BRPI0717839A2 - Porta para abrir e fechar uma abertura de porta em um avião - Google Patents
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Description
Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "PORTA PA- RA ABRIR E FECHAR UMA ABERTURA DE PORTA EM UM AVIÃO".
Campo da Invenção
A presente invenção refere-se a uma porta para abrir e fechar uma abertura de porta em um avião.
Antecedentes da Invenção
As estruturas de avião comumente compreendem um número de portas tais como as portas de passageiro, as portas de compartimento de carga, as portas de manutenção (ou escotilhas) e as portas de trem de pou- so. Tais portas proveem acesso às partes internas do avião quando abrem e fecham de modo a conformarem com a estrutura de avião circundante. Um aspecto importante de muitas tais portas é que durante o seu procedimento de abertura e na sua posição aberta estas não impinjam, prendam ou de outro modo contatem indesejavelmente outras partes da estrutura de avião. Mais ainda, quando o avião está no solo, as portas não devem impingir so- bre o solo ou outras estruturas auxiliares tais como as rampas de carrega- mento ou cavaletes. Por exemplo, as portas de trem de pouso devem prover uma folga para o solo, o trem de pouso, e qualquer porta de trem de pouso simetricamente oposta sob todas as condições de operação do avião.
Um problema surge quando uma porta é grande e a distância disponível para liberar outras estruturas de avião ou outras estruturas exter- nas é relativamente pequena. Por exemplo, se a porta for uma porta de trem de pouso, as folgas de solo poderão ser pequenas e a porta está sujeita a ser danificada pelo contato com o solo. Uma solução é prover uma porta de duas partes a qual dobra para cima para prover a folga necessária. Tais por- tas, quando providas para o trem de pouso, comumente dobram para dentro na direção do trem de pouso e podem requerer dispositivos adicionais para assegurar que a extensão do trem de pouso seja executada sem interferên- cia entre o trem de pouso e a porta. Mais ainda, o procedimento de dobra- mento e o mecanismo para uma porta dobrável podem ser complexos. Sumário da Invenção
Uma modalidade da invenção provê uma porta para abrir e fe- char uma abertura de porta em um avião, que compreende:
um primeiro membro de porta acoplado articulável com uma es- trutura de avião em um primeiro ponto de fixação;
um segundo membro de porta acoplado articulável com o primei- ro membro de porta;
um terceiro membro de porta acoplado articulável com o segun- do membro de porta;
um primeiro membro de articulação acoplado articulável com o primeiro e o terceiro membros de porta;
um segundo membro de articulação acoplado articulável com o
segundo membro de porta e a estrutura de avião em um segundo ponto de fixação; e
os membros de porta e os membros de articulação sendo dis- postos para formar uma única porta quando em uma posição fechada e sen- 15 do interconectados de modo que um movimento de abertura do primeiro membro de porta na forma de uma rotação ao redor do primeiro ponto de fixação resulta no movimento substancialmente simultâneo do segundo e do terceiro membros de porta na direção de suas respectivas posições abertas.
Cada membro de porta pode compreender uma face externa e uma face interna oposta, a face externa sendo disposta, na posição fechada da porta, para conformar substancialmente com o revestimento do avião e o movimento dos membros de porta para a posição aberta resulta na articula- ção relativa da face externa do primeiro membro de porta na direção da face externa do segundo membro de porta e a articulação relativa da face interna do segundo membro de porta na direção da face interna do terceiro membro de porta. O segundo membro de porta pode ser formado de modo a confor- mar com uma abertura adjacente a uma borda do primeiro membro de porta e apoiar substancialmente dentro da abertura quando a porta está na posi- ção fechada. O primeiro membro de articulação pode ser acoplado articulá- vel com o primeiro membro de porta através de um membro de ponte, o membro de ponte abrangendo a abertura de modo a permitir que o primeiro membro de articulação mova dentro da abertura durante o movimento de abertura. Os membros de articulação e os membros de porta podem ser a- coplados articuláveis ao redor de um conjunto de eixos geométricos subs- tancialmente paralelos.
Os membros de porta e o primeiro membro de articulação po- dem compreender uma articulação de quatro barras afixada nos primeiros pontos de fixação e ativada por um segundo membro de articulação. A fun- ção de cada membro de articulação pode ser provida por uma pluralidade de tais membros de articulação. Os membros de porta podem ser acoplados articuláveis através de um ou mais mecanismos de dobradiça. O primeiro „ 10 ponto de fixação pode ser disposto de modo que pelo menos uma parte do primeiro membro de porta localize-se dentro do corpo do avião quando a porta está na sua posição aberta. A taxa de movimento de articulação do segundo e do terceiro membros de porta pode ser o dobro da taxa de movi- mento de articulação do primeiro membro de porta durante o movimento de abertura. O deslocamento radial do segundo ponto de fixação do primeiro ponto de fixação determina a amplitude do movimento do segundo e do ter- ceiro membros de porta. A posição circunferencial do segundo ponto de fixa- ção sobre um arco traçado ao redor do primeiro ponto de fixação pode de- terminar o movimento relativo do primeiro e do segundo membros de porta. O eixo geométrico funcional do segundo membro de articulação pode ser substancialmente perpendicular a um plano que contém o primeiro e o se- gundo pontos de fixação quando a porta está fechada e substancialmente paralelo ao plano quando a porta está aberta.
Outra modalidade provê uma porta para abrir e fechar uma aber- 25 tura de porta em um avião, a porta compreendendo um primeiro, um segun- do e um terceiro membros de porta unidos articuláveis e dispostos para mo- ver de uma posição fechada na qual os membros estão localizados em uma disposição substancialmente linear no revestimento de avião para uma posi- ção aberta na qual os membros estão localizados em uma disposição do- 30 brada relativa com o segundo e o terceiro membros de porta situados subs- tancialmente acima da borda mais baixa do primeiro membro de porta.
Breve Descrição dos Desenhos As modalidades da invenção serão agora descritas, como e- xemplo somente, com referência aos desenhos em anexo, nos quais: a figura 1 é uma vista lateral de um avião no solo; a figura 2 é uma vista das portas de trem de pouso do avião da 5 figura 1 na posição fechada;
a figura 3 é uma vista detalhada da porta de trem de pouso da
figura 2; e
as figuras 4, 5 e 6 são vistas detalhadas adicionais da porta de trem de pouso da figura 2 que ilustram a sua operação.
Descrição Detalhada de Modalidades Preferidas da Invenção
Com referência à figura 1, um avião 101 mostrado situado no solo 102 compreende uma fuselagem 103 e um conjunto de asas 104. As asas 104 são carenadas na fuselagem 103 através de uma carenagem de barriga 105. O avião 101 está suportado sobre o solo 102 por um trem de 15 pouso principal 106 e uma roda de nariz 107. Durante o vôo, o trem de pou- so principal 106 fica armazenado dentro das asas 104 e da fuselagem 103 do avião 101 coberto por um conjunto de portas de trem de pouso 108.
Com referência à figura 2, o trem de pouso principal 106 com- preende um suporte 201 preso e articulado na estrutura interna da asa 104. O suporte 201 suporta um conjunto de rodas 202 e está articulado de modo a permitir que o trem de pouso 106 articule entre a posição distendida como mostrado na figura 1 e a posição armazenada como mostrado na figura 2 por linhas tracejadas. O trem de pouso 106 está armazenado dentro de um compartimento 203 que estende-se no sentido de largura da região central da fuselagem 103 dentro da carenagem de barriga 105 para dentro da asa 104. A região do compartimento 203 dentro da carenagem de barriga 105 está fechada pela porta de trem de pouso principal 108 a qual compreende três membros de porta. A região do compartimento 203 dentro da asa 104 está fechada por uma porta de asa 204, a qual, na presente modalidade, compreende um único membro de porta. A porta de trem de pouso 108 está disposta para prover uma folga suficiente entre a porta de trem de pouso 108 e o solo, o trem de pouso e a porta simetricamente oposta (não mostrada) em todas as condições de operação.
A figura 3 mostra a porta de trem de pouso 108 em detalhes adi- cionais. Na figura 3, onde os elementos compreendem um de um conjunto de duplicatas funcionais, somente um membro do conjunto está identificado 5 para clareza. A porta de trem de pouso principal 108 compreende três mem- bros de porta na forma de painéis 301, 302, 303, os quais juntos formam uma forma complementar àquela da abertura no revestimento externo da carenagem de barriga 105. O segundo membro de porta 302 apoia dentro de uma abertura no primeiro membro de porta 301 e o terceiro membro de porta 10 303 está anexado ao segundo membro de porta 302. O primeiro membro de porta ou painel 301 está suportado por um conjunto de três braços rígidos
304 fixos em uma de cada uma de suas extremidades na estrutura interna
305 do avião 101 dentro do compartimento de trem de pouso 203. As outras extremidades dos braços rígidos 304 estão fixas articuláveis no primeiro
membro de porta 301 por um primeiro conjunto de pinos de articulação 306. Um atuador de porta na forma de um macaco 307, está conectado entre o primeiro membro de porta 301 e a estrutura de avião 305. O macaco 307 está conectado articulável na estrutura de avião 305 por um segundo pino de articulação 308 e no primeiro membro de porta 301 por um terceiro pino de 20 articulação 309 que atua através de dois suportes 310.
O segundo membro de porta 302 está suportado pelo primeiro membro de porta 301 através de um segundo conjunto de braços rígidos 311 fixos no segundo membro de porta 302 e capaz de articular sobre o primeiro membro de porta 301 ao redor de um quarto conjunto de pinos de articula- 25 ção 312. O segundo conjunto de braços rígidos 311 está formado como pes- coços de cisne de modo a permitir que o segundo membro de porta 302, no seu movimento de abertura, mova totalmente para fora da abertura no pri- meiro membro de porta 301 dentro da qual este apóia quando a porta 108 está na posição fechada.
O terceiro membro de porta 303 está suportado pelo segundo
membro de porta 302 através de um terceiro conjunto de braços rígidos 313 e capaz de articular em relação ao segundo membro de porta 302 ao redor de um quinto conjunto de pinos de articulação 314. O terceiro membro de porta 303 está também conectado no primeiro membro de porta 301 por um primeiro conjunto de articulações de conexão 315. As articulações de cone- xão 315 estão dispostas para articular em relação ao terceiro membro de 5 porta 303 ao redor de um sexto conjunto de pinos de articulação 316 e estão dispostas para articular em relação ao primeiro membro de porta 301 ao re- dor de um sétimo conjunto de pinos de articulação 317. O sétimo conjunto de pinos de articulação 317 está montado sobre uma estrutura rígida 318 na forma de uma ponte, a qual está fixa através da abertura no primeiro mem- , 10 bro de porta 301 na qual o segundo membro de porta 302 se apóia. A ponte permite que o primeiro conjunto de articulações de conexão 315 mova den- tro da abertura no primeiro membro de porta 301 vagada pelo segundo membro de porta 302 durante o movimento de abertura da porta 108.
Um segundo conjunto de articulações de conexão 319 está co- 15 nectado no segundo membro de porta 302 e está disposto para articular em relação a este ao redor de um oitavo conjunto de pinos de articulação 320. O segundo conjunto de articulações de conexão 319 está também conectado articulável na estrutura de avião 304 por um nono conjunto de pinos de arti- culação 321. Os eixos geométricos dos conjuntos de pinos de articulação 20 306, 308, 309, 312, 314, 316, 317, 320 e 321 estão dispostos geralmente paralelos ao eixo geométrico longitudinal do avião 101. As proporções dos painéis e das articulações de conexão e as posições relativas dos pinos de articulação fazem com que os painéis dobrem de tal modo a conseguir a fol- ga requerida para o solo 102.
25 A figura 4 mostra uma vista dianteira da porta de trem de pouso
principal 108 na sua posição fechada na qual o segundo membro de porta está apoiado dentro de sua abertura no primeiro membro de porta e os três membros de porta juntos conformam ao revestimento externo do avião 101 para fechar o compartimento de trem de pouso 203. A porta 108 é trazida 30 para sua posição fechada pela operação do macaco 307 puxando o primeiro membro de porta 301 para dentro. Este movimento para dehtro do primeiro membro de porta 301 atua através do primeiro e do segundo conjuntos de articulações de conexão 315, 319 para alinhar o segundo e o terceiro mem- bros de porta para as suas posições fechadas. O primeiro, o segundo e o terceiro membros de porta 301, 302, 303, e o primeiro conjunto de articula- ções de conexão 315 juntos formam uma articulação de quatro barras. Esta 5 articulação de quatro barras é atuada pelo segundo conjunto de articulações de conexão 319 que está afixado na estrutura de avião 305 em um ponto espaçado do pino de articulação 306 do primeiro membro de porta 301 e atua como a articulação de base. Tal sistema de articulação de quatro barras permite que o movimento de atuação do segundo conjunto de articulações 10 de conexão 319, o qual é criado pelo macaco 307, seja substancialmente simultaneamente transmitido para cada elemento na articulação de quatro barras para abrir ou fechar a porta 108.
A figura 5 mostra a porta 108 em uma posição a meio caminho entre a sua posição fechada, mostrada na figura 4, e a sua posição total- mente aberta. Na posição fechada, a face externa de cada membro de porta
301, 302, 303 conforma substancialmente ao revestimento do dito avião. O movimento dos membros de porta 301, 302, 303 na direção da posição aber- ta, resulta na articulação relativa da face externa do segundo membro de porta 302 na direção da face externa do primeiro membro de porta 301 *e a 20 articulação relativa da face interna do segundo membro de porta 302 na di- reção da face interna do terceiro membro de porta 303.
A figura 6 mostra a porta 108 na posição totalmente aberta na qual o segundo e o terceiro membros de porta 302, 303 estão posicionados substancialmente acima da borda inferior do primeiro membro de porta 301. 25 O segundo conjunto de articulações de conexão 319 empurrou o segundo membro de porta 302 completamente para fora da abertura no primeiro membro de porta 301 para mover as faces externas do primeiro e do segun- do membros de porta para a sua posição relativa aproximadamente mais próxima. O terceiro membro de porta 303 foi girado pelo segundo membro 30 de porta 302 para trazer as suas respectivas faces internas para a sua posi- ção relativa aproximadamente mais próxima. O primeiro conjunto de articu- lações de conexão 315 agora apóia dentro da abertura no primeiro membro de porta 301 vagada pelo segundo membro de porta 302.
As posições relativas do primeiro conjunto de pinos de articula- ção 306 o qual forma a dobradiça do primeiro membro de porta 301 e do nono conjunto de pinos de articulação 321, o qual forma o ponto de fixação para o segundo conjunto de articulações de conexão 319, determinam o mo- vimento do segundo e do terceiro membros de porta 302, 303. Estes conjun- tos de pinos de articulação 306, 321 são ambos fixados na estrutura do avi- ão 305. O deslocamento radial do primeiro conjunto de pinos de articulação 306 do nono conjunto de pinos de articulação 321 determina a amplitude para o movimento imposto ao segundo e ao terceiro membros de porta 302, 303. A posição circunferencial do nono conjunto de pinos de articulação 321 sobre um arco traçado ao redor do primeiro conjunto de pinos de articulação 306 determina o movimento relativo do primeiro e do segundo membros de porta 302, 303. Na modalidade acima, o eixo geométrico funcional do se- gundo conjunto de articulações de conexão 319 é aproximadamente per- pendicular ao plano que contém o primeiro conjunto de pinos de articulação
306 e o nono conjunto de pinos de articulação 321 quando a porta está fe- chada (vide figura 4) e aproximadamente paralelo àquele plano quando a porta está aberta (vide figura 6). Esta disposição fornece um movimento rela- 20 tivamente rápido do segundo e do terceiro membros de porta conforme o primeiro membro de porta começa a abrir e muito pouco movimento do se- gundo e do terceiro membros de porta 302, 303 conforme o primeiro mem- bro de porta aproxima-se da abertura total. Este movimento relativo permite que uma folga adequada entre a porta 108 e o solo 102 seja mantida duran- 25 te a abertura e o fechamento da porta 108.
A divisão desigual da porta 108 em um primeiro membro de por- ta 301 e dois membros de porta subsidiários 302, 303 permite que o painel principal seja integrado no avião 101, tanto estruturalmente quanto opera- cionalmente, em um modo similar a uma porta de painel único convencional. 30 O primeiro membro de porta 301 provê a dobradiça para a estrutura de avião 305, o sistema de atuação 307 e uma estrutura para fixação de um sistema de travamento para manter a porta 108 fechada. Assim, o segundo e o ter- ceiro membros de porta 302, 303, sendo aliviados de tais funções, são mais simplesmente e levemente construídos.
Em caso de uma falha nos sistemas de atuação para a porta 108 ou o trem de pouso 106, é necessário que as portas sejam abertas sendo 5 empurradas pelo trem de pouso 106. Este processo é comumente referido como uma extensão por gravidade do trem de pouso. A ponte 318 presa no primeiro membro de porta 301 permite que o trem de pouso 106 empurre a porta 108 inteira para a posição aberta em tal situação. Importantemente, a ponte está disposta de modo que o trem de pouso não prenda sobre a ponte 10 318 ou em qualquer outra parte da porta 108 durante tal extensão por gravi- dade do trem de pouso. Mais ainda, o segundo e o terceiro membro de porta
302, 303 são movidos para fora automaticamente, para fora do percurso do trem de pouso 106. Em outras palavras, não existe nenhum contato entre o trem de pouso 106 e o segundo ou o terceiro membros de porta 302, 303 ou suas articulações de conexão 315 associadas, além de com a ponte 318.
Como será compreendido por aqueles versados na técnica, um ou mais dos conjuntos de pinos de articulação ou de dobradiças e de articu- lações de conexão nas modalidades acima podem ser substituídos por do- bradiças ou articulações únicas. Alternativamente, um ou mais dos conjuntos 20 de pinos de articulação ou de dobradiças e de articulações de conexão po- dem ser suplementados com dobradiças ou articulações adicionais. Tam- bém, a porta de trem de pouso de asa 203 pode estar disposta em duas pe- ças, uma aparafusada no suporte 201 e uma menor na extremidade superior do suporte 201 articulada fora da asa. O macaco 307 pode estar preso no 25 primeiro membro de porta 301 por uma cantoneira ao invés de dois suportes 310.
Em outras modalidades, a porta é uma porta de compartimento de passageiro, uma porta de compartimento de carga, uma porta de escoti- lha de inspeção ou manutenção, ou outra porta de avião.
Apesar da presente invenção ter sido ilustrada pela descrição
das suas modalidades, e apesar das modalidades terem sido descritas em detalhes consideráveis, não é a intenção do requerente restringir ou em qualquer modo limitar o escopo das reivindicações anexas a tais detalhes. Vantagens e modificações adicionais prontamente aparecerão para aqueles versados na técnica. Portanto, a invenção em seus aspectos mais amplos não está limitada aos detalhes específicos representativos do aparelho e 5 método, e exemplos ilustrativos estão mostrados e descritos. Consequente- mente, afastamentos podem ser feitos de tais detalhes sem afastar-se do espírito ou do escopo do conceito inventivo geral do requerente.
Claims (15)
1. Porta para abrir e fechar uma abertura de porta em um avião, que compreende: um primeiro membro de;porta acoplado articulável com uma es- trutura de avião em um primeiro ponto de fixação; um segundo membro de porta acoplado articulável com o dito primeiro membro de porta; um terceiro membro, de porta acoplado articulável com o dito se- gundo membro de porta; um primeiro membro de articulação acoplado articulável com os ditos primeiro e terceiro membros de porta; um segundo membro de articulação acoplado articulável com o dito segundo membro de porta e a dita estrutura de avião em um segundo ponto de fixação; e os ditos membros de porta e membros de articulação sendo dis- postos para formar uma única porta quando em uma posição fechada e sen- do interconectados de modo que um movimento de abertura do dito primeiro membro de porta na forma de uma rotação ao redor do dito primeiro ponto de fixação resulte no movimento substancialmente simultâneo dos ditos se- gundo e terceiro membros de porta na direção de suas respectivas posições abertas. .
2. Porta de acordo com a reivindicação 1, na qual cada dito membro de porta compreende uma face externa e uma face interna oposta, a dita face externa sendo disposta, na dita posição fechada da dita porta, para conformar substancialmente com o revestimento do dito avião e o dito movimento dos ditos membros de porta para a dita posição aberta resulta na articulação relativa da dita face externa do dito primeiro membro de porta na direção da dita face externa do dito segundo membro de porta e a articula- ção relativa da dita face interna do dito segundo membro de porta na direção da dita face interna do dito terceiro membro de porta.
3. Porta de acordo com qualquer reivindicação precedente, na qual o dito segundo membro de porta está formado de modo a conformar com uma abertura adjacente a uma borda do dito primeiro membro de porta e apoiar substancialmente dentro da dita abertura quando a dita porta estiver na dita posição fechada.
4. Porta de acordo com a reivindicação 3, na qual o dito primeiro membro de articulação está acoplado articulável com o dito primeiro membro de porta através de um membro de ponte, o dito membro de ponte abran- gendo a dita abertura de modo a permitir que o dito primeiro membro de arti- culação mova dentro da dita abertura durante o dito movimento de abertura.
5. Porta de acordo com qualquer reivindicação precedente, na qual o dito segundo membro de porta está acoplado articulável com o dito primeiro membro de porta de modo a permitir que o dito segundo membro de porta mova totalmente para fora da dita abertura durante o dito movimento de abertura.
6. Porta de acordo com qualquer reivindicação precedente, na qual os ditos membros de articulação e os ditos membros de porta estão acoplados articuláveis ao redor de um conjunto de eixos geométricos subs- tancialmente paralelos.
7. Porta de acordo com qualquer reivindicação precedente, na qual os ditos membros de porta e o dito primeiro membro de articulação compreendem uma articulação de quatro barras afixada nos ditos primeiros pontos de fixação e ativada pelo dito segundo membro de articulação.
8. Porta de acordo com qualquer reivindicação precedente, na qual a função de cada membro de articulação está provida por uma plurali- dade de tais membros de articulação.
9. Porta de acordo com qualquer reivindicação precedente, na qual os ditos membros de porta estão acoplados articuláveis através de um ou mais mecanismos de dobradiça.
10. Porta de acordo com qualquer reivindicação precedente, na qual o dito primeiro ponto de fixação está disposto de modo que pelo menos uma parte do dito primeiro membro de porta localize-se dentro do corpo do dito avião quando a dita porta está na sua posição aberta.
11. Porta de acordo com qualquer reivindicação precedente, na qual a taxa de movimento de articulação dos ditos segundo e terceiro mem- bros de porta é o dobro da taxa de movimento de articulação do dito primeiro membro de porta durante o dito movimento de abertura.
12. Porta de acordo com qualquer reivindicação precedente, na qual o deslocamento radial do dito segundo ponto de fixação do dito primeiro ponto de fixação determina a amplitude do movimento dos ditos segundo e terceiro membros de porta.
13. Porta de acordo com qualquer reivindicação precedente, na qual a posição circunferencial do dito segundo ponto de fixação sobre um arco traçado ao redor do dito primeiro ponto de fixação determina o movi- mento relativo do primeiro e do segundo membros de porta.
14. Porta de acordo com qualquer reivindicação precedente, na qual o eixo geométrico funcional do dito segundo membro de articulação é substancialmente perpendicular a um plano que contém os ditos primeiro e segundo pontos de fixação quando a dita porta está fechada e substancial- mente paralelo ao dito plano quando a dita porta está aberta.
15. Porta para abrir e fechar uma abertura de porta em um avi- ão, a porta compreendendo um primeiro, um segundo e um terceiro mem- bros de porta unidos articuláveis e dispostos para mover de uma posição fechada na qual os ditos membros estão localizados em uma disposição substancialmente linear no revestimento de avião para uma posição aberta na qual os ditos membros estão localizados em uma disposição dobrada relativa com o segundo e o terceiro membros de porta situados substancial- mente acima da borda mais baixa do primeiro membro de porta.
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