PT2340996E - Trem de aterragem retrátil para helicóptero - Google Patents

Description

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DESCRIÇÃO "TREM DE ATERRAGEM RETRÁTIL PARA HELICÓPTERO" A presente invenção diz respeito a um trem de aterragem retrátil para helicóptero.

Os helicópteros são conhecidos por incluírem um trem de aterragem frontal e dois trens de aterragem traseiros fixados a ambos os lados da fuselagem. Cada um tem uma roda e serve para amortecer a energia descendente do helicóptero na aterragem.

Os trens de aterragem podem ser fixos ou retráteis. Em vôo, os trens de aterragem retráteis são colocados numa posição acondicionada ou recolhida, em que as rodas estão alojadas dentro de alojamentos para reduzir a resistência aerodinâmica e o consumo de combustível do helicóptero, e são movidas por atuadores hidráulicos entre a posição acondicionada e uma posição rebaixada ou mobilizada para a aterragem ou descolagem.

Na altura da aterragem em chão "macio", tal como neve ou areia, as rodas devem ser impedidas de se afundar no solo, por forma a manter o comportamento do helicóptero no instante da aterragem e assegurar um apoio estável no terreno e uma descolagem fácil. 0 mesmo substancialmente também se aplica durante a aterragem em solo irregular.

Isto é normalmente realizado através da tentativa de descarregar o peso e a força descendente do helicóptero para o solo sobre uma área de apoio mais ampla do que a providenciada por trens de aterragem de uma roda única. Uma solução conhecida é a utilização de trens de aterragem com duas rodas de diâmetro relativamente grande, mas tem a 2 desvantagem da roda adicional por cada trem de aterragem aumentar bastante o peso do helicóptero.

Ao contrário das rodas duplas, outra solução conhecida é substituir as rodas do trem de aterragem traseiro por patins fixados por cabos de aço. A área de superfície relativamente grande da parte inferior dos patins conhecidos, no entanto, impede a recolha dos trens de aterragem, com o resultado dos patins aumentarem a resistência, e portanto o consumo de combustível, especialmente em vôos de longa distância. US 4,062,502 divulga um trem de aterragem retrátil tal como definido no preâmbulo da reivindicação 1. É um objetivo da presente invenção fornecer um trem de aterragem retrátil para helicóptero desenhado para providenciar uma solução simples e de baixo custo para os problemas acima mencionados, e que, em particular, se adapta a diferentes tipos de terreno e condições de aterragem, e que pode ser produzido através da realização de apenas pequenas alterações de baixo custo nos trens de aterragem de roda única existentes.

De acordo com a presente invenção, é fornecido um trem de aterragem retrátil para helicóptero tal como reivindicado na reivindicação 1.

Uma forma de realização preferida e não limitativa da presente invenção irá ser descrita através de exemplo com referência aos desenhos acompanhantes, nos quais: A Figura 1 mostra uma vista lateral de uma forma de realização preferida do trem de aterragem retrátil para 3 helicóptero de acordo com a presente invenção e numa posição rebaixada ou mobilizada; A Figura 2 mostra uma vista em larga escala em perspetiva do trem de aterragem da Figura 1; A Figura 3 mostra uma vista lateral em grande escala do trem de aterragem da Figura 1; A Figura 4 mostra uma secção ao longo da linha IV-IV na Figura 3; A Figura 5 mostra uma secção detalhada, em larga escala, do trem de aterragem ao longo da linha V-V na Figura 4; A Figura 6 mostra uma vista do lado inferior do trem de aterragem de acordo com a presente invenção numa posição acondicionada ou recolhida; A Figura 7 mostra uma secção em larga escala ao longo da linha VII-VII na Figura 6. 0 número 1 na Figura 1 indica um helicóptero composto por: um trem de aterragem frontal 2 que pode ser recolhido para um compartimento dentro da fuselagem 3 do helicóptero 1; e dois trens de aterragem traseiros 4 ajustados às respetivas estruturas de apoio e alojamento 5 fixadas a ambos os lados da fuselagem 3 simétricos em relação à direção de movimento longitudinal 6 do helicóptero 1.

Cada trem de aterragem 4 compreende uma roda 8 com um eixo de rotação 9; e uma estrutura de suspensão 10 para fixar a roda 8 à estrutura 5, e que é amovível no que diz respeito à estrutura 5 para mover o trem de aterragem 4 para uma 4 posição mobilizada ou rebaixada (Figura 3) e para uma posição acondicionada ou recolhida (Figura 6).

Na posição mobilizada, a roda 8 é rebaixada para a aterragem e descolagem, com o eixo 9 posicionado na horizontal e perpendicular à direção 6. Na posição acondicionada, a roda 8 e a estrutura 10 são recolhidas e acondicionadas num alojamento 12 da estrutura 5, para reduzir a resistência aerodinâmica do helicóptero 1 à medida que este avança. Mais especificamente, a estrutura 5 é conetada à estrutura 10 para girar em redor de um eixo 13, substancialmente paralelo à direção 6, sob o controlo de um dispositivo atuador, definido por um cilindro hidráulico 14. No exemplo descrito, a pressão nas câmaras do cilindro hidráulico 14 mantém o trem de aterragem 4 estável na posição acondicionada ou mobilizada. A estrutura 10 é conhecida e compreende: uma moldura 15 articulada em relação à estrutura 5 em redor do eixo 13; e um braço 16, que tem uma extremidade 17 articulada em relação a uma porção 20 da moldura 15 em redor de um eixo 21 paralelo ao eixo 9, e estende-se para baixo e para trás em relação à porção 20 quando o trem de aterragem 4 está na posição mobilizada. Pelo menos uma mola, e possivelmente um amortecedor de choques são interpostos entre o braço 16 e a moldura 15 para manter o braço 16 numa posição angular de referência em relação à moldura 15, e para amortecer o impacto quando a roda 8 toca no solo durante a aterragem.

Com referência às Figuras 2 e 4, na extremidade oposta, o braço 16 termina com uma porção de ilhó 24, que é coaxial com e está localizada ao lado da roda 8, e suporta a roda 8 de uma forma saliente através de uma haste oca 26. A haste oca 26 compreende duas porções axiais opostas, 27 e 28: a 5 porção 27 é fixada no interior da porção 24; e a porção 28 projeta-se a partir da porção 24, e é ajustada de forma articulada com o núcleo da roda 8. 0 trem de aterragem 4 compreende uma montagem de travão conhecida 30 (não descrita em pormenor) fixada a um friso 31 da porção 24 através dos parafusos 32, que se estendem, paralelos ao eixo 9, através do friso 31 e são aparafusados no interior de orifícios definidos pelas respetivas porções tubulares 34. As porções 34 são alongadas paralelamente ao eixo 9, repousam axialmente contra o friso 31, na face longe da roda 8, e formam parte de dois corpos 35 e 36 espaçados angularmente entre si para criar espaço para o braço 16. O trem de aterragem 4 compreende também um patim 40, que está localizado entre o eixo 9 e a periferia da roda 8, está diametralmente oposto à estrutura 10 e está ajustado à estrutura 10 e, por conseguinte, amovível com a roda 8 entre as posições acondicionada e mobilizada. O patim 40 está conetado à porção 24 do braço 16 através de um dispositivo de conexão 42 que inclui uma barra de torsão 43, que se estende no interior da haste oca 26 e compreende duas porções intermédias 44, 45 conetadas às respetivas extremidades axiais da haste oca 26 com interposição das mangas 46, 47, que mantêm a barra de torsão 43 coaxial com a superfície interior da haste oca 26 e portanto substancialmente centrada em relação ao eixo 9. A barra de torsão 43 tem uma extremidade 48 fixada em relação à porção 24 do braço 16. Mais especificamente, a extremidade 48 está no exterior da haste oca 26 e compreende um apêndice radial 49 axialmente oposto à manga 47 e fixado ao corpo 35 6 através dos parafusos 50 aparafusados dentro dos orifícios definidos pelas porções 34. O dispositivo 42 também compreende duas placas laterais 51, 52, localizadas em lados axiais opostos da roda 8 e fixadas ao patim 40. As placas 51, 52 incluem as abas respetivas 53, 54, repousando numa superfície superior 55 do patim 40; e as paredes laterais respetivas 56, 57, projetando-se respetivamente a partir das abas 53, 54, transversalmente ao eixo 9. A parede lateral 56 compreende uma porção de conexão 59 fixada à extremidade 60 da barra 43 oposta à extremidade 48. Mais especificamente, a extremidade 60 compreende: uma porção 61, à qual a porção de conexão 59 é ajustada através de um acoplamento estriado; e uma ponta cilíndrica roscada 62, à qual um sistema parafuso porca 63 é aparafusado. A porção de conexão 59 é securizada axialmente entre o sistema parafuso porca 63 e um friso 64, que faz parte de um casquilho 65 que também compreende uma porção cilíndrica 66 interposta radialmente entre a porção 44 e a manga 46. Tendo em conta a capacidade da barra 43 torcer, a extremidade 48 permanece fixa e a extremidade 60 é girada pelo patim 40 em redor do eixo 9 se o patim 40 se inclinar quando repousa no solo quando se aterra o helicóptero 1.

Mais especificamente, a extremidade 60 pode girar em direções opostas em relação a uma posição de referência correspondente a uma condição na qual a barra 43 não está fletida. A flexibilidade da barra 43 tende a reposicionar o patim 40 e as placas 51, 52 para a posição de referência. 7 A barra 43 também é definida por uma haste oca e aloja um pino coaxial 68, que funciona como uma dobradiça entre uma porção de extremidade 72 da parede lateral 57 e a barra 43. Mais especificamente, numa extremidade, o pino 68 compreende uma porção 69, que é ajustada a uma superfície cilíndrica interna da barra 43 por um casquilho 70, projeta-se a partir da barra 43 através da porção 72 e termina com uma cabeça exterior 73 repousando axialmente na porção 72. Na extremidade oposta, o pino 68 compreende uma porção roscada 74 projetando-se a partir da barra 43; e um sistema parafuso porca 75 é aparafusado à porção 74 e apertado axialmente contra a ponta 62 para manter o pino 68 numa posição fixa em relação à extremidade 60.

Os casquilhos 65 e 70 são feitos de material anti-atrito, por exemplo, nylon, e funcionam como apoios para a porção 44 da barra 43 e para a porção 69 do pino 68 respetivamente, quando a extremidade 60 gira em relação à extremidade 48.

Um dispositivo de paragem 76 define os ângulos de inclinação máximos do patim 40 no que diz respeito à posição de referência, e compreende uma projeção 77 fixada em relação ao braço 16; e dois acostamentos de paragem fixados em relação ao patim 40. Mais especificamente, os acostamentos de paragem são definidos pelas extremidades de um sulco 80, que é formado numa face interna da parede lateral 57, tem forma de arco com o seu centro coincidente com o eixo 9 e é montado de forma deslizante pela projeção 77, que é um pino paralelo ao eixo 9 e que forma parte do corpo 36. Por outro lado, os acostamentos de extremidade podem ser fixados em relação ao braço 16, e a projeção amovível juntamente com o patim 40. 8

Com referência às Figuras 4 e 5, uma mola de localização 81 opera em conjunto com a torção da barra 43 para reposicionar o patim 40 e as placas 51, 52 para a posição de referência em relação ao braço 16. A mola 81 é um sistema redundante, que entra em jogo em caso de falha da barra 43, e é uma mola de torsão definida por um cabo que inclui uma porção intermédia 83 enrolada em redor de um apoio cilindrico 84 fixado à parede lateral 57 e tendo um eixo paralelo ao eixo 9. O cabo da mola 81 também compreende duas extremidades 85 projetando-se para o exterior a partir da porção 83 e situado em lados opostos da projeção 77. Quando o patim 40 está na posição de referência, a projeção 77 e o apoio 84 estão alinhados com um localizador 86 fixado em relação ao apoio 84. Quando o patim 40 se inclina em relação ao braço 16 a partir da posição de referência, as extremidades 85 permanecem em repouso, uma contra o localizador 86 e outra contra a projeção 77, e a elasticidade da mola 81 tende a realinhar a projeção 77 com o localizador 86, por forma a reposicionar o patim 40 para a posição de referência.

Visto de cima, o patim 40 compreende uma porção 89, que está fixada às placas 51, 52 e tem uma forma em C para definir a borda de uma abertura 90 alongada tangencialmente ao eixo 9 e nela ajustada com a roda 8. 0 patim 40 compreende também uma porção periférica 91 em frente e ao lado da porção 89, e junta com a porção 89 através de uma porção fraca 92, que se quebra automaticamente para destacar a porção 91 da porção 89 em caso de forte pressão (por exemplo, provocada pelo terreno altamente irregular) na superfície inferior 93 do patim 40 no momento da aterragem. Por outras palavras, a porção 92 atua como um dispositivo de limitação de carga, para evitar que uma força excessiva na superfície 93 danifique o resto do trem 9 de aterragem 4, e é de preferência enfraquecida por um corte na superfície 93.

Tal como mostrado na Figura 6, uma guarda 94 é fixada atrás da roda 8, a ambos os lados da porção 89 e/ou às placas 51, 52 e é ajustada com um apêndice traseiro 95, que se projeta substancialmente de forma radial para acoplar um dispositivo de retenção 96, fixado em relação à estrutura 5, quando o trem de aterragem 4 está na posição acondicionada. Com referência à Figura 7, o dispositivo 96 compreende duas superfícies de apoio 97, 98, que definem um assento 99 engrenado e libertado pelo apêndice 95 quando o trem de aterragem 4 gira em redor do eixo 13, e que impede a rotação do apêndice 95 em qualquer sentido em redor do eixo 9, para impedir o patim 40 de vibrar quando o helicóptero 1 está em vôo. Alternativamente, as superfícies 97, 98 podem ser posicionadas de maneira diferente, por exemplo, para reter diretamente uma borda do patim 40.

Quando o trem de aterragem 4 está na posição acondicionada, mais de metade do patim 40 está alojado no interior do alojamento 12 e o resto, incluindo a placa 51, permanece fora da estrutura 5. Quando o trem de aterragem 4 está posicionado na posição mobilizada, o helicóptero 1 pode aterrar com segurança em terreno irregular ou "macio", por força do patim 40 cooperar com a roda 8 para distribuir o peso e a força descendente do helicóptero 1 sobre o solo no momento da aterragem, e para definir como um todo uma área relativamente extensa de apoio. 0 patim 40 funciona de forma não menos eficaz do que uma roda extra 8 de um trem de aterragem de roda dupla, mas é consideravelmente mais leve.

Dado que a roda 8 e o patim 40 cooperam com sinergia para distribuir o peso e a força descendente do helicóptero 1 10 sobre o solo, o patim 40 não precisa de ser particularmente grande, portanto pelo menos metade dele pode ser acomodado no alojamento 12.

Tendo em conta as caracteristicas de projeto descritas acima, o patim 40 e o dispositivo 42 podem ser adicionados aos trens de aterragem existentes de forma relativamente fácil, e com nenhuma deficiência na retratabilidade. O dispositivo 42, em particular, é relativamente compacto e não afeta as caracteristicas ou a posição da estrutura 10, da montagem de travão 30 ou da roda 8. Na verdade, atualizar um trem de aterragem existente com o patim 40 substancialmente envolve: fazer pequenas alterações no desenho das linhas de óleo no alojamento 12; substituir os corpos 35, 36 pelas porcas normalmente utilizadas para fixar os parafusos 32 no friso 31; montar a barra 43 dentro de uma haste oca 26; e adicionar o dispositivo 96 no interior da estrutura 5.

Claramente, podem ser feitas alterações ao trem de aterragem 4 tal como descrito e ilustrado aqui sem, no entanto, se sair do âmbito da presente invenção tal como definido nas Reivindicações acompanhantes.

Em particular, a porção 89 pode ser circular e/ou a guarda 94 pode ser eliminada; em oposição à combinação da mola 81 com a flexibilidade de torção da barra 43, um sistema de localização elástico único pode ser fornecido para posicionar o patim 40 numa posição angular de referência em redor do eixo 9; e/ou o sistema que articula o patim 40 à porção 24 pode ser diferente do descrito a titulo de exemplo.

Lisboa, 30 de Abril de 2012

Claims (10)

1 REIVINDICAÇÕES 1. Um trem de aterragem retrátil para helicóptero (4) que inclui: - uma estrutura de suspensão (10); uma roda (8) ajustada à referida estrutura de suspensão (10) para girar em redor do seu próprio eixo de rotação (9); meios de atuação para a movimentação da referida estrutura de suspensão (10) e da referida roda (8) entre uma posição recolhida, para reduzir a resistência sobre o helicóptero (1) e uma posição rebaixada para a aterragem e descolagem do helicóptero (1); - um patim (40) localizado entre o referido eixo de rotação (9) e a periferia da referida roda (8) e diametralmente oposto à estrutura de suspensão (10) em relação ao referido eixo de rotação (9); - meios de conexão (42), por sua vez compostos por meios de articulação de conexão (43, 68) conetando o referido patim (40) à referida estrutura de suspensão (10) de modo rotativo em redor do referido eixo de rotação (9); e - meios de posicionamento elásticos (43, 81) para a manutenção do referido patim (40) numa posição angular de referência; caraterizado por os referidos meios de posicionamento elásticos incluírem uma barra de torsão (43) estendendo-se ao longo do referido eixo de rotação (9)

2. Um trem de aterragem, tal como reivindicado na Reivindicação 1, caraterizado pela referida estrutura de 2 suspensão compreender uma porção de conexão (24), coaxial com e ao lado da referida roda (8); e pela referida roda (8) e o referido patim (40) serem ambos suportados pela referida porção de conexão (24).

3. Um trem de aterragem, tal como reivindicado na Reivindicação 2, caraterizado pela referida barra de torsão (43) se estender dentro de uma haste oca (26) à qual a refeida roda (8) é ajustada, e compreender uma primeira e segunda extremidade (60, 48) no exterior da referida haste oca (26) e fixada respetivamente ao referido patim (40) e à referida porção de conexão (24) da referida estrutura de suspensão (10).

4. Um trem de aterragem, tal como reivindicado na Reivindicação 3, caraterizado pelos referidos meios de conexão (42) compreenderem uma primeira e segunda parede lateral localizada em lados axiais opostos da referida roda (8); a referida primeira parede lateral sendo fixada à referida primeira extremidade (60) da referida barra de torsão (43); e a referida segunda parede lateral sendo articulada em redor do referido eixo de rotação (9) .

5. Um trem de aterragem, tal como reivindicado na Reivindicação 3 ou 4, caraterizado por a referida segunda extremidade (48) ser fixada a um primeiro corpo (35) tendo orifícios roscados nos quais são aparafusados parafusos (32) conetando uma montagem de travão (30) à referida porção de conexão (24).

6. Um trem de aterragem, tal como reivindicado em qualquer uma das Reivindicações anteriores, caraterizado por compreender meios de paragem definindo o ângulo de 3 oscilação máxima do referido patim (40) no que diz respeito à referida posição angular de referência; os referidos meios de paragem compreendendo: - uma projeção (77) paralela ao referido eixo de rotação (9) e fixado em relação ou à referida estrutura de suspensão (10) ou ao referido patim (40); e - dois acostamentos de paragem fixos em relação ao outro dos referidos estrutura de suspensão (10) e patim (40).

7. Um trem de aterragem tal como reivindicado na Reivindicação 6, caraterizado por os referidos acostamentos de paragem serem definidos pelas respetivas extremidades de um sulco (80) engrenado de forma deslizante pela referida projeção (77).

8. Um trem de aterragem tal como reivindicado na Reivindicação 7, caraterizado por o referido sulco (80) ser formado numa placa (51) fixada ao referido patim (40) e localizado ao lado da referida roda (8) ; a referida projeção (77) sendo ajustada numa posição fixada a uma porção de conexão (24) da referida estrutura de suspensão (10).

9. Um trem de aterragem tal como reivindicado na Reivindicação 8, caraterizado por a referida projeção (77) formar parte de um segundo corpo (36) tendo orifícios roscados nos quais são aparafusados parafusos (32) conectando uma montagem de travão (30) à referida porção de conexão (24).

10. Um trem de aterragem tal como reivindicado em qualquer uma das Reivindicações 6 a 9, caraterizado por 4 os referidos meios de posicionamento compreenderem uma mola (81) que atua na projeção (77) para manter o referido patim referida posição angular de referência. Lisboa, 30 de Abril de 2012 elásticos referida (40) na