BRPI0616114A2 - Dispositivo de afixação de um motor destinado a ser interposto entre um aerofólio de aeronave e o referido motor e conjunto motor - Google Patents
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Abstract
DISPOSITIVO DE AFIXAçãO DE UM MOTOR DESTINADO A SER INTERPOSTO ENTRE UM AEROFóLIO DE AERONAVE E O REFERIDO MOTOR E CONJUNTO MOTOR A presente invenção se refere a um dispositivo de afixação de um motor destinado a ser interposto entre um aerofólio de aeronave e este motor, o dispositivo comportando uma estrutura rígida (8), assim como, uma estrutura aerodinâmica frontal (24) montada fixamente sobre a referida estrutura (8) pelo intermédio de meios de afixação, a estrutura aerodinâmica frontal sendo destinada a trazer tampas de insuflação e a ser interposta entre a estrutura rígida e o aerofólio. De acordo com a invenção, os meios de afixação compreendem pelo menos uma biela de comprimento regulável (32) na qual uma extremidade é montada sobre a estrutura (8), e cuja outra extremidade é montada sobre a estrutura aerodinâmica frontal (24).
Description
"DISPOSITIVO DE AFIXAÇÃO DE UM MOTOR DESTINADO A SERINTERPOSTO ENTRE UM AEROFÓLIO DE AERONAVE E OREFERIDO MOTOR E CONJUNTO MOTOR"
DOMÍNIO TÉCNICO
A presente invenção se refere a um dispositivo de afixação deum motor destinado a ser interposto entre um aerofólio de aeronave e o motorem referência, assim como a um conjunto motor que compreende taldispositivo de afixação.
A invenção pode ser utilizada sobre qualquer tipo de aeronaveequipada de turborreatores ou de turbopropulsores.
Este tipo de dispositivo de afixação, igualmente denominadoestribo de afixação ou "EMS" (do inglês "Engine Mounting Structure"),permite suspender um turbomotor embaixo do aerofólio da aeronave, oumontar este turbomotor acima este mesmo aerofólio.
ESTADO DA TÉCNICA ANTERIOR
Tal dispositivo de afixação está, com efeito, previsto paraconstituir a interface de ligação entre um turbomotor e um aerofólio daaeronave. Ele permite transmitir à estrutura desta aeronave os esforçosgerados por seu turbomotor associado, e autoriza igualmente oencaminhamento do combustível, dos sistemas elétricos, hidráulicos, e arentre o motor e a aeronave.
A fim de assegurar a transmissão dos esforços, o dispositivo deafixação comporta uma estrutura rígida, igualmente, denominada estruturaprimária, freqüentemente do tipo "caixa", ou seja, formada pela montagem delongarinas superiores e inferiores e de painéis laterais conectados entre siatravés de nervuras transversais.
Por outro lado, o dispositivo é munido de meios de afixaçãointerpostos entre o turbomotor e a estrutura rígida, estes meios comportandoglobalmente duas conexões motor, assim como um dispositivo de retomadados esforços de empuxo gerados pelo turbomotor. Na técnica anterior, estedispositivo de retomada compreende habitualmente duas bielas lateraisconectadas, por um lado, a uma parte atrás do cárter de insuflação doturbomotor, e por outro lado a uma conexão traseira fixada sobre o cártercentral deste último.
Da mesma maneira, o dispositivo de afixação comporta,igualmente, outra série de conexões que constituem um sistema de montageminterposto entre a estrutura rígida e o aerofólio da aeronave, este sistemasendo, habitualmente, composto de duas ou três conexões.
Além disso, o estribo é provido de uma pluralidade deestruturas secundárias que asseguram a segregação e a manutenção dossistemas suportando, ao mesmo tempo, elementos de carenagemaerodinâmica, estes últimos tomando, geralmente, a forma de painéis trazidossobre as estruturas. De maneira conhecida do especialista, as estruturassecundárias se diferenciam da estrutura rígida pelo fato de que não sãodestinadas a assegurar a transferência dos esforços que provêm do motor eque devem ser transmitidos para o aerofólio da aeronave.
Dentre as estruturas secundárias, conta-se uma estruturaaerodinâmica frontal interposta entre a estrutura rígida e o aerofólio daaeronave, esta estrutura aerodinâmica frontal dispondo não somente de umafunção de carenagem aerodinâmica, mas que permite, igualmente, acolocação, a segregação e o encaminhamento de diferentes sistemas (ar,elétrico, hidráulico, combustível). Além disso, esta estrutura aerodinâmicafrontal porta as tampas de insuflação do motor associado, enquanto as tampasde inversor de empuxo são, elas próprias, geralmente, trazidas pela estruturarígida do estribo de afixação.
Nas soluções da técnica anterior, os meios de afixaçãoempregados para realizar a montagem da estrutura aerodinâmica frontal sobrea estrutura rígida são geralmente complexos, pouco acessíveis, e nãooferecem habitualmente a possibilidade de ajustar com precisão a posição daestrutura aerodinâmica frontal em relação à estrutura rígida. Além disso, estesmeios de afixação constituem geralmente um sistema de montagemhiperestático, pouco desejável.
EXPOSIÇÃO DA INVENÇÃO
A invenção tem, consequentemente, por objetivo propor umdispositivo de afixação e um conjunto motor que compreende tal dispositivoremediando os inconvenientes mencionados acima, relativos às realizações datécnica anterior.
Para este efeito, a invenção tem por objeto um dispositivo deafixação de um motor destinado a ser interposto entre um aerofólio deaeronave e do motor, este dispositivo comportando uma estrutura rígida assimcomo uma estrutura aerodinâmica frontal montada fixamente sobre estaestrutura rígida através de meios de afixação, a estrutura aerodinâmica frontalestando destinada a trazer tampas de insuflação do motor e a ser interpostaentre a estrutura rígida e o aerofólio. De acordo com a invenção, os meios deafixação compreendem, pelo menos, uma biela de comprimento regulável naqual uma extremidade é montada sobre a estrutura rígida, e cuja outraextremidade é montada sobre a estrutura aerodinâmica frontal.
Assim, a invenção proposta é vantajosa neste sentido queapresenta uma ou várias bielas de comprimento regulável para assegurar amontagem da estrutura aerodinâmica frontal sobre a estrutura rígida dodispositivo de afixação. As bielas pré-citadas constituem, consequentemente,uma solução pouco complexa que permite efetuar um ajuste preciso daposição da estrutura aerodinâmica frontal em relação à estrutura rígida, esteajuste sendo, então, realizado em função da geometria desejada para oconjunto motor. A título de exemplo, o posicionamento da estruturaaerodinâmica frontal permite garantir e controlar a posição das ferragens deinsuflação solidárias das tampas de insuflação, em relação à interfaceestribo/motor da estrutura primária.
Além disso, estas bielas são elementos facilmente acessíveispara um operador situado próximo do dispositivo de afixação, o que facilita asoperações de colocação e retirada da estrutura aerodinâmica frontal.
Por outro lado, precisou-se que a presença das bielas decomprimento regulável apenas limita, vantajosamente, muito pouco aacessibilidade do espaço situado entre a estrutura rígida e a estruturaaerodinâmica frontal, na qual se situam, habitualmente, equipamentos quedevem permanecer acessíveis aos operadores para sua colocação oumanutenção.
Por fim, notou-se que cada biela empregada é perfeitamentecapaz de retomar esforços em uma única direção privilegiada, de modo queela seja, então, totalmente indicada para formar, conjuntamente com outroselementos meios de afixação, um sistema de montagem isostático.
De preferência, os meios de afixação compreendem duasbielas de comprimento regulável, cada uma dispondo de uma extremidademontada sobre a estrutura rígida, e de uma outra extremidade montada sobre aestrutura aerodinâmica frontal. Com tal configuração, se pode, então, efetuaruma montagem que assegura que uma das duas bielas esteja permanentementeativa, ou seja, que participa na retomada dos esforços que transitam entre asduas estruturas ligadas pelos meios de afixação, e que a outra biela estejaunicamente ativa no caso de mau funcionamento da primeira biela. Assim,esta última biela assegura apenas uma função de socorro, dita função "FailSafe", de modo que, em condições normais, ela permanece inativa e nãovenha, então, romper a natureza isostática dos meios de afixação.
Pode-se prever que as duas bielas de comprimento regulávelestejam dispostas de maneira simétrica em relação a um plano verticalmediano do dispositivo de afixação, paralelo a uma direção longitudinal desteúltimo. Além disso, as extremidades de cada biela de comprimento regulávelsão montadas, de preferência, de maneira articulada.
Sempre de maneira preferencial, cada biela de comprimentoregulável é arranjada de maneira a formar um ângulo inferior a 20° com umadireção vertical do dispositivo de afixação, o que a torna totalmenteapropriada para assegurar a retomada dos esforços de acordo com esta mesmadireção.
Além disso, os meios de afixação compreendem uma barrainterposta entre a estrutura rígida e a estrutura aerodinâmica frontal, esta barraque constitui, então, um meio complementar da biela, permitindo formar umsistema de montagem isostático. Esta barra, de preferência, é arranjada deacordo com uma direção transversal do dispositivo de afixação, por exemplo,sobre toda a largura deste estribo. Desta maneira, com esta barra, é possívelassegurar uma retomada dos esforços sobre toda a largura do estribo deafixação, o que se traduz, vantajosamente, em uma melhor retomada, assimcomo, por uma diminuição dos esforços de retomada à interface.
Além disso, precisou-se que esta barra, geralmente arranjadasobre a longarina superior da estrutura rígida na forma de caixa, é facilmenteacessível para um operador situado próximo do dispositivo de afixação, o quefacilita as operações de colocação e retirada da estrutura aerodinâmica frontal.
Por fim, pode-se prever que a barra seja arranjada atrás emrelação a cada biela de comprimento regulável.
Além disso, a invenção tem igualmente por objeto umconjunto motor que compreende um motor tal como um turborreator e umdispositivo de afixação deste motor, o dispositivo de afixação sendo tal comoeste que acaba de ser descrito.
Outras vantagens e características da invenção aparecerão nadescrição detalhada não limitativa abaixo.
BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS
Esta descrição será feita em face dos desenhos anexados dentreos quais;
- a figura 1 representa uma vista esquemática lateral de umconjunto motor para aeronave, compreendendo um dispositivo de afixação deacordo com um modo de realização preferido da presente invenção;
- a figura 2 representa uma vista parcial detalhada dodispositivo de afixação que pertence ao conjunto motor mostrado na figura 1;e
- a figura 3 representa uma vista parcial e ampliada emperspectiva do dispositivo de afixação mostrado na figura 2.
DESCRIÇÃO DETALHADA DE MODOS DE REALIZAÇÃOPREFERIDOS
Em referência à figura 1, se vê um conjunto motor 1 paraaeronave destinada a ser fixado sob uma asa desta aeronave (nãorepresentada), este conjunto 1 comportando um dispositivo de afixação 4 deacordo com um modo de realização preferido da presente invenção, bemcomo um motor 6 tal como um turborreator pendurado sob este dispositivo 4.
Globalmente, o dispositivo de afixação 4 comporta umaestrutura rígida 8, igualmente, denominada estrutura primária levando meiosde afixação do motor 6, estes meios de afixação dispondo de uma pluralidadede conexões motor 10, 12, assim como um dispositivo de retomada dosesforços 14 gerados pelo motor 6.
A título indicativo, notou-se que o conjunto 1 é destinado a sercontornado por uma nacela (não representada), e que o dispositivo de afixação4 comporta outra série de conexões (não representadas) trazidas sobre aestrutura rígida 8 e permitindo assegurar a suspensão deste conjunto 1 sob oaerofólio da aeronave.
Em toda a descrição que seguirá, por convenção, denomina-seX a direção longitudinal do dispositivo 4 que é igualmente assimilável àdireção longitudinal do turborreator 6, esta direção X sendo paralela a umeixo longitudinal 5 deste turborreator 6. Por outro lado, denomina-se Y adireção orientada transversalmente em relação ao dispositivo 4 e igualmenteassimilável à direção transversal do turborreator 6, e Z a direção vertical ou daaltura, estas três direções X, Y e Z ortogonal entre si.
Por outro lado, os termos "à frente" e "atrás" são consideradosem relação a uma direção de avanço da aeronave encontrada na seqüência doempuxo exercido pelo turborreator 6, esta direção sendo representadaesquematicamente pela seta 7.
Na figura 1, pode-se, então, ver as duas conexões motor 10,12, o dispositivo de retomada dos esforços de empuxo 14, a estrutura rígida 8do dispositivo de afixação 4, assim como, uma pluralidade de estruturassecundárias trazidas sobre a estrutura rígida de 8. Estas estruturas secundáriasassegurando a segregação e a manutenção dos sistemas suportando, ao mesmotempo, elementos de carenagem aerodinâmica que serão descritos abaixo.
Indicou-se que o turborreator 6 disposto à frente de um cárterde insuflação 18 de grande dimensão que delimita um canal anular deinsuflação 20, e comporta para trás um cárter central 22 de menor dimensão,contendo o coração deste turborreator. Os cárteres 18 e 22 são naturalmentesolidários um do outro.
Como se pode perceber na figura 1, as conexões motor 10, 12do dispositivo 4 estão previstas em número de dois, e respectivamentedenominadas conexão motor frontal e conexão motor traseira.
Neste modo de realização preferido da presente invenção, aestrutura rígida 8 toma a forma de um caixa que se estende de trás para frente,sensivelmente de acordo com a direção X.
A caixa 8 toma então a forma de um estribo de concepçãosimilar àquela habitualmente observada para os estribos afixação deturborreatores, notadamente neste sentido que é provido de nervurastransversais (não representadas) que tomam cada uma a forma de umretângulo orientado em um plano YZ.
Os meios de afixação deste modo de realização preferidocomportam, primeiramente, a conexão motor frontal 10 interposta entre umaextremidade à frente da estrutura rígida 8 igualmente denominada pirâmide, euma parte superior do cárter de insuflação 18. A conexão motor frontal 10 éconcebida de maneira clássica e conhecida do especialista.
Por outro lado, a conexão motor traseiro 12, igualmenterealizada de maneira clássica e conhecida do especialista, propriamente dita, éinterposta entre a estrutura rígida 8 e o cárter central 22.
Sempre em referência à figura 1, conta-se dentre as estruturassecundárias do estribo 4 uma estrutura aerodinâmica frontal 24, uma estruturaaerodinâmica traseira 26, uma carenagem de conexão 28 das estruturasaerodinâmicas frontal e traseira e uma carenagem aerodinâmica traseirainferior 30.
Globalmente, estas estruturas secundárias são elementosclássicos idênticos ou similares a estes encontrados na técnica anterior, econhecido do especialista.
Mais precisamente, a estrutura aerodinâmica frontal 24 écolocada sob o aerofólio e acima da estrutura primária 8. Ela é montadafixamente sobre a estrutura rígida 8, e apresenta uma função de perfilaerodinâmico entre uma parte superior das tampas de insuflação articuladassobre esta última, e a borda de ataque do aerofólio. Esta estruturaaerodinâmica frontal 24 dispõe, então, não somente de uma função decarenagem aerodinâmica, mas permite, igualmente, a colocação, a segregaçãoe o encaminhamento de diferentes sistemas (ar, elétrico, hidráulico,combustível). Além disso, a parte à frente desta estrutura 24 não estando emcontato com a estrutura rígida 8, habitualmente, é interposto um trocadortérmico no espaço definido entre estes dois elementos.
Diretamente no prolongamento traseiro desta estrutura 24,sempre sob o aerofólio e montado acima a estrutura rígida 8, se encontra acarenagem de conexão 28, igualmente denominada "karman". Em seguida,sempre para trás, a carenagem de conexão 28 é prolongada pela estruturaaerodinâmica traseira 26, que contém a maior parte dos equipamentoshidráulicos. Esta estrutura 26 está, de preferência, situada inteiramente atrásem relação à estrutura rígida 8, e está, consequentemente, encaixada sob oaerofólio da aeronave.
Por fim, sob a estrutura rígida 8 e a estrutura aerodinâmicatraseira 26, se encontra a carenagem aerodinâmica traseira inferior 30,igualmente denominada "escudo" ou "Aft Pylon Fairing". Suas funçõesessenciais são a formação de uma barreira anti-fogo, e a formação de umacontinuidade aerodinâmica entre a saída do motor e o estribo de afixação.
Em referência agora às figuras 2 e 3, pode-se perceber meiosde afixação da estrutura aerodinâmica frontal 24 sobre a estrutura rígida 8.
Estes meios compreendem, primeiramente, duas bielas decomprimento regulável 32, dispostas de maneira simétrica em relação a umplano P vertical mediano do dispositivo de afixação, paralelo à direção X.Notou-se que de maneira conhecida, este mesmo plano P constitui um planode simetria para a estrutura rígida 8.
A extremidade inferior de cada biela 32 é conectada demaneira articulada sobre a longarina superior da estrutura rígida 8 em formade caixa, enquanto que a extremidade inferior de cada biela 32 é conectada demaneira articulada sobre uma longarina inferior da estrutura aerodinâmicafrontal 24. As bielas 32 são conectadas no nível de uma parte de extremidadeà frente da estrutura rígida 8, e estão, de preferência, inclinadas de um ânguloinferior a 20° em relação à direção Z, de preferência, de maneira a se estenderpara frente se aproximando da estrutura aerodinâmica frontal 24, como émostrado na figura 2.
A concepção das bielas 32 é, consequentemente, tal quepermite o ajuste de seu comprimento. A esse respeito, pode ser empregadoqualquer tipo de biela conhecido do especialista e capaz de preencher estafunção de comprimento regulável. Pode, notadamente, se tratar de bielas naqual uma ou as duas extremidades podem ser deslocadas em relação um corpode biela, por um sistema mecânico conhecido. Poderia também se tratar debielas realizadas em duas partes sensivelmente idênticas trazendo, cada uma,uma extremidade, e na qual o comprimento no qual estas duas partes estãoimbricadas condiciona o comprimento total da biela.
O fato de poder regular o comprimento das bielas 32 permite,em primeiro lugar, poder ajustar precisamente a posição da estruturaaerodinâmica frontal 24 em relação à estrutura rígida 8, bem como em relaçãoa qualquer outro elemento do conjunto motor. Além disso, isso permitefacilmente estabelecer uma montagem diferenciada entre as duas bielas 32, demodo que uma delas esteja permanentemente ativa, ou seja, que participa naretomada dos esforços que transitam entre as duas estruturas 24 e 8, e que aoutra biela esteja unicamente ativa no caso de mau funcionamento da primeirabiela. Assim, esta última biela assegura apenas uma função de socorro, ditafunção "Fail Safe", de modo que em condições normais, não assegure apassagem de esforços entre as duas estruturas 24 e 8.
A biela 32 ativa neste caso é destinada de assegurar a retomadados esforços que se exercem principalmente de acordo com a direção Z, masnão esses que se exercem de acordo com a direção XeY.
Associada a estas bielas 32, os meios de afixação da estrutura24 sobre a estrutura 8 compreendem igualmente uma barra 34, orientada deacordo com a direção Y e que se estende, de preferência, por toda a largura dalongarina superior da estrutura rígida sobre a qual é montada fixamente.
Como se vê melhor na figura 3, esta barra 34 é de preferênciadupla por razões de segurança, ou seja, formada por duas barras sobrepostasde acordo com a direção X. Ela apresenta no de nível cada uma das duasextremidades uma interface de fixação 36 destinada a receber uma interfacede fixação 38 prevista sobre a estrutura 24.
Mais precisamente, pode-se ver que cada semi-interface defixação 36 toma, de preferência, a forma de uma superfície sensivelmenteplana que se estende de acordo com um plano XY situado ligeiramente acimada longarina superior da estrutura 8 na forma de caixa. Uma vez as interfaces36, 38 em contato, estas últimas são solidarizadas uma à outra por intermédiode parafuso e porca ou elementos similares.
A barra 34 se situa atrás das bielas 32 e coopera com umaparte de extremidade traseira da estrutura 24, como se pode ver na figura 2.
Com tal concepção, a barra 34 é, então, concebida pararetomar esforços exercidos principalmente de acordo com a direçãotransversal Y, e sua concepção mantida é, então de preferência, de um tipodenominado com duas "semi-interfaces de fixação" que permitem a cada umadestas duas semi-interfaces 36 retomar esforços exercidos principalmente deacordo com a direção X e de acordo com a direção vertical Z.
Desta maneira, os esforços que se exercem de acordo com adireção longitudinal X e de acordo com a direção Y são retomadosexclusivamente pelas duas semi-interfaces de fixação da barra 34, e osesforços que se exercem de acordo com a direção vertical Z são retomadosconjuntamente pela biela ativa 32 e pelas duas semi-interfaces de fixação da barra 34.
Por outro lado, a retomada do momento que se exerce deacordo com a direção X e de acordo com a direção Z é assegurada unicamentepelas duas semi-interfaces de fixação da barra 34, enquanto que a retomadados momentos que se exercem de acordo com a direção Y é asseguradaverticalmente, de maneira conjunta, por estas duas semi-interfaces, e pela biela ativa 32.
Os meios de afixação 34, 36 que foram descritos acimapermitem, então, constituir um sistema de montagem isostático da estruturaaerodinâmica frontal 24 sobre a estrutura rígida 8 do estribo 4.
Naturalmente, diversas modificações podem ser trazidas peloespecialista ao dispositivo de afixação 4 e ao conjunto motor 1 que acabam deser descritos, unicamente a título de exemplos não limitativos. A esserespeito, pode-se notadamente indicar que se o conjunto motor 1 fosseapresentado em uma configuração adaptada de modo que ele esteja suspensosob o aerofólio da aeronave, este conjunto 1 poderia igualmente se apresentarem uma configuração diferente da que lhe permite ser montado acima destemesmo aerofólio.
Claims (9)
1. Dispositivo de afixação (4) de um motor (6) destinado a serinterposto entre um aerofólio (2) de aeronave e o referido motor (6), oreferido dispositivo comportando uma estrutura rígida (8) assim como umaestrutura aerodinâmica frontal (24) montada fixamente sobre a referidaestrutura rígida (8) pelo intermédio de meios de afixação, a referida estruturaaerodinâmica frontal sendo destinada a trazer tampas de insuflação do motor ea ser interposta entre a referida estrutura rígida e o referido aerofólio,caracterizado pelo fato de que os referidos meios de afixação compreendem,pelo menos, uma biela de comprimento regulável (32) na qual umaextremidade é montada sobre a referida estrutura rígida (8), e cuja outraextremidade é montada sobre a referida estrutura aerodinâmica frontal (24).
2. Dispositivo de afixação (4) de um motor (6) de acordo coma reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que os referidos meios deafixação compreendem duas bielas de comprimento regulável (32), cada umaque dispõe de uma extremidade montada sobre a referida estrutura rígida (8),e outra extremidade montada sobre a referida estrutura aerodinâmica frontalde (24).
3. Dispositivo de afixação (4) de um motor (6) de acordo coma reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que as duas bielas decomprimento regulável (24) são dispostas de maneira simétrica em relação aum plano (P) vertical mediano do dispositivo de afixação, paralelo a umadireção longitudinal (X) deste último.
4. Dispositivo de afixação (4) de um motor (6) de acordo comqualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de queas extremidades de cada biela de comprimento regulável (32) são montadasde maneira articulada.
5. Dispositivo de afixação (4) de um motor (6) de acordo comqualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de quecada biela de comprimento regulável (32) é arranjada de maneira a formar umângulo inferior a 20° com uma direção vertical (Z) do dispositivo de afixação.
6. Dispositivo de afixação (4) de um motor (6) de acordo comqualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de queos referidos meios de afixação compreendem, além disso, uma barra (34)interposta entre a referida estrutura rígida (8) e a referida estruturaaerodinâmica frontal (24).
7. Dispositivo de afixação (4) de um motor (6) de acordo coma reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que a referida barra (34) éarranjada de acordo com uma direção transversal (Y) do dispositivo deafixação.
8. Dispositivo de afixação (4) de um motor (6) de acordo coma reivindicação 6 ou a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que areferida barra (34) é arranjada para atrás em relação a cada biela decomprimento regulável (32).
9. Conjunto motor (1) que compreende um motor (6) e umdispositivo de afixação (4) do motor (6), caracterizado pelo fato de que oreferido dispositivo de afixação é um dispositivo de acordo com qualquer umadas reivindicações precedentes.
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