ES2354204T3 - Cartucho para eyección de depósitos de un avión. - Google Patents
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Abstract
Cartucho (10) para el uso en una unidad de liberación de eyector (20), el cartucho comprendiendo una cámara de gas (30) conteniendo gas bajo presión, una salida (33) de la cámara de gas para liberar el gas para activar un mecanismo de liberación en la unidad de liberación del eyector, y una válvula de liberación (41) asociada a la salida y dispuesta para ser accionable para abrir la salida tras la activación de un pasador de encendido de la unidad de liberación del eyector, en el que el cartucho es reutilizable y se adapta para ser fijado en una culata (203) de la unidad de liberación del eyector.
Description
Cartucho para eyección de depósitos de un
avión.
La presente invención se refiere al campo de la
eyección de depósitos desde un avión. Más específicamente se refiere
a cartuchos usados en unidades de liberación del eyector para
depósitos.
Unidades de liberación del eyector se usan en
aviones tanto para liberar como para expulsar depósitos del avión,
por ejemplo en sistemas de transporte de armas. Los depósitos
necesitan ser expulsados del avión cuando son liberados. Esto ocurre
porque los depósitos son soportados lo más cerca posible del avión
por cuestiones aerodinámicas. No obstante, cuando los depósitos son
liberados, se someten a turbulencia desde el avión. Esto podría
provocar que el depósito rebote en el avión y provoque daños
estructurales. La eyección del depósito fuera del avión asegura una
distancia de separación segura cuando el depósito entra en
vuelo.
Numerosos mecanismos son conocidos para expulsar
depósitos desde un avión. Comúnmente estos mecanismos, conocidos
como unidades de liberación del eyector (o ERUs), usan cartuchos de
gas caliente o pirotécnicos para proporcionar una gran liberación de
presión tras el encendido. Los cartuchos se montan en una culata, y
la presión se utiliza para accionar los mecanismos de liberación de
pistón para liberar y eyectar el depósito del avión. Un ejemplo de
tal mecanismo se muestra en US 5,088,664. Cartuchos de gas caliente
son capaces de eyectar depósitos rápidamente. No obstante, no pueden
ser reutilizados, y además los productos de combustión tienden a
aumentar en el sistema de gas requiriendo una limpieza regular. Esta
limpieza implica extraer la unidad de liberación del eyector entera
fuera del avión, incluyendo la desconexión y reconexión de
conectores eléctricos y una prueba posterior. Este es un proceso de
mantenimiento caro y complicado. Además, la explosión producida por
los cartuchos de gas caliente tiende a erosionar las superficies de
la unidad de liberación del eyector. Por lo tanto, estas superficies
deben ser hechas de un material duro para resistir la erosión. Las
unidades de liberación del eyector también deben ser rígidas para
resistir al choque térmico y al impulso de presión provocado por las
explosiones. Los cartuchos de gas caliente también requieren un
soporte. El cartucho de gas caliente es colocado dentro de un
contenedor antes de que el soporte se atornille en la unidad de
liberación del eyector.
Los cartuchos de gas caliente son frecuentemente
usados para eyectar depósitos falsos como parte del entrenamiento
del piloto en el avión. En este caso, se usa un cartucho de gas
caliente en una unidad de liberación de un eyector especialmente
adaptada. El cartucho de gas caliente es colocado dentro de un
contenedor que se atornilla en la culata de la unidad de liberación
de un eyector. Muchos cartuchos de gas caliente se usan de esta
manera ya que en la práctica se encienden más cartuchos que aquellos
que se encienden para liberar depósitos en una situación
"real". Las unidades de liberación del eyector más comunes para
situaciones "reales" contienen culatas dobles, que requieren
dos cartuchos de gas caliente. Aunque los cartuchos son de tamaño
estándar, los soportes para estos ERUs de doble culata requieren
roscas de tornillo diferentes de aquellas usadas con la unidad de
eyector de una culata.
Otra manera de eyectar depósitos es usar gas del
sistema de neumáticos del avión. Por lo tanto, en vez de usar
cartuchos pirotécnicos en una unidad de liberación del eyector, se
alimenta aire comprimido directamente en la unidad. Como no se usan
cartuchos, las unidades de liberación del eyector que usan cartuchos
de gas caliente no son adecuadas para el uso con aire comprimido
desde el avión. Es necesario usar unidades de liberación del eyector
especialmente adaptadas para usar gas del sistema de neumáticos del
avión. Además, el avión debe ser específicamente adaptado para
proporcionar el aire comprimido.
Esta invención pretende proporcionar un cartucho
que se pueda usar en unidades de liberación del eyector existentes
superando algunos problemas de cartuchos de gas caliente o
pirotécnicos pero sin comprometer el rendimiento.
Según un aspecto de la presente invención se
proporciona un cartucho para el uso en una unidad de liberación del
eyector, el cartucho comprendiendo una cámara de gas conteniendo gas
bajo presión, una salida de la cámara de gas para liberar el gas
para accionar un mecanismo de liberación en la unidad de liberación
del eyector, y una válvula de liberación asociada a la salida y
dispuesta para ser accionable para abrir la salida tras la
activación de un pasador de encendido de la unidad de liberación del
eyector, donde el cartucho es reutilizable y se adapta para ser
fijado en una culata de la unidad de liberación del eyector.
El cartucho es preferiblemente adecuado para el
uso con unidades de liberación del eyector existentes. Por lo tanto,
el cartucho se puede adaptar para ser fijado en la culata de una
unidad de liberación del eyector existente, en lugar de un cartucho
de gas caliente. Por ejemplo, el cartucho puede tener un electrodo
dispuesto para ser alineado con el pasador de encendido de una
unidad de liberación del eyector.
La válvula de liberación es preferiblemente
accionable eléctricamente y puede comprender, por ejemplo, un
solenoide y electroimán. La válvula de liberación puede también ser
accionable independientemente de la activación del solenoide y
electroimán en una dirección de apertura. Por ejemplo, el
accionamiento eléctrico de la válvula de liberación se puede anular
por activación de presión de la válvula. Esto puede permitir un
encendido empático entre dos cartuchos en una culata, desde que la
presión liberada por un encendido de cartucho puede accionar el otro
cartucho por encender.
\newpage
Un par de cartuchos en una culata de unidad de
liberación del eyector se requiere por ser capaces de encender
"empáticamente", es decir un cartucho que no se enciende debe
ser activado por el encendido del otro cartucho. Mientras que con
cartuchos de gas caliente esto se consigue fácilmente por la
explosión de un cartucho en el otro, no ocurre lo mismo en cartuchos
de gas frío. Es imperativo que ambos cartuchos en una culata se
enciendan simultáneamente para suministrar energía suficiente para
liberar el depósito eficazmente. De lo contrario, el depósito podría
ser sólo parcialmente liberado, o podría golpear el avión y causar
daños estructurales.
Puede haber un cerrojo asociado a la válvula de
liberación y/o electroimán para mantener la válvula de liberación en
una posición "abierta".
La válvula de liberación se puede volver a
cerrar de manera que el cartucho usado se puede recargar con gas
comprimido para ser reutilizado.
En un ejemplo, la cámara de gas incluye una
válvula de carga que puede ser una válvula unidireccional. La
válvula de carga está convenientemente localizada en el extremo
opuesto del cartucho de la válvula de liberación. Convenientemente,
la válvula de carga puede también ser capaz de liberar gas de la
cámara de manera que el gas puede ser casi completamente descargado
por medio de la válvula cargadora. La cámara se puede recargar desde
vacío o "llenar completamente" desde un estado de vacío
parcialmente por medio de la válvula de carga. Se prefiere almacenar
los cartuchos en una condición de vacío.
Preferiblemente, el cartucho comprende un
indicador de presión, que indica cuándo el gas dentro de la cámara
de gas excede un cierto nivel de presión. Por ejemplo, éste es el
nivel de presión requerido en la cámara de gas, a una temperatura
ambiente, para producir la presión suficiente tras el escape para
conducir el mecanismo de liberación en todas las condiciones
anticipadas de liberación. Por lo tanto, el indicador de presión
indica si el cartucho está en un estado de presión adecuado para el
uso en una unidad de liberación del eyector y/o si el cartucho ha
sido encendido. El indicador de presión está convenientemente en el
exterior del cartucho y localizado en el mismo extremo del cartucho
que la válvula de carga.
El cartucho puede comprender una rosca de
tornillo asegurando el cartucho a una rosca de tornillo
correspondiente en la culata de la unidad de liberación del eyector.
El cartucho puede también comprender una disposición, tal como una
toma de accionamiento hexagonal, para aplicar un par de torsión al
cartucho para atornillarlo en su sitio en la culata de la unidad de
liberación del eyector.
El cartucho puede también comprender una junta
de estanqueidad dispuesta para evitar que el gas presurizado
liberado entre en contacto con, y por lo tanto evitar el daño de, el
pasador de encendido de la culata de la unidad de liberación del
eyector.
La cámara de gas puede ser adecuada para
rellenar con aire seco, aire seco filtrado o nitrógeno.
El cartucho puede comprender un pasaje de aire
de sangrado que comunica con la válvula de liberación. El pasaje de
aire de sangrado puede ser de manera que pueda funcionar para abrir
la válvula de liberación al recibir gas presurizado para facilitar
un encendido empático por otro cartucho. Por ejemplo, la válvula de
liberación comprende preferiblemente un elemento de válvula y el
pasaje de aire de sangrado está en comunicación fluida con una
superficie del elemento de válvula de liberación de modo que el gas
presurizado recibido en el pasaje de aire de sangrado actúa en esta
superficie para forzar el elemento de válvula de liberación a
alejarse del pasaje de aire de sangrado. El pasaje de aire de
sangrado puede estar en comunicación fluida con el mismo lado del
elemento de válvula de liberación que la cámara de gas. Por ejemplo,
la superficie es una segunda superficie del elemento de válvula de
liberación que está sobre el mismo lado del elemento de válvula de
liberación como una primera superficie, dicha primera superficie
estando en comunicación fluida con la salida de la cámara de
gas.
Un par de cartuchos como se ha descrito
anteriormente pueden conectarse o localizarse en la culata de manera
que el pasaje de aire de sangrado de un cartucho esté en
comunicación fluida con el aire que se escapa de la cámara del otro
cartucho. Por lo tanto, una proporción del gas presurizado que se
escapa de uno de los cartuchos se recibe en el pasaje de aire de
sangrado del otro cartucho, para actuar en una segunda superficie
del elemento de válvula de liberación del otro cartucho para forzar
la apertura de la válvula de liberación. Por lo tanto, si la válvula
de liberación de uno de los cartuchos falla en la activación del
pasador de encendido, se abrirá por el gas presurizado que se escapa
del otro cartucho.
El elemento de la válvula de liberación puede
ser contenido dentro de una cámara de válvula de liberación del
cartucho contiguo a la cámara de gas. El elemento de la válvula de
liberación puede tener un pasaje de gas que se extiende a través del
elemento de válvula de liberación entre la cámara de gas y liberar
la cámara de la válvula de liberación. Por lo tanto, en la posición
cerrada del elemento de válvula de liberación, el gas de la cámara
de gas puede atravesar el elemento de válvula de liberación en la
cámara de la válvula de liberación suministrando la misma presión de
gas a cada lado del elemento de la válvula de liberación. Esta
presión del gas actúa en un área de cierre más grande y por lo tanto
obliga a la válvula a cerrarse. El elemento de válvula de liberación
puede también o alternativamente ser sujetado en su posición cerrada
por un elemento de polarización tal como un muelle. El elemento de
polarización se puede contener en la cámara de la válvula de
liberación.
La cámara de la válvula de liberación puede
comprender dos secciones; la primera sección recibe el gas de la
cámara de gases, y una segunda sección separada desde la primera
sección por una parte del elemento de válvula de liberación y sólo
en comunicación fluida limitada con la primera sección. Es decir las
dos secciones de la cámara de la válvula de liberación son
sustancialmente selladas entre sí.
El electroimán se puede contener en otra cámara.
La cámara de electroimán puede comunicar con la primera sección de
la cámara de la válvula de liberación por medio de un pasaje
interno. Por lo tanto, la cámara de electroimán recibe gas de la
cámara de gas.
El cartucho puede comprender un pasaje de
ventilación que se extiende hasta el exterior del cartucho
permitiendo que el gas sea ventilado del cartucho. El pasaje de
ventilación puede comprender un agujero en la proximidad de la rosca
de tornillo del cartucho y una sección rota de rosca en el cartucho
o culata de la unidad de liberación del eyector.
El pasaje de ventilación puede comunicar con la
cámara de electroimán cuando el electroimán está en una posición
"abierta". Por lo tanto, el gas en el interior de la cámara de
electroimán puede ser ventilado cuando la válvula de liberación ha
sido accionada por activación del pasador de encendido en la unidad
de liberación del eyector.
El pasaje de ventilación puede comunicar con la
segunda sección de la cámara de la válvula de liberación. Por lo
tanto, el gas que se escapa de la primera sección a la segunda
sección de la cámara de la válvula de liberación puede ser ventilado
del cartucho. Esto proporciona una ventilación lenta, ya que el gas
puede desplazarse sólo lentamente desde la primera a la segunda
sección de la cámara de la válvula de liberación.
El cartucho puede ser de manera que los pasajes
internos y las cámaras dentro del cartucho sean selladas por las
paredes del cartucho.
Según otro aspecto de la presente invención, se
proporciona una unidad de liberación del eyector para un avión
comprendiendo un cartucho como se ha descrito anteriormente.
Según otro aspecto de la presente invención, se
proporciona una unidad de liberación del eyector para un avión
comprendiendo un par de cartuchos como se ha descrito
anteriormente.
Según otro aspecto de la presente invención, se
proporciona una única unidad de liberación del eyector para un avión
comprendiendo un cartucho como se ha descrito anteriormente.
Las formas de realización de la presente
invención serán ahora descritas, por ejemplo sólo, con referencia a
los dibujos anexos, en los que:
La Figura 1a muestra una unidad de liberación
del eyector adecuada para el uso con un par de cartuchos según la
invención;
La Figura 1b muestra una unidad de liberación de
un eyector para depósitos de prácticas y adecuado para el uso con un
cartucho según la invención;
La Figura 2 muestra el exterior de un cartucho
según una forma de realización de la invención;
La Figura 3 muestra una vista en sección
transversal de un cartucho conforme a otra forma de realización de
la invención, el cartucho estando en un estado "sellado" y
dentro de una culata de una unidad de liberación del eyector;
La Figura 4 muestra el cartucho de la figura 3
en un estado "encendido";
La Figura 5 muestra un par de cartuchos de la
figura 3, ambos cartuchos estando en un estado "sellado" y
dentro de una culata de una unidad de liberación del eyector; y
La Figura 6 muestra el par de cartuchos de la
figura 5 en un estado "encendido".
En referencia a la figura 1a, una unidad de
liberación del eyector 20 comprende una parte de cuerpo principal
alargada 21. La parte de cuerpo principal comprende dos placas
laterales 26 entre las cuales se intercala un mecanismo accionador
(no mostrado). La parte del cuerpo principal 21 también comprende
una cubierta superior 27. Dos conectores eléctricos 29 se localizan
sobre la cubierta superior 27. Estos conectores se conectan con el
sistema eléctrico del avión. Estos comunican el "estado" de la
unidad 20 al panel de mando principal del avión (es decir, si el
depósito está dentro o fuera de la estación). Por ejemplo, pueden
indicar cuándo un depósito (no mostrado) ha sido liberado. Los
conectores eléctricos 29 también descargan un pulso de encendido de
la cabina del avión a la unidad de liberación del eyector 20.
En cada extremo de la parte del cuerpo principal
21 se localiza un brazo de apoyo 25 que se extiende transversalmente
después de cada placa lateral 26. Cada extremo de cada brazo de
apoyo dispone de una base de apoyo 23 conectada al extremo
correspondiente del brazo de apoyo 25 por una contratuerca 22. Las
bases de apoyo 23 están generalmente hacia abajo lejos de la unidad
20 para posarse en el depósito (no mostrado) montado sobre la unidad
de liberación del eyector. El ángulo de la base de apoyo 23 con
respecto a la unidad 20 se ajusta automáticamente para corresponder
al perfil del depósito en la ubicación de la base. La base de apoyo
23 puede también ser bajada y subida con respecto al depósito
ajustando las contratuercas 22.
La unidad de liberación del eyector 20 también
comprende dos ganchos 28, cada uno localizado hacia un extremo
opuesto de la parte del cuerpo principal 21 en la parte inferior del
mismo. Los ganchos 28 están localizados contiguos a los brazos de
apoyo 25 y hacia el exterior. Los ganchos 28 se montan en pivote
hacia el exterior para engancharse sobre un saliente de depósito en
el depósito. Por lo tanto, la combinación de la base de apoyo 23 y
del gancho 28 asegura el depósito e impide que oscile.
Cada gancho 28 se une a un brazo accionador (no
mostrado) por medio de una barra conectora (no mostrada). Cada barra
conectora está generalmente localizada hacia el fondo de la parte
del cuerpo principal 21 de la unidad de liberación del eyector 20,
entre los flancos 26. Las barras son conectadas en pivote a cada
extremo del brazo accionador. El brazo accionador puede girar en su
centro en una ubicación en el centro de la mitad inferior de la
unidad 20. Al ser accionado por un pistón eyector (no mostrado), el
brazo accionador pivota desde una orientación generalmente
horizontal a una orientación generalmente vertical y actúa tirando
las barras de conexión hacia adentro hacia el centro de la unidad.
Por lo tanto, los ganchos 28 se tiran hacia el interior y pivotan
para dirigirse hacia abajo con respecto a la unidad 20, permitiendo
así que el saliente del depósito sea liberado de los ganchos 28.
La unidad de liberación del eyector 20 en la
figura 1a se muestra con un pasador de seguridad en tierra 201
insertado. El pasador de seguridad en tierra 201 previene que el
brazo accionador pivote en su posición generalmente vertical y así
previene que los ganchos 28 se liberen del depósito en la
tierra.
La unidad de liberación del eyector 20 monta dos
cartuchos cilíndricos 10 que generalmente se fijan en una cámara 203
de la culata en una región ligeramente descentrada de su parte de
cuerpo principal 21. Los cartuchos 10 se montan uno al lado del otro
y se orientan a través de la parte del cuerpo principal 21. Los
cartuchos se interconectan por un conducto (no mostrado) en la parte
superior de la cámara 203de culata. Los cartuchos comunican con dos
tubos de gas 24 un tubo pasando a lo largo de cada lado de la parte
superior de la parte del cuerpo principal 21 sobre la cubierta
superior 27. Cada tubo de gas 24 conecta con un pistón eyector en el
extremo correspondiente de la unidad 20.
Un obturador 202 se localiza en cada tubo de gas
24 hacia el pistón eyector para ajustar el flujo de gas. El
obturador puede ser ajustado, por ejemplo, usando un accionamiento
hexagonal. El obturador comprende dos pasajes. Un pasaje es una
conducción de pasaje oblicua del tubo de gas 24. El segundo pasaje
es una conducción pasaje vertical al pistón eyector. Los pistones
eyectores se localizan verticalmente en las extremidades de la
unidad 20. Estos son accionados por resorte para tocar el depósito y
tras el accionamiento se extienden hacia abajo a través de la unidad
20 para empujar el depósito fuera de la unidad. La unidad 20 se
diseña de modo que los pistones eyectores deban ser empujados
marginalmente antes de que los ganchos 28 se liberen del depósito.
Esto ocurre para asegurar que el depósito es efectivamente dirigido
lejos del avión al ser liberado.
La Figura 1b muestra un depósito simulado 100
montado en bridas 101 de una única unidad de liberación del eyector
de prácticas 20'. La unidad 20' usa un único cartucho 10' (que puede
ser el mismo cartucho que en la figura 1a). En el encendido del
cartucho 10', un pistón eyector (no mostrado) que pasa a través del
centro de la unidad 20' es accionado. Esto provoca que las bridas
101 de la unidad 20' se abran y liberen el depósito simulado 100.
También provoca que el pistón eyector empuje el depósito hacia
abajo.
La Figura 2 muestra una vista exterior de uno de
los cartuchos 10. El cartucho comprende un cuerpo generalmente
cilíndrico 11 con un extremo proximal 17 para la inserción en una
unidad de liberación del eyector, y un extremo distal opuesto 12. En
el extremo distal 12 del cartucho se localiza una válvula de carga
13, protegida por un tapón extraíble 14. Un indicador de presión 15
está también localizado en el extremo distal. Una toma de
accionamiento de tornillo hexagonal 18 se localiza en el centro en
el extremo distal 12 del cartucho 10, para aplicar un par de torsión
al cartucho 10 para atornillarlo en su lugar en la culata de la
unidad de liberación del eyector. Se prevé una rosca de tornillo 19
en el exterior del cartucho 10 hacia el extremo proximal 17 para
cooperar con una rosca de tornillo correspondiente de la culata del
eyector.
Hacia el extremo proximal 17 del cartucho 10 hay
una cara biselada 161 que se extiende alrededor de la circunferencia
del cartucho 10. Varios agujeros 16 en la cara biselada 161, que
podrían por ejemplo ser circulares u ovoides, desde los pasajes de
liberación para permitir el escape de gas del cartucho 10. Los
agujeros 16 son equidistantes alrededor la circunferencia del
cartucho y son normales respecto a la cara biselada 161. Los
agujeros proporcionan un área lo bastante grande para que el gas de
escape no forme un obturador.
En referencia a la figura 3, la válvula de carga
13 (sin su tapón 14) y el indicador de presión 15 pueden ser vistos
en el extremo distal 12 de un cartucho 10. En una región central del
cartucho se localiza una cámara de gas 30. La cámara de gas
típicamente tiene una capacidad de entre 50 y 65 cms cúbicos. La
cámara de gas 30 está en conexión fluida con la válvula de carga 13
y con el indicador de presión 15.
Una válvula de liberación 40 está también en
conexión fluida con la cámara de gas 30. La válvula de liberación 40
comprende un elemento de válvula 41. En un estado "sellado",
una superficie plana 46 del elemento de válvula 41 colinda y cubre
una abertura 33 en la cámara de gas 30. La abertura 33 tiene
"bordes cortantes" afilados cuya superficie plana 46 reposa
contra ella. El elemento de válvula 41 también tiene una superficie
angular 47 alrededor del borde periférico de la superficie plana 46.
La superficie angular 47 colinda y cubre un pasaje de fluido interno
50. El pasaje 50 está en comunicación fluida con los agujeros 16 del
cartucho 10. Un pequeño pasaje de aire 402 fluye a través de la
válvula de liberación 40. Por lo tanto, el gas de alta presión en la
cámara de gas 30 puede pasar a través del pasaje 402 en una segunda
cámara 403 detrás de la válvula de liberación 40. Por lo tanto, la
válvula de liberación 40 tiene igual presión a cada lado de ésta. La
válvula de liberación tiene un área más grande en el lado de la
"cámara de la válvula de liberación", que en el lado de la
"cámara de gas" y así la fuerza del gas a cada lado de la
válvula de liberación actúa para empujar la válvula de liberación
contra la abertura 33 de la cámara de gas y continua cerrada. La
válvula de liberación es también empujada en este estado
"sellado" por un muelle 401 que fuerza a las superficies
inferiores 46, 47 de la válvula de liberación 40 hacia arriba en la
figura. El muelle 401 está localizado detrás de la válvula de
liberación 40 en la segunda cámara 403 para actuar desde el lado
opuesto de la válvula de liberación 40 desde la cámara de gas
30.
La segunda cámara 403 se une por medio de un
pequeño pasaje interno 48 a una tercera cámara 404. Por lo tanto,
esta tercera cámara 404 y el pasaje 48 también contienen gas de alta
presión de la cámara de gas 30.
La tercera cámara 404 contiene un polo de
movimiento 42 de un interruptor de solenoide 49. La tercera cámara
404, y por lo tanto el polo de movimiento 42, se localiza en el
centro de una bobina de solenoide 43. El polo de movimiento 42 está
dispuesto para moverse con el elemento de válvula 41.
El polo de movimiento 42 se forma para anular un
pasaje 406 conectado a la tercera cámara 404 cuando el cartucho está
en el estado "sellado" y la válvula de liberación 40 se empuja
hacia la cámara de gas 30 por el muelle 401 y la fuerza del gas. El
pasaje 406 se conecta al exterior del cartucho 10 a través de un
agujero 192 en la proximidad de la rosca de tornillo 19 del cartucho
10 (mostrado en la figura 2). La rosca de tornillo es también rota
191 en la proximidad del agujero para permitir que pase el gas a
través de la rosca de tornillo 19. Por lo tanto, el gas presente en
el pasaje 406 puede escaparse a través de la rosca entre el cartucho
10 y la culata de la unidad de liberación del eyector. Este pasaje
proporciona una ventilación lenta y segura. El pasaje es también
conectado a una sección 403b de la segunda cámara 403 que es
sustancialmente sellada contra el resto de la segunda cámara 403a.
Por lo tanto, sólo una cantidad limitada de gas puede escapar de la
segunda cámara 403 al pasaje 406. La sección de la segunda cámara
403b es sellada desde el resto de la cámara 430a por una parte del
elemento de válvula 41 que está presente en la segunda cámara 403.
Por lo tanto, el cartucho presurizado 10 finalmente descargará a
través del pasaje 406 por medio de la segunda cámara 403 sin
intervención. Esto ocurrirá si un cartucho cargado es almacenado
durante un largo periodo de tiempo.
La bobina 43 es eléctricamente conectada a un
electrodo 44. La bobina 43 está formada de cable fino. En este
ejemplo, el interruptor de solenoide 49 sólo conduce 2.2 amps de
corriente para encender el cartucho, mientras que un cartucho de gas
de calor convencional necesita conducir 5 ams para ser encendido.
Por lo tanto, se puede usar cable fino en la bobina 43, a diferencia
de cable de un diámetro más grande (0.5-1 mm) tal
como se usa para cartuchos de gas caliente. El electrodo está
localizado contiguo a un agujero de pasador de encendido 45. El
agujero de pasador de encendido 45 es adaptado a la interfaz con un
pasador de encendido eléctrico (no mostrado) de una unidad de
liberación del eyector 20 existente cuando se instala. El cartucho
incluye una junta o juntas de estanqueidad 451 (mostrada(s)
en la figura 2) en la proximidad del electrodo 44. La junta de
estanqueidad impide que el gas de escape acceda al pasador de
encendido de la unidad 20 y por lo tanto protege al pasador de
encendido de sufrir daños.
La Figura 4 muestra el mismo cartucho 10 en un
estado "encendido". En uso, el accionamiento del pasador de
encendido provoca que el polo de movimiento 42 se mueva hacia el
extremo proximal 17 debido a que las bobinas 43 son activadas,
provocando que el elemento de válvula 41 se aleje de la cámara de
gas y el pasaje de aire 50. Muchas bobinas de cable fino
proporcionan movimiento rápido del polo de movimiento 42. La válvula
de liberación 40 se abre de manera que el elemento de válvula 41
colinda con la abertura de la cámara de gas 33 o con el pasaje de
aire 50. Por lo tanto, el pasaje de aire 50 y la cámara de gas 30
comunican entre sí y el gas presurizado se mueve desde la cámara de
gas 30 a través del pasaje de aire 50 y fuera de los agujeros 16 en
el cartucho 10.
La señal eléctrica puede ser de duración
suficiente para tener la válvula de liberación abierta para permitir
que el gas se escape. Por ejemplo, una duración de 25 ms ha sido
encontrada para ser suficiente. Alternativamente, un cerrojo se
utiliza para sostener el polo de movimiento 42 en su posición
"encendida" y mantener la válvula de liberación abierta.
El polo de movimiento 42 ya no bloquea el pasaje
406 y por tanto el gas de la segunda cámara 403, el pasaje 48 y la
tercera cámara 404 pueden escapar a través del pasaje 406 y la rosca
de tornillo 19 rota 191 y el agujero 192 del cartucho 10. El sistema
de pasajes interconectados 48, 406 y las segundas y terceras cámaras
403, 404 comprendidas en el cartucho permite que el cartucho
funcione eficazmente sin el uso de un gran número de juntas de
estanqueidad. El sistema de cámaras y pasajes está comprendido en
las paredes del cartucho siendo las únicas vías de escape del gas
los pasajes 406 y 50. Por lo tanto, el cartucho depende de pocas
juntas de estanqueidad para contener el gas. Esto es ventajoso ya
que reduce la cantidad de filtración de gas del cartucho,
especialmente cuando el gas está a una presión alta. Además, la
cámara de gas se puede cargar a una presión inferior de lo que se
esperaría ya que se permitirá menos fuga.
En referencia a las figuras 5 y 6, el encendido
"empático" entre dos cartuchos será ahora descrito.
La Figura 5 muestra un par de cartuchos 10a y
10b en un estado "sellado". Se puede observar que el conducto
de aire 50a del primer cartucho 10a está en comunicación fluida con
el conducto de aire 50b del segundo cartucho 10b.
En la figura 6, el mismo par de cartuchos 10a y
10b están en un estado "encendido". El primer cartucho 10a ha
sido encendido eléctricamente. El segundo cartucho 10b ha sido
encendido empáticamente por el primer cartucho 10a. La válvula de
liberación 40a del primer cartucho 10a ha sido abierto activando el
interruptor de solenoide 49. El gas luego se escapa de la cámara de
gas 30a en el pasaje de aire 50a. Este gas puede luego moverse en el
conducto de aire 50b en el segundo cartucho 10b. Esto provoca que la
presión que debe ser ejercida en la superficie angular 47b del
segundo elemento de la válvula de liberación 41b supere la fuerza
del muelle 401 que actúa para cerrar la válvula 40b y por lo tanto
provoca que la válvula 40b se abra. La presión ejercida en la
superficie inclinada 47b es típicamente no inferior a 3600 psi
(25MPa). El elemento de válvula 41b luego se mueve hacia el extremo
proximal 17 del cartucho con respecto a e independientemente del
polo de movimiento 42. Por lo tanto, el polo de movimiento 42
permanece en su posición "cerrada", es decir no ha sido
accionado y por tanto no se mueve hacia el extremo proximal 17 del
cartucho en su posición "encendida".
En uso, un cartucho 10 como se ha descrito
anteriormente es cargado de gas. El gas podría ser aire seco
filtrado o nitrógeno. El gas se carga en la cámara de gas 30 por
medio de la válvula de carga 13. El indicador de presión 15 detecta
una presión por encima de un límite establecido y exhibe una banda
roja para indicar que el cartucho está listo para el uso. La presión
típica del gas en la cámara de gas es, por ejemplo, 8300 psi (57MPa)
en condiciones ambientales. El límite establecido para el indicador
de presión representa un nivel de presión suficiente para eyectar
los depósitos. Esta presión puede ser aproximadamente 4800 psi
(33MPa). Para dar una presión de 4800 psi (33MPa) mientras que
permite la fuga de gas y la posibilidad de condiciones muy frías en
vuelo, la cámara de gas 30 puede por ejemplo ser cargada a una
presión de 8300 psi (57MPa) en condiciones ambientales. Esto puede
suponer una presión en la cámara de gas 30 de 12500 psi (86MPa)
cuando está en condiciones de calor. Un cargador de cartucho (no
mostrado) automáticamente se carga a una temperatura ambiente de
20ºC y una presión de 8300 psi (57MPa).
El cartucho es luego montado en una unidad de
liberación del eyector 20. Estos dos cartuchos 10 son comúnmente
montados en la unidad de liberación del eyector. Los cartuchos están
dispuestos de modo que los agujeros de pasador de encendido 45
interactúe con las clavijas de encendido en la unidad 20 de
liberación del eyector. Los cartuchos son, por ejemplo, montados en
la unidad de liberación del eyector por atornillamiento con un par
de torsión de aproximadamente 50 Nm. Un par de torsión precargado
fue necesario para asegurar que el cartucho no estaba desalojado por
vibraciones experimentadas durante condiciones de vuelo. La rosca de
tornillo 19 del cartucho que interactúa con la culata del unidad de
liberación del eyector puede ser hecha de acero de alta resistencia.
El cartucho 10, por ejemplo, tiene una masa inferior a 800 g.
Al recibo del pulso de encendido eléctrico, una
corriente eléctrica se inicia a través del cable enrollado 43 en el
49 interruptor de solenoide. La señal eléctrica tiene por ejemplo un
voltaje de entre 18 y 30 voltios de DC de 25 ms duración y conduce
una corriente de aproximadamente 2.2 AMPs. Esto provoca que el polo
de movimiento 42 se mueva hacia la bobina 43. Este a su vez empuja
al elemento 41 de la válvula de liberación hacia abajo en la figura,
hacia el extremo proximal 17. Esto provoca que el gas se escape a
través del pasaje de aire 50 y fuera de los agujeros 16 en el
cartucho 10. El gas luego acciona la unidad de liberación del
eyector para liberar el depósito de una manera controlada. El gas
pasa a un pistón eyector (no mostrado) que provoca que el brazo
accionador pivote. Esto sucesivamente provoca que las barras de
conexión se muevan y hagan que los ganchos 28 liberen los salientes
de depósito del depósito y liberen el depósito. Al mismo tiempo, el
gas pasa a través de los pasajes 24 en la unidad 20 de liberación
del eyector a los pistones eyectores (no mostrados) hacia las
extremidades externas de la unidad 20. Estos pistones actúan hacia
abajo en la superficie superior del depósito para provocar que el
depósito sea eyectado fuera del avión.
La válvula de liberación 40 se abre
completamente, por ejemplo, en 12 milisegundos de una señal
eléctrica de 28 voltios que es usada. El cartucho es también
preferiblemente capaz de afrontar una punta de tensión de hasta -200
voltios y hasta +250 voltios aplicados durante 5 microsegundos. Una
vez que la presión en la cámara de gas está por debajo de un cierto
umbral, la banda roja del indicador de presión 15 desaparece. Esto
indica que el cartucho ha sido encendido.
Si uno de los cartuchos es exitosamente
eléctricamente encendido, y el otro falla en el encendido, será
empáticamente encendido por la presión del gas escapado que actúa
sobre la segunda válvula de liberación 40b como se ha explicado más
arriba. Es importante asegurar que el depósito es liberado de forma
segura incluso en caso de fallo parcial del circuito de
encendido.
Después de que los cartuchos 10 han sido
encendidos y que el gas de la cámara 30 se ha escapado, los
cartuchos se pueden reutilizar y rellenar. Primero, la válvula de
liberación 40 es cerrada. El gas es luego inyectado en la cámara 30
a través de la válvula de carga 13. El cartucho 10 puede después ser
reutilizado.
En vez de encender un cartucho lleno en la vía
usual (como se ha descrito anteriormente), la cámara de gas 30 puede
ser vaciada, bien parcialmente o completamente, a través de la
válvula de carga 13. Esto puede realizarse antes del almacenamiento,
por ejemplo.
\vskip1.000000\baselineskip
Esta lista de referencias citada por el
solicitante ha sido recopilada exclusivamente para la información
del lector. No forma parte del documento de patente europea. La
misma ha sido confeccionada con la mayor diligencia; la OEP sin
embargo no asume responsabilidad alguna por eventuales errores u
omisiones.
US 5088664 A [0003]
Claims (19)
1. Cartucho (10) para el uso en una unidad de
liberación de eyector (20), el cartucho comprendiendo una cámara de
gas (30) conteniendo gas bajo presión, una salida (33) de la cámara
de gas para liberar el gas para activar un mecanismo de liberación
en la unidad de liberación del eyector, y una válvula de liberación
(41) asociada a la salida y dispuesta para ser accionable para abrir
la salida tras la activación de un pasador de encendido de la unidad
de liberación del eyector, en el que el cartucho es reutilizable y
se adapta para ser fijado en una culata (203) de la unidad de
liberación del eyector.
2. Cartucho según la reivindicación 1 donde la
válvula de liberación es accionable mediante un electrodo (44)
dispuesto para ser alineado con el pasador de encendido de la unidad
de liberación del eyector.
3. Cartucho según la reivindicación 1 o
reivindicación 2 donde la válvula de liberación es accionable
eléctricamente y comprende un solenoide (43) y electroimán (42).
4. Cartucho según la reivindicación 3 donde la
válvula de liberación es accionable en una dirección de apertura por
la presión del gas.
5. Cartucho según la reivindicación 4 donde el
cartucho comprende un conducto de aire de sangrado (50) que comunica
con la válvula de liberación de manera que la válvula es accionable
para abrirse cuando el pasaje de aire de sangrado recibe gas
presurizado.
6. Cartucho según la reivindicación 5 donde la
válvula de liberación comprende un elemento de válvula y el pasaje
de aire de sangrado está en comunicación fluida con una superficie
del elemento de válvula de liberación de modo que el gas presurizado
recibido en el pasaje de aire de sangrado actúa en esta superficie
para obligar al elemento de válvula de liberación a alejarse del
conducto de aire de sangrado.
7. Cartucho según la reivindicación 6 donde el
elemento de válvula de liberación es contenido dentro de una cámara
de válvula de liberación (403) del cartucho contiguo a la cámara de
gas, y el elemento de válvula de liberación tiene un pasaje de gas
(402) que se extiende a través del mismo suministrando comunicación
fluida entre la cámara de gas y la cámara de válvula de
liberación.
8. Cartucho según la reivindicación 7 donde la
cámara de válvula de liberación comprende una primera sección que
recibe gas de la cámara de gas, y una segunda sección separada desde
la primera sección por una parte del elemento de válvula de
liberación de manera que esté en comunicación fluida limitada con la
primera sección.
9. Cartucho según la reivindicación 8 cuando
depende de la reivindicación 3 donde el electroimán está contenido
en una cámara de electroimán (404) que está en comunicación fluida
con la primera sección de la cámara de válvula de liberación por
medio de un pasaje interno (48) del cartucho.
10. Cartucho como se reivindica en cualquiera de
las reivindicaciones precedentes donde el cartucho comprende un
pasaje de ventilación (406) que se extiende hasta el exterior del
cartucho permitiendo que el gas sea ventilado fuera del
cartucho.
11. Cartucho según la reivindicación 10 donde el
pasaje de ventilación comprende un agujero contiguo a una rosca de
tornillo (19) del cartucho y una sección rota de rosca en el
cartucho o culata de la unidad de liberación del eyector.
12. Cartucho según la reivindicación 10 o 11
cuando depende de la reivindicación 3 donde el pasaje de ventilación
comunica con la cámara de electroimán cuando el elemento de válvula
de liberación está en una posición abierta.
13. Cartucho según la reivindicación 10, 11 o 12
donde el pasaje de ventilación comunica con la segunda sección de la
cámara de válvula de liberación.
14. Cartucho según se reivindica en cualquiera
de las reivindicaciones precedentes donde los pasos internos y
cámaras en el cartucho son selladas por las paredes del
cartucho.
15. Cartucho según se reivindica en cualquiera
de las reivindicaciones precedentes donde la válvula de liberación
se puede cerrar de manera que el cartucho usado puede ser cargado de
gas comprimido.
16. Cartucho según se reivindica en cualquiera
de las reivindicaciones precedentes donde la cámara de gas incluye
una válvula de carga unidireccional (13).
17. Cartucho según se reivindica en cualquiera
de las reivindicaciones precedentes donde el cartucho comprende un
sello dispuesto para prevenir que el gas liberado entre en contacto
con el pasador de encendido de la culata de la unidad de liberación
del eyector.
\newpage
18. Unidad de liberación del eyector para un
avión comprendiendo un cartucho según cualquiera de las
reivindicaciones precedentes.
19. Unidad de liberación del eyector para un
avión comprendiendo un par de cartuchos según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 17.
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|---|---|---|---|
| GB0705528A GB2443706B (en) | 2007-03-22 | 2007-03-22 | Cartridge for store ejection from aircraft |
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