IT202100018017A1 - Rotore per elicottero a smorzamento migliorato - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

Campo tecnico

La presente invenzione si riferisce ad un rotore per elicottero avente caratteristiche di smorzamento migliorate e a un relativo elicottero che implementi tale rotore.

In generale la presente invenzione trova applicazione nel campo aeronautico, in particolare nel settore elicotteristico, e ancora pi? in particolare ma non limitatamente nel settore degli elicotteri articolati.

Arte nota

Come ben noto nello specifico campo tecnico, all?interno della progettazione di un elicottero, uno dei punti focali, se non il punto fondamentale, risiede nello sviluppo del rotore, il quale rappresenta il componente che fornisce al velivolo la capacit? di generare la trazione e la propulsione necessaria nonch? le forze e i momenti necessari a manovrarlo.

La testa del rotore ? un mozzo con i punti di attacco e i collegamenti meccanici in grado di controllare l'inclinazione di una pluralit? di pale ad esso connesse.

L'inclinazione delle pale del rotore viene variata per ottenere le forze desiderate tramite il cosiddetto ?piatto oscillante? utilizzando i comandi di volo.

Data la periodicit? dei moti cui ? soggetto un rotore esso costituisce un sistema in risonanza.

Tale condizione non porta per? a effetti distruttivi di amplificazione fino a rottura delle forze data la presenza di appositi smorzatori, in particolare in corrispondenza della cerniera di ritardo. Quest?ultima, in particolare, ? una particolare cerniera il cui asse ? parallelo a quello di rotazione stesso e permette alla pala di muoversi avanti e indietro nel piano di rotazione.

Essa viene inserita per diminuire l'intensit? dei carichi trasmessi sul mozzo, in particolare per quanto riguarda il momento flettente nel piano.

Tuttavia, quando l'elicottero ? appoggiato sui carrelli pu? compiere un movimento di beccheggio/rollio per piccole oscillazioni estendendo e comprimendo il carrello.

Questo movimento pu? causare un movimento di ritardo delle pale da cui risulta uno spostamento del baricentro complessivo del rotore in modo tale che non coincida pi? con il centro geometrico.

I due movimenti possono accoppiarsi causando un'amplificazione del fenomeno.

Il presente problema ? chiamato ?risonanza al suolo?, e consiste, in altre parole, in un problema dinamico in cui le vibrazioni si amplificano anzich? ridursi.

Per ovviare a questi problemi sono stati sviluppati diversi sistemi che prevedono generalmente l?inserimento di uno smorzatore per ciascuna pala e che agisce sulla rotazione di ritardo prevista tra pala e mozzo.

In particolare, tutte le volte che la pala subisce un movimento di ritardo attiva lo smorzatore che dissipa il movimento.

Dato che il movimento di ritardo delle pale ? smorzato individualmente dagli elementi smorzanti tra ogni pala e il mozzo, il movimento di tutte le pale ? sempre smorzato, indipendentemente dal suo contributo al movimento del centro di massa dell?intero rotore.

La presente soluzione ?, ad esempio, descritta nella domanda di brevetto EP 1 767 452 B1 con lo smorzatore collegato mediante un giunto sferico.

Questa soluzione risolve il problema specifico ma non ? la pi? indicata in termini di sollecitazioni sul componente dato che non tutti i movimenti di ritardo possono causare uno spostamento del baricentro del mozzo, e quindi non necessitano di smorzamento.

Infatti, considerando un rotore a quattro pale, i movimenti, o modi, di ritardo possibili sono quattro: un modo collettivo, due modi ciclici e un modo reactionless. Tra questi quattro modi solamente i due ciclici possono causare un movimento del baricentro e devono quindi essere smorzati.

Una possibile alternativa ? quella di inserire lo smorzatore tra due pale adiacenti, in una configurazione definita ?interblade? vincolando quindi la rotazione differenziale tra le due pale.

Tale soluzione ? stata adottata, ad esempio, nella domanda di brevetto statunitense US 2018/0002006 A1 con gli smorzatori posti in corrispondenza di specifici piani rispetto a quello del rotore.

Anche la domanda di brevetto svizzera CH 711,754 A2 adotta tale soluzione in accoppiamento a un elemento a piastra collegato allo smorzatore.

Tuttavia, nella configurazione ?interblade?? solo il movimento differenziale tra pale adiacenti ? smorzato, e quindi l'azione dissipativa entrer? in gioco solamente quando la rotazione di due pale vicine non sar? la stessa.

In questo modo lo smorzamento non agisce sul modo collettivo ma solamente sui due modi ciclici e sul modo reactionless.

In particolare, quest'ultimo, pur non avendo effetti sulla risonanza al suolo, risulta particolarmente smorzato introducendo sollecitazioni notevoli sul componente.

Ulteriormente, se da una parte questa configurazione consente di non caricare gli smorzamenti con un movimento uguale per tutte le pale, il che non comporta spostamento del centro di massa del rotore, dall?altra altri movimenti, diversi da pala a pala e che non comportano spostamento del centro di massa del rotore, risultano smorzati in misura inutilmente elevata.

Il brevetto statunitense US 3,361,216 A propone una soluzione alternativa con un rotore a quattro pale in cui vengono connesse pale opposte e che attua smorzatori idraulici, ma tale soluzione risulta strutturalmente difficilmente attuabile data la sovrapposizione dello smorzatore alle componenti del mozzo e dell?albero e una sua implementazione molto complessa.

Alla luce di quanto detto, nonostante la presenza di vari sistemi indirizzati verso la risoluzione del problema dello smorzamento sul rotore, e in particolare dell?effetto della risonanza al suolo.

Sintesi dell'invenzione

Scopo della presente invenzione ? quello di ovviare ad inconvenienti della tecnica nota.

In particolare, uno scopo alla base della presente invenzione ? quello di escogitare una soluzione di ottimo che sia adatta a tutti i modi di ritardo.

Ulteriore scopo ? quello di prevedere una soluzione che preservi la vita utile dei componenti adottati, evitando dannosi sovraccarichi.

Un ulteriore scopo della presente invenzione ? quello di escogitare un sistema efficiente e robusto, che non necessiti di una manutenzione eccessivamente frequente.

Infine, scopo della presente invenzione ? quello di ridurre, in concomitanza con le sollecitazioni, anche le dimensioni e quindi i pesi dei componenti coinvolti.

L?idea alla base della presente invenzione ? quella di prevedere una soluzione che consenta di introdurre smorzamento in relazione al movimento di ritardo delle pale di un rotore di elicottero, massimizzandolo per i movimenti che lo richiedono e minimizzandolo o rendendolo nullo per quelli che non lo richiedono.

I suddetti scopi ed altri scopi ulteriori sono quindi risolti da un rotore per elicottero comprendente un albero atto ad essere messo in rotazione da almeno un elemento motore, un mozzo calettato sull?albero, una pluralit? di pale connesse radialmente al mozzo e mobili in rotazione attorno ad esso e almeno un assieme di collegamento smorzante previsto tra almeno una prima pala e almeno una seconda pala della pluralit? di pale, l?almeno una prima pala e l?almeno una seconda pala essendo radialmente non adiacenti.

L?assieme di collegamento smorzante comprende almeno un?asta di collegamento superiore disposta al di sopra del mozzo e connessa alla prima pala in corrispondenza di una prima estremit? dell?almeno un assieme di collegamento smorzante, almeno un?asta di collegamento inferiore disposta al di sotto del mozzo connessa alla seconda pala in corrispondenza di una seconda estremit? dell?almeno un assieme di collegamento smorzante, e almeno un elemento smorzatore interposto tra la prima estremit? e la seconda estremit?.

Per pale radialmente non adiacenti si intende nella presente trattazione una coppia di pale che, considerando il disco rotore, ossia il disco descritto dalle estremit? delle pale in rotazione con la trazione perpendicolare al disco, definiscono due distinti settori circolari adiacenti con una pala in comune interposta tra essi.

In altre parole, si definiscono pale radialmente non adiacenti due pale che definiscono ciascuna un raggio del disco rotore e comprendono almeno una terza pala interposta tra di esse che definisce un terzo raggio del disco rotore.

Vantaggiosamente, la presente soluzione consente di massimizzare la quantit? di smorzamento associata a movimenti che comportino un sostanziale spostamento del centro di massa complessivo del rotore e, allo stesso tempo, minimizzare, o addirittura si rende nullo, lo smorzamento associato a movimenti che non comportino spostamento del centro di massa complessivo del rotore.

Secondo una forma di realizzazione preferita, l?almeno un elemento smorzatore comprende uno smorzatore rotativo, configurato per generare uno smorzamento tramite una rotazione di un angolo fisso. In tal caso, vantaggiosamente, il movimento relativo che produce l?effetto smorzante ? la rotazione relativa tra due parti che costituiscono il corpo dello smorzatore.

Preferibilmente, ? prevista una pluralit? di cuscinetti posizionati tra il mozzo e l?almeno un elemento smorzatore e configurati per consentire una rotazione dell?elemento smorzatore.

Secondo una forma di realizzazione alternativa, l?almeno un elemento smorzatore comprende uno smorzatore lineare, configurato per generare uno smorzamento mediante estensione e compressione.

In particolare, secondo una forma di realizzazione preferita e ottimizzata l?almeno una asta di collegamento superiore o l?almeno una asta di collegamento inferiore comprende l?elemento smorzatore lineare.

In questo caso, quindi, il corpo dello smorzatore ? compreso in una delle due aste, al limite costituendo interamente una di esse.

Preferibilmente, ? ulteriormente previsto in questo caso un corpo rotante atto ad agire come elemento di rinvio rigido e una pluralit? di cuscinetti posizionati tra il corpo rotante e il mozzo configurati per consentire una rotazione del corpo rotante.

Il corpo rotante ? quindi vantaggiosamente atto a trasformare il moto traslatorio imposto da una delle aste nel corrispondente moto traslatorio relativo tra le due parti del corpo dello smorzatore.

Preferibilmente, l?almeno un elemento smorzatore comprende almeno un elemento elastomerico atto a generare uno smorzamento tramite deformazione.

Vantaggiosamente, la presente soluzione non necessita dell?introduzione di tenute dinamiche esterne.

Alternativamente, l?almeno un elemento smorzatore comprende almeno un elemento idraulico atto a generare uno smorzamento tramite un fluido viscoso.

Vantaggiosamente, la presente soluzione consente di avere una forza regolabile in funzione delle condizioni operative.

Nulla vieta di prevedere uno smorzatore ibrido, per smorzatore ibrido intendendosi uno smorzatore comprendente sia componenti elastomerici sia componenti idraulici e che quindi integri parte dei vantaggi di entrambe le componenti.

Ancora preferibilmente, il rotore secondo l?invenzione comprende quattro pale o cinque pale o sei pale.

Preferibilmente, ? prevista solo una terza pala interposta tra l?almeno una prima pala e l?almeno una seconda pala radialmente non adiacenti.

Vantaggiosamente, per le presenti configurazioni si ha un livello di complicazione strutturale molto modesto rispetto alle configurazioni attualmente previste dall?arte nota, a dispetto di grandi vantaggi in termini di ottimizzazione delle prestazioni di smorzamento.

Secondo un ulteriore aspetto la presente invenzione prevede un elicottero comprendente una fusoliera, almeno un elemento motore e almeno un rotore per elicottero secondo quanto sopra descritto.

Vantaggiosamente, tale elicottero risulta ottimale dal punto di vista funzionale, di pesi e relativi costi dato che si pu? ottenere lo smorzamento richiesto con elementi smorzanti pi? piccoli e leggeri.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi risulteranno maggiormente evidenti dalla descrizione dettagliata fatta qui di seguito, di forme di realizzazione preferite, non limitative, della presente invenzione, e dalle rivendicazioni dipendenti che delineano forme di realizzazione preferite e particolarmente vantaggiose dell?invenzione.

Breve descrizione dei disegni

L?invenzione ? illustrata con riferimento alle seguenti figure, fornite a titolo esemplificativo e non limitativo, in cui:

- La Figura 1 illustra una vista schematica prospettica di un rotore per elicottero secondo una prima forma di realizzazione della presente invenzione;

- La Figura 2 illustra una vista schematica dall?alto del rotore per elicottero di Figura 1;

- La Figura 3 illustra una vista schematica prospettica priva del mozzo del rotore per elicottero di Figura 1;

- La Figura 4 illustra una vista schematica prospettica priva delle pale del rotore per elicottero di Figura 1;

- La Figura 5 illustra una vista schematica dall?alto della Figura 4;

- La Figura 6 illustra una vista schematica prospettica priva del mozzo della Figura 4;

- La Figura 7 illustra una vista schematica prospettica priva delle pale di una variante della Figura 4;

- La Figura 8 illustra una vista schematica dall?alto della Figura 7;

- La Figura 9 illustra una vista schematica prospettica priva del mozzo della Figura 7;

- La Figura 10 illustra una vista schematica prospettica priva delle pale di una seconda forma di realizzazione secondo la presente invenzione;

- La Figura 11 illustra una vista schematica dall?alto della Figura 10;

- La Figura 12 illustra una vista schematica prospettica priva del mozzo della Figura 10;

- La Figura 13 illustra una vista schematica prospettica priva delle pale di una variante della Figura 10;

- La Figura 14 illustra una vista schematica dall?alto della Figura 13;

- La Figura 15 illustra una vista schematica prospettica priva del mozzo della Figura 13;

- La Figura 16 illustra una vista schematica prospettica priva delle pale di una terza forma di realizzazione di un rotore per elicottero secondo la presente invenzione;

- La Figura 17 illustra una vista schematica dall?alto della Figura 16;

- La Figura 18 illustra una vista schematica prospettica priva del mozzo della Figura 16;

- La Figura 19 illustra una vista schematica prospettica priva delle pale di una quarta forma di realizzazione di un rotore per elicottero secondo la presente invenzione;

- La Figura 20 illustra una vista schematica dall?alto della Figura 19;

- La Figura 21 illustra una vista schematica prospettica priva del mozzo della Figura 19.

Nelle differenti figure, elementi analoghi saranno identificati da numeri di riferimento analoghi.

Descrizione di dettaglio

Con riferimento alle Figure 1-6 allegate, con 1 viene globalmente e schematicamente indicata una prima forma di realizzazione di un rotore per elicottero realizzato in accordo con la presente invenzione, denominato nel seguito per brevit? rotore 1.

In particolare, le Figure 1-3 illustrano il rotore 1 completo in tutte le sue parti.

Il rotore 1 comprende un albero 2 atto ad essere messo in rotazione da almeno un elemento motore (non mostrato) e un mozzo 3 calettato sull?albero 2.

Al mozzo 3 ? connessa una pluralit? di pale 4 mobili in rotazione attorno al mozzo 3.

Le pale 4 sono collegate al mozzo 3 ciascuna mediante un punto d?attacco 5.

Nella presente forma di realizzazione sono previste cinque pale. Il moto relativo tra l?aria e le pale 4 in rotazione, aventi opportuna forma in pianta, svergolamento e profilo aerodinamico consente di generare portanza e consente di prevedere condizioni di volo traslato con velocit? molto basse, fino alla condizione di volo a punto fisso rispetto al suolo, o ?hover?, ed eseguibile per intervalli di tempo significativi, di effettuare il volo in salita ed in discesa verticale, inclusi il decollo e l?atterraggio verticale. Il moto di avanzamento ? invece ottenuto ruotando il disco rotore, ossia il disco descritto dalle estremit? delle pale in rotazione, con la trazione perpendicolare al disco.

Ulteriormente, come maggiormente visibile nelle Figure 4-6 in cui sono state rimosse per chiarezza le pale 4 con solo i relativi punti di attacco 5.

In corrispondenza dei punti di attacco 5 si noter? la presenza per ciascuno di una cerniera di flappeggio 6, cerniera di variazione di passo 7 e cerniera di ritardo 8.

La presente invenzione comprende un assieme di collegamento smorzante 9, previsto tra almeno due pale 4 radialmente non adiacenti, comprendente a sua volta almeno una prima pala e almeno una seconda pala della pluralit? di pale.

Per pale radialmente non adiacenti si intende nella presente trattazione una coppia di pale che, considerando il disco rotore, definiscono due distinti settori circolari adiacenti con una pala in comune interposta tra essi.

In altre parole, si definiscono pale radialmente non adiacenti due pale che definiscono ciascuna un raggio del disco rotore e comprendono almeno una terza pala interposta tra di esse che definisce un terzo raggio del disco rotore.

L?assieme di collegamento smorzante 9 comprende almeno un?asta di collegamento superiore 10 disposta al di sopra del mozzo 3 e connessa alla prima pala in corrispondenza di una prima estremit? 11 dell?assieme di collegamento smorzante 9, almeno un?asta di collegamento inferiore 12 disposta al di sotto del mozzo 3 e connessa alla seconda pala in corrispondenza di una seconda estremit? 13 dell?assieme di collegamento smorzante 9 e almeno un elemento smorzatore 14 interposto tra la prima estremit? 11 e la seconda estremit? 13.

Nello specifico la prima estremit? 11 dell?asta di collegamento superiore 10 ? connessa a un elemento di aggancio superiore 15 posto in corrispondenza del punto d?attacco 5 della prima pala e la seconda estremit? 13 dell?asta di collegamento inferiore 12 ? connessa a un elemento di aggancio inferiore 16 posto in corrispondenza del punto d?attacco 5 della seconda pala non adiacente alla prima.

Tra la prima estremit? 11 e la seconda estremit? 13, come detto, ? frapposto l?elemento smorzatore 14.

Inserendo l?elemento smorzatore 14 tra due pale non adiacenti vincolandone quindi la rotazione relativa, il momento smorzante risulta:

La forma di realizzazione rappresentata prevede che ciascuna pala 4 sia collegata con un?altra pala 4 non adiacente ad essa secondo la precedente definizione di non adiacenza delle pale.

Data la ripetitivit? e la simmetria circolare del rotore 1, ogni elemento smorzatore 14 ? connesso a due pale 4 non adiacenti, e ogni pala 4 ? connessa alle due pale 4 non adiacenti attraverso due elementi smorzatori 14, uno per ogni connessione.

Tuttavia, nulla vieta in casi particolari e a seconda di esigenze specifiche di prevedere una configurazione ibrida in cui la soluzione secondo la presente invenzione venga adottata solo tra due pale 4 non adiacenti e si adotti in concomitanza per le altre pale 4 un altro sistema di smorzamento, tale soluzione essendo ricompresa nell?ambito di protezione definito dalle rivendicazioni allegate.

La configurazione secondo l?invenzione realizza uno smorzamento del moto di ritardo nel rotore 1, introducendo per? tale smorzamento principalmente o esclusivamente per i movimenti complessivi delle pale che ne richiedono.

L?effetto desiderato viene ottenuto, come detto, facendo in modo che l?elemento smorzatore 14 agisca sul movimento di ritardo relativo tra le pale 4 non adiacenti.

Il movimento di ritardo di una pala 4, ovvero la rotazione della pala 4 stessa rispetto al mozzo 3, attorno a un asse parallelo all?asse del rotore, viene trasferito all?elemento smorzatore 14 attraverso l?asta di collegamento superiore 10.

Allo stesso modo, il movimento di un?altra pala 4 non immediatamente adiacente alla prima viene trasferita al medesimo elemento smorzatore 14 attraverso l?asta di collegamento inferiore 13.

In questo modo, movimenti concordi di identica ampiezza, che non richiedono smorzamento, non comportano un movimento relativo su due porzioni dell?elemento smorzatore 14, mentre movimenti discordi, la maggior parte dei quali richiedono smorzamento, producono tale movimento relativo, risultando cos? in una sollecitazione che agisce su entrambe le pale connesse al singolo elemento smorzatore 14.

La disposizione dell?asta di collegamento superiore 10 e dell?asta di collegamento inferiore 12 agli elementi smorzatori 14 alternativamente una al di sotto e l?altra al di sopra del mozzo 3, o viceversa, consente di eliminare il rischio di interferenza tra le aste che inducono il movimento negli elementi smorzatori 14.

Nella forma di realizzazione rappresentata nelle citate Figure 1-6 ciascun elemento smorzatore 14 comprende uno smorzatore rotativo, configurato per generare uno smorzamento tramite una rotazione di un angolo fisso, di forma cilindrica. Tale elemento smorzatore ? di tipo elastomerico atto a generare uno smorzamento tramite deformazione, con la coppia di smorzamento dipendente dall?elastomero.

In tal caso l?asta di collegamento superiore 10 ? compresa tra l?elemento di aggancio superiore 15 di una pala e l?estremit? superiore 17 dell?elemento smorzatore 14, posto in prossimit? della pala immediatamente adiacente, ossia la pala compresa tra le pale non adiacenti collegate tramite l?assieme di collegamento smorzante 9.

L?asta di collegamento inferiore 12 ? invece compresa tra l?elemento di aggancio inferiore 16 della pala non adiacente e l?estremit? inferiore 18 dell?elemento smorzatore 14.

Quindi, il movimento relativo che produce l?effetto smorzante ? la rotazione relativa tra la porzione superiore e la porzione inferiore che costituiscono il corpo dell?elemento smorzatore 14.

Le due porzioni dello smorzatore 14 sono collegate al mozzo 3 da una pluralit? di cuscinetti 20 che ne consentono la rotazione.

Nelle Figure 7-9 ? visibile una variante del rotore 1 sopra descritto, in cui ? previsto un rotore 1? comprendente un assieme di collegamento smorzante 9? che prevede un differente elemento smorzatore 14?, anche in questo caso di tipo elastomerico.

L?elemento smorzatore 14? ? a forma sostanzialmente ellittica, rotante attorno a un punto fisso centrale posto sulla pala in corrispondenza della quale ? previsto l?elemento smorzatore 14?, ossia la pala compresa tra le pale non adiacenti collegate tramite l?assieme di collegamento smorzante 9?.

Nulla vieta chiaramente di adottare una differente conformazione dell?elemento smorzante 14? adatta a fornire la medesima funzione.

Tale elemento smorzante 14? prevede quindi una estremit? superiore 17? e una estremit? inferiore 18? in corrispondenza delle quali sono rispettivamente connesse l?asta di collegamento superiore 10 e l?asta di collegamento inferiore 12 analogamente a quanto visto nella precedente forma di realizzazione.

Anche in questo caso, il movimento relativo che produce l?effetto smorzante ? la rotazione relativa tra la porzione superiore e la porzione inferiore dell?elemento smorzatore 14?.

Secondo una seconda forma di realizzazione, mostrata in Figura 10-12, ? differentemente previsto un rotore 1?? comprendente un assieme di collegamento smorzante 9?? che prevede un elemento smorzatore 14?? di tipo lineare, configurato per generare uno smorzamento mediante estensione e compressione. Anche in questa forma di realizzazione ? stato esemplificativamente adottato uno smorzatore elastomerico con la forza di compressione dipendente dall?elastomero.

La presente forma di realizzazione dell?assieme di collegamento smorzante 9?? ha una conformazione similare a quella della prima forma di realizzazione rappresentata nelle Figure 1-6, ma a differenza di quest?ultima l?elemento smorzatore 14?? ? compreso nell?asta di collegamento superiore 10, e al limite l?asta di collegamento superiore 10 ? interamente costituita dall?elemento smorzatore 14??.

Al posto dello smorzatore 14 ? quindi previsto un corpo rotante 19?? cilindrico, collegato al mozzo 3 da cuscinetti 20?? che ne consentono la rotazione e che prevede una estremit? superiore 17?? e una estremit? inferiore 18?? in corrispondenza delle quali sono rispettivamente connesse l?asta di collegamento superiore 10 e l?asta di collegamento inferiore 12.

Il corpo rotante 19?? cilindrico svolge il ruolo di un rinvio rigido atto a trasformare il moto traslatorio imposto dall?asta di collegamento inferiore 12 nel corrispondente moto traslatorio relativo dell?elemento smorzatore 14?? compreso nell?asta di collegamento superiore 10.

Nulla vieta di prevedere l?elemento smorzatore 14?? differentemente nell?asta di collegamento inferiore 12, con l?effetto che viene chiaramente specchiato.

Nelle Figure 13-15 ? prevista una variante della seconda forma di realizzazione con un rotore 1??? comprendente un assieme di collegamento smorzante 9??? che prevede un differente corpo rotante 19???.

Il corpo rotante in questo caso ? conformato come l?elemento smorzatore 14? della variante rappresentata nelle Figure 7-9.

Anche in questo caso l?elemento smorzatore 14?? ? compreso nell?asta di collegamento superiore 10 e il corpo rotante 19???, e che prevede una estremit? superiore 17??? e una estremit? inferiore 18???, svolge il ruolo di un rinvio rigido atto a trasformare il moto traslatorio imposto dall?asta di collegamento inferiore 12 nel corrispondente moto traslatorio relativo dell?elemento smorzatore 14?? compreso nell?asta di collegamento superiore 10.

Anche in questo caso, inoltre, nulla vieta di prevedere l?elemento smorzatore 14?? differentemente nell?asta di collegamento inferiore 12, con l?effetto che viene chiaramente specchiato.

Nelle Figure 16-18 ? rappresentata una terza forma di realizzazione di un rotore 1????, differente dalle forme di realizzazione e varianti precedenti per il fatto di comprendere quattro pale 4.

L?assieme di collegamento smorzante adottato ? l?assieme di collegamento smorzante 9?? rappresentato nelle Figure 10-12, ma nulla vieta di adottare uno degli altri assiemi di collegamento 9, 9?, 9??? rappresentati.

Nelle Figure 19-21 ? rappresentata una quarta forma di realizzazione di un rotore 1?????, differente dalle forme di realizzazione e varianti precedenti per il fatto di comprendere sei pale 4.

L?assieme di collegamento smorzante adottato ? l?assieme di collegamento smorzante 9??? rappresentato nelle Figure 13-15, ma nulla vieta di adottare uno degli altri assiemi di collegamento 9, 9?, 9?? rappresentati.

Ulteriormente, per conseguire un vantaggio dovuto alla maggiore semplicit? di interconnessioni tra pale non adiacenti nelle forme di realizzazione sopra descritte ? prevista solo una terza pala interposta tra l?almeno una prima pala e l?almeno una seconda pala radialmente non adiacenti.

Nelle presenti forme di realizzazione e varianti presentate ? stato adottato sempre un elemento smorzatore 14, 14?, 14?? di tipo elastomerico, ma le presenti soluzioni risultano altres? adatte per l?utilizzo di differenti tipi di elementi smorzatori quali elementi smorzatori idraulici, atti a generare uno smorzamento tramite un fluido viscoso, o elementi smorzatori ibridi, ossia adottanti una componente di tipo elastomerico e una di tipo idraulico.

La presente invenzione ? ulteriormente relativa a un elicottero comprendente una fusoliera, almeno un elemento motore e almeno un rotore 1 avente le caratteristiche sopra menzionate, tale elicottero avente quindi migliori caratteristiche in termini di smorzamento e stabilit? rispetto a quanto garantito dall?arte nota attualmente disponibile.

Applicabilit? industriale

La presente invenzione trova immediata applicazione in particolare per elicotteri con rotore principale e/o di coda multi-pala, con pi? di 3 pale, i quali rappresentano circa il 50% del mercato, come numero di elicotteri, e fino all?80% come valore. Esempi sono rappresentati da elicotteri da medio-leggeri in su come Leonardo AW109, AW119, AW139, AW169, AW189, AW101, Airbus H135, H145, H160, H175, H215, H225.

Vantaggiosamente, la presente invenzione consente di introdurre smorzamento in un nuovo modo in relazione al movimento di ritardo delle pale del rotore, ovvero la loro rotazione rispetto al mozzo attorno a un asse parallelo all?asse di rotazione del rotore stesso, massimizzandolo per i movimenti che lo richiedono e minimizzandolo o rendendolo nullo per quelli che non lo richiedono.

Pi? nello specifico, l?elemento smorzante secondo la presente invenzione risulta sollecitato dal movimento relativo tra pale non adiacenti e, in questo modo, si massimizza la quantit? di smorzamento associata a movimenti che comportino un sostanziale spostamento del centro di massa complessivo del rotore.

Allo stesso tempo, si minimizza, o addirittura si rende nullo, lo smorzamento associato a movimenti che non comportino spostamento del centro di massa complessivo del rotore.

In altre parole, utilizzando questa soluzione si indirizza lo smorzamento solo dove necessario traendone quindi un vantaggio in termini di efficacia del componente dato che l'azione smorzante andrebbe ad agire solo dove necessaria.

In tal modo, nei rotori articolati o cosiddetti ?soft-inplane? si prevengono fenomeni di instabilit? dinamica che si verificano quando il centro di massa del rotore si sposta trasversalmente rispetto all?asse di rotazione, risultando in un?interazione nociva tra il movimento del corpo dell?aeromobile e quello del rotore. Tale spostamento avviene soltanto per opportune combinazioni del movimento delle pale.

Quindi, vantaggiosamente, ? possibile ottenere lo smorzamento richiesto con elementi smorzanti pi? piccoli e leggeri.

Ancora vantaggiosamente, si ha una riduzione delle sollecitazioni all?interno degli elementi smorzanti stessi e si ha una riduzione delle sollecitazioni che questi scaricano su mozzo e pale, con benefici sull?efficienza e leggerezza del loro progetto e sulla loro durata a fatica e quindi tradotti in riduzione strutturale.

Pertanto, ulteriore vantaggio della presente invenzione ? anche dato in termini di intervalli di manutenzione perch?, dato il minore sforzo al quale viene sottoposto il componente, sono necessarie meno sessioni di fermo per controllare la relativa operativit?.

Si garantiscono, inoltre, migliori caratteristiche di tolleranza del danneggiamento o dell?usura degli elementi smorzanti nei riguardi della stabilit? dinamica dell?aeromobile.

Ancora vantaggiosamente, la stabilit? residua fornita dalla soluzione proposta, in caso di avaria o usura di alcuni degli elementi smorzanti, risulta pi? elevata.

Ulteriormente, la presente invenzione ? ottimale dal punto di vista della progettazione, realizzazione e utilizzo presentando complessit? e rischi paragonabili a quelli delle soluzioni attualmente in uso.

Ancora un ulteriore vantaggio della presente invenzione ? dato dalla possibilit? di generare la geometria del componente adatta ai rotori preesistenti.

Infine, vantaggiosamente la presente soluzione risulta adatta a una produzione in larga scala.

Considerando la descrizione qui riportata, il tecnico del ramo potr? congegnare ulteriori modifiche e varianti, allo scopo di soddisfare esigenze contingenti e specifiche.

Ulteriormente, a meno di pregiudizi tecnici nulla vieta di combinare le forme di realizzazione sopra presentate.

Le forme di realizzazione qui descritte sono pertanto da intendersi esempi illustrativi e non limitativi dell?invenzione.

Claims (11)

RIVENDICAZIONI

1. Rotore (1, 1?, 1??, 1???, 1????, 1?????) per elicottero comprendente:

- un albero (2) atto ad essere messo in rotazione da almeno un elemento motore;

- un mozzo (3) calettato su detto albero (2);

- una pluralit? di pale (4) connesse radialmente a detto mozzo (2) e mobili in rotazione attorno ad esso;

- almeno un assieme di collegamento smorzante (9, 9?, 9??, 9???) previsto tra almeno una prima pala e almeno una seconda pala di detta pluralit? di pale (4), detta almeno una prima pala e detta almeno una seconda pala essendo radialmente non adiacenti,

detto almeno un assieme di collegamento smorzante (9, 9?, 9??, 9???) comprendendo:

- almeno un?asta di collegamento superiore (10) disposta al di sopra di detto mozzo (3) e connessa a detta prima pala in corrispondenza di una prima estremit? (11) di detto almeno un assieme di collegamento smorzante (9, 9?, 9??, 9???),

- almeno un?asta di collegamento inferiore (12) disposta al di sotto di detto mozzo (3) e connessa a detta seconda pala in corrispondenza di una seconda estremit? (13) di detto almeno un assieme di collegamento smorzante (9, 9?, 9??, 9???),

- e almeno un elemento smorzatore (14, 14?, 14??) interposto tra detta prima estremit? (11) e detta seconda estremit? (13).

2. Rotore (1, 1?, 1????, 1?????) per elicottero secondo la rivendicazione 1, in cui detto almeno un elemento smorzatore (14, 14?) comprende uno smorzatore rotativo, configurato per generare uno smorzamento tramite una rotazione di un angolo fisso.

3. Rotore (1, 1?) per elicottero secondo la rivendicazione 2, ulteriormente comprendente una pluralit? di cuscinetti (20?) posizionati tra detto mozzo (3) e detto almeno un elemento smorzatore (14, 14?) e configurati per consentire una rotazione di detto elemento smorzatore (14, 14?).

4. Rotore (1??, 1???, 1????, 1?????) per elicottero secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 3, in cui detto almeno un elemento smorzatore (14??) comprende uno smorzatore lineare, configurato per generare uno smorzamento mediante estensione e compressione.

5. Rotore (1, 1?, 1??, 1???, 1????, 1?????) per elicottero secondo la rivendicazione 4, in cui una di detta almeno una asta di collegamento superiore (10) o detta almeno una asta di collegamento inferiore (12) comprende detto elemento smorzatore lineare (14??).

6. Rotore (1??, 1???, 1????, 1?????) per elicottero secondo la rivendicazione 4 o 5, ulteriormente comprendente un corpo rotante (19??, 19???) atto ad agire come elemento di rinvio rigido e una pluralit? di cuscinetti (20??) posizionati tra detto corpo rotante (19??, 19???) e detto mozzo (3) configurati per consentire una rotazione di detto corpo rotante (19??, 19???).

7. Rotore (1, 1?, 1??, 1???, 1????, 1?????) per elicottero secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 6, in cui detto almeno un elemento smorzatore (14, 14?, 14??) comprende almeno un elemento elastomerico atto a generare uno smorzamento tramite deformazione.

8. Rotore (1, 1?, 1??, 1???, 1????, 1?????) per elicottero secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 6, in cui detto almeno un elemento smorzatore comprende almeno un elemento idraulico atto a generare uno smorzamento tramite un fluido viscoso.

9. Rotore (1, 1?, 1??, 1???, 1????, 1?????) per elicottero secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 9, comprendente quattro pale o cinque pale o sei pale.

10. Rotore (1, 1?, 1??, 1???, 1????, 1?????) per elicottero secondo la rivendicazione 9 in cui ? prevista solo una terza pala interposta tra detta almeno una prima pala e detta almeno una seconda pala radialmente non adiacenti.

11. Elicottero comprendente una fusoliera, almeno un elemento motore, e almeno un rotore per elicottero (1, 1?, 1??, 1???, 1????, 1?????) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 10.