IT202100006680A1

IT202100006680A1 - Dispositivo di smorzamento passivo delle vibrazioni per velivolo

Info

Publication number: IT202100006680A1
Application number: IT102021000006680A
Authority: IT
Inventors: Nicola Gravagnone; Giulio Massimiliano Di
Original assignee: Leonardo Spa
Priority date: 2021-03-19
Filing date: 2021-03-19
Publication date: 2022-09-19
Also published as: EP4118357A1; WO2022195361A1; US20240002039A1; EP4118357B1; ES2965610T3

Description

DESCRIZIONE dell'invenzione industriale dal titolo: "Dispositivo di smorzamento passivo delle vibrazioni per velivolo"

DESCRIZIONE

Settore tecnico

La presente invenzione riguarda un dispositivo di smorzamento passivo delle vibrazioni per un velivolo o un aeromobile, per la riduzione del rumore e il miglioramento del comfort degli occupanti. In particolare, un dispositivo di smorzamento delle vibrazioni ? applicabile a velivoli ad elica, o ad ala rotante, o in generale a velivoli aventi componenti rotanti, i quali presentano livelli di rumore generalmente alti.

Stato della tecnica

Nell?ambito delle applicazioni aeronautiche, in particolare su velivoli aventi un componente rotante, sono generalmente noti dispositivi di attenuazione del rumore e/o di assorbimento delle vibrazioni.

E? noto, infatti, che il rumore percepito in cabina dai passeggeri e dagli assistenti di volo, ovvero in generale dagli occupanti, dipende dall?eccitazione dei modi vibrazionali dell?aria presente in cabina (detta cavit? acustica).

La cavit? acustica circonda gli occupanti dell?aeromobile, e a sua volta ? circondata dalla struttura del velivolo, la quale, vibrando, agir? come un altoparlante. Agendo sulle vibrazioni strutturali si potr?, quindi, modificare in termini acustici la risposta della cavit?.

Le vibrazioni strutturali vengono indotte da carichi di diversa natura ed uno dei principali ? rappresentato da quelli indotti dai componenti rotanti dotati di pale dei propulsori o motori, come ad esempio un rotore, un?elica, o un compressore. Il percorso dei carichi vibrazionali provenienti dai componenti rotanti di un propulsore sono di due tipi: un percorso strutturale (structure-born path) e un percorso aereo (airborn path).

I carichi di tipo airborn su un velivolo turboelica sono legati alle frequenze di passaggio della pala (Blade Passing Frequency, BPF) che sono ben definite e normalmente sono tali da mettere in vibrazione le travi del pavimento e le ordinate della struttura aeronautica, in particolare della fusoliera. Come noto al tecnico del ramo, la frequenza fondamentale di passaggio della pala (BPF1), ovvero la prima frequenza di passaggio della pala, dipende unicamente dal numero di giri del motore e dal numero di pale del componente rotante. Assieme alla frequenza fondamentale di passaggio della pala (BPF1), sono note al tecnico del ramo anche le ulteriori armoniche superiori relative, che definiscono frequenze di passaggio della pala superiori (dette BPF2, BPF3, ..., BPFi).

Per risolvere questo problema e ridurre al minimo tali vibrazioni ed il rumore che gli occupanti percepiscono, si usano diversi dispositivi, generalmente degli smorzatori passivi chiamati pendolini, ovvero Dynamic Vibration Absorbers (DVA), ma gli attuali dispositivi sono in grado di assorbire ovvero smorzare le vibrazioni dovute ad una sola frequenza per volta, e non sono in grado di smorzare le vibrazioni indotte dagli altri modi di vibrazione, in particolare dovuti alle frequenze di passaggio della pala superiori, che, in generale, non sono trascurabili. Infatti, i dispositivi noti sono assimilabili a sistemi massamolla con una frequenza naturale unica, uguale alla frequenza che si desidera smorzare, ovvero la frequenza obiettivo, ovvero la frequenza principale della fonte di rumore, ovvero, se si tratta di una pala, la prima frequenza di passaggio della pala (Blade Passing Frequency, BPF1) secondo la formula:

nella quale si ? indicato con fn la frequenza naturale del sistema di smorzamento massa-molla, con BPF la frequenza di passaggio della pala, con k la rigidezza del sistema smorzatore e con m la massa dello stesso sistema.

Dispositivi antecedenti per l?assorbimento di vibrazioni di diverse frequenze sono noti, ad esempio, dalla pubblicazione brevettuale CA2087669C, a nome della stessa Richiedente, e dalla domanda di brevetto statunitense US 2019 0277364 A1,

Il brevetto CA2087669C propone un modello di dispositivo TVA (Tuned Vibration Absorber) piuttosto complesso dal punto di vista costruttivo e della soluzione implementativa ed ha la peculiarit? di intervenire sulle frequenze naturali. ? costituito principalmente da una barra flessibile, da una serie di dispositivi fissati sulla barra flessibile a sbalzo rispetto alla struttura su cui andr? montata e da un pendolo il quale, opportunamente dimensionato (ovvero progettandone opportunamente il momento di inerzia flessionale e il momento di inerzia angolare), permette di intervenire sulle prime due armoniche dell?elica, ovvero sulle prime due frequenze naturali di questo componente rotante (BPF1 e BPF2). Inoltre, la soluzione descritta nella domanda US 2019 0277364 A1 della propone un sistema con quattro masse (a due a due di dimensioni differenti) che permettono di intonare il Tuned Vibration Absorber (TVA) sulle prime due armoniche dell?elica (BPF1 e BPF2). Il TVA ? montato su una struttura a trave sulla quale, movimentando e dimensionando opportunamente le masse, ? possibile ottenere diversi intervalli di frequenza di intonazione.

Come anche altri dispositivi noti, per?, tali pubblicazioni della letteratura brevettuale descrivono dispositivi incapaci di smorzare le vibrazioni su diverse frequenze contemporaneamente.

Inoltre, i dispositivi presentati e mostrati nella tecnica nota sono decisamente ingombranti e complessi dal punto di vista costruttivo, per cui impongono all?utilizzatore stringenti vincoli di progetto e di installazione.

Sintesi dell?invenzione

Scopo della presente invenzione ? fornire un dispositivo di smorzamento che non presenti gli svantaggi della tecnica nota.

Un ulteriore scopo dell?invenzione ? quello di fornire un velivolo comprendente un componente di motore comprendente una pluralit? di pale ed un dispositivo di smorzamento passivo atto a smorzare un rumore prodotto da detto componente di motore su una pluralit? di frequenze contemporaneamente.

Questo e altri scopi sono pienamente raggiunti secondo la presente invenzione grazie a un dispositivo di smorzamento come definito nella rivendicazione 1 e grazie ad un velivolo come definito nella rivendicazione 8.

Forme di realizzazione vantaggiose dell'invenzione sono specificate nelle rivendicazioni dipendenti, il cui contenuto ? da intendersi come parte integrante della descrizione che segue.

In sintesi, l'invenzione si fonda sull'idea di fornire un dispositivo di smorzamento passivo multi-frequenziale per lo smorzamento di vibrazioni di un velivolo, in particolare adatto per l?assorbimento di vibrazioni dall?aria presente nella cabina di un velivolo, il dispositivo di smorzamento comprendendo:

una struttura di supporto;

una pluralit? di N masse di smorzamento in materiale metallico, aventi ciascuna una rispettiva massa n-esima, in cui N ? un numero naturale maggiore o uguale a 2, ed n ? un numero naturale che va da 1 a N;

una pluralit? di N elementi elastici aventi ciascuno una rispettiva rigidezza n-esima;

in cui ciascun n-esimo elemento elastico ? incollato sia alla struttura di supporto che ad una rispettiva n-esima massa di smorzamento per supportare detta rispettiva n-esima massa di smorzamento sulla struttura di supporto in modo che la prima possa vibrare liberamente rispetto alla seconda; e

in cui, per ogni n che va da 2 a N, ciascuna n-esima massa di smorzamento di detta pluralit? di masse di smorzamento ? disposta in modo da circondare almeno parzialmente una n-1-esima massa di smorzamento di detta pluralit? di masse di smorzamento.

Secondo una forma di realizzazione preferita, le masse di smorzamento sono disposte in maniera telescopica, in modo che una prima massa di smorzamento sia disposta supportata sulla piastra, e ogni successiva n-esima massa di smorzamento sia disposta in modo da circondare una n-1-esima massa di smorzamento solo lateralmente ed essere supportata su rispettivi lati opposti sulla struttura di supporto.

Vantaggiosamente, la prima massa di smorzamento ha una forma cilindrica, con cilindro intendendosi un qualsiasi volume ottenuto tramite estrusione o la proiezione di una sezione trasversale lungo una parte di retta trasversale a detta sezione, con una prima altezza e con sezione trasversale semicircolare, e le rimanenti N-1 masse di smorzamento hanno ciascuna una forma cilindrica con una rispettiva altezza e con sezione trasversale di arco di, o di settore di, corona circolare. In questo caso, preferibilmente, per ogni n che va da 2 a N, la sezione trasversale di arco di, o di settore di, corona circolare della nesima massa di smorzamento ha un raggio interno essenzialmente uguale, o appena superiore, ad un raggio esterno della n-1-esima massa di smorzamento. In questo caso, ancora pi? preferibilmente, la prima altezza della prima massa di smorzamento e le rispettive altezze delle altre N-1 masse di smorzamento della pluralit? di masse di smorzamento sono uguali tra loro. Essenzialmente, dunque, secondo questa forma di realizzazione particolarmente preferibile, le masse di smorzamento sono realizzate come corpi cilindrici aventi tutti la stessa altezza, e aventi sezioni trasversali tali che la prima massa di smorzamento ? disposta supportata direttamente dalla struttura di supporto e, per n che va da 2 ad N, ogni massa di smorzamento n-esima circonda almeno parzialmente, in una direzione trasversale ovvero laterale, una massa di smorzamento n-1-esima, ed ? supportata ai due lati o estremit? laterali ovvero trasversali dalla struttura di supporto.

Vantaggiosamente, inoltre, per ogni n che va da 2 a N, la massa n-esima di ciascuna massa di smorzamento di detta pluralit? di masse di smorzamento ? un multiplo della massa della prima massa di smorzamento.

Secondo un aspetto ulteriore dell?invenzione, il dispositivo di smorzamento ? montato a bordo di un velivolo avente un componente di motore comprendente una pluralit? di pale atto a ruotare attorno ad un suo asse di rotazione per fornire una spinta a detto velivolo, e le masse e le rigidezze delle masse di smorzamento e, rispettivamente, degli elementi elastici sono tale per cui, per ogni n che va da 1 a N, la massa n-esima di ciascuna nesima massa di smorzamento e la rigidezza n-esima del rispettivo elemento elastico che supporta detta n-esima massa di smorzamento sulla struttura di supporto sono tali che la radice quadrata del rapporto tra detta rigidezza n-esima e detta massa n-esima ? proporzionale ad una diversa frequenza di passaggio della pala (Blade Passing Frequency, BPF1, BPF2, BPF3, ..., BPFi) di detto componente di motore.

Preferibilmente, in tal caso, detto componente di motore ? un rotore o un?elica o un compressore (fan).

Breve descrizione dei disegni

Le caratteristiche e i vantaggi della presente invenzione risulteranno pi? chiaramente dalla descrizione dettagliata che segue, data a puro titolo di esempio non limitativo con riferimento ai disegni allegati, in cui:

la figura 1 ? una vista assonometrica di un dispositivo di smorzamento secondo una prima forma di realizzazione dell?invenzione;

la figura 2 ? una vista in esploso del dispositivo di smorzamento di figura 1; e

la figura 3 ? una vista assonometrica di un dispositivo di smorzamento secondo una ulteriore forma di realizzazione dell?invenzione.

Descrizione dettagliata

In generale, nella presente descrizione e nelle rivendicazioni allegate, termini come ?inferiore, ?esterno?, ?interno?, ?radiale?, ?radialmente?, ?trasversale?, ?trasversalmente?, e analoghi, sono utilizzati con il significato consueto nel settore tecnico di rilevanza.

Con riferimento alle figure dalla 1 alla 3, in generale, il dispositivo di smorzamento passivo multi-frequenziale per lo smorzamento di vibrazioni di un velivolo secondo l?invenzione ? indicato con il numero di riferimento 10. Il dispositivo di smorzamento 10 ? particolarmente atto ad assorbire dette vibrazioni da smorzare dall?aria presente nella cabina di un velivolo, e comprende essenzialmente una struttura di supporto 12, una pluralit? di masse di smorzamento 14, e una pluralit? di elementi elastici 16.

In particolare, il dispositivo di smorzamento 10 comprende un numero N di masse di smorzamento 14, dove N ? un numero naturale maggiore o uguale a 2, come ad esempio 2, 3, 4, o 5 e cos? via e uno stesso numero N di elementi elastici 16. Come visibile nelle figure 1 e 2, il dispositivo di smorzamento 10 pu? comprendere ad esempio due masse di smorzamento 14 e due rispettivi elementi elastici 16. Come visibile nella figura 3, il dispositivo di smorzamento 10 pu? altres? comprendere ad esempio tre masse di smorzamento 12 e tre rispettivi elementi elastici 16.

La struttura di supporto 12 ? realizzata in modo da poter essere collegata all?anima di un elemento strutturale, come ad esempio un?ordinata, una trave di pavimento o un intercostale del velivolo, e supportare o sostenere dette masse di smorzamento 14 in modo che siano libere di vibrare ovvero di oscillare rispetto a detta struttura di supporto 12. La struttura di supporto 12, preferibilmente, ? realizzata sotto forma di piastrina metallica, avente due rispettive alette laterali 18 e 20, su ciascuna delle quali essendo predisposto un rispettivo foro circolare passante 22 e 24. In questo modo, tramite l?utilizzo di mezzi di collegamento meccanici noti, filettati o non filettati, quali viti, rivetti, hi-lok, e/o bulloni, ? possibile fissare la struttura di supporto 12 ad una parete interna dell?abitacolo o della cabina del velivolo o ad un elemento strutturale come sopra descritto.

Le masse di smorzamento 14 sono fornite in materiale metallico, preferibilmente in un materiale metallico ad alta densit? in modo da poter fornire una grande massa senza necessariamente occupare un grande ingombro. Preferibilmente, le masse di smorzamento 14 sono fatte di un metallo con peso specifico alto, come ad esempio il tungsteno.

Secondo l?invenzione, le masse di smorzamento 14 hanno una forma tale che per ogni n che va da 2 a N, ciascuna n-esima massa di smorzamento 14 di detta pluralit? di masse di smorzamento 14 ? disposta in modo da circondare almeno parzialmente una n-1-esima massa di smorzamento 14 di detta pluralit? di masse di smorzamento 14. Infatti, come visibile nella figura 1 e 2, una seconda massa di smorzamento 14 circonda lateralmente ovvero radialmente una prima massa di smorzamento 14, e, come visibile nella figura 3, non solo una seconda massa di smorzamento 14 circonda lateralmente ovvero radialmente una prima massa di smorzamento 14, ma anche una terza massa di smorzamento 14 circonda radialmente ovvero lateralmente la seconda massa di smorzamento 14. Essenzialmente, con l?eccezione di una prima massa di smorzamento 14, ogni successiva massa di smorzamento 14 ? disposta in maniera telescopica rispetto alla precedente, in modo da ridurre al minimo l?ingombro radiale del dispositivo di smorzamento 10.

In una forma di realizzazione mostrata nelle figure, le masse di smorzamento 14 hanno tutte una forma cilindrica, ovvero una forma tridimensionale ottenibile tramite estrusione nello spazio di una sezione trasversale di base; in questo caso, si tratta di cilindri ortogonali. In particolare, ? possibile utilizzare una forma semicilindrica, piena o cava.

In una forma di realizzazione particolarmente preferibile, la prima massa di smorzamento 14 ha una forma cilindrica con una prima altezza h1 e sezione trasversale semicircolare, cio? ha sostanzialmente la forma di un semicilindro pieno, e le rimanenti masse di smorzamento 14 hanno ciascuna una forma cilindrica con una rispettiva altezza hn e con sezione trasversale di arco o settore di corona circolare, cio? hanno sostanzialmente la forma di un semicilindro cavo.

In una forma di realizzazione preferibile, ciascuna massa di smorzamento 14 ha la stessa altezza delle altre masse di smorzamento 14.

Preferibilmente, inoltre, per ogni n che va da 2 a N, la sezione trasversale di arco di, o di settore di, corona circolare della n-esima massa di smorzamento 14 ha un raggio interno rn essenzialmente uguale, o appena superiore, ad un raggio esterno rn-1 della n-1-esima massa di smorzamento 14. Sostanzialmente, quindi, come rappresentato nelle figure 1 e 2 (per il caso con N = 2) e nella figura 3 (per il caso con N = 3), la sezione trasversale di settore di corona circolare della seconda massa di smorzamento 14 ha un raggio interno r2 essenzialmente uguale, o appena superiore, ad un raggio esterno r1 della prima massa di smorzamento 14, e la sezione trasversale di settore di corona circolare della terza massa di smorzamento 14 ha un raggio interno essenzialmente uguale, o appena superiore, ad un raggio esterno della seconda massa di smorzamento 14.

Ciascuna massa di smorzamento 14 ha una rispettiva massa n-esima mn, cos? come ciascun elemento elastico 16 ha una rispettiva rigidezza elastica n-esima kn.

Gli elementi elastici 16 sono incollati sia alla struttura di supporto 12 che ciascuno ad una rispettiva massa di smorzamento 14, per cui, il primo elemento elastico 16 ? incollato sia alla struttura di supporto 12 che alla prima massa di smorzamento 14, il secondo elemento elastico 16 ? incollato sia alla struttura di supporto 12 che alla seconda massa di smorzamento 14, il terzo elemento elastico 16 ? incollato sia alla struttura di supporto 12 che alla terza massa di smorzamento 14, e cos? via. In questo modo, ciascun elemento elastico 16 supporta una rispettiva massa di smorzamento 14 sulla struttura di supporto 12, in modo da mantenerla libera di vibrare ovvero di oscillare liberamente rispetto alla struttura di supporto 12.

A questo scopo, gli elementi elastici 16 sono realizzati in materiale polimerico.

In una forma di realizzazione preferibile mostrata nelle figure, gli elementi elastici 16 sono realizzati in forma di parallelepipedo, ovvero di piastra, ovvero di strato di materiale elastico incollabile sulle due facce opposte per collegarsi da un lato ad una rispettiva massa di smorzamento 14 e dall?altro alla struttura di supporto 12.

Ancora pi? preferibilmente, per ogni n che va da 2 a N (dove N ? il numero di masse di smorzamento 14 ovvero degli elementi elastici 16) ciascun n-esimo elemento elastico 16 comprende porzioni separate aventi forma di parallelepipedo, ovvero di piastra, preferibilmente due porzioni 16a e 16b separate e uguali tra loro.

Chiaramente, in funzione della forma necessaria e della forma della struttura di supporto 12, sono possibili diverse forme per le masse di smorzamento 14 e per gli elementi elastici 16, ma la disposizione relativa delle masse di smorzamento 14 e dei rispettivi elementi elastici 16 ? sempre tale che, esclusa la prima massa di smorzamento 14, le successive masse di smorzamento 14 siano disposte telescopicamente, ovvero circondando almeno parzialmente in una direzione radiale o laterale o trasversale una massa di smorzamento 14 precedente, e sempre in maniera tale che il collegamento elastico tra la massa di smorzamento 14 e la struttura di supporto 12 sia garantito da un rispettivo elemento elastico 16 (eventualmente fornito sotto forma di diverse porzioni separate di elemento elastico 16a 16b) frapposto tra loro e incollato ad entrambe per permettere alla rispettiva massa di smorzamento 14 di vibrare ovvero di oscillare liberamente rispetto alla struttura di supporto 12.

La massa mn di ogni massa di smorzamento 14 e la rigidezza kn di ogni rispettivo elemento elastico 16 vengono stabilite a progetto in modo che il sistema rappresentato da una massa di smorzamento 14 e dal rispettivo elemento elastico 16 sia atto a smorzare una specifica frequenza. In particolare, detta fi la frequenza le cui vibrazioni una rispettiva coppia formata dalla nesima massa di smorzamento 14 e dal rispettivo nesimo elemento elastico 16 ? destinata a smorzare, la massa mn rispettiva e la rigidezza kn rispettiva sono scelte in modo che sia rispettata la seguente formula:

In questo modo, ciascuna rispettiva coppia formata dalla n-esima massa di smorzamento 14 e dal rispettivo n-esimo elemento elastico 16 sar? atta a smorzare una rispettiva frequenza fi.

Ad esempio, fissata una rigidezza elastica k comune a tutti gli elementi elastici 16, per ogni n che va da 2 a N, la massa n-esima mn di ciascuna massa di smorzamento 14 di detta pluralit? di masse di smorzamento 14 potr? essere fornita come un multiplo della massa m1 della prima massa di smorzamento 14, ad esempio un multiplo crescente. Preferibilmente, le masse di smorzamento 14 sono tali che la massa mn di ciascuna n-esima massa di smorzamento 14 disposta pi? internamente rispetto alla massa di smorzamento N-esima ? inversamente proporzionale al quadrato dell?ordine i-esimo della frequenza di passaggio della pala BPFi le cui vibrazioni detta massa di smorzamento n-esima 14 ? destinata a smorzare.

Il dispositivo di smorzamento 10 secondo l?invenzione pu? essere in particolare applicato ad un velivolo comprendente un componente di motore comprendente una pluralit? di pale e atto a ruotare attorno ad un suo asse di rotazione per fornire una spinta a detto velivolo.

Con la dicitura ?componente di motore?, nel contesto dell?invenzione, sono comprese eliche, anche di propulsori turboelica, rotori, rotori di propulsione per elicottero o drone, compressori, in particolare parti di motori turbogetto o turboelica, e pi? in generale ogni componente comprendente una pluralit? di pale o palette che ruota ad una determinata frequenza di rotazione in un modo che pu? provocare rumore.

In questo caso, il dispositivo di smorzamento 10 ? caratterizzato dal fatto che, per ogni n che va da 1 a N, la massa n-esima mn di ciascuna massa di smorzamento 14 e la rigidezza n-esima kn del rispettivo elemento elastico 16 che supporta tale massa di smorzamento 14 sulla struttura di supporto 12 sono tali che la radice quadrata del rapporto tra detta rigidezza n-esima e detta massa n-esima ? proporzionale ad una diversa frequenza di passaggio della pala (Blade Passing Frequency, BPF1, BPF2, BPF3, ..., BPFi) di detto componente di motore.

Sostanzialmente, quindi, ciascuna coppia massa di smorzamento 14 ? elemento elastico 16 presenta un rapporto rigidezza / massa scelto in funzione di una diversa frequenza di passaggio della pala (BPFi), componente della vibrazione che si vuole smorzare.

In particolare, preferibilmente, per ogni n che va da 1 a N, la massa n-esima mn di ciascuna massa di smorzamento 14 e la rigidezza n-esima kn del rispettivo elemento elastico 16 che supporta tale massa di smorzamento 14 sulla struttura di supporto 12 sono tali che la radice quadrata del rapporto tra detta rigidezza n-esima e detta massa n-esima ? proporzionale alla N-n+1-esima (N meno n pi? 1 esima) frequenza di passaggio della pala (Blade Passing Frequency, BPFN-n+1). Dunque, ad esempio, nel caso in cui N = 2, ovvero nel caso in cui il dispositivo comprenda solo due masse di smorzamento 14 e due rispettivi elementi elastici 16, la massa m1 della prima massa di smorzamento 14 e la rigidezza k1 del primo elemento elastico 16 che supporta la prima massa di smorzamento 14 sulla struttura di supporto 12 sono tali che la radice quadrata del rapporto tra detta prima rigidezza k1 e detta prima massa m1 ? proporzionale alla seconda frequenza di passaggio della pala BPF2, e la seconda massa di smorzamento 14 e la rigidezza k2 del secondo elemento elastico 16 che supporta la seconda massa di smorzamento 14 sulla struttura di supporto 12 sono tali che la radice quadrata del rapporto tra detta seconda rigidezza k2 e detta seconda massa m2 esima ? proporzionale alla prima frequenza di passaggio della pala BPF1.

Ad esempio, applicando il dispositivo di smorzamento 10 secondo l?invenzione avente tre (N = 3) masse di smorzamento 14, come ad esempio quello mostrato nella figura 3, le masse mn e le rigidezze kn sono scelte in modo che la radice quadrata del rapporto tra la rigidezza k1 del primo elemento elastico 16 e la massa m1 della prima massa di smorzamento m1 ? proporzionale alla terza BPF (BPF3), e che la radice quadrata del rapporto tra la rigidezza k2 del secondo elemento elastico 16 e la massa m2 della seconda massa di smorzamento m2 ? proporzionale alla seconda BPF (BPF2), e che la radice quadrata del rapporto tra la rigidezza k3 del terzo elemento elastico 16 e la massa m3 della terza massa di smorzamento m3 ? proporzionale alla prima BPF (BPF1). In maniera di per s? ovvia, il tecnico del ramo sapr? determinare le masse e le rigidezze richieste per smorzare vibrazioni ad ulteriori frequenze, utilizzando un numero maggiore di masse di smorzamento 14 e di rispettivi elementi elastici 16.

Chiaramente, tale insegnamento ? applicabile anche a componenti di motore diversi, per come sopra presentati.

Come si evince dalla precedente descrizione, grazie al dispositivo di smorzamento secondo l?invenzione, ? possibile raggiungere pienamente gli scopi dell?invenzione sopra descritti, conseguendo diversi vantaggi.

In particolare, l?invenzione fornisce un dispositivo di smorzamento passivo migliorato rispetto alla tecnica nota.

Innanzitutto, grazie all?utilizzo di una pluralit? di masse di smorzamento e di una pluralit? di rispettivi elementi elastici, tra di loro indipendenti, ? possibile smorzare vibrazioni con diverse frequenze contemporaneamente, e non ? pi? necessario scegliere quale frequenza si vuole smorzare.

Infine, grazie alla disposizione ?telescopica? delle masse di smorzamento, il dispositivo di smorzamento secondo l?invenzione ? particolarmente adatto nelle applicazioni aeronautiche in cui il requisito di minimo ingombro ? di massima importanza.

Fermo restando il principio dell'invenzione, le forme di attuazione e i particolari di realizzazione potranno essere ampiamente variati rispetto a quanto ? stato descritto e illustrato a puro titolo di esempio non limitativo, senza per questo fuoriuscire dall'ambito dell'invenzione come definito nelle annesse rivendicazioni.

Claims

RIVENDICAZIONI

1. Dispositivo di smorzamento (10) passivo multi-frequenziale per lo smorzamento di vibrazioni di un velivolo, il dispositivo di smorzamento (10) comprendendo:

una struttura di supporto (12);

una pluralit? di N masse di smorzamento (14) in materiale metallico, aventi ciascuna una rispettiva massa n-esima (mn), in cui N ? un numero naturale maggiore o uguale a 2, ed n ? un numero naturale che va da 1 a N;

una pluralit? di N elementi elastici (16) aventi ciascuno una rispettiva rigidezza nesima (kn);

in cui ciascun n-esimo elemento elastico (16) ? incollato sia alla struttura di supporto (12) che ad una rispettiva n-esima massa di smorzamento (14) per supportare detta rispettiva n-esima massa di smorzamento (14) sulla struttura di supporto (12) in modo che la prima possa vibrare liberamente rispetto alla seconda; e

in cui, per ogni n che va da 2 a N, ciascuna nesima massa di smorzamento (14) di detta pluralit? di masse di smorzamento (14) ? disposta in modo da circondare almeno parzialmente una n-1-esima massa di smorzamento (14) di detta pluralit? di masse di smorzamento (14).

2. Dispositivo di smorzamento secondo la rivendicazione 1, in cui la prima massa di smorzamento (14) ha una forma cilindrica con una prima altezza (h1) e con sezione trasversale semicircolare, ovvero ha una forma semicilindrica piena, e in cui le rimanenti N-1 masse di smorzamento (14) di detta pluralit? di masse di smorzamento (14) hanno ciascuna una forma cilindrica con una rispettiva altezza (hn) e con sezione trasversale di arco di, o di settore di, corona circolare, ovvero hanno una forma semicilindrica cava.

3. Dispositivo secondo la rivendicazione 2, in cui per ogni n che va da 2 a N, la sezione trasversale di arco di, o di settore di, corona circolare della n-esima massa di smorzamento (14) ha un raggio interno (rn) essenzialmente uguale, o appena superiore, ad un raggio esterno (rn-1) della n-1-esima massa di smorzamento (14).

4. Dispositivo di smorzamento secondo la rivendicazione 3, in cui la prima altezza (hn) della prima massa di smorzamento (14) e le rispettive altezze (hn) delle altre N-1 masse di smorzamento (14) della pluralit? di masse di smorzamento (14) sono uguali tra loro.

5. Dispositivo di smorzamento secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui, per ogni n che va da 2 a N, ciascun n-esimo elemento elastico (16) atto a supportare una rispettiva n-esima massa di smorzamento (14) di detta pluralit? di masse di smorzamento (14) comprende porzioni (16a, 16b) separate aventi forma di piastra, preferibilmente due porzioni (16a, 16b) separate uguali.

6. Dispositivo di smorzamento secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui, per ogni n che va da 2 a N, la massa n-esima (mn) di ciascuna massa di smorzamento (14) di detta pluralit? di masse di smorzamento (14) ? un multiplo della massa (m1) della prima massa di smorzamento (14).

7. Dispositivo di smorzamento secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, in cui le masse di smorzamento (14) sono fatte di tungsteno.

8. Velivolo comprendente:

un componente di motore comprendente una pluralit? di pale atto a ruotare attorno ad un suo asse di rotazione per fornire una spinta a detto velivolo; e

un dispositivo di smorzamento (10) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti; caratterizzato dal fatto che, per ogni n che va da 1 a N, la massa n-esima (mn) della n-esima massa di smorzamento (14) e la rigidezza n-esima (kn) del rispettivo n-esimo elemento elastico (16) che supporta detta n-esima massa di smorzamento (14) sulla struttura di supporto (12) sono tali che la radice quadrata del rapporto tra detta rigidezza nesima (kn) e detta massa n-esima (mn) ? proporzionale ad una diversa frequenza di passaggio della pala (Blade Passing Frequency, BPF1, BPF2, BPF3, ..., BPFi) di detto componente di motore.

9. Velivolo secondo la rivendicazione 8, in cui per ogni n che va da 1 a N, la massa n-esima (mn) della n-esima massa di smorzamento (14) e la rigidezza n-esima (kn) del rispettivo n-esimo elemento elastico (16) che supporta detta massa di smorzamento (14) sulla struttura di supporto (12) sono tali che la radice quadrata del rapporto tra detta rigidezza n-esima e detta massa n-esima ? proporzionale alla N-n+1-esima frequenza di passaggio della pala (Blade Passing Frequency, BPFN-n+1).

10. Velivolo secondo la rivendicazione 8 o la rivendicazione 9, in cui il componente di motore ? un rotore, un?elica o un compressore.