BRPI0704007B1 - Absorvedor de choque para um trem de aterrissagem de aeronave, e, trem de aterrissagem - Google Patents

Absorvedor de choque para um trem de aterrissagem de aeronave, e, trem de aterrissagem Download PDF

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Abstract

absorvedor de choque para um trem de aterrissagem de aeronave, e, trem de aterrissagem. a invenção relaciona-se a um absorvedor de choque para um trem de aterrissagem de aeronave, o absorvedor de choque incluindo um cilindro principal (1) no qual uma haste (2) está montada para deslizar telescopicamente, o absorvedor de choque tendo uma ou mais câmaras pneumáticas (12, 22) cheias com gás, uma provisão de fluido hidráulico (5), e meio de estrangulamento (14, 24) para estrangular o fluido hidráulico tal que quando o absorvedor de choque é encurtado, o gás nas câmaras pneumáticas seja comprimido e o fluido hidráulico seja estrangulado, em que as câmaras pneumáticas são contidas completamente em um ou mais cilindros auxiliares (10, 20) externos ao cilindro principal, e em cada um de qual um pistão vedado (11, 12) é montado de modo deslizante para separar uma câmara pneumática (12, 22) contida em dito cilindro auxiliar externo de uma câmara de fluido (13, 23) em comunicação de fluxo de fluido com o cilindro principal. de acordo com a invenção, meio de estrangulamento (14, 24) está disposto na entrada de uma conexão de fluxo de fluido entre o cilindro principal (1) e os cilindros auxiliares (10, 20).

Description

“ABSORVEDOR DE CHOQUE PARA UM TREM DE ATERRISSAGEM DE AERONAVE, E, TREM DE ATERRISSAGEM” [0001] A invenção relaciona-se a um absorvedor de choque compacto para urn trem de aterrissagem de aeronave, e a um trem de aterrissagem incluindo um tal absorvedor de choque.
FUNDAMENTO DA INVENÇÃO [0002] Em geral, trens de aterrissagem incluem um amortecedor a óleo incluindo um cilindro no qual uma haste é montada para deslizar telescopicamente. Em trens de aterrissagem diretos, o cilindro constitui o tirante do trem de aterrissagem e a haste leva um ou mais rodas em sua extremidade de fundo. Em trens de aterrissagem usando uma viga oscilante articulada, as rodas são levadas pela viga oscilante articulada e o absorvedor de choque é montado para ser articulado primeiramente à viga oscilante e secundariamente à aeronave ou a um tirante do trem de aterrissagem.
[0003] O amortecedor a óleo inclui pelo menos uma câmara pneumática cheia de gás que é comprimida quando o absorvedor de choque é encurtado. Também inclui meio para estrangular o fluido hidráulico enquanto está sendo encurtado, que assume que há uma provisão de fluido hidráulico conectada em série com a câmara para o gás. Amortecer impactos durante aterrissagem requer o absorvedor de choque ter um certo curso de encurtamento através do qual o gás é comprimido e o fluido hidráulico estrangulado. Como uma regra geral, este curso é da ordem de algumas dezenas de centímetros. Este curso e o comprimento da câmara pneumática e o comprimento da provisão de fluido hidráulico determinam o comprimento vazio do absorvedor de choque.
[0004] Aeronaves estão sendo otimizadas cada vez mais, e o espaço disponível no vão de roda para receber o trem de aterrissagem está se tornando cada vez mais limitado. Em geral, o fabricante de aeronave especifica as posições das rodas quando o trem de aterrissagem está na posição estendida e também as posições das rodas quando o trem de aterrissagem está na posição retraída. O projetista do trem de aterrissagem então tenta projetar um trem de aterrissagem tendo um
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2/9 mecanismo que habilita a duas posições de roda especificadas serem satisfeitas e isso pode acomodar um absorvedor de choque de comprimento apropriado. Em certos projetos recentes que são otimizados particularmente, não foi possível fazer uso de um amortecedor a óleo de projeto convencional e que também seja capaz de satisfazer todas as sujeições especificadas. Diferente de pedir ao fabricante de aeronave para prover mais volume no vão de roda, portanto aparecería necessário prover um absorvedor de choque que seja mais curto e mais compacto, não obstante enquanto permitindo os cursos que são usados normalmente.
[0005] A situação se toma até mesmo mais complicada se, como acontece com certos trens de aterrissagem de viga oscilante articulada, tais como aqueles de helicópteros, o absorvedor de choque também for requerido, além disso, para acionar a função de extensão/retração para o trem de aterrissagem. O curso de retração é freqüentemente mais longo do que o curso de absorvedor de choque, por esse meio alongando o absorvedor de choque correspondentemente.
[0006] Documentos GB 2 057 629, EP 0 398 797, FR 819 164, GB 942 804 e EP 1 085 233 expõem absorvedores de choque incluindo pelo menos um cilindro auxiliar externo recebendo uma câmara pneumática do absorvedor de choque.
OBJETIVO DA INVENÇÃO [0007] Um objetivo da invenção é prover um absorvedor de choque de cilindro auxiliar externo que é simples em estrutura.
BREVE SUMÁRIO DA INVENÇÃO [0008] A invenção provê um absorvedor de choque para um trem de aterrissagem de aeronave, o absorvedor de choque incluindo um cilindro principal no qual uma haste está montada para deslizar telescopicamente, o absorvedor de choque tendo uma ou mais câmaras pneumáticas cheias com gás, uma provisão de fluido hidráulico, e meio de estrangulamento para estrangular o fluido hidráulico tal que quando o absorvedor de choque é encurtado, o gás nas câmaras pneumáticas seja comprimido e o fluido hidráulico seja estrangulado, em que as câmaras pneumáticas são contidas completamente em um ou mais cilindros auxiliares externos ao cilindro principal, e em cada de qual um pistão vedado está montado de
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3/9 modo deslizante para separar uma câmara pneumática contida em dito cilindro auxiliar externo de uma câmara de fluido em comunicação de fluxo de fluido com o cilindro principal. De acordo com a invenção, o meio de estrangulamento está disposto na entrada de uma conexão de fluxo de fluido entre o cilindro principal e os cilindros auxiliares.
[0009] Esta disposição evita grandes pressões se desenvolverem no cilindro principal devido a estrangulamento não ser transmitido através de uma conexão e nos cilindros auxiliares. Além disso, o meio estrangulador pode ser projetado para ser preso aos cilindros auxiliares, por esse meio simplificando a estrutura do cilindro principal.
[0010] Assim, a(s) câmara(s) pneumática(s) é(são) rejeitada(s) em um ou mais cilindros auxiliares externos de forma que o cilindro principal só contenha fluido hidráulico, por esse meio simplificando construção da montagem, e evitando problemas de vedação aos cilindros auxiliares que são sujeitos a nenhuma força mecânica estrutural diferente daquelas vindo das pressões que existem dentro dos cilindros auxiliares externos. Em particular, os cilindros auxiliares externos não são sujeitos à deformação como resultado de forças de aterrissagem. Isto faz estanqueidade à gás mais fácil de alcançar.
[0011] De acordo com um aspecto particular da invenção, os cilindros auxiliares são presos ao cilindro principal. Assim, o absorvedor de choque forma uma montagem unitária sem ser necessário prover fixações específicas para os cilindros auxiliares no vão de roda da aeronave ou no trem de aterrissagem.
[0012] Em uma disposição preferida, os cilindros auxiliares são fixados rigidamente ao cilindro principal, a câmara de fluido hidráulico em cada cilindro auxiliar sendo separada da provisão de fluido hidráulico do cilindro principal somente pelo meio de estrangulamento disposto na entrada a cada dito cilindro auxiliar. Esta disposição torna possível evitar ter recurso a uma conexão de fluxo de fluido.
BREVE DESCRIÇÃO DO DESENHO [0013] Estes aspectos da invenção e outros aspectos podem ser entendidos mais completamente à luz da figura única do desenho acompanhante, que é uma
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4/9 vista de seção por um absorvedor de choque em uma concretização particular da invenção incorporando a função de extensão/retração, e mostrado na posição estendida.
DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO [0014] A invenção é ilustrada aqui para um absorvedor de choque usado para uma trem de aterrissagem principal de helicóptero do tipo que inclui uma viga oscilante articulada diretamente à fuselagem do helicóptero, o absorvedor de choque descrito aqui sendo para montagem de articulação entre a viga oscilante e um ponto de articulação na fuselagem.
[0015] O absorvedor de choque inclui um cilindro principal 1, no qual uma haste 2 está montada para deslizar telescopicamente. Para este propósito, a haste 2 leva um pistão de vedação 3 que desliza dentro do cilindro principal 1 e que define nele uma câmara anular 4 (interrompida pela haste 2), e uma câmara não interrompida 5 cheia com fluido hidráulico, formando uma provisão de fluido hidráulico. As extremidades do cilindro principal 1 e da haste 2 levam alças 6, 7 para conexão de articulação do absorvedor de choque à fuselagem a uma extremidade e à viga oscilante do trem de aterrissagem na outra extremidade.
[0016] O absorvedor de choque tem um primeiro cilindro auxiliar 10 montado rigidamente no cilindro principal, por exemplo como mostrado por fixação de parafuso com uma gaxeta de vedação interposta, perto da alça de extremidade 6 do cilindro principal 1. O primeiro cilindro auxiliar 10 se estende em uma direção substancialmente perpendicular a um eixo longitudinal do cilindro principal 1. Um primeiro pistão 11 está montado para deslizar de maneira vedada no primeiro cilindro auxiliar 10 para separar o interior dele em uma primeira câmara pneumática 12 cheia com gás sob pressão e uma primeira câmara de fluido 13 em comunicação com a câmara não interrompida 5 do cilindro principal 1 por um primeiro membro de válvula 14.
[0017] O absorvedor de choque tem um segundo cilindro auxiliar 20 montado rigidamente no cilindro principal, por exemplo como mostrado por fixação de parafuso com uma gaxeta de vedação interposta, na proximidade da alça de
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5/9 extremidade 6 do cilindro principal 1. O segundo cilindro auxiliar 20 se estende no outro lado do cilindro principal 1 substancialmente no mesmo eixo como o primeiro cilindro auxiliar 10. Um segundo pistão 21 está montado para deslizar de maneira vedada dentro do segundo cilindro auxiliar 20 para subdividir o interior dele em uma segunda câmara pneumática 22 cheia com gás sob pressão, e uma segunda câmara de fluido 23 em comunicação com a câmara não interrompida 5 do cilindro principal 1 por um segundo membro de válvula 24.
[0018] Os membros de válvula 14 e 24 são bem conhecidos à pessoa qualificada na arte e eles não são descritos em detalhes aqui.
[0019] A conexão de fluxo de fluido entre a câmara não interrompida 5 e os cilindros auxiliares 10 e 20 neste exemplo é tão simples quanto possível, desde que os cilindros auxiliares estão diretamente em comunicação com a câmara não interrompida 5 pelos membros de válvula 14, 24 dispostos na entrada aos cilindros auxiliares, assim tornando possível evitar usar qualquer tubulação.
[0020] A primeira câmara pneumática 12 é inflada a uma primeira pressão, enquanto a segunda câmara pneumática 22 é inflada a uma segunda pressão que é maior do que a primeira pressão. Tipicamente, a primeira câmara pneumática 12 é inflada a 20 bar, enquanto a segunda câmara pneumática 22 é inflada a 80 bar.
[0021] A operação do absorvedor de choque durante uma aterrissagem é como segue. Sob atuação da viga oscilante tendendo a encurtar o absorvedor de choque, a haste 2 é empurrada no cilindro principal 1, por esse meio forçando o fluido hidráulico contido na câmara não interrompida 5 a passar pelo primeiro e segundo membros de válvula 14, 24 para encher a primeira e segunda câmaras de fluido hidráulico 13, 23, por esse meio empurrando atrás o primeiro e segundo pistões 11, 21 para comprimir o gás contido na primeira e segunda câmaras pneumáticas 12, 22.
[0022] Sob condições normais, a câmara anular 4 está conectada por uma primeira válvula controlada 30 a uma provisão de fluido hidráulico ou tanque hidráulico da aeronave (não mostrado) tipicamente a uma pressão de cerca de 5 bar, tal que a câmara anular 4 seja enchida progressivamente com fluido hidráulico
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6/9 quando a haste 2 é empurrada dentro, por esse meio evitando qualquer cavitação. [0023] Quando o helicóptero decola, o gás sob pressão nas câmaras pneumáticas 12, 22 empurra atrás o fluido hidráulico contido nas câmaras de fluido 13 e 23 pelos membros válvula 14 e 24 para a câmara não interrompida 5, por esse meio empurrando a haste 2 para sua posição estendida. O fluido hidráulico contido na câmara anular 4 é empurrado atrás à provisão de fluido hidráulico pressurizado da aeronave.
[0024] Desde que as câmaras pneumáticas estejam assim deslocadas nos cilindros auxiliares externos nos lados do cilindro principal, o absorvedor de choque estendido assim apresenta um comprimento L tirado entre os eixos de prendedor das alças de extremidade 6, 7 que é particularmente compacto.
[0025] Em um aspecto particular da invenção, o absorvedor de choque é projetado para habilitar a viga oscilante ser retraída a fim de limitar seu arraste aerodinâmico em vôo. Para este propósito, encurtamento controlado do absorvedor de choque é organizado como segue. Fluido hidráulico de alta pressão (tipicamente a 206 bar) é injetado na câmara anular 4 pela primeira válvula controlada 30, por esse meio tendendo a retrair a haste 2 no cilindro principal 1. Simultaneamente, uma segunda válvula controlada 31 habilita a câmara não interrompida 5 ser posta em comunicação com um frasco 40, tal que o fluido hidráulico contido na câmara não interrompida 5 possa ser evacuado em dita frasco 40. O fluido hidráulico recebido no frasco 40 empurra atrás um pistão 41 montado de modo deslizante no frasco 40, que por sua vez empurra atrás o fluido hidráulico presente debaixo do pistão 41 para a provisão da aeronave. Deveria assim ser observado que o fluido hidráulico da câmara não interrompida 5 não fica misturado com o fluido hidráulico da aeronave. Quando a haste 2 entra em contato contra a parede de extremidade do cilindro principal 1, a primeira válvula controlada 30 é fechada tal que o fluido hidráulico presente na câmara anular 4 seja mantido cativo, por esse meio impedindo o absorvedor de choque de expandir.
[0026] Deveria ser observado que durante esta retração, as câmaras pneumáticas 12 e 22 não são comprimidas desde que suas pressões de inflação são
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7/9 mais altas do que a pressão no frasco 40 (substancialmente a mesma pressão como o tanque, isto é, 5 bar), tal que o fluido hidráulico passe preferencialmente para o frasco 40.
[0027] A fim de fazer o absorvedor de choque retornar a sua posição estendida, basta abrir a primeira válvula controlada 30 para pôr a câmara anular 4 em comunicação com a provisão da aeronave, e abrir simultaneamente a segunda válvula controlada 31, se fechada. Substancialmente a mesma pressão então existe em qualquer lado do pistão 3, e por causa das diferenças em seção entre a câmara anular 4 e a câmara não interrompida 5, a haste acionada para fora e o absorvedor de choque se estende, até que retorne à posição mostrada na Figura 1.
[0028] Na invenção, o absorvedor de choque é capaz de sobre-curso no evento de uma aterrissagem particularmente difícil. Para este propósito, a haste 2 inclui um orifício oco se abrindo para o lado do pistão 3 e recebendo uma peça de contato 50 no furo na haste 2 assim para se projetar da haste 2. A peça de contato 50 é retida à haste por um pino 51. A peça de contato 50 tem uma parede de extremidade, e uma gaxeta de vedação 52 está disposta entre a haste 2 e a peça de contato 50, assim habilitando o furo da haste ser isolado da câmara não interrompida 5.
[0029] Quando o absorvedor de choque é usado para retrair o trem de aterrissagem, a peça de contato 50 entra em contato contra a parede de extremidade 53 do cilindro principal 1, por esse meio definindo a posição retraída do absorvedor de choque. Quando o absorvedor de choque é usado para amortecer impactos na aterrissagem, a peça de contato 50 normalmente não engata na parede de extremidade 53 do cilindro principal 1. Porém, durante certas aterrissagens difíceis, não só a peça de contato 50 pode entrar em contato com a parede de extremidade 53, mas a energia que precisa ser absorvida pode ser tal que este contato não basta para parar o absorvedor de choque sendo encurtado. Na invenção, o pino 51 é então projetado para cisalhar além de um limiar de força predeterminado para os propósitos primeiramente de absorver uma fração da energia de aterrissagem de excesso rompendo o pino 51, e também de permitir à haste 2 executar sobre-curso no cilindro principal 1, por esse meio sobre
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8/9 comprimindo as câmaras pneumáticas 12, 22, também contribuindo para absorver outra fração da energia de aterrissagem de excesso.
[0030] A ruptura de cisalhamento do pino impele a peça de contato 50 para o fundo do furo na haste 2, tal que a peça de contato 50 não mais coopere com a gaxeta de vedação 52. O fluido hidráulico contido na câmara não interrompida 5 pode então fluir (lentamente) entre o membro de contato 52 e a parede do furo na haste 2 assim para exaurir por um orifício de dreno 54 localizado no fundo da haste, por esse meio contribuindo para reduzir a alta pressão que existe no absorvedor de choque por causa da sobre-compressão.
[0031] Deveria ser observado que sob circunstâncias normais, o orifício de dreno 54 corre o risco de pôr a câmara anular 4 em comunicação com ar exterior. Para evitar qualquer tal mistura de ar com o fluido hidráulico da aeronave, um pistão flutuante 55 está disposto de maneira vedada entre o cilindro 1 e a haste 2 tal que a chegada de fluido hidráulico pela primeira válvula controlada 30 aconteça sob o pistão flutuante 55, enquanto ar vindo do orifício de dreno 54 pode encher só o espaço que se estende entre o pistão flutuante 55 e o pistão 3 da haste 2. Assim não há nenhum risco do fluido hidráulico da aeronave ser poluído por ar exterior.
[0032] A invenção não está limitada à descrição anterior, mas pelo contrário cobre qualquer variante vindo dentro do âmbito definido pelas reivindicações.
[0033] Em particular, embora a invenção seja mostrada aqui em associação com um absorvedor de choque usado para um trem de aterrissagem principal de helicóptero do tipo que inclui uma viga oscilante articulada diretamente à fuselagem do helicóptero, o absorvedor de choque mostrado seno articulado entre a viga oscilante e um ponto de articulação na fuselagem, a invenção não está limitada a um trem de aterrissagem desse tipo; por exemplo, ela pode ser aplicada perfeitamente bem a um trem de aterrissagem do tipo direto, no qual o tirante forma o cilindro principal 1 e a haste 2 leva as rodas diretamente.
[0034] Embora os cilindros auxiliares sejam mostrados como sendo presos diretamente ao cilindro principal de forma que os membros de válvula estejam dispostos na entrada aos cilindros auxiliares, os cilindros auxiliares poderiam estar
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9/9 localizados em outro lugar. Por exemplo, eles poderíam ser presos ao lado do cilindro principal, paralelos a ele, os cilindros auxiliares sendo conectados ao cilindro principal por conexões de fluxo de fluido, por exemplo usando tubulação rígida. Também é possível fixar os cilindros auxiliares no vão de roda da aeronave, mas isso requerería interfaces adicionais serem providas na aeronave. Sob tais circunstâncias, provisão deveria ser feita para uma conexão de fluxo de fluido com uma mangueira flexível ou uma mangueira capaz de acomodar movimentos do absorvedor de choque relativo à mangueira. Sob todas as circunstâncias, é preferível para os membros de válvula estarem dispostos na entrada às conexões de fluxo de fluido tal que ditas conexões e os cilindros auxiliares não sejam sujeitos às altas pressões que existem na câmara não interrompida 5 enquanto o absorvedor de choque está sendo encurtado.
[0035] Embora a presente descrição se relacione a um absorvedor de choque tendo duas câmaras pneumáticas, seria naturalmente possível aplicar a invenção a um absorvedor de choque tendo uma única câmara pneumática, ou pelo contrário tendo mais de duas câmaras pneumáticas. Por exemplo, as duas câmaras pneumáticas poderíam ser colocadas em série em um único cilindro auxiliar.

Claims (9)

  1. REIVINDICAÇÕES
    1. Absorvedor de choque para um trem de aterrissagem de aeronave, o absorvedor de choque incluindo um cilindro principal (1), no qual uma haste (2) está montada para deslizar telescopicamente, o absorvedor de choque tendo pelo menos uma câmara pneumática (12, 22) cheia com gás, uma provisão de fluido hidráulico (5), e meio de estrangulamento (14, 24) para estrangular o fluido hidráulico tal que quando o absorvedor de choque é encurtado, o gás na pelo menos uma câmara pneumática é comprimido e o fluido hidráulico é estrangulado, em que a pelo menos uma câmara pneumática é contida completamente em pelo menos um cilindro auxiliar (10, 20) externo ao cilindro principal, e em cada um de qual um pistão vedado (11, 12) é montado de modo deslizante para separar uma câmara pneumática (12, 22) contida em dito cilindro auxiliar externo de uma câmara de fluido (13, 23) em comunicação de fluxo de fluido com o cilindro principal, o absorvedor de choque sendo caracterizado pelo fato de que o meio de estrangulamento (14, 24) está disposto na entrada de uma conexão de fluxo de fluido entre o cilindro principal (1) e o pelo menos um cilindro auxiliar (10, 20), e em que o pelo menos um cilindro auxiliar (10, 20) é preso rigidamente ao cilindro principal e se estende em uma direção que é substancialmente perpendicular a um eixo longitudinal (x) do absorvedor de choque.
  2. 2. Absorvedor de choque de acordo com reivindicação 1, caracterizado pelo fato de incluir meio controlador (30) para injetar fluido hidráulico em uma câmara anular (4) se estendendo entre a haste e o cilindro principal, e meio controlador (31) para exaurir simultaneamente o fluido hidráulico contido na provisão (5) de fluido.
  3. 3. Absorvedor de choque de acordo com reivindicação 2, caracterizado pelo fato de incluir um frasco associado (40) para receber o fluido hidráulico vindo da provisão (5) de fluido.
  4. 4. Absorvedor de choque de acordo com reivindicação 1, caracterizado pelo fato de incluir meio de contato (50, 53) definindo uma posição retraída da haste no cilindro principal.
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    2/2
  5. 5. Absorvedor de choque de acordo com reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que o meio de contato pode ser retraído além de um limiar de força predeterminada para permitir ao absorvedor de choque executar sobre-curso, pelo menos no evento de uma aterrissagem difícil.
  6. 6. Absorvedor de choque de acordo com reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a câmara de fluido hidráulico em cada cilindro auxiliar (10, 20) é separada da provisão de fluido hidráulico do cilindro principal somente pelo meio de estrangulamento (14, 24) disposto na entrada a cada dito cilindro auxiliar.
  7. 7. Trem de aterrissagem, caracterizado pelo fato de incluir pelo menos um absorvedor de choque conforme definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 6.
  8. 8. Absorvedor de choque de acordo com reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a haste suporta um pistão de vedação dentro do cilindro principal, o pistão de vedação definindo uma câmara anular e um câmara não interrompida, a dita câmara anular e a dita câmara não interrompida sendo fluidicamente isoladas uma da outra.
  9. 9. Absorvedor de choque de acordo com reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a dita pelo menos uma câmara pneumática é uma primeira câmara pneumática tendo uma primeira pressão de gás e uma segunda pneumática tendo uma segunda pressão de gás, a dita segunda pressão de gás sendo maior que a dita primeira pressão de gás.
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