BRPI0720953A2 - Reversor de empuxo de motor a jato - Google Patents
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Description
REVERSOR DE EMPUXO DE MOTOR A JATO
A presente invenção se refere a um reversor de empuxo para um motor a
jato.
Um avião é propelido por vários motores a jato cada abrigado em nacelas 5 as quais acomodam também uma coieção de dispositivos auxiliares de ativação que estão associados com sua operação e que executam várias funções quando o motor a jato está em funcionamento ou paralisado. Estes dispositivos auxiliares de ativação constituem em particular um sistema mecânico para a ativação de reversores de empuxo.
Uma nacela geralmente tem uma estrutura tubular incluindo uma saída de
ar a montante do motor a jato, uma seção mediana destinada a cercar um ventilador do motor a jato, e uma seção a jusante acomodando os meios de reversão de empuxo e destinada a cercar a câmara de combustão do motor a jato, e é geralmente terminada por um bico de exaustão cuja saída é situada a jusante do motor a jato.
Nacelas modernas são destinadas a acomodar um motor a jato com fluxo duplo, ou turboventilador, o qual, por meio do giro das lâminas do ventilador, é capaz de gerar um fluxo de ar (também conhecido como fluxo primário) da câmara de combustão do motor a jato, e um fluxo de ar frio (fluxo secundário) o 20 qual flui ao redor da parte externa do motor a jato por uma passagem anular, também conhecida como um duto, formado entre uma capota do motor a jato e uma parede interna da nacela. Os dois fluxos de ar são lançados do motor a jato pela extremidade traseira da nacela.
O trabalho de um reversor de empuxo é melhorar a capacidade de 25 frenagem de um avião quando ele estiver aterrissando por redirecionamento para frente em pelo menos algum do empuxo gerado pelo motor a jato. Nesta fase, o reversor obstrui o duto do fluxo frio e dirige este fluxo frio para a dianteira da nacela, assim gerando um contra-empuxo o qual se combina com os freios das rodas do avião..
Os meios empregados para alcançar esta nova orientação do fluxo frio
variam de acordo com o tipo de reversor.
Uma estrutura comum do reversor de empuxo compreende uma capota na qual é formada uma abertura destinada para o fluxo deflexionado que, quando os gases estiverem em uma situação de empuxo direto, é fechada por uma capota deslizante e que, em uma situação de reversão de empuxo, é descoberta translacionalmente movendo a capota deslizante em uma direção a jusante (em referência à direção do fluxo dos gases) por meio de êmbolos de deslocamento da capota deslizante, tais êmbolos de deslocamento sendo montadas em um estrutura da capota a montante da abertura.
O capota deslizante é formada mais freqüentemente por duas meias- capotas de formato substancialmente semi-cilíndrico que são articuladas na parte superior (em 12 horas) sobre dobradiças paralelas à direção da translação da capota deslizante e que são fechadas pelos elementos de travamento na parte inferior (em 6 horas).
Este arranjo torna possível, no caso de operações de manutenção, aceder ao motor ou a uma estrutura interna do reversor pela abertura das meias-capotas.
A presente invenção propõe, para finalidades de manutenção, tornar possível abrir a capota deslizante mais simplesmente através de um curso translacional extra na direção a jusante.
Entretanto, os êmbolos de deslocamento da capota deslizante são desdobrados para um máximo em uma situação de reversão de empuxo e não podem conseqüentemente permitir um curso extra na direção a jusante. Além disso, mesmo se isso fosse possível, os êmbolos impediriam o acesso ao motor durante a manutenção.
A presente invenção tem como objetivo evitar estas desvantagens e consiste, dessa forma, em um reversor de empuxo de motor a jato com palhetas em cascata que é destinado a formar pelo menos parte de uma seção a jusante de uma nacela que abriga o motor a jato, compreendendo uma estrutura dianteira destinada a ser unida a uma parte fixa da nacela e suportando, de um lado, êmbolos (6) para translacionalmente atuar pelo menos uma capota móvel, e, por outro lado, as palhetas em cascata de reversão de empuxo periféricas, onde a estrutura dianteira compreende uma parte fixa para unir a estrutura dianteira à peça fixa da nacela e suportando as palhetas em cascata de deflexão, e uma parte montada de maneira translacionalmente móvel ao longo de um eixo longitudinal da nacela e ao qual a extremidade dos êmbolos para a ativação da capota é presa, as partes fixas e móveis da estrutura dianteira sendo capazes de ser interconectadas de uma maneira destacável pelos meios de travamento.
Assim, as partes fixas e removíveis da estrutura da capota são unidas em uma configuração de funcionamento do reversor, mas pode ser destacada para permitir um movimento translacional da parte removível da estrutura da capota junto com a capota deslizante na direção a jusante até uma configuração de manutenção na qual o acesso é aberto ao motor e à estrutura interna do reversor. Os êmbolos de deslocamento da capota deslizante não impedem o acesso ao motor durante a manutenção já que são movidos junto com a parte removível da estrutura da capota à qual são presos e junto com a capota deslizante.
O movimento translacional do conjunto formado pela capota deslizante e 5 pela parte removível da estrutura da capota pode ser conseguido manualmente, ou a capota pode ser equipada com meios para translacionalmente acionar o conjunto formado pela capota deslizante e parte removível da estrutura da capota. Estes os meios de acionamento translacionais são, por exemplo, do tipo cremalheira e tipo pinhão.
Vantajosamente, as palhetas em cascata de deflexão são suportadas por
uma treliça.
Preferivelmente, a capota é equipada com meios para translacionalmente acionar o conjunto formado pela capota deslizante e pela parte removível da estrutura da capota. Estes meios podem ser meios de acionamento manuais, como alavancas, ou meios de acionamento mecânicos. Preferivelmente, os meios de acionamento translacionais são do tipo cremalheira e do tipo pinhão.
De acordo com uma possibilidade, um par de conectores macho e fêmea é fornecido na estrutura da capota, um preso à parte fixa e o outro à parte removível da estrutura da capota, tal que os conectores macho e fêmea alcancem uma 20 posição de correspondência mútua, ou de conexão, quando o conjunto formado pela capota deslizante e a parte removível da estrutura da capota estiver acoplado em uma configuração de funcionamento.
Tais conectores macho e fêmea podem ser arranjados em paralelos à direção de translação do conjunto formado pela capota deslizante e a parte 25 removível da estrutura da capota, tal que o desacoplamento ou acoplamento em uma configuração de funcionamento deste conjunto é acompanhado respectivamente por uma desconexão ou conexão entre os conectores macho e fêmea.
Pelo menos um entre os conectores macho e fêmea referidos é, por exemplo, equipado com meios para o direcionamento translacional, paralelos à direção de translação, do conjunto formado pela capota deslizante e a parte removível da estrutura da capota.
Para garantir que nenhum líquido entrará nisso durante as operações de manutenção, o conector fêmea pode ser equipado com portas de proteção seladas capazes de girar automaticamente entre, respectivamente, uma posição fechada e uma posição aberta dependendo se o conjunto formado pela capota deslizante e pela parte removível da estrutura da capota é, respectivamente, desacoplado ou acoplado em uma configuração de funcionamento.
Os conectores macho e fêmea também podem ser arranjados perpendicularmente à direção de translação do conjunto formado pela capota deslizante e pela parte removível da estrutura da capota, e um ou outro dos conectores macho e fêmea referidos pode ser montado para ser móvel na translação axial na parte inferior de uma carcaça fornecida para um pino para conectar as partes fixas e removíveis da estrutura da capota, tal que o pino, quando acoplado na sua carcaça, encoste-se ao conector referido de modo a empurrá-lo para uma posição de conexão mais baixa, tal conector sendo conectado à parte fixa da estrutura da capota e retornado em uma posição de recuo superior por meios de retorno elásticos. Este arranjo pode tornar possível verificar automaticamente o acoplamento correto do pino de conexão na sua carcaça verificando o contato elétrico do conector. Por exemplo, um computador correspondente pode ser programado para testar, ao ligar os aviões, a continuidade elétrica de cada um dos cabos envolvidos. Se o resultado for positivo, significa que o conector está acoplado corretamente junto ao pino.
Para não impedir as operações de manutenção, a parte fixa da estrutura da capota, ou parte desta estrutura, pode ser giratoriamente montada, em torno de uma dobradiça que esteja paralela à direção de translação da capota deslizante, entre uma posição fechada e uma posição de manutenção desdobrada.
A execução da invenção será melhor compreendida a partir da descrição detalhada abaixo com referência aos desenhos anexos.
Figura 1 é uma representação esquemática da nacela de acordo com a invenção tendo capotas a jusante em uma posição fechada.
Figura 2 é uma representação da nacela na Figura 1 com suas capotas a jusante em uma posição de reversão de empuxo intermediária.
Figura 3 é uma representação da nacela na Figura 1 com suas capotas a jusante em uma posição completamente aberta para a execução das operações de manutenção.
Figura 4 é uma vista parcial esquemática mostrando o princípio, em um plano de seção longitudinal, de um reversor de empuxo de acordo com a invenção.
Figura 5 é uma vista análoga à Figura 1 em uma configuração de funcionamento do reversor em uma situação de empuxo direto.
Figura 6 é uma vista análoga à Figura 2 em uma configuração de manutenção do reversor.
Figura 7 é uma vista esquemática parcial em perspectiva do reversor que ilustra meios para translacionalmente acionar um conjunto removível para manutenção do reversor.
Figura 8 é uma vista plana esquemática que representa um par dos
conectores macho e fêmea fornecidos na interface entre o conjunto removível para a manutenção mostrada na Figura 4 e em uma parte fixa do reversor.
Figuras 9 e 10 são duas vistas esquemáticas em seção transversal no plano de um pino de conexão como mostrado na Figura 1, que mostram respectivamente o pino fora de sua carcaça e acoplado em sua carcaça.
As Figuras 1 a 3 representam uma nacela 100 para um turboélice.
A nacela 100 constitui uma carcaça tubular para um turboélice (não visível) e serve para canalizar os fluxos de ar que gera através das lâminas de um ventilador (não visível), a saber, um fluxo de ar quente que passa por uma câmara de combustão do turboélice, e um fluxo de ar frio circulando em torno da parte externa do turboélice.
A nacela 100 tem uma estrutura compreendendo uma seção dianteira 101 que forma uma entrada de ar, uma seção média 102 cercando o ventilador do turboélice, e uma seção traseira 103 cercando o turboélice.
A seção traseira 103 compreende, por um lado, uma estrutura externa que
incorpora um sistema de reversão de empuxo, do mesmo modo formando um bico de exaustão, e, por outro lado, uma estrutura de capota interna 104 do turboélice que, junto com a estrutura externa, define um duto destinado para a circulação do fluxo frio.
A estrutura externa e seu sistema de reversão de empuxo, ilustrado nas
figuras 1 a 7, compreende, por um lado, uma estrutura dianteira 105 destinada a fornecer a conexão entre a estrutura a jusante externa e a porção média 102, tal estrutura dianteira 105 também suportando uma treliça periférica 106 na qual palhetas em cascata de reversão de empuxo são montadas, e, por outro lado, 30 uma capota 2 montada de modo translacionalmente móvel na direção a jusante da nacela.
A capota 2, também denominada um "capota transversal", é deslizavelmente montada na estrutura dianteira 105 por meio dos trilhos de guia (não mostrados), e fecha esta abertura de palhetas em cascata 5 quando os gases estão na situação de empuxo direto.
Em uma situação de reversão de empuxo, a capota deslizante 2 é movida translacionalmente na direção a jusante (no que diz respeito à direção do fluxo dos gases) por meio dos êmbolos 6, montadas na estrutura da capota a montante da abertura das palhetas em cascata 5, para descobrir tal abertura das palhetas em cascata 5.
De acordo com a invenção, a estrutura dianteira compreende uma parte
fixa 3, conectada rigidamente a uma estrutura fixa da nacela 100, tal como o turboélice ou a seção média 102, e uma parte móvel 4 à qual são unidas as cabeças dos êmbolos 6 usadas para deslocar a capota deslizante 2.
As partes fixas 3 e removíveis 4 da estrutura dianteira 105 são unidas estruturalmente uma à outra em uma maneira destacável por meio de um ou dois pinos de conexão de liberação rápida 7 que são montados cada um em uma carcaça mutuamente oposta 15 de cada êmbolo 6.
Uma vez que as partes fixas 3 e removíveis 4 da estrutura dianteira foram destacadas, um conjunto formado pela capota deslizante 2, êmbolos 6 e a parte removível 4 da estrutura dianteira pode ser movida translacionalmente em uma direção a jusante, de uma configuração de funcionamento (ver figuras 2 e 5) para uma configuração de manutenção (ver figuras 3 e 6).
Para tal finalidade, os trilhos para translacionalmente direcionar a capota deslizante 2 são naturalmente suficientemente longos a fim de tornar possível atingir o comprimento descoberto exigido para as operações de manutenção.
Vantajosamente, a fim de causar este movimento na direção A, a parte fixa 3 da estrutura da capota é equipada com um motor elétrico 8 (veja Figura 4) destinado a ativar dois pinhões 9a e 9b, cada um dos quais engrena com uma cremalheira 10a ou 10b fixa ao conjunto capota deslizante 2/parte removível 4.
Neste exemplo, a capota deslizante 2 é formada por duas meias-capotas
semi-cilíndricas 2a e 2b que são arranjadas de cada lado de um suporte ou de um pilão 1 do avião e que são transladáveis paralelas ao mesmo por meio de uma ou outra das cremalheiras 10a e 10b.
Os cabos de controle (não mostrados) dos êmbolos 6, destinados a passar 30 entre a parte fixa 3 da estrutura da capota e o conjunto formado pela capota deslizante 2 e a parte removível 4 da estrutura da capota, compreendem um sistema de conexão e desconexão automático (veja Figura 5) tomando a forma de um par de conectores macho 12 e fêmea 11 fornecidos na estrutura da capota, uma fixo à parte fixa 3 e outro à parte removível 4 da estrutura da capota.
Os conectores macho 12 e fêmea 11 são arranjados em paralelo à direção
A da translação do conjunto capota deslizante 2/parte removível 4, tal que o desacoplamento ou o acoplamento em uma configuração de funcionamento deste conjunto 2/4 é respectivamente acompanhado por uma desconexão ou por uma conexão entre os conectores macho 12 e fêmea 11.
O conector fêmea 11 tem as carcaças lateral 14a e 14b destinadas a acomodar os pinos de guia translacionais laterais 13a e 13b do conector macho 12. A extremidade dos pinos 13a e 13b é apontada para facilitar seu acoplamento em suas respectivas carcaças 14a, 14b, e guiam assim a conexão entre os conectores macho 12 e fêmea 11.
O conector fêmea 11 é equipado com portas de proteção seladas (não 10 mostradas) que podem girar automaticamente entre uma posição fechada - quando o conjunto capota deslizante 2/parte removível 4 é desacoplado de sua configuração de funcionamento (translação na direção a jusante) - e uma posição aberta - quando o conjunto capota deslizante 2/parte removível 4 é acoplado em uma configuração de funcionamento (translação na direção a montante 15).
Um dispositivo de tensionamento (não mostrado), do tipo trilho e polia,
torna possível manter tal cabo de controle ou cabos tensionados ao permitir que eles “afrouxem” o suficiente para acompanhar o movimento do conjunto capota deslizante 2/parte removível 4.
Como ilustrado nas Figuras 6 e 7, a carcaça 15 do pino de conexão 7 é fornecida no local das dobradiças 19 e 20 das partes fixas 3 e removíveis 4 da estrutura da capota.
Um par de conectores macho 17 e fêmea 16, orientado radialmente perpendicularmente à direção A, é associado com o posicionamento ou a remoção de cada pino de conexão 7 ou fora de sua carcaça 15.
O conector fêmea 16 é montado para ser móvel na translação axial na
parte inferior da carcaça 15 tal que o pino 7, quando acoplado em sua carcaça 15, encoste-se no conector fêmea 16 de tal maneira a empurrá-lo para uma posição de conexão mais baixa.
O conector macho 17 é fixo a uma placa de metal 22 conectada à parte removível 4 da estrutura da capota.
O conector fêmea 16 é conectado a uma placa de metal 21, que é fixada à parte fixa 3 da estrutura da capota, por meio de duas molas de retorno 18 arranjadas de cada lado de uma perfuração 23 que é feita na placa de metal 21 oposta a carcaça 15 e que expõe o conector fêmea 16 na parte inferior da carcaça 15.
As molas 18 retornam o conector fêmea 16 para uma posição de recuo superior (veja Figura 6).
O pino 7, quando posicionado em sua carcaça 15 (ver Figura 7), passa pela perfuração 23 e empurra o conector fêmea 16 para a conexão com o conector macho 17, contra a ação de retorno das molas 18.
A invenção facilita as operações de manutenção no motor ou em uma
estrutura interna da estrutura a jusante, denominada "Estrutura Fixa Interna" (IFS), e também tem a vantagem de ser compatível com uma assim chamada estrutura de “Duto O" ou com uma estrutura tendo palhetas em cascata de deflexão fixas.
Em particular, no caso de uma estrutura duto O, uma economia
considerável no peso é possível através da eliminação completa ou parcial dos elementos de travamento situados na posição seis horas, dos feixes situados nas posições doze e seis horas, de um meio de levantamento de manutenção, ou mesmo das bifurcações situadas nas posições doze e seis horas. Os próprios 15 trilhos podem ser integrados diretamente no pilão ou suporte. A estrutura duto O também pode permitir a economia da resistência aerodinâmica e uma redução no diâmetro do ventilador.
A estrutura móvel de acordo com a invenção pode, com a finalidade de ser transladada em uma posição de manutenção, usar o mesmo trilho que o usado para a abertura e fechamento no modo reversor de empuxo. Desta maneira, tudo que é necessário é ligeiramente estender os trilhos e não fornecer novos, desse modo permitindo uma economia apreciável de peso.
A presente invenção também oferece uma vantagem em termos de segurança para os operadores da manutenção. Especificamente, em uma 25 configuração de acordo com a técnica anterior, o operador que realiza a manutenção é situado abaixo da capota do reversor, que, no caso da quebra dos meios de levantamento, pode fechar-se outra vez de repente e ferir o operador. Com uma configuração de acordo com a invenção, nenhuma estrutura pode cair no operador.
Além disso, a invenção também é compatível com diferentes modos
usados para suportar o turboélice e a nacela pelo pilão. Este suporte pode estar diretamente entre o turboélice e o pilão, ou então através da estrutura fixa interna, ou ainda através da estrutura fixa externa, o último caso que é o representado nas Figuras 1 a 3 para ilustrar a aplicação atual.
Embora a invenção tenha sido descrita usando modalidades exemplares
particulares, é completamente óbvio que esta não é de maneira nenhuma limitada a isso e que compreende todos os equivalentes técnicos dos meios descrito junto com as combinações dos mesmos onde estes estejam dentro do escopo da invenção.
Claims (11)
1. Reversor de empuxo de motor a jato com palhetas em cascata (5) que é destinado a formar pelo menos parte de uma seção a jusante (103) de uma nacela (100) abrigando o motor a jato, compreendendo uma estrutura dianteira (105) destinada a ser unida a uma parte fixa (102) da nacela e suportando, de um lado, êmbolos (6) para translacionalmente atuar pelo menos uma capota móvel (2), e, por outro lado, as palhetas em cascata de reversão de empuxo periféricas, caracterizado pelo fato de que a estrutura dianteira compreende uma parte fixa (3) para unir a estrutura dianteira à peça fixa da nacela e suportando as palhetas em cascata de deflexão, e uma parte (4) montada de maneira translacionalmente móvel ao longo de um eixo longitudinal da nacela e ao qual a extremidade dos êmbolos para a ativação da capota é presa, as partes fixas e móveis da estrutura dianteira sendo capazes de ser interconectadas de uma maneira destacável pelos meios de travamento (7, 15).
2. Reversor de empuxo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que as palhetas em cascata de deflexão são suportadas por uma treliça.
3. Reversor de empuxo, de acordo com ambas as reivindicações 1 e 2, caracterizado pelo fato de que a capota é equipada com os meios (8, 9a, 9b, 10a, 10b) para translacionalmente acionar o conjunto formado pela capota deslizante (2) e a parte removível (4) da estrutura da capota.
4. Reversor de empuxo, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que os meios de acionamento translacionais são do tipo cremalheira (10a, 10b) e tipo pinhão (9a, 9b).
5. Reversor de empuxo, de acordo com uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que é fornecido um dispositivo de tensionamento, do tipo trilho e polia, para pelo menos um cabo de controle ou abastecimento destinado a passar entre a parte fixa (3) da estrutura da capota e o conjunto formado pela capota deslizante (2) e parte removível (4) da estrutura da capota.
6. Reversor de empuxo, de acordo com uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que pelo menos um par de conectores macho (12, 17) e fêmea (11, 16) é fornecido na estrutura da capota, um preso à parte fixa (3) e o outro à parte removível (4) da estrutura da capota, tal que os conectores macho (12, 17) e fêmea (11, 16) alcancem uma posição de correspondência mútua, ou de conexão, quando o conjunto formado pela capota deslizante (2) e a parte removível (4) da estrutura da capota estiver acoplado em uma configuração de funcionamento.
7. Reversor de empuxo, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que os conectores macho (12) e fêmea (11) estão arranjados paralelos à direção (A) de translação do conjunto formado pela capota deslizante (2) e a parte removível (4) da estrutura da capota, tal que o desacoplamento ou acoplamento em uma configuração de funcionamento deste conjunto é acompanhado respectivamente por uma desconexão ou conexão entre os conectores macho (12) e fêmea (11).
8. Reversor de empuxo, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que pelo menos um entre os conectores macho (12) e fêmea (11) referidos é equipado com meios (13a, 13b, 14a, 14b) para o direcionamento translacional, paralelos à direção (A) de translação, do conjunto formado pela capota deslizante (2) e parte removível (4) da estrutura da capota.
9. Reversor de empuxo, de acordo com a reivindicação 7 ou 8, caracterizado pelo fato de que o conector fêmea (11) é equipado com as portas de proteção seladas capazes de girar automaticamente entre, respectivamente, uma posição fechada e uma posição aberta dependendo se o conjunto formado pela capota deslizante (2) e a parte removível (4) da estrutura da capota está, respectivamente, desacoplado ou acoplado em uma configuração de funcionamento.
10. Reversor de empuxo, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que os conectores macho (17) e fêmea (16) referidos estão arranjados perpendicularmente à direção (A) de translação do conjunto formado pela capota deslizante (2) e parte removível (4) da estrutura da capota, e pelo fato de que um ou outro dos conectores macho e fêmea (16) referidos é montado para ser móvel na translação axial na parte inferior de uma carcaça (15) fornecido para um pino (7) para conectar as partes fixas (3) e removíveis (4) da estrutura da capota, tal que o pino (7), quando acoplado em sua carcaça (15), é encostado no conector (16) referido de modo a empurrá-lo para uma posição de conexão mais baixa, tal conector (16) sendo conectado (em 21) à parte fixa (3) da estrutura da capota e retornado a uma posição superior de recuo por meios de retorno elásticos (18).
11. Reversor de empuxo, de acordo com uma das reivindicações 1 a 10, caracterizado pelo fato de que a parte fixa (3) da estrutura da capota é montada giratoriamente, em torno de uma dobradiça que está paralela à direção (A) de translação da capota deslizante (2), entre uma posição fechada e uma posição de manutenção desdobrada.
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