BR102012011912A2

BR102012011912A2 - Atuador linear para uma aeronave e método de operação do atuador linear

Info

Publication number: BR102012011912A2
Application number: BRBR102012011912-9A
Authority: BR
Inventors: Terence Ross Golding
Original assignee: Ge Aviat Systems Ltd
Priority date: 2011-05-20
Filing date: 2012-05-18
Publication date: 2013-11-19
Also published as: GB2490959A; CN102795336A; US9016151B2; US20120291574A1; GB201108483D0; CA2777178A1; FR2975373A1; JP2012257448A; DE102012104313A1

Abstract

ATUADOR LINEAR PARA UMA AERONAVE E MÉTODO DE OPERAÇÃO DO ATUADOR LINEAR. Trata-se de um atuador (1) que compreende primeira e segunda seções de invólucro (2,3) que são conectadas de modo deslizável entre si. No interior das seções de invólucro (2,3), são fornecidos primeiro e segundo motores (6,16), sendo que cada um pode acionar uma haste rosqueada por parafuso (4). Se um dos motores é submetido à interferência, o outro pode acionar a haste (4).

Description

“ATUADOR LINEAR PARA UMA AERONAVE E MÉTODO DE OPERAÇÃO

DO ATUADOR LINEAR”

A presente invenção refere-se a atuadores lineares e métodos de sua operação, em particular, a invenção refere-se a atuadores lineares e métodos de sua operação que são adequados para uso em aeronaves.

A atuação de mecanismos críticos de segurança em sistemas ou equipamentos críticos de segurança precisa alcançar um alto nível de confiabilidade. Sabe-se, em geral, são usados atuadores hidráulicos em aeronaves, por exemplo, para operar abas e/ou engrenagens de aterrissagem 10 e ailerons e assim por diante, devido a sua confiabilidade. Uma falha de sistema hidráulico é usualmente causada por vazamento de fluido hidráulico, e o sistema falha em um estado com mobilidade livre sem interferência. No caso de engrenagens de aterrissagem hidraulicamente atuadas, esse fato permite que as engrenagens sejam rebaixadas para aterrissagem apesar de uma falha 15 no sistema.

A utilização de atuadores eletromecânicos é vantajosa, já que são leves e podem ser incorporados em uma aeronave de modo simples e podem ser energizados com o uso do sistema de distribuição de energia elétrica no interior da aeronave. No entanto, motores elétricos têm um modo de falha de 20 gripagem significante, através do qual tendem a falhar em um estado sob interferência, impedindo que sistemas de retenção se tornem eficazes.

Os regulamentos de segurança de aeronaves exigem alta integridade e invulnerabilidade em relação a falhas únicas para aqueles itens de equipamento cuja falha poderia levar a conseqüências catastróficas. Atuadores de engrenagem de aterrissagem devem satisfazer esses critérios e a vulnerabilidade de interferência impede que a atuação elétrica seja usada.

Os atuadores lineares tolerantes à falha conhecidos exigem dois atuadores separados que têm, cada um, um dispositivo de desconexão, em que, no evento de uma interferência, o atuador sob interferência pode ser desengatado e o outro atuador pode ser usado.

A presente invenção fornece um atuador linear para uma aeronave que compreende um invólucro que inclui primeira e segunda seções 5 de invólucro, as quais são extensíveis e retraíveis em relação uma à outra, e em que são dispostos primeiro e segundo meios de acionamento operável independentemente um do outro para acionar um ou mais elementos de transmissão conectados ao interior das seções de invólucro.

Além de entradas de controle e energia do atuador, o atuador é 10 autocontido, isto é, todos esses componentes são alojados no interior das seções de invólucro, através das quais o atuador pode ser particularmente bem vedado contra ingresso ambiental, aperfeiçoando a vida útil do atuador e de seus componentes internos. O atuador também tem algumas partes, fornecendo, desse modo, uma estrutura simples e confiável de baixo peso.

Os meios de acionamento podem ser concêntricos em relação ao

elemento ou elementos de transmissão. Quando uma grande força de atuação é necessária, uma engrenagem de redução pode ser interposta entre os meios de acionamento e o elemento de transmissão.

Em uma realização, as seções de invólucro têm uma seção transversal substancialmente constante. Vantajosamente, o atuador linear, de acordo com a invenção, não tem, portanto, partes projetantes vulneráveis a danos.

Vantajosamente, o atuador, de acordo com a invenção, é continuamente operável no evento de uma falha de qualquer um dos meios de 25 acionamento ou de interferência da montagem de engrenagem. Ademais, a montagem de engrenagem evita o uso de embreagens de desconexão, através das quais o atuador tem um baixo peso e tamanho e uma confiabilidade aumentada. A seguir, há uma descrição detalhada de realizações da invenção com fins exemplificativos somente e com referência aos desenhos esquemáticos em anexo, nos quais:

A Figura 1 é uma vista em seção transversal de um atuador, de acordo com uma primeira realização da invenção;

A Figura 2 é uma vista em seção transversal de um atuador, de acordo com uma segunda realização da invenção; e

A Figura 3 é uma vista em seção transversal adicional da segunda realização do atuador.

A Figura 1 mostra um atuador linear 1 que compreende um

invólucro que inclui uma primeira seção de invólucro 2 e uma segunda seção de invólucro 3. As seções de invólucro 2,3 têm uma região 9 de sobreposição em que as seções são deslizáveis em relação uma à outra. No interior da primeira seção de invólucro 2, é fornecido um primeiro meio de acionamento 15 que compreende um motor elétrico que inclui um estator 6 preso à seção de invólucro 2 e um rotor 7 preso a um parafuso de esferas 5. O parafuso de esferas 5 é assentado na seção de invólucro 2. Em operação, o motor elétrico gira o parafuso de esferas 5 fazendo com que um elemento de transmissão 4 que compreende uma haste rosqueada por parafuso se mova linearmente. A 20 movimentação do elemento de transmissão 4 faz com que as seções de invólucro 2,3 deslizem em relação uma à outra. Cada extremidade do invólucro tem uma ranhura ou chave 8 mediante a qual o elemento de transmissão 4 é ranhurado ou chaveado para permitir um movimento relativo entre as seções de invólucro 2,3 mesmo no evento de uma interferência em um meio de 25 acionamento. Na segunda seção de invólucro 3, um segundo meio de acionamento é fornecido de modo que compreenda um motor elétrico que inclui um estator 16 e um rotor 17 que faz com que um parafuso de esferas 15 mova a haste rosqueada por parafuso 4. No evento de um dentre o primeiro e o segundo meios de acionamento falhar ou sofrer interferência, os outros meios de acionamento podem acionar o atuador. Então, o atuador é imune a falhas únicas. O atuador é simétrico, o que auxiliar a impedir cargas torcidas nas montagens de extremidade.

Uma primeira extremidade 10 do atuador pode ser fixada a uma

estrutura de aeronave, como parte do quadro, enquanto uma segunda extremidade 11 do atuador 1 pode ser conectada ao objeto que está sendo atuado, por exemplo, uma engrenagem de aterrissagem.

A Figura 2 mostra uma segunda realização da invenção em que partes semelhantes são designadas pelos mesmos numerais de referência anteriores. O atuador 21 compreende primeira e segunda seções de invólucro 2,3 que são conectadas de modo deslizável entre si. Os elementos de transmissão compreendem cremalheiras 22,23 que são acionadas por pinhões 25,26. Os pinhões são conectados a motores elétricos respectivos 27,28 que são mostrados na Figura 3 no lado externo do invólucro. No entanto, de acordo com a invenção, os motores podem ser fornecidos no interior do invólucro. Engrenagens intermediárias 24 e 27 são dispostas de modo adjacente a cada cremalheira 22,23 para sustentar a cremalheira e garantir um bom engate de acionamento entre as cremalheiras e os pinhões. No evento de uma interferência afetar uma das cremalheiras ou pinhões e/ou um dos motores elétricos, o atuador ainda pode funcionar em virtude dos outros.

Outros tipos de conexão entre os motores elétricos e os elementos de transmissão podem ser usados na presente invenção sem que se desvie do escopo das reivindicações. Por exemplo, os parafusos de roletes, 25 parafusos de esferas, parafusos de avanço e disposições de cremalheira e pinhão também são úteis. Independência de atuação também poderia ser alcançada com o uso de outras formas de atuação eletromagnética ou hidráulica. Em operação normal, o primeiro e o segundo meios de acionamento são usados alternadamente, para que a funcionalidade de cada meio de acionamento seja demonstrada com cada uso alternado. Alternativamente, na operação de ambos o primeiro e o segundo meios de 5 acionamento ao mesmo tempo, a velocidade de atuação fornecida por cada meio de acionamento é adicionada, através da qual o atuador pode ser operado em velocidade dobrada, se desejado.

Claims

1. ATUADOR LINEAR PARA UMA AERONAVE, que compreende um invólucro que inclui primeira e segunda seções de invólucro, as quais são extensíveis e retraíveis em relação uma à outra, e em que são dispostos primeiro e segundo meios de acionamento operáveis independentemente um do outro para acionar um ou mais elementos de transmissão conectados ao interior das seções de invólucro.

2. ATUADOR LINEAR, de acordo com a reivindicação 1, em que o primeiro e o segundo meios de acionamento compreendem motores elétricos.

3. ATUADOR LINEAR, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, em que as seções de invólucro têm uma seção transversal substancialmente constante.

4. ATUADOR LINEAR, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, em que o elemento de transmissão compreende uma haste rosqueada por parafuso.

5. ATUADOR LINEAR, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, em que os meios de acionamento acionam a haste rosqueada por parafuso por meio de um parafuso de esferas.

6. ATUADOR LINEAR, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, em que a haste rosqueada por parafuso é ranhurada em relação ao interior de cada uma dentre a primeira e a segunda seções de invólucro.

7. ATUADOR LINEAR, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, em que o elemento de transmissão compreende uma cremalheira que é acionada por um pinhão.

8. ATUADOR LINEAR, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, em que os meios de acionamento são concêntricos em relação ao elemento de transmissão.

9. MÉTODO DE OPERAÇÃO DO ATUADOR LINEAR, conforme definido em qualquer uma das reivindicações precedentes, que compreende o uso do primeiro e do segundo meios de acionamento alternadamente com cada uso do atuador.

10. ATUADOR LINEAR conforme substancialmente ora descrito com referência aos desenhos anexos.

11. MÉTODO DE OPERAÇÃO DE UM ATUADOR LINEAR conforme substancialmente ora descrito com referência aos desenhos anexos.