hacia el acumulador, excede una presión predeterminada.
El accionador puede comprender un pistón de accionamiento que es distinto del pistón del montaje de pistón y biela, y desplazable con relación al mismo. El pistón de accionamiento puede ser anular y puede recibir la biela del pistón. El pistón de accionamiento puede incluir uno o más sellados dinámicos dispuestos deslizantes en acoplamiento de sellado con una superficie interior del cilindro para impedir el flujo de fluido a través del pistón del accionador. El accionador puede estar dispuesto de modo que un aumento de presión del fluido en la cámara activa haga que el fluido actúe sobre el pistón de accionamiento, que se pone en contacto con el pistón de biela para desplazar dicho pistón de biela y hace que el accionador cambie entre los estados de extensión primero y segundo. Así, el pistón accionador define la superficie desplazable de la cámara activa. El pistón de biela puede estar conformado para permitir que el fluido hidráulico dentro de la cámara pasiva se mueva a través o más allá de la misma. Esta disposición interna de 'movimiento perdido' puede permitir un circuito de suministro de fluido hidráulico relativamente sencillo porque la biela de pistón puede ser impulsada por una fuerza externa sin forzar al fluido alrededor del circuito hidráulico, o forzando menos fluido alrededor del circuito en comparación con una disposición donde se impide que el fluido de la cámara pasiva se mueva a través del pistón de biela mediante un sellado dinámico.
El accionador puede comprender además un miembro de empuje elástico dispuesto para empujar el accionador a fin de cambiar del segundo estado de extensión al primer estado de extensión, siendo la fuerza de empuje menor que la aplicada por la bomba, durante la primera fase, para hacer que el accionador cambie entre los estados de extensión primero y segundo para desplazar la segunda parte con relación a la primera parte. Por lo tanto, el accionador puede reiniciarse automáticamente cuando la bomba está apagada. Tales montajes pueden proporcionar un circuito de suministro de fluido hidráulico relativamente sencillo y son particularmente adecuados para un montaje de bloqueo en posición alta del tren de aterrizaje de aeronaves.
El montaje puede comprender además: un puntal principal dispuesto para acoplarse de manera desplazable a una aeronave para poder ser desplazado entre una condición almacenada para el vuelo y una condición desplegada para el despegue y el aterrizaje, estando el puntal principal provisto de una formación de acoplamiento de bloqueo en posición alta, tal como un montaje de barra o aro; un gancho de bloqueo en posición alta desplazable entre una condición de desbloqueo, donde el gancho está fuera del volumen barrido de la formación de bloqueo en posición alta a medida que el puntal principal se mueve entre las condiciones desplegada y almacenada, y una condición de bloqueo, donde el gancho está, al menos parcialmente, dentro del volumen barrido de la formación de bloqueo en posición alta, de modo que el gancho puede acoplarse con la formación de bloqueo en posición alta para mantener el puntal principal en la condición almacenada, en el que el accionador comprende un accionador de bloqueo en posición alta acoplado entre el gancho y un punto de anclaje de bloqueo en posición alta tal que, a medida que el accionador cambia entre los estados de extensión primero y segundo, el gancho de bloqueo en posición alta libera la formación de bloqueo en posición alta.
El fluido hidráulico puede comprender aceite.
El accionador, la bomba y el depósito pueden estar formados como una única unidad, requiriendo solamente conexiones eléctricas al entorno más amplio de la aeronave.
El accionador y el circuito hidráulico no pueden comprender ninguna válvula de control.
El accionador se puede conectar directamente a la bomba sin necesidad de funciones o elementos de control intermedios.
El accionador puede tener una capacidad de carga unidireccional.
Un montaje de tren de aterrizaje de aeronaves puede comprender un puntal principal en forma de un puntal amortiguador telescópico y/o un montaje de rueda montado en un extremo libre del puntal principal.
Un segundo aspecto de la invención proporciona una aeronave que comprende un montaje de aeronave según el primer aspecto.
Breve descripción de los dibujos
A continuación, se describirán realizaciones de la invención con referencia a los dibujos adjuntos, en los que:
la figura 1 es un diagrama de una aeronave;
las figuras 2a hasta 2g son diagramas de montajes de trenes de aterrizaje de aeronaves;
la figura 3 es un diagrama del accionador de bloqueo en posición alta y del circuito de suministro hidráulico del montaje de tren de aterrizaje de la figura 2f;
la figura 4 es un diagrama del accionador de tirantes de bloqueo y del circuito de suministro hidráulico del montaje de tren de aterrizaje de la figura 2e;
la figura 5 es un diagrama del accionador de la figura 4; y
la figura 6 es un diagrama de un accionador alternativo de tirantes de bloqueo del montaje de tren de aterrizaje de la figura 2e.
Descripción detallada de realización(es)
La figura 1 es un diagrama de una aeronave 10. La aeronave 10 incluye montajes tales como un tren de aterrizaje de morro 12, un tren de aterrizaje principal 14 y unos motores 16. Otros montajes de aeronave resultarán evidentes para el experto en la técnica. Un montaje de aeronave puede ser un grupo de piezas interconectadas que están dispuestas para ajustarse como una unidad a uno o más de otros montajes de aeronave. El término aeronave, como se usa en este documento, incluye aviones, helicópteros, UAV y similares.
Haciendo referencia a continuación a las figuras 2a hasta 2e, un montaje de aeronave, es decir, un montaje de tren de aterrizaje de aeronaves, se muestra generalmente en 14. El montaje de tren de aterrizaje 14 incluye un tirante 18 plegable, un tirante de bloqueo 20 y un montaje de resortes de bloqueo en posición baja 22 montado en el tirante 18 y dispuesto para obligar a que el tirante de bloqueo 20 asuma un estado bloqueado. El montaje de tren de aterrizaje incluye también un puntal principal de amortiguador 24, que comprende un accesorio principal 26 y un tubo deslizante 28, así como un montaje de rueda y freno 30.
El montaje de tren de aterrizaje de aeronaves puede ser desplazado entre una condición desplegada, para el despegue y el aterrizaje, y una condición almacenada, para el vuelo. Se proporciona un accionador (no mostrado) para desplazar el tren de aterrizaje entre la condición desplegada y la condición almacenada. Este accionador se conoce en la técnica como accionador de retracción y se puede proporcionar más de uno. Un accionador de retracción puede tener un extremo acoplado al fuselaje y otro extremo acoplado al puntal principal de manera que la extensión y retracción del accionador da como resultado el movimiento del puntal principal entre las condiciones desplegada y almacenada.
El tirante 18 sirve para soportar la orientación del accesorio principal 26 cuando el tren de aterrizaje está en la condición desplegada. El tirante 18 incluye generalmente un varillaje de dos barras que se puede desplegar para asumir una condición generalmente recta o alineada, sobre el centro, en la que el tirante 18 está bloqueado para impedir el movimiento del accesorio principal, como se muestra en las figuras 2c y 2e. Cuando el tirante se rompe, ya no evita el movimiento pivotante del accesorio principal 26 y el accionador de retracción puede desplazar dicho accesorio principal 26 hacia la condición almacenada, como se muestra en la figura 2a. Durante el vuelo, el tirante 18 está dispuesto en la condición plegada, mientras que, durante el despegue y el aterrizaje, el tirante 18 está dispuesto en la condición generalmente recta o alineada. Algunos montajes de tren de aterrizaje principales incluyen un par de tirantes acoplados a un puntal amortiguador común.
El tirante 18 tiene un brazo superior de tirante 18a alargado, con un extremo inferior que define un par de orejetas acopladas de manera pivotante mediante un pasador de pivote 32 a un par de orejetas definidas en un extremo superior de un brazo inferior de tirante 18b alargado. Por lo tanto, los brazos de tirante 18a y 18b pueden moverse de manera pivotante entre sí alrededor del pasador de pivote 32. El extremo superior del brazo superior de tirante 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 manera pivotante al fuselaje 11. El extremo inferior del brazo inferior de tirante 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.
El tirante de bloqueo 20 tiene un brazo articulado superior 20a alargado, con un extremo inferior acoplado de manera pivotante a un extremo superior de un brazo articulado inferior 20b alargado mediante un pasador de pivote 38. Por lo tanto, los brazos articulados 20a, 20b pueden moverse de manera pivotante entre sí alrededor del pasador de pivote 38. Un extremo superior del brazo articulado 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 acoplada de manera pivotante al accesorio principal 26. Un extremo inferior del brazo articulado inferior 20b define una orejeta que está acoplada de manera pivotante a las orejetas de los brazos de tirante 18a, 18b mediante el pasador de pivote 32. Las orejetas del brazo superior de tirante 18a están dispuestas entre las orejetas del brazo inferior de tirante 18b y las orejetas del brazo articulado inferior 20b.
Cuando el tirante de bloqueo 20 está en la condición bloqueada, como se ilustra en la figura 2d, 2e, los brazos articulados superior e inferior 20a, 20b están, en general, alineados longitudinalmente o son coaxiales, y pueden estar 'sobre el centro', de modo que el tirante de bloqueo 20 está dispuesto para oponerse a una fuerza que intenta plegar el tirante 18, para desplazar el montaje de tren de aterrizaje desde la condición desplegada hacia la condición almacenada. El tirante de bloqueo 20 se debe romper para permitir que se pliegue el tirante 18, permitiendo por ello que el accesorio principal 26 sea desplazado por el accionador de retracción hacia la condición almacenada.
Generalmente, se proporcionan uno o más resortes de bloqueo en posición baja 22 para ayudar a desplazar el montaje de tren de aterrizaje a la condición desplegada y bloquearlo en ese estado configurando el tirante de bloqueo. Los resortes de bloqueo en posición baja 22 impiden también que el tirante de bloqueo se desbloquee accidentalmente. Los resortes de bloqueo en posición baja 22 son generalmente resortes helicoidales de aleación de titanio, que se pueden acoplar entre el tirante de bloqueo y otra parte del montaje de tren de aterrizaje, tal como un brazo del montaje de tirante, como se muestra en las figuras 2b y 2e.
El montaje de resortes 22 está dispuesto para empujar el tirante de bloqueo 20 hacia la condición bloqueada mediante la tensión del resorte. Un extremo distal del resorte 22a está acoplado al brazo inferior de tirante 18b mediante 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 montaje de resortes 26 es más corto cuando el montaje de tren de aterrizaje está en la condición desplegada, como se muestra en la figura 2e, y más largo cuando el montaje de tren de aterrizaje se acerca a la condición almacenada, como se muestra en la figura 2b. A medida que el montaje de tren de aterrizaje se retrae hacia la condición almacenada, el resorte de cada montaje de resortes se extiende, dando como resultado un aumento de la carga del resorte y del esfuerzo torsional.
Haciendo referencia a la figura 2e, un accionador de tirantes de bloqueo 42 está acoplado entre el brazo superior de tirante 18a y el brazo articulado inferior 20b y está dispuesto para desplazar de manera pivotante los brazos articulados 20a,b para 'bloquear' y 'desbloquear' el tirante de bloqueo 20, como se ilustra en la figura 2c. El accionador 42 puede romper el tirante de bloqueo 20 contra el empuje del resorte de bloqueo en posición baja, permitiendo que el montaje de tren de aterrizaje se pliegue y almacene como se describió anteriormente.
Las figuras 2f y 2g muestran el montaje de bloqueo en posición alta 40 del tren de aterrizaje.
El accesorio principal 26 está acoplado de manera pivotante al fuselaje 42 mediante un pasador de pivote 44 para poder ser desplazado mediante un accionador de retracción (no mostrado) entre una condición desplegada, mostrada en la figura 2f, y una condición almacenada, mostrada en la figura 2g.
Un pasador de bloqueo en posición alta 46 está montado en el accesorio principal 46 y configurado para ser capturado por un gancho 48 montado de manera desplazable en el fuselaje 42 mediante una articulación de pasador 50 para mantener el montaje de tren de aterrizaje en la condición almacenada.
Se proporciona un accionador de bloqueo en posición alta 52 para hacer girar el gancho 48 a fin de desbloquear el bloqueo en posición alta de manera que el tren de aterrizaje pueda desplegarse. El accionador de bloqueo en posición alta 52 puede ser de actuación simple: empujado por resorte para asumir la condición bloqueada y extensible bajo la presión del fluido para extenderse o retraerse a fin de desbloquear el gancho de bloqueo en posición alta 48. Es común que un accionador de bloqueo en posición alta esté dimensionado para encajar en un pequeño espacio E dentro de la aeronave.
Como se apreciará de lo anterior, varios montajes de aeronave incluyen una primera parte que es desplazable con relación a una segunda parte. Cuando existe una disposición de este tipo, se requiere un accionador para desplazar la primera parte con relación a la segunda parte. En algunos casos, se utilizan múltiples accionadores para desplazar partes distintas, pero acopladas de manera desplazable, lo que puede dar como resultado o una "lucha de fuerzas", donde dos accionadores se oponen al movimiento mutuo, o uno actúa más rápido de lo que es capaz el otro.
La figura 3 es un diagrama del accionador de bloqueo en posición alta 52 de las figuras 2f y 2g, que ilustra un circuito de suministro de fluido hidráulico 53 que impulsa el accionador 52. El circuito hidráulico 53 puede estar formado integralmente con el accionador 52 o puede ser una unidad independiente acoplada al mismo.
El accionador de bloqueo en posición alta 52 comprende un cilindro 54, dentro del que está alojado de manera deslizante un montaje de pistón y biela 56, 58, de modo que el accionador 52 puede extenderse y retraerse a lo largo de un eje longitudinal A.
El accionador 52 es de actuación simple porque el cilindro 54 incluye un único orificio P para acoplar dicho accionador 52 a un circuito hidráulico 53. El espacio dentro del cilindro 54, entre el orificio P y el pistón 58, define una cámara activa AC a la que se puede suministrar fluido hidráulico, tal como aceite, para hacer que el accionador 52, en esta realización, se extienda. En otras realizaciones, se puede impulsar el accionador 52 para comprimirse, en lugar de disponer el orificio P en el lado opuesto del pistón de biela 58. Como se apreciará, el pistón de biela 58 está provisto de uno o más sellados dinámicos (no mostrados) dispuestos para moverse en acoplamiento deslizante con la superficie interior del cilindro 54 a fin de impedir el flujo de fluido a través del pistón de biela 58.
El circuito hidráulico 53 comprende una bomba piezoeléctrica 62 accionable para extraer fluido hidráulico de un acumulador dedicado 64 y suministrarlo bajo presión al orificio P del accionador 52. El circuito hidráulico 53 incluye además un limitador de flujo 66 dispuesto en paralelo con la bomba piezoeléctrica 62 de manera que, a medida que la bomba piezoeléctrica 62 bombea fluido hidráulico al accionador 52, una parte del fluido dirigido se vuelve a bifurcar, a través del limitador 66, al lado del acumulador de la bomba 62. Como tal, el limitador 66 se puede usar para controlar la cantidad de fluido que es bombeada por la bomba 62. La cantidad de fluido bombeada por la bomba 62 puede también ser regulada por la frecuencia operativa de la bomba piezoeléctrica 62.
El accionador 52 es de actuación simple porque hay un único orificio P que define una única cámara activa. El fluido hidráulico que entra por el orificio P en la cámara activa AC fuerza al pistón 58 hacia el lado de la carcasa 54 desde el que se extiende la varilla 56. Esto hace que el accionador 52 cambie durante una primera fase entre los estados de extensión primero y segundo.
En el lado alejado del pistón 58, dentro de la carcasa, se proporcionan medios de empuje elásticos, tales como un resorte mecánico 60, que se comprimen en este ejemplo a medida que el accionador 52 se extiende, de tal manera que el resorte 60 proporciona una fuerza de empuje elástica que obliga a que el accionador 52 se contraiga a una condición contraída al eliminar la presión del fluido desde la bomba 62. El resorte 60 está situado dentro de una cámara purgada, que se purga a la atmósfera por el orificio de purga V.
A medida que el accionador 52 se contrae, el fluido es forzado a salir de la cámara activa AC a través del orificio P y el fluido puede volver al acumulador 64 por el limitador 66.
Los presentes inventores han descubierto que una bomba piezoeléctrica 62 puede impulsar el accionador de bloqueo en posición alta 52 en una única dirección con fuerza suficiente para superar el empuje de cierre procedente del resorte 60 a fin de liberar el bloqueo en posición alta, proporcionando un montaje de masa, tamaño y/o complejidad reducidos en comparación con las disposiciones conocidas.
La figura 4 muestra una realización de un accionador de bloqueo en posición baja o de tirante de bloqueo 42 de la figura 2e y un circuito de suministro de fluido hidráulico 43 asociado. El circuito hidráulico 43 puede estar formado integralmente con el accionador 42 o puede ser una unidad independiente acoplada al mismo.
Haciendo referencia adicionalmente a la figura 5, el accionador de bloqueo en posición baja 42 comprende un cilindro 70 dentro del que está alojado de manera deslizante un montaje de pistón y biela 72, 74, de modo que el accionador 42 puede extenderse y retraerse a lo largo de un eje longitudinal A.
El accionador 42 es de actuación simple porque el cilindro 70 incluye un único orificio P para acoplar dicho accionador 42 al circuito hidráulico 43. El espacio dentro del cilindro 70, entre el orificio P y el pistón 74, define una cámara activa AC a la que se puede suministrar fluido hidráulico, tal como aceite, para hacer que el accionador 42, en esta realización, se comprima. En otras realizaciones, se puede impulsar el accionador para extenderse. El espacio dentro del cilindro 70, entre el orificio P y el pistón 74, define también parte de una cámara pasiva PC que está conectada a través de un segundo orificio P2 al lado de baja presión del circuito hidráulico 43. El fluido dentro de la cámara pasiva PC puede moverse más allá del pistón de biela 74 a través de pasos 75, por ejemplo.
Una superficie desplazable de la cámara activa AC está definida por un pistón anular 76 que rodea la biela de pistón 72. Unos sellados dinámicos 78a, 78b en las superficies radialmente hacia dentro y hacia fuera del pistón anular 76 proporcionan un acoplamiento deslizante de sellado con la biela de pistón 72 y la carcasa 70, respectivamente. El pistón anular 76 se puede mover a lo largo del eje A entre unos topes extremos E1, E2 definidos, en esta realización, por la carcasa 70. El tope extremo E2 está dimensionado para impedir el movimiento del pistón anular 76, pero no para impedir el movimiento del pistón de biela 74. Así, con el accionador 42 en una condición completamente extendida, el pistón anular 76 está contra el tope extremo E1 y el pistón de biela 74 contra la cara axial del pistón anular 76 que mira en dirección opuesta a la cámara activa AC. El fluido suministrado a la cámara activa AC desde el circuito 43 fuerza a que el pistón anular 76 se aleje del orificio, que empuja, a su vez, el pistón de biela 74 lejos del orificio P, haciendo que el accionador 42 se mueva a través de la primera fase de flujo relativamente bajo.
El circuito hidráulico 43 es similar, en algunos aspectos, al circuito 53 de la figura 3 y las partes similares han recibido los mismos números de referencia.
El circuito 43 comprende una bomba piezoeléctrica 62 accionable para extraer fluido hidráulico de un acumulador dedicado 64 y suministrarlo bajo presión al orificio P del accionador 42. Se debe señalar que, en otras realizaciones, se puede omitir el acumulador.
Una válvula de lanzadera de desviación de resorte 81 o similar está dispuesta en cuanto al flujo entre la bomba 62 y el orificio P y tiene un primer bloque 81a que coloca la bomba 62 en comunicación fluida con el orificio P y cierra un ramal en derivación 83 situado en paralelo con la bomba 62 y proporcionando comunicación fluida entre los lados de alta y baja presión del circuito 43. Un segundo bloque 81 b de la válvula de lanzadera de desviación de resorte 81 aísla de la bomba 62 el orificio P y coloca dicho orificio P en comunicación fluida con el ramal en derivación 83.
La válvula de lanzadera de desviación de resorte 81 está empujando por resorte al segundo bloque. El funcionamiento de la bomba 62 fuerza a que el primer bloque 81a se active, superando el empuje del resorte.
El circuito hidráulico 43 incluye además una válvula de una vía 80, tal como una válvula de retención empujada por resorte, dispuesta en paralelo con la bomba piezoeléctrica 62. La válvula de una vía 80 está dispuesta para permitir que el fluido fluya del lado de baja presión del circuito 43 al lado de alta presión, pero no al revés.
El circuito hidráulico 43 incluye además una válvula de alivio de presión 82 situada en paralelo con la bomba piezoeléctrica 62 y dispuesta para abrirse a alta presión, tal como 22.063 kPa (3.200 psi), para permitir que el fluido pase del lado de alta presión al lado de baja presión.
El funcionamiento de la bomba 62 conmuta la válvula 81 para activar el bloque 81a y hace que se bombee fluido a la cámara activa AC. Esto fuerza al pistón 76 anular a que contacte con el pistón de biela 74 para acortar el accionador 42 durante una primera fase entre los estados de extensión primero y segundo, rompiendo el tirante de bloqueo 20.
Una vez que se rompe el tirante de bloqueo, el accionador de retracción puede desplazar el puntal principal a la condición almacenada. Al hacerlo, el accionador de retracción empuja el accionador de tirantes de bloqueo 42 para comprimirse más durante una segunda fase entre los estados de extensión segundo y tercero. En esta realización, el pistón de biela 74 independientemente desplazable y el pistón 76 anular generan un grado de movimiento perdido en el accionador 42 en el que la biela de pistón 72 se puede impulsar al interior de la carcasa 70 sin afectar al volumen de la cámara activa AC y reduciendo también la cantidad de fluido forzada a entrar en el lado pasivo del circuito hidráulico en comparación con la disposición del pistón de biela de sellado.
Cuando el tren de aterrizaje se despliega posteriormente, el accionador 42 es forzado a extenderse durante una tercera fase, que es también de alto flujo en comparación con la primera fase. La bomba 62 está apagada durante la tercera fase. Durante el tramo inicial de la tercera fase, la extensión del accionador 42 es amortiguada por el flujo de fluido dentro de la cámara pasiva, incluso a través del pistón de biela 74. Durante el último tramo de la tercera fase, el pistón de biela 74 fuerza al pistón 76 anular hasta el tope extremo E1 más cercano al orificio P, forzando por ello al fluido a entrar en el circuito hidráulico 43.
Los presentes inventores han descubierto que una bomba piezoeléctrica 62 puede impulsar el accionador de tirantes de bloqueo 42 en una única dirección durante la primera fase de flujo bajo, relativamente corta, con fuerza suficiente para romper el tirante de bloqueo sobre el centro, proporcionando un montaje de masa, tamaño y/o complejidad reducidos en comparación con las disposiciones conocidas. El movimiento perdido proporcionado por el pistón de biela 74 desplazable independiente y el pistón de accionamiento 76 anular permite que el accionador 42 sea impulsado fácilmente hacia delante y hacia atrás mediante el accionador de retracción durante las fases segunda y tercera de flujo relativamente alto.
La figura 6 muestra una realización alternativa de un accionador de bloqueo en posición baja 90 para el montaje de la figura 2e y un circuito hidráulico 100 asociado.
El accionador 90, en esta realización, es un accionador de actuación simple usual que comprende un cilindro 92 dentro del que está alojado de manera deslizante un montaje de pistón y biela 94, 96, de modo que el accionador 90 puede extenderse y retraerse a lo largo de un eje longitudinal A. El cilindro 792 incluye un único orificio P para acoplar el accionador 90 al circuito hidráulico 100. El espacio dentro del cilindro 92, entre el orificio P y el pistón 94, define una cámara activa AC a la que se puede suministrar fluido hidráulico, tal como aceite, para hacer que el accionador 90, en esta realización, se comprima. En otras realizaciones, el accionador se puede impulsar para extenderse. El pistón 94 incluye un sellado dinámico 98 dispuesto para proporcionar un sellado deslizante entre el pistón 94 y la pared interior del cilindro 92 a medida que el pistón 94 se mueve. En esta realización, el pistón 94 actúa como una división entre la cámara activa AC y la cámara pasiva PC y define una superficie de cada cámara AC, PC.
El circuito hidráulico 100 es similar al circuito 43 de la figura 4 y se han dado los mismos números de referencia a las partes similares. El circuito hidráulico 100 se diferencia del circuito 43 en que incluye un estrangulador 102. El estrangulador está dispuesto en el lado de alta presión del circuito 100, entre la bomba 62 y el orificio P de la cámara activa.
El estrangulador 102 comprende un limitador de flujo 104 dispuesto para controlar el caudal de fluido entre la bomba 62 y el orificio P, cuando se activa la bomba y fuerza al accionador 90 a comprimirse, durante la primera fase de movimiento, para romper el tirante de bloqueo 20.
Una vez que se rompe el tirante de bloqueo 20, el accionador de retracción puede desplazar el puntal principal a la condición almacenada. Al hacerlo, el accionador de retracción empuja el accionador de tirantes de bloqueo 90 para comprimirse más durante la segunda fase. El flujo de fluido del accionador interno durante la segunda fase es mayor que el flujo durante la primera fase. El estrangulador comprende además una segunda válvula de retención 106 que se abre cuando el accionador 90 es forzado a comprimirse para tener en cuenta el aumento del flujo de fluido. La bomba 62 puede estar encendida o apagada durante la segunda fase. El fluido pasa del lado de baja presión del circuito 100 al lado de alta presión, pasando alrededor del ramal en derivación 83 del circuito si la bomba 62 está apagada o a través de la válvula de retención 80 si la bomba 62 está encendida. A medida que el accionador de retracción impulsa el accionador 90 para comprimirse, el fluido en la cámara pasiva PC del accionador 90 es forzado a entrar en el circuito hidráulico 100 a través del segundo orificio P2.
Cuando el tren de aterrizaje se despliega posteriormente, el accionador de bloqueo acoplado 90 es forzado a extenderse durante una tercera fase, que es también de alto flujo en comparación con la primera fase. La bomba 62 está apagada durante la tercera fase. El fluido es forzado desde la cámara activa AC a entrar en el circuito 100, a través del limitador de flujo 104 en el estrangulador 102 a la cámara pasiva PC.
El accionador 90 es de diseño más sencillo que el accionador 42, pero el circuito 100 es más complicado debido a la disposición de estrangulador 102.
La bomba piezoeléctrica de las realizaciones de la invención puede adoptar cualquier forma adecuada. En un ejemplo, un par de válvulas de una vía enfrentadas en el mismo sentido, separadas entre sí por un alojamiento, definen una cámara entre las mismas. Una superficie de la cámara está formada a partir de un diafragma desplazable. Un elemento piezoeléctrico está dispuesto para desplazar el diafragma a fin de introducir fluido en la cámara desde la válvula de entrada, cuando el diafragma se mueve para aumentar el volumen de la cámara, y expulsar el fluido de la cámara hacia fuera de la válvula de salida, cuando el diafragma se mueve para disminuir el volumen de la cámara. La bomba puede ser impulsada por un suministro oscilatorio de corriente de alto/bajo voltaje (tal como hasta 2.000 voltios) con frecuencias típicamente en el intervalo de 200 a 2.000 Hz. El control puede ser puramente suministro ENCENDIDO/suministro APAGADO.
Así, las realizaciones de la invención proporcionan un accionador de montajes de aeronave impulsado por una bomba piezoeléctrica. Esto puede proporcionar un montaje de aeronave de masa, tamaño y/o complejidad reducidos en comparación con las disposiciones conocidas. Los accionadores de las realizaciones de la invención pueden reducir el número de partes sometidas a desgaste dentro del accionador y/o tener una mayor densidad de potencia en comparación con un accionador electromecánico. Además, la tolerancia de las bombas piezoeléctricas al fluido contaminado permite que el montaje prescinda de filtros de fluido dentro del accionador o el circuito hidráulico. Además, el uso de una bomba piezoeléctrica puede llevar a que un accionador sea menos propenso a tener fugas.
Se debe señalar que las realizaciones antes mencionadas ilustran, más que limitan, la invención, y que los expertos en la técnica serán capaces de diseñar muchas realizaciones alternativas sin salirse del alcance de la invención, como se define en las reivindicaciones adjuntas. En las reivindicaciones, cualquier signo de referencia colocado entre paréntesis no se interpretará como que limita dichas reivindicaciones. La palabra "que comprende" no excluye la presencia de etapas o elementos distintos de los enumerados en cualquier reivindicación o en la memoria, en su conjunto. La referencia en singular de un elemento no excluye la referencia en plural de tales elementos, y viceversa. Se pueden implementar partes de la invención por medio de hardware que comprenda varios elementos distintos. En una reivindicación de dispositivo que enumera varias partes, varias de estas partes pueden estar realizadas por el mismo elemento de hardware. El mero hecho de que se enumeren ciertas medidas en las reivindicaciones dependientes diferentes entre sí no indica que no se pueda utilizar ventajosamente una combinación de estas medidas.

Claims (15)

REIVINDICACIONES
1. Un montaje de tren de aterrizaje de aeronaves, que comprende:
una primera parte;
una segunda parte (20b, 48), estando montada la segunda parte de manera desplazable con respecto a la primera parte;
un accionador electrohidráulico (52, 42, 90) acoplado entre la segunda parte y un primer punto de anclaje, comprendiendo el accionador un cilindro que define un orificio y un montaje de pistón y biela montado de manera deslizante dentro del orificio y una cámara activa dentro de la cual un aumento de la presión del fluido hace que el accionador cambie, durante una primera fase, entre unos estados de extensión primero y segundo para desplazar la segunda parte con relación a la primera parte,
en el que el accionador electrohidráulico comprende o está acoplado a un circuito de suministro de fluido hidráulico (53, 43, 100) que comprende una bomba (62) accionable para suministrar fluido presurizado a la cámara activa (AC) para cambiar el accionador entre los estados de extensión primero y segundo, y
en el que el circuito de suministro de fluido hidráulico comprende un acumulador (64) para almacenar fluido hidráulico, estando dispuesta la bomba para extraer fluido hidráulico del acumulador, caracterizado por que la bomba es una bomba piezoeléctrica y
por que el circuito de suministro de fluido hidráulico comprende un limitador de flujo (66) dispuesto en paralelo con la bomba piezoeléctrica.
2. El montaje de tren de aterrizaje de aeronaves según la reivindicación 1, en el que el montaje está dispuesto de manera que la segunda parte pueda ser desplazada con relación a la primera parte con una entrada menor o igual que 500 vatios.
3. El montaje de tren de aterrizaje de aeronaves según cualquier reivindicación anterior, en el que el acumulador está dedicado al accionador.
4. El montaje de tren de aterrizaje de aeronaves según cualquier reivindicación anterior, en el que la bomba está dedicada al accionador.
5. El montaje de tren de aterrizaje de aeronaves según cualquier reivindicación anterior, en el que el accionador es un accionador de actuación simple.
6. El montaje de tren de aterrizaje de aeronaves según cualquier reivindicación anterior, que comprende además:
un puntal principal dispuesto para acoplarse de manera desplazable a una aeronave para poder ser desplazado entre una condición almacenada para el vuelo y una condición desplegada para el despegue y el aterrizaje;
un tirante lateral de varillaje múltiple acoplado entre el puntal principal y un punto de anclaje de tirante lateral y que tiene una condición de bloqueo, en la que el tirante lateral reacciona al intento de movimiento del puntal principal desde la posición desplegada, y una condición pasiva, en la que el tirante permite el movimiento del puntal principal a la condición almacenada;
un tirante de bloqueo de varillaje múltiple acoplado entre el tirante lateral y un punto de anclaje de tirante de bloqueo y que tiene una condición de bloqueo, en la que reacciona al intento de movimiento del tirante lateral desde la condición de bloqueo, y una condición pasiva, en la que el tirante de bloqueo permite el movimiento del puntal principal a la condición almacenada, en el que la segunda parte comprende un varillaje del tirante de bloqueo,
en el que el accionador está dispuesto, durante la primera fase, para aplicar una fuerza de desbloqueo al tirante de bloqueo para cambiar el tirante de bloqueo de la condición de bloqueo a la condición de desbloqueo, y
en el que el montaje comprende además un accionador de retracción dispuesto para desplazar el puntal principal entre las condiciones desplegada y almacenada, en el que, una vez que el accionador de tirantes de bloqueo ha alcanzado el segundo estado de extensión, el funcionamiento del accionador de retracción empuja el accionador de tirantes de bloqueo para que cambie, durante una segunda fase, a un tercer estado de extensión en el que el puntal principal está en la condición almacenada.
7. El montaje de tren de aterrizaje de aeronaves según la reivindicación 6, en el que el accionador comprende además una cámara pasiva en un lado opuesto del pistón con respecto a la cámara activa, conteniendo la cámara pasiva fluido hidráulico en comunicación fluida con el acumulador, en el que el circuito hidráulico comprende además una válvula de retención en derivación de bomba dispuesta en paralelo con la bomba, estando dispuesta la válvula de retención en derivación de bomba para permitir el flujo de fluido hidráulico desde la cámara pasiva hasta la cámara activa, pero impedir el flujo de fluido hidráulico desde la cámara activa hasta la cámara pasiva y, opcionalmente, el aumento de la presión del fluido hace que el accionador cambie, durante la primera fase, entre los estados de extensión primero y segundo debido al fluido que actúa directamente sobre el pistón.
8. El montaje de tren de aterrizaje de aeronaves según la reivindicación 6 o 7, en el que el circuito hidráulico comprende además un montaje de estrangulamiento dispuesto en cuanto al flujo entre la bomba y la cámara activa, comprendiendo el montaje de estrangulamiento un limitador del flujo de estrangulamiento en paralelo con una válvula de retención del estrangulamiento, estando la válvula de retención empujada a cerrarse y dispuesta para abrirse bajo presión de fluido cuando el accionador de retracción empuja al accionador de tirantes de bloqueo para que cambie, durante la segunda fase, al tercer estado de extensión.
9. El montaje de tren de aterrizaje de aeronaves según la reivindicación 8, en el que el montaje de estrangulamiento comprende además una válvula de liberación de presión configurada para abrirse si el flujo inverso de fluido, desde la cámara activa a través del limitador del flujo de estrangulamiento hacia el acumulador, excede una presión predeterminada.
10. El montaje de tren de aterrizaje de aeronaves según la reivindicación 6 o 7, en el que el accionador comprende un pistón de accionamiento que es distinto del desplazable con relación al pistón del montaje de pistón y biela, estando dispuesto el accionador de tal manera que un aumento de la presión del fluido en la cámara activa hace que el accionador cambie, durante la primera fase, entre los estados de extensión primer y segundo debido al fluido que actúa sobre el pistón del accionador, que entra en contacto con el pistón de biela para desplazar el pistón de biela a fin de hacer que el accionador cambie entre los estados de extensión primero y segundo.
11. El montaje de tren de aterrizaje de aeronaves según la reivindicación 10, en el que el pistón de biela está conformado para permitir que el fluido hidráulico dentro de la cámara pasiva se mueva a través o más allá de la misma.
12. El montaje de tren de aterrizaje de aeronaves según la reivindicación 5, en el que el accionador comprende además un miembro de empuje elástico dispuesto para empujar el accionador para que cambie del segundo estado de extensión al primer estado de extensión, siendo la fuerza de empuje menor que la aplicada por la bomba, durante la primera fase, para hacer que el accionador cambie entre los estados de extensión primero y segundo para desplazar la segunda parte con relación a la primera parte.
13. El montaje de tren de aterrizaje de aeronaves según la reivindicación 12, que comprende además:
un puntal principal dispuesto para acoplarse de manera desplazable a una aeronave para poder ser desplazado entre una condición almacenada para el vuelo y una condición desplegada para el despegue y el aterrizaje, estando el puntal principal provisto de una formación de bloqueo en posición alta;
un gancho de bloqueo en posición alta desplazable entre una condición de desbloqueo, comprendiendo la segunda parte el gancho, donde el gancho está fuera del volumen barrido de la formación de bloqueo en posición alta a medida que el puntal principal se mueve entre las condiciones desplegada y almacenada, y una condición de bloqueo, donde el gancho está, al menos parcialmente, dentro del volumen barrido de la formación de bloqueo en posición alta, de modo que el gancho puede acoplarse con la formación de bloqueo en posición alta para mantener el puntal principal en la condición almacenada, en el que el accionador comprende un accionador de bloqueo en posición alta acoplado entre el gancho y un punto de anclaje de bloqueo en posición alta de modo que, a medida que el accionador cambia entre los estados de extensión primero y segundo, el gancho de bloqueo en posición alta libera la formación de bloqueo en posición alta.
14. El montaje de tren de aterrizaje de aeronaves según cualquier reivindicación anterior, en el que el accionador, la bomba y, opcionalmente, el acumulador están formados, al menos parcialmente, contenidos dentro de un alojamiento.
15. Una aeronave que incluye uno o más montajes de tren de aterrizaje de aeronaves según cualquier reivindicación anterior.
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