BR102016000319B1 - Conjunto absorvedor de choque, e, aeronave - Google Patents

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Abstract

conjunto absorvedor de choque, e, aeronave. um conjunto absorvedor de choque é configurado para ser conectado operativamente a um eixo de acionamento de uma unidade de acionamento mecânico (pdu) de uma aeronave. o conjunto absorvedor de choque pode incluir um primeiro cubo, um segundo cubo, e uma coroa principal tendo, pelo menos, uma porção ensanduichada entre os primeiro e segundo cubos. uma coroa principal é configurada para girar independentemente dos primeiro e segundo cubos a uma distância controlada, em resposta a um mau funcionamento mecânico da pdu.

Description

FUNDAMENTOS DA DESCRIÇÃO
[001] Modalidades da presente descrição se referem geralmente a conjuntos absorvedores de choque que podem ser usados com unidades de acionamento mecânico de veículos, tais como uma aeronave.
[002] As aeronaves incluem tipicamente superfícies de controle móveis para o controle direcional no voo. As conhecidas superfícies de controle incluem ailerons para o controle de rolo, elevadores para o controle de arfagem, e lemes de direção para o controle de guinada. Adicionalmente, várias aeronaves de transporte a jato incluem hipersustentadores de bordo dianteiro e flapes de bordo traseiro nas asas, que podem ser usados para gerar alta força de sustentação durante a decolagem e o pouso quando a aeronave está se deslocando a velocidades relativamente baixas do ar.
[003] Unidades de acionamento mecânico (PDUs) são tipicamente usadas para acionar as superfícies de alta força de sustentação em aeronaves de transporte. Cada superfície é acionada por duas estações de acionamento. Uma única linha de acionamento é encaminhada a partir de uma PDU para atuadores em ambos os lados da aeronave. No caso de um emperramento mecânico, ou quando o sistema é inadvertidamente acionado para um batente de sobrecurso, todo o torque de PDU disponível se concentra no ponto do emperramento. Limitadores de torque e freios de torque são frequentemente empregados para limitar a quantidade máxima de torque que pode ser fornecida para pontos específicos no sistema de acionamento.
[004] Em adição aos freios de torque locais em cada atuador, freios de torque de metade do sistema são, por vezes, usados para limitar a quantidade de torque fornecida para uma asa, permitindo assim uma redução no tamanho dos componentes da linha de acionamento entre a PDU e o ponto do emperramento. Quando um emperramento atual ocorre em um ou mais pontos a jusante do freio de torque de metade do sistema, um segundo emperramento ocorre na linha de acionamento entre o motor e freio de torque de metade do sistema depois de freio de torque de metade do sistema se travar.
[005] Em geral, uma magnitude do torque de emperramento sofrido pelo sistema de acionamento é igual ao torque de perda do movimentador principal (tal como um motor hidráulico ou elétrico) mais o torque fornecido pela energia cinética do rotor do motor. O torque cinético é influenciado por a rigidez da linha de acionamento entre o rotor do motor e o ponto do emperramento. Com limitadores de torque de metade do sistema, a distância entre o motor e o freio de torque é relativamente curta. Na verdade, os dois dispositivos são tipicamente montados no mesmo alojamento. Como tal, a rigidez entre o freio de torque e o motor é relativamente alta, o que conduz a que um torque cinético induzido seja também relativamente alto. Frequentemente, o torque cinético se aproxima ao, ou excede o, valor do motor torque de perda. A fim de reduzir a magnitude do torque cinético, o rotor do motor é desacelerado sobre um período de tempo (geralmente, quanto mais longo o tempo de desaceleração, tanto menor é a magnitude do torque cinético). Um método de desaceleração do rotor do motor é o de introduzir conformidade no trajeto da linha de acionamento entre o motor e o freio de torque.
[006] Conhecidos freios de torque de metade do sistema frequentemente utilizam absorvedores de choque que incluem molas de anilha (também conhecidas como molas de Fedder). Com esses absorvedores de choque, quando torque em um primeiro eixo de saída excede um predeterminado nível, uma esfera rola sobre rampas usinadas em discos excêntricos, comprimindo assim molas de Belleville e apertando as placas de freio. Quando o eixo de saída da PDU para de girar, substancial energia cinética está ainda presente no rotor do motor, que conduz a torque cinético adicional, que faz com que um disco excêntrico de entrada continue a girar com relação a um excêntrico de saída e à esfera para rolar para mais longe sobre as rampas. O movimento continuado da esfera causa com que o excêntrico de saída se mova axialmente, comprimindo assim as molas de anilha. Em geral, um absorvedor de choque é operativamente conectado a cada freio de torque. Ainda, se as molas de anilha entrarem em ressonância, o disco excêntrico pode ser suscetível à reversão de direção e destravamento do freio de torque, permitindo assim que torque em excesso seja passado para o eixo de saída.
[007] Como pode ser apreciado, o uso de um absorvedor de choque com relação a cada limitador de torque adiciona custos ao sistema global. Ainda, cada absorvedor de choque inclui inúmeras partes, tais como molas de anilha individuais, acrescentando assim peso e despesa ao sistema.
[008] Consequentemente, existe uma necessidade de um sistema e método mais eficientes de absorção de choques em uma PDU.
SUMÁRIO DA DESCRIÇÃO
[009] Certas modalidades da presente descrição provêm um conjunto absorvedor de choque, configurado para ser operativamente conectado a um eixo de acionamento de uma unidade de acionamento mecânico (PDU) de uma aeronave. O conjunto absorvedor de choque pode incluir um primeiro cubo, um segundo cubo, e uma coroa principal tendo, pelo menos, uma porção ensanduichada entre os primeiro e segundo cubos. Uma coroa principal é configurada para girar independentemente dos primeiro e segundo cubos a uma distância controlada, em resposta a um mau funcionamento mecânico da PDU. O primeiro cubo pode ser uma imagem de espelho do segundo cubo.
[0010] O conjunto absorvedor de choque pode também incluir lona de freio presa a um ou mais dentre o primeiro cubo, o segundo cubo, e a coroa principal. A lona de freio provê uma interface friccional entre a coroa principal e o primeiro e/ou o segundos cubos. A lona de freio provê um coeficiente de fricção que faz com que a coroa principal gire juntamente com os primeiro e segundo cubos durante a operação normal da PDU. A lona de freio dissipa, pelo menos, uma porção de energia de torque durante o mau funcionamento. Em, pelo menos, uma modalidade, a lona de freio pode incluir um ou mais dentre papel engenheirado, material de lona de freio à base de asbesto, bronze sobre aço, aço sobre aço, ou papel sobre aço.
[0011] Cada um do primeiro cubo, do segundo cubo, e da coroa principal pode incluir uma pluralidade de canais. Os canais do primeiro cubo se alinham com os canais do segundo cubo e aqueles da coroa principal. Os canais retêm elementos que resistem a força, que são configurados para dissipar, pelo menos, uma porção de energia de torque durante um mau funcionamento mecânico. Por exemplo, os elementos que resistem a força podem ser ou incluir molas helicoidais.
[0012] O conjunto absorvedor de choque pode também incluir um ou mais mancais. A coroa principal pode ser rotativamente presa ao(s) mancal(is). Pelo menos um dentre a coroa principal e o um ou mais mancais podem incluir um canal de eixo. O eixo de acionamento é configurado para ser preso dentro do canal de eixo.
[0013] Os primeiro e segundo cubos podem ser seguramente fixados conjuntamente a fim de impedir que o primeiro cubo gire em relação ao segundo cubo. Em contraste, a coroa principal pode incluir uma pluralidade de canais de fixador. Cada um dos canais de fixador retém de forma deslizável uma porção de um fixador que fixa seguramente o primeiro cubo ao segundo cubo.
[0014] Certas modalidades da presente descrição provêm uma aeronave que pode incluir uma fuselagem, e asas seguramente fixadas à fuselagem. Cada uma das asas inclui uma pluralidade de superfícies de controle, e uma unidade de acionamento mecânico (PDU), acoplada a um eixo de acionamento que é operativamente acoplado a uma ou mais dentre a pluralidade de superfícies de controle. A PDU inclui primeiro e segundo feios de torque, acoplados operativamente ao eixo de acionamento. A aeronave também inclui um conjunto absorvedor de choque, acoplado operativamente ao eixo de acionamento entre os primeiro e segundo freios de torque. O conjunto absorvedor de choque pode incluir um primeiro cubo, um segundo cubo, e uma coroa principal tendo, pelo menos, uma porção ensanduichada entre os primeiro e segundo cubos. Uma coroa principal é configurada para girar independentemente dos primeiro e segundo cubos em resposta a um mau funcionamento mecânico da PDU.
BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS
[0015] A figura 1 ilustra uma vista superior em perspectiva, parcialmente esquemática, de uma aeronave tendo um sistema de acionamento de superfície de controle, de acordo com uma modalidade da presente descrição.
[0016] A figura 2 ilustra uma vista dianteira em perspectiva de um conjunto absorvedor de choque, de acordo com uma modalidade da presente descrição.
[0017] A figura 3 ilustra uma vista dianteira em perspectiva de um conjunto absorvedor de choque com um primeiro cubo removido, de acordo com uma modalidade da presente descrição.
[0018] A figura 4 ilustra uma vista dianteira de um conjunto absorvedor de choque, de acordo com uma modalidade da presente descrição.
[0019] A figura 5 ilustra uma vista em seção transversal de um conjunto absorvedor de choque através da linha 5-5 da figura 4, de acordo com uma modalidade da presente descrição.
[0020] A figura 6 ilustra uma vista dianteira em perspectiva de um canal de mola de uma coroa principal ensanduichada entre primeiro e segundos cubos de um conjunto absorvedor de choque, de acordo com uma modalidade da presente descrição.
[0021] A figura 7 ilustra uma vista transversal em seção transversal de um conjunto absorvedor de choque preso a um eixo de acionamento de uma unidade de acionamento mecânico, de acordo com uma modalidade da presente descrição.
DESCRIÇÃO DETALHADA DA DESCRIÇÃO
[0022] O sumário precedente bem como a seguinte descrição detalhada de certas modalidades ser mais bem entendido quando lido em conjunto com os desenhos anexos. Quando usados aqui, um elemento ou etapa mencionado no singular e precedido pela palavra "um" ou "uma" deve ser entendido como não excludente dos plurais dos elementos ou etapas, a menos que tal exclusão seja explicitamente mencionada. Ainda, referências a "uma modalidade"não são destinadas a ser interpretadas como excluindo a existência de modalidades adicionais que também incorporam as características mencionadas. Além disso, a menos que explicitamente mencionado ao contrário, modalidades "compreendendo" ou "tendo" um elemento ou uma pluralidade de elementos que têm uma propriedade particular podem incluir elementos adicionais que não têm esta propriedade.
[0023] Modalidades da presente descrição provêm um conjunto absorvedor de choque, que pode incluir uma coroa principal tendo, pelo menos, uma porção ensanduichada entre dois cubos, que podem ser revestidos com material de freio. A coroa principal pode ser montada sobre um par de mancais de elementos rolantes, conectados aos cubos. Torque pode ser transmitido desde a coroa principal para os cubos por intermédio de molas de compressão helicoidais, por exemplo. As molas podem ser dimensionadas de forma que elas não toquem o fundo quando sujeitas a um torque de perda mais um torque cinético provido pelo motor. A quantia de amortecimento pode ser controlada por um raio do material de lona de freio entre a coroa principal e os cubos, e a força de aperto entre eles.
[0024] Em, pelo menos, uma modalidade, o amortecimento (isto é, a absorção de choque) pode ser ajustado em zero, se desejado (por exemplo, nenhum material de freio ou pressão de aperto). As molas podem ser aprisionadas no conjunto com coberturas simples para impedir a migração para dentro da PDU, no caso de uma falha de mola.
[0025] Porque o conjunto absorvedor de choque pode ser posicionado dentro de um trajeto de carga de uma PDU antes de ser dividido (tal como entre as asas esquerda e a direita), um único conjunto absorvedor de choque pode ser usado, reduzindo assim a quantidade de partes em comparação com os sistemas previamente conhecidos. A rigidez do trajeto de carga pode ser dominada pela rigidez de mola e pode não ser afetado por um coeficiente de fricção (em contraste com os absorvedores de choque que usam molas de anilha).
[0026] Modalidades da presente descrição não requerem um grau de liberdade adicional para o excêntrico de entrada de freio de torque (por exemplo, movimento axial), reduzindo assim a possibilidade de instabilidade dinâmica e provendo um conjunto absorvedor de choque, simples e eficiente.
[0027] Certas modalidades da presente descrição provêm um conjunto absorvedor de choque que provê absorção ou amortecimento de choque entre uma coroa principal e cubos, tal como através de lona de freio presa a superfícies de interface da coroa principal e/ou cubos. O conjunto absorvedor de choque pode ser configurado para transmitir um componente de carga radial desde a coroa principal para o cubo.
[0028] A figura 1 ilustra uma vista superior em perspectiva, parcialmente esquemática, de uma aeronave 100 tendo um sistema de acionamento da superfície de controle 102, de acordo com uma modalidade da presente descrição. A aeronave 100 pode incluir uma fuselagem 104 e asas 106 (mostradas as primeira e segunda asas 106a e 106b) seguramente fixadas à fuselagem 104. Cada asa 106 pode incluir um número superfícies de controle móveis para controlar a aeronave 100 durante o voo. As superfícies de controle podem incluir flapes de bordo traseiro 108, hipersustentadores de bordo dianteiro 110, e ailerons 112. Os flapes de bordo traseiro 108, que são mostrados como um flape interno 108a e um flape externo 108b, são usados para gerar força de sustentação aumentada durante a decolagem e o pouso da aeronave 100.
[0029] Os flapes de bordo traseiro 108 podem ser energizados pelo sistema de acionamento de superfície de controle 102, o qual pode incluir um eixo de acionamento (não mostrado na figura 1) que se estende longitudinalmente dentro das asas 106, por exemplo. O eixo de acionamento pode ser acoplado a uma unidade de acionamento mecânico central (PDU). Um ou mais conjuntos absorvedores de choque, como descrito abaixo, pode ser conectada operativamente ao eixo de acionamento da PDU, por exemplo.
[0030] Na operação, o sistema de acionamento de superfície de controle 102 pode mover os flapes 108 entre uma posição retraída (mostrada por linhas sólidas) e uma posição estendida (mostrado por linhas tracejadas). Na posição estendida, forças aerodinâmicas podem ser exercidas sobre os flapes 108. O sistema de acionamento de superfície de controle 102 é configurado para manter os flapes 108 na posição estendida contra as forças aerodinâmicas, sem qualquer alimentação pelo piloto da aeronave 100, mesmo no caso de uma falha de energia geral. O sistema de acionamento da superfície de controle 102 pode ser configurado para travar os flapes 108 na posição estendida, na posição retraída, ou em qualquer posição intermediária entre as mesmas contra as forças aerodinâmicas, como descrito na Patente Norte-Cogtkecpc Pqo &448o26;. kpVkVwncfc “OfiVqfqu fg Uwrgrfiekg fg Conttqng fg Cgtqpcxg”, swg fi cswk kpeqtrqtcfc rctc tgfgtêpekc go uwc totalidade.
[0031] A figura 2 ilustra uma vista dianteira em perspectiva de um conjunto absorvedor de choque 200, de acordo com uma modalidade da presente descrição. O conjunto absorvedor de choque 200 inclui uma coroa principal 201, conectada rotativamente a um primeiro cubo 204 através de um primeiro mancal 202 (tal como um mancal exterior ou externo). O primeiro cubo 204 pode ser um cubo exterior ou externo (em relação a um eixo geométrico longitudinal central 224 do conjunto absorvedor de choque 200). A coroa principal 201 inclui um corpo principal 206 tendo uma porção interior que é ensanduichada entre uma porção do primeiro cubo 204 e uma porção de um segundo cubo (oculta na vista na figura 2), tal como um cubo interior ou interno (em relação ao eixo geométrico longitudinal central 224). O primeiro cubo 204 e o segundo cubo podem ser imagens de espelho um do outro e ensanduicham a porção interior da coroa principal 201 entre eles. Isto é, os formatos dos primeiro e segundo cubos podem se espelhar um no outro (não que um dos cubos seja uma imagem de espelho literal do outro).
[0032] A coroa principal 201 pode ser formada de metal. Uma borda anular externa 208 se estende radialmente a partir o corpo principal 206. Uma crista anular saliente 210 pode se estender para fora a partir do corpo principal 206 interno (isto é, mais perto do eixo geométrico longitudinal central 224) a partir da borda 208. A crista anular 210 pode definir uma área rebaixada interna dentro do corpo principal 206, em que o primeiro mancal 202 é posicionado entre uma superfície interior da crista 210 e uma borda anular exterior 214 do primeiro cubo 204. O corpo principal 206 da coroa principal 201 pode também ser suportado de modo deslizante por um segundo mancal 216 (tal como um mancal interior ou interno) tendo uma base circunferencial 218, que pode ser disposta entre o primeiro cubo 204 e um colar interno 205 da coroa principal 201.
[0033] Um canal de eixo 222 é formado através do colar interno 205. O canal de eixo 222 é configurado para se conectar seguramente a uma superfície externa de um eixo de acionamento 223 de uma PDU. A coroa principal 201, o mancal 202, o primeiro cubo 204, o segundo cubo, e o mancal 216 podem ser concêntricos com o eixo geométrico longitudinal central 224 do conjunto absorvedor de choque 200. Isto é, os eixos longitudinais centrais da coroa principal 201, o mancal 202, o primeiro cubo 204, o segundo cubo, e o mancal 216 podem ser axialmente alinhados e coincidentes com o eixo geométrico longitudinal central 224.
[0034] O primeiro mancal 202 pode ser formado de metal e pode incluir um aro anular 226, que é posicionado dentro da área rebaixada entre a crista 210 da coroa principal 201 e a borda anular exterior 214 do primeiro cubo 204. O primeiro mancal 202 é configurado para restringir o movimento relativo e reduzir a fricção entre a coroa principal 201 e o primeiro cubo 204. Por exemplo, o mancal 202 pode ser configurado para restringir deslocamentos radiais nas direções das setas A, por exemplo, entre a coroa principal 201 e o primeiro cubo 204. Como explicado abaixo, todavia, no caso de um emperramento mecânico, por exemplo, o mancal 202 permite que a coroa principal 201 gire axialmente (isto é, gire em uma direção em torno do eixo geométrico longitudinal central 224 do conjunto absorvedor de choque 200) na direção do arco B em relação ao primeiro cubo 204 e/ou ao segundo cubo.
[0035] O primeiro cubo 204 inclui um aro anular plano 228 tendo a borda anular exterior 214. Uma área rebaixada 230 se estende para dentro a partir do aro anular 228, e é rebaixada embaixo de uma superfície externa plana 232 do aro anular 228. A área rebaixada 230 inclui uma pluralidade de canais de mola 234, que são axialmente alinhados com canais de mola formados no corpo principal 206 da coroa principal 201 e canais de mola formados no segundo cubo. Os canais de mola axialmente alinhados, incluindo os canais de mola 234, são configurados para receber e reter respectivas molas 236, tais como molas helicoidais. Em geral, os canais de mola 234 se alinham e cooperam com canais de mola da coroa principal 201 e do segundo cubo para prover canais de mola que retêm as molas 236.
[0036] Como mostrado, o conjunto absorvedor de choque 200 inclui seis molas 236 retidas em um respectivo número de canais de mola alinhados. Os canais de mola 234 (e os canais de mola da coroa principal 201 e do segundo cubo) podem ser regularmente espaçados em torno do conjunto absorvedor de choque 200, como mostrado. Alternativamente, mais ou menos canais de mola que retêm mais ou menos molas do que os mostrados podem ser usados. Em, pelo menos, uma modalidade, o conjunto absorvedor de choque 200 pode não incluir quaisquer molas 236.
[0037] O mancal 216 pode ser formado de metal e a base circunferencial 218 pode ser posicionada entre uma borda circunferencial interna 240 (por exemplo, um diâmetro interno) do primeiro cubo 204 e uma borda circunferencial externa 242 (por exemplo, um diâmetro externo) do colar interno 205 da coroa principal 201. O primeiro cubo 204 pode ser seguramente e fixamente fixado ao segundo cubo através de fixadores (por exemplo, parafusos), de forma que eles não podem girar axialmente um em relação ao outro. Alternativamente, no caso de um emperramento mecânico, o primeiro cubo 204 e o segundo cubo podem ser configurados para girar axialmente por uma distância controlada um em relação ao outro.
[0038] Como mostrado, furos de fixador 250 podem ser regularmente espaçados em torno do primeiro cubo 204. Os furos de fixador 250 são configurados para se alinharem com canais expandidos (ocultos na vista na figura 2) dentro da coroa principal 201 e furos de fixador (ocultos na vista na figura 2) do segundo cubo. O diâmetro dos furos de fixador 250 do primeiro cubo 204 e dos furos de fixador do segundo cubo pode ser dimensionado para reter rosqueadamente ou reter seguramente de outra maneira e fixar axialmente e radialmente, na posição, os fixadores, tais como parafusos. Desta maneira, quando fixados conjuntamente, os primeiro e segundo cubos não podem girar axialmente ou se deslocar radialmente um em relação ao outro. Ainda, quando os cubos são fixados conjuntamente através de parafusos, por exemplo, os cubos exercem uma força de aperto na coroa principal 201 para ensanduichar compressivamente a coroa principal 201 entre os cubos. De forma notável, todavia, os canais expandidos da coroa principal 201, através dos quais as hastes dos fixadores passam, podem fornecer aberturas radiais, arqueadas, que são maiores do que os diâmetros das hastes de fixador, provendo assim à coroa principal 201 a capacidade de se deslocar axialmente ou girar em relação aos primeiro e segundo cubos 204 e 265 sobre uma distância controlada.
[0039] A distância controlada pode ser menor do que uma rotação completa por 360 graus. Por exemplo, a distância controlada pode ser uma rotação que não excede 90 graus. Em, pelo menos, uma modalidade, a distância controlada pode ser uma rotação de menos do que 15 graus.
[0040] A figura 3 ilustra uma vista dianteira em perspectiva do conjunto absorvedor de choque 200, com o primeiro cubo 204 (mostrado na figura 2) removido, de acordo com uma modalidade da presente descrição. Como notado acima, o corpo principal 206 da coroa principal 201 inclui uma pluralidade de canais de fixador 260, regularmente espaçados. Os canais de fixador 260 podem ser aberturas expandidas formadas através do corpo principal 206 e alinhadas com os furos de fixador 262 do segundo cubo 265 e os furos de fixador 250 (mostrado na figura 2) do primeiro cubo 204. Cada um dos canais de fixador 262 pode reter de forma deslizável uma porção de um fixador, que fixa seguramente o primeiro cubo 204 ao segundo cubo 265. Isto é, durante um mau funcionamento do sistema, em que a coroa principal 201 gira em relação aos primeiro e segundo cubos 204 e 265, as porções dos fixadores que fixam o primeiro cubo 204 ao segundo cubo 265 deslizam através dos canais de fixador 260 em uma direção arqueada, como definida pelo formato dos canais de fixador 260. Por exemplo, cada canal de fixador 265 pode incluir um segmento arqueado, alinhado em torno do eixo geométrico longitudinal central 224.
[0041] Como notado, o segundo cubo 265 pode ser uma imagem de espelho do primeiro cubo 204, com, pelo menos, uma porção do corpo principal 206 da coroa principal 201 ensanduichada entre eles. Os furos de fixador 250 e 262 podem ter um diâmetro que é suficientemente grande para receber uma haste de um fixador, tal como um parafuso, mas impede que ela se desloque axialmente ou radialmente dentro do mesmo. Em contraste, os canais expandidos de fixador 260 são maiores do que o diâmetro das hastes de fixador. Consequentemente, embora os fixadores possam conectar seguramente os primeiro e segundo cubos 204 e 265 conjuntamente e impedir o deslizamento axial e radial entre eles, os fixadores podem se deslocar através dos canais 260 por uma distância controlada, definida pelo comprimento dos canais 260. Consequentemente, a coroa principal 201 pode deslizar axialmente em relação aos primeiro e segundo cubos 204 e 265 por uma distância controlada, definida pela distância arqueada de cada canal 260 nas direções axiais dos arcos C.
[0042] A figura 4 ilustra uma vista dianteira do conjunto absorvedor de choque 200, de acordo com uma modalidade da presente descrição. A figura 5 ilustra uma vista em seção transversal de um conjunto absorvedor de choque 200 através da linha 5-5 da figura 4. Com referência às figuras 4 e 5, o corpo principal 206 da coroa principal 201 inclui uma porção plana interior rebaixada 270, que é recebida e retida dentro de uma fenda recíproca 272 formada através do mancal 202. A porção plana interior rebaixada 270 pode ser ensanduichada entre os cubos de imagem de espelho 204 e 265. A porção plana 270 se estende através de um interstício de separação externo 280 formado entre o primeiro cubo 204 e o segundo cubo 265, através dos canais de mola alinhados 290, e para dentro de uma fenda circunferencial interna 292 formada através entre os cubos 204 e 265, próxima ao eixo de acionamento 223.
[0043] As superfícies internas dos primeiro e segundo cubos 204 e 265 que definem as fendas 272 e 292 podem ser revestidas com um componente friccional (por exemplo, um componente, tal como um revestimento, que aumenta a fricção entre dois componentes), tal como uma lona de freio 300. Opcionalmente ou adicionalmente, a lona de freio 300 pode ser presa a uma superfície externa da porção plana 270 do corpo principal 206 da coroa principal 201 que forma uma interface com os primeiro e segundo cubos 204 e 265. A lona de freio 300 pode incluir papel engenheirado, material de lona de freio à base de asbesto, bronze sobre aço, aço sobre aço, papel sobre aço, e/ou similar. Em geral, a lona de freio 300 é formada para prover um coeficiente de fricção controlado. A lona de freio 300 pode ser uma camada delgada de material. Por exemplo, a lona de freio 300 pode ter uma espessura de 2,54 mm (0,01"). Alternativamente, a lona de freio 300 pode ser mais delgada ou mais espessa do que 2,54 mm (0,01").
[0044] Em geral, a quantia de amortecimento (por exemplo, dissipação de torque) pode ser controlada por uma espessura da lona de freio 300 entre a coroa principal 201 e os cubos 204 e 265, bem como a força de aperto exercida pelos cubos 204 e 265 para dentro da coroa principal 201. Ainda, com força de aperto aumentada sobre a lona de freio 300, tanto maior é a quantidade de força que é necessária para superar seu coeficiente de fricção a fim de girar independentemente a coroa principal 201 em relação aos cubos 204 e 265.
[0045] Durante a operação normal do conjunto absorvedor de choque, um atuador gira a coroa principal 201. A operação normal se refere à operação de um sistema, tal como uma PDU, sem quaisquer maus funcionamentos de sistema, tais como emperramentos mecânicos. A lona de freio 300 entre a coroa principal 201 e os primeiro e segundo cubos 204 e 265 assegura que os primeiro e segundo cubos 204 e 265 girem juntamente com a coroa principal 201. Por exemplo, torque a partir de um motor ou atuador é transferido ou transmitido de outra maneira desde a coroa principal 201 para os cubos 204 e 265 através da interface da lona de freio 300 entre eles e/ou as molas 236. A interface de lona de freio e/ou a força de mola assegura que a coroa principal 201 e os cubos 204 e 265 permaneçam seguramente conectados entre si durante a operação normal, de forma que todos os três componentes giram juntamente um com o outro (de forma que a rotação de todos os três componentes pode estar em sincronização).
[0046] Todavia, durante um emperramento mecânico ou outro mau funcionamento, tal como quando o eixo de acionamento 223 imediatamente é paralisado, é travado, ou é paralisado por outro motivo, a energia do motor comunicada à coroa principal 201 causa com que ele continue para girar. Durante o mau funcionamento do sistema, a lona de freio 300 é configurada para permitir que a coroa principal 201 gire em relação aos primeiro e segundo cubos 204 e 265 sobre a distância controlada, como definida pelos canais de fixador 260, a fim de dissipar a energia de torque exercida pelo motor. Quando a coroa principal 201 gira em relação aos primeiro e segundo cubos 204 e 265, as molas 236 são comprimidas dentro dos canais de mola alinhados 290. As molas 236 exercem uma força resistiva para as bordas da coroa principal 201, do primeiro cubo 204, e do segundo cubo 265, que definem os canais de mola alinhados 290. Desta maneira, energia de torque pode também ser dissipada pelas molas 236, o que também impede que as estruturas internas da coroa principal 201 colidam com as estruturas internas dos primeiro e segundo cubos 204 e 265. As molas 236 também provêm uma força de restauração para reposicionar a coroa principal 201 uma posição neutra com relação aos cubos 204 e 265 depois de o mau funcionamento do sistema terminar e o sistema operar de uma forma normal.
[0047] Alternativamente, em lugar das molas 236, outros elementos que resistem a força podem ser posicionados dentro dos canais 290. Por exemplo, blocos de espuma de células abertas podem ser posicionados dentro dos canais. Como outro exemplo, blocos ou borracha podem ser posicionados dentro dos canais. Ainda, os canais 290 e os elementos que resistem a força, tais como as molas 236, nos mesmos, podem ser cobertos, tais como com anteparos, caixas, ou similares, os quais impedem que os elementos que resistem a força sejam ejetados dos canais 290.
[0048] A figura 6 ilustra uma vista dianteira em perspectiva do canal de mola 290 da coroa principal 201 ensanduichada entre os primeiro e segundo cubos 204 e 265 do conjunto absorvedor de choque 200, de acordo com uma modalidade da presente descrição. Por clareza, uma mola não é mostrada dentro do canal de mola 290, que é definido pelos três canais de mola alinhados da coroa principal 201, o primeiro cubo 204, e o segundo cubo 265. Como mostrado, a porção plana 270 do corpo principal 206 da coroa principal 201 é ensanduichada entre os primeiro e segundo cubos 204 e 265, e pode incluir protuberâncias orientadas para dentro 320, tais como abas, farpas, pinos-prisioneiros, colunas, aletas, ou similares, que são coplanares à porção plana 270. As protuberâncias 320 se estendem para dentro do canal de mola 290 e são configuradas para reter a mola em qualquer extremidade. Por exemplo, respectivas extremidades da mola podem ser envoltas em torno das protuberâncias 320 para prender a mola na posição.
[0049] Como notado, quando a coroa principal 201 se desloca axialmente (por exemplo, gira) em relação aos primeiro e segundo cubos 204 e 265 nas direções do arco C, as molas 236 (mostradas nas figuras 2 a 5) exercem uma força resistiva nas porções de borda da coroa principal 201 e os primeiro e segundo cubos 204 e 265, que dissipa energia de torque e impede que a coroa principal 201 gire para os cubos 204 e 256 por uma distância que pode causar com que as porções da coroa principal 201 incidam indesejavelmente sobre porções do primeiro e/ou o segundos cubos 204 e 265.
[0050] A figura 7 ilustra uma vista transversal em seção transversal do conjunto absorvedor de choque 200, preso ao eixo de acionamento 223 da PDU 400, de acordo com uma modalidade da presente descrição. A borda circunferencial externa 208 da coroa principal 201 pode ser conectada operativamente a engrenagens de pinhão 402, cada uma das quais é operativamente conectada a um motor (não mostrado). Alternativamente, a coroa principal 201 pode ser conectada operativamente a somente uma engrenagem de pinhão 402.
[0051] O conjunto absorvedor de choque 200 é operativamente preso ao eixo de acionamento 223 entre primeiro e segundo freios de torque 410 e 420. Por exemplo, o eixo de acionamento 223 pode ser preso dentro do colar 205 da coroa principal 201, e/ou dentro de uma passagem central definida pelo mancal 216. Um único conjunto absorvedor de choque 200 é operativamente conectado à PDU 400 entre os freios de torque 410 e 420, em lugar de cada freio de torque 410 e 420 ser acoplado a um absorvedor de choque, distinto e separado.
[0052] Durante a operação normal, os motores acionam a coroa principal 201 para girar em torno de um eixo geométrico longitudinal central 440 do eixo de acionamento 223. Quando a coroa principal 201 gira, os primeiro e segundo cubos 204 e 265 giram em resposta a isto. A interface de lona de freio entre a coroa principal 201 e os primeiro e segundo cubos 204 e 265 provê um coeficiente de fricção que assegura que os cubos 204 e 265 girem juntamente com a coroa principal 201 durante a operação normal.
[0053] Durante um mau funcionamento do sistema, todavia, tal como quando o eixo de acionamento 223 para imediatamente de se mover (por exemplo, um emperramento mecânico no sistema), os motores continuam a operar e geram torque. A energia dos motores, como transmitida para a coroa principal 201 através das engrenagens de pinhão 402, é dissipada pela interface de material friccional, tal como a lona de freio 300 e/ou as molas 236, entre a coroa principal 201 e os cubos 204, 265. O torque exercido na coroa principal 201 pode causar com que a coroa principal 201 se desloque axialmente em relação aos cubos 204 e 265 quando o eixo de acionamento 223 é travado no local. A energia de torque do motor é dissipada pela lona de freio. O coeficiente de fricção da lona de freio pode ser de forma a permitir que a coroa principal 201 se desloque axialmente, de forma que a coroa principal 201 gira independentemente dos cubos 204 e 265. Os cubos 204 e 265 podem ser seguramente fixados conjuntamente, tal como através de parafusos, de forma a não serem capazes de girar um em relação ao outro. Também, durante um mau funcionamento do sistema, as molas 236 também dissipam uma porção da energia de torque, e comprimem pelo comprimento, exercendo assim uma força de resistência que resiste ao movimento rotacional da coroa principal 201 entre os primeiro e segundo cubos 204 e 265.
[0054] Consequentemente, a energia de torque gerada pelos motores durante um mau funcionamento mecânico da PDU 400, tal como um emperramento mecânico no qual o eixo de acionamento 223 trava no lugar, é absorvida pelo movimento rotacional da coroa principal 201 com relação aos primeiro e segundo cubos 204 e 265. Consequentemente, dano aos componentes da PDU 400, tal como nos freios de torque 410 e 420, é impedido pelo único conjunto absorvedor de choque 200 disposto entre os freios de torque 410 e 420. Como mostrado, o conjunto absorvedor de choque 200 está disposto diretamente em um trajeto de carga da PDU 400, tal como entre os freios de torque 410 e 420.
[0055] Modalidades da presente descrição provêm um conjunto absorvedor de choque, que reduz a quantidade de partes para freios de torque de metade do sistema, por exemplo. Porque o conjunto absorvedor de choque 200 está disposto dentro do trajeto de carga da PDU antes de o trajeto de carga se dividir entre as porções direita e esquerda (como as asas direita e esquerda de uma aeronave, por exemplo), somente um único conjunto absorvedor de choque pode ser usado (em lugar de da afixação de absorvedores de choque separados e distintos para freios de torque separados e distintos). Ainda, em contraste com uma embreagem automotiva ou limitadores de torque, o conjunto absorvedor de choque é capaz de reagir, ou reage a, cargas radiais impostas por engrenagens, por exemplo.
[0056] Como descrito acima, modalidades da presente descrição provêm um conjunto absorvedor de choque que pode incluir uma coroa principal tendo, pelo menos, uma porção ensanduichada entre dois cubos. Os cubos e/ou a coroa principal podem ser forrados, revestidos, cobertos, ou similar com material friccional, tal como lona de freio. Por exemplo, a lona de freio pode ser ligada a uma porção plana interior da coroa principal, e/ou porções de um ou ambos os cubos que formam uma interface com a coroa principal. Um par de mancais de elementos rolantes pode ser montado na coroa principal, que permite que ela se desloque suavemente e uniformemente axialmente com relação aos cubos no caso de um mau funcionamento do sistema, tal como quando um eixo de acionamento da PDU se trava ou se bloqueia de outra maneira na posição. Uma ou mais molas podem ser usadas para transmitir torque desde a coroa principal para os cubos, por exemplo.
[0057] Ainda, absorvedores de choque, diferentes dos absorvedores de choque prévios, usados com PDUs, modalidades da presente descrição provêm conjuntos absorvedores de choque que não incluem anéis de aço como um meio de amortecimento. Ao invés desses, modalidades da presente descrição provêm conjuntos absorvedores de choque que incluem lona de freio entre uma ou mais interfaces entre uma coroa principal e um ou mais cubos. A lona de freio é mais leve e mais efetiva em termos de custo do que anéis de aço. Adicionalmente, a lona de freio provê um consistente coeficiente de fricção, diferentemente de uma pluralidade ou de anéis de aço.
[0058] Embora vários termos espaciais e direcionais, tais como superior, inferior, baixo, médio, lateral, horizontal, vertical, dianteiro e similares, possam ser usados para descrever modalidades da presente descrição, é entendido que tais termos são meramente usados com relação às orientações mostradas nos desenhos. A orientações podem ser invertidas, giradas, ou alteradas de outra maneira, de forma que uma porção superior é uma porção inferior, e vice-versa, horizontal torna-se vertical, e similar.
[0059] Quando usados aqui, uma estrutura, limitação, ou elemento, swg fi “eqpfiiwtcfq rctc” teclizct woc Vctghc qw qrgtc>«q. fi pécrtkenlécniigptg estruturalmente formado, construído, ou adaptado de uma maneira que corresponde à tarefa ou operação. Para finalidades de clareza e para evitar dúvida, um objeto que é meramente capaz de ser modificado para realizar a Vctghc qw qrgtc>«q p«q fi “eqphiiwtcfq rctc” teclizct c Vctghc qu operação, quando usados aqui.
[0060] Deve ser entendido que a descrição acima é destinada a ser ilustrativa, e não restritiva. Por exemplo, as modalidades acima descritas (e/ou aspectos das mesmas) podem ser usadas em combinação uma com a outra. Em adição, muitas modificações podem ser feitas para adaptar uma particular situação ou material aos ensinamentos das várias modalidades da descrição sem se afastar de seu escopo. Embora as dimensões e tipos de materiais descritos aqui são destinados a definir os parâmetros das várias modalidades da descrição, as modalidades não são, por meio algum, limitativas, e são modalidades de exemplo. Muitas outras modalidades serão aparentes para aqueles de conhecimento na técnica na revisão da descrição acima. O escopo das várias modalidades da descrição deve, por conseguinte, ser determinado com referência às reivindicações anexas, juntamente com o escopo completo de equivalentes, aos quais tais reivindicações são designadas. Nas reivindicações anexas, os termos "incluindo" e "em que" são usados como os equivalentes do Inglês simples dos respectivos termos "compreendendo" e "em swg$o Clfio fiuuq. qu Vgtoqu "rtiogitq”, "ugiwpfq”, e "Vgtegitq”, gVeo u«q usados meramente como rótulos, e não são destinados a impor exigências numéricas sobre seus objetos. Ademais, as limitações das seguintes reivindicações não são escritas no formato de meio mais função e não são destinadas a ser interpretadas com base no 35 U.S.C. § 112(f), a menos e até swe Vciu limiVc>õeu fcu teixipfiec>õeu ezrteuucmepVe wuem c htcue “meiqu rctc”. ugiwkfc rqt woc fgenctc>«q de função desprovida de outra estrutura.
[0061] Esta descrição por escrito usa exemplos para descrever as várias modalidades da descrição, incluindo o melhor modo, e também para permitir que qualquer pessoa especializada na técnica coloque em prática as várias modalidades da descrição, incluindo produzir e usar quaisquer dispositivos ou sistemas e realizar quaisquer métodos incorporados. O escopo patenteável das várias modalidades da descrição é definido pelas reivindicações, e pode incluir outros exemplos que ocorrem para aqueles especializados na técnica. Tais outros exemplos são destinados a estarem dentro do escopo das reivindicações, se os exemplos tiverem elementos estruturais que não diferem da linguagem literal das reivindicações, ou se os exemplos incluírem elementos estruturais equivalentes com diferenças não substanciais com relação às linguagens literais das reivindicações.

Claims (15)

1. Conjunto absorvedor de choque (200) configurado para ser operativamente conectado a um eixo de acionamento (223) de uma unidade de acionamento mecânico (PDU) de uma aeronave (100), o conjunto absorvedor de choque (200) caracterizadopelo fato de que compreende: um primeiro cubo (204); um segundo cubo (265); uma coroa principal (201) tendo pelo menos uma porção ensanduichada entre os primeiro e segundo cubos (204, 265), em que a coroa principal (201) é configurada para girar independentemente dos primeiro e segundo cubos (204, 265) a uma distância controlada, em resposta a um mau funcionamento mecânico da PDU (400); e um ou mais mancais (202), em que a coroa principal (201) é rotativamente presa aos um ou mais mancais (202).
2. Conjunto absorvedor de choque (200) de acordo com a reivindicação 1, caracterizadopelo fato de que compreende adicionalmente lona de freio (300) presa a um ou mais dentre o primeiro cubo (204), o segundo cubo (265), e a coroa principal (201), em que a lona de freio (300) provê uma interface friccional entre a coroa principal (201) e um ou ambos dos primeiro e segundo cubos (204, 265), em que a lona de freio (300) provê um coeficiente de fricção que faz com que a coroa principal (201) gire juntamente com os primeiro e segundo cubos (204, 265) durante a operação normal da PDU, e em que a lona de freio (300) dissipa pelo menos uma porção de energia de torque durante o mau funcionamento.
3. Conjunto absorvedor de choque (200) de acordo com a reivindicação 1, caracterizadopelo fato de que cada um do primeiro cubo (204), do segundo cubo (265), e da coroa principal (201) compreende uma pluralidade de canais (222, 234, 260), em que a pluralidade de canais (234) do primeiro cubo (204) se alinha com a pluralidade de canais (222, 260) do segundo cubo (265) e da coroa principal (201), em que a pluralidade de canais (222, 234, 260) retêm elementos que resistem a força, que são configurados para dissipar pelo menos uma porção de energia de torque durante o mau funcionamento mecânico.
4. Conjunto absorvedor de choque (200) de acordo com a reivindicação 3, caracterizadopelo fato de que os elementos que resistem a força compreendem molas helicoidais (236).
5. Conjunto absorvedor de choque (200) de acordo com a reivindicação 1, caracterizadopelo fato de que pelo menos um dentre a coroa principal (201) e o um ou mais mancais (202) compreende um canal de eixo (222), em que o eixo de acionamento (223) é configurado para ser preso dentro do canal de eixo (222).
6. Conjunto absorvedor de choque (200) de acordo com a reivindicação 1, caracterizadopelo fato de que os primeiro e segundo cubos (204, 265) são seguramente fixados conjuntamente a fim de impedir que o primeiro cubo (204) gire em relação ao segundo cubo (265).
7. Conjunto absorvedor de choque (200) de acordo com a reivindicação 1, caracterizadopelo fato de que a coroa principal (201) inclui uma pluralidade de canais de fixador (260), em que cada um da pluralidade de canais de fixador (260) retém de forma deslizável uma porção de um fixador que fixa seguramente o primeiro cubo (204) ao segundo cubo (265).
8. Aeronave (100), caracterizadapelo fato de que compreende: uma fuselagem (104); asas (106) fixadas seguramente à fuselagem (104), em que cada uma das asas (106) inclui uma pluralidade de superfícies de controle; uma unidade de acionamento mecânico (PDU) acoplada a um eixo de acionamento (223) que é operativamente acoplado a uma ou mais dentre a pluralidade de superfícies de controle, em que a PDU inclui primeiro e segundo feios de torque, acoplados operativamente ao eixo de acionamento (223); e um conjunto absorvedor de choque (200) acoplado operativamente ao eixo de acionamento (223) entre os primeiro e segundo freios de torque (410, 420), em que o conjunto absorvedor de choque (200) compreende: (a) um primeiro cubo (204); (b) um segundo cubo (265); e (c) uma coroa principal (201) tendo pelo menos uma porção ensanduichada entre os primeiro e segundo cubos (204, 265), em que a coroa principal (201) é configurada para girar independentemente dos primeiro e segundo cubos (204, 265) em resposta a um mau funcionamento mecânico da PDU.
9. Aeronave (100) de acordo com a reivindicação 9, caracterizada pelo fato de que a coroa principal (201) compreende uma borda anular externa (208) que é operativamente acoplada a pelo menos uma engrenagem de pinhão (402) que é configurada para ser conectada operativamente a pelo menos um motor.
10. Aeronave (100) de acordo com qualquer uma das reivindicações 8 a 9, caracterizada pelo fato de que pelo menos um dos primeiro e segundo cubos (204, 265) é revestido com lona de freio (300) que forma uma interface com a coroa principal (201), em que a lona de freio (300) provê um coeficiente de fricção que faz com que a coroa principal (201) gire juntamente com os primeiro e segundo cubos (204, 265) durante a operação normal da PDU (400), e em que a lona de freio (300) dissipa pelo menos uma porção de energia de torque durante o mau funcionamento mecânico.
11. Aeronave (100) de acordo com qualquer uma das reivindicações 8 a 10, caracterizada pelo fato de que cada um do primeiro cubo (204), do segundo cubo (265), e da coroa principal (201) compreende uma pluralidade de canais (222, 234, 260), em que a pluralidade de canais (234) do primeiro cubo (204) se alinha com a pluralidade de canais (222, 260) do segundo cubo (265) e da coroa principal (201), em que a pluralidade de canais (222, 234, 260) retêm elementos que resistem a força, que são configurados para dissipar pelo menos uma porção de energia de torque durante o mau funcionamento mecânico.
12. Aeronave (100) de acordo com qualquer uma das reivindicações 8 a 11, caracterizada pelo fato de que o conjunto absorvedor de choque (200) compreende adicionalmente um ou mais mancais (202), em que a coroa principal (201) é rotativamente presa ao um ou mais mancais (202).
13. Aeronave de acordo com qualquer uma das reivindicações 8 a 12, caracterizada pelo fato de que os primeiro e segundo cubos (204, 265) são seguramente fixados conjuntamente a fim de impedir que o primeiro cubo (204) gire em relação ao segundo cubo (265), em que a coroa principal (201) inclui uma pluralidade de canais de fixador (260), em que cada um da pluralidade de canais de fixador (260) retém de forma deslizável uma porção de um fixador que fixa seguramente o primeiro cubo (204) ao segundo cubo (265).
14. Conjunto absorvedor de choque (200) configurado para ser operativamente conectado a um eixo de acionamento (223) de uma unidade de acionamento mecânico (PDU) de uma aeronave, o conjunto absorvedor de choque caracterizado pelo fato de que compreende: um primeiro cubo (204); um segundo cubo (265) que é uma imagem de espelho do primeiro cubo, em que os primeiro e segundo cubos são seguramente fixados conjuntamente a fim de impedir que o primeiro cubo gire em relação ao segundo cubo; uma coroa principal (201) tendo pelo menos uma porção ensanduichada entre os primeiro e segundo cubos (204, 265), em que a coroa principal (201) é configurada para girar independentemente dos primeiro e segundo cubos (204, 265) a uma distância controlada, em resposta a um mau funcionamento mecânico da PDU; um ou mais mancais (202), em que a coroa principal (201) é rotativamente presa ao um ou mais mancais (202), em que, pelo menos um dentre a coroa principal (201) e o um ou mais mancais (202) compreende um canal de eixo (222) que é configurado para reter seguramente o eixo de acionamento (223); e lona de freio (300) presa a um ou mais dentre o primeiro cubo (204), o segundo cubo (265), e a coroa principal (201), em que a lona de freio (300) provê uma interface friccional entre a coroa principal (201) e um ou ambos dos primeiro e segundo cubos (204, 265), em que a lona de freio (300) provê um coeficiente de fricção que é configurado para fazer com que a coroa principal (201) gire juntamente com os primeiro e segundo cubos (204, 265) durante a operação normal da PDU, e em que a lona de freio (300) é configurada para dissipar pelo menos uma porção de energia de torque durante o mau funcionamento mecânico.
15. Conjunto absorvedor de choque (200) de acordo com a reivindicação 14, caracterizadopelo fato de que cada um do primeiro cubo (204), do segundo cubo (265), e da coroa principal (201) compreende uma pluralidade de canais de mola, em que a pluralidade de canais de mola do primeiro cubo (204) se alinha com a pluralidade de canais de mola do segundo cubo (265) e da coroa principal (201), em que a pluralidade de canais de mola retém molas helicoidais que são configuradas para dissipar pelo menos uma porção de energia de torque durante o mau funcionamento mecânico.
BR102016000319-9A 2015-02-24 2016-01-07 Conjunto absorvedor de choque, e, aeronave BR102016000319B1 (pt)

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