ES2964612T3 - Inversor de empuje con anillo de accionamiento para sistema de propulsión de turboventilador de una aeronave, y sistema de propulsión de turboventilador relacionado y procedimiento de inversión de empuje - Google Patents

Abstract

El sistema inversor de empuje (60) para un sistema de propulsión de turbofan de avión (30) comprende: una estructura fija (80) y una estructura de traslación (90) adaptada para definir entre ellas una trayectoria de flujo secuencial para el aire, siendo la estructura de traslación (90) deslizable a lo largo de una dirección axial (10) entre una posición replegada, en la que está conectada con dicha estructura fija (80), y una posición de apertura, en la que está separada de dicha estructura fija (80) en una dirección axial (10) de modo que para definir una abertura circunferencial (12) para la salida de aire al ambiente externo; un mecanismo de iris (190) que tiene una pluralidad de láminas (140) que se pueden mover conjuntamente entre una configuración de reposo, en la que definen conjuntamente un paso para el aire, y una configuración desplegada en la que ocluyen al menos parcialmente un conducto de derivación (430) del sistema de propulsión turboventilador (30); un primer mecanismo accionador (120) que comprende una corredera (280) y un pasador (180); y un segundo mecanismo actuador (170) que comprende un anillo de accionamiento (250); estando dispuestos el primer y segundo mecanismo accionador (120, 170) para accionamiento coordinado de tal manera que, cuando dicha estructura de traslación (90) está en dicha posición replegada, dicha pluralidad de cuchillas (140) del mecanismo de iris (190) está en dicha configuración de reposo; y cuando dicha estructura de traslación (90) está en dicha posición de apertura, dicha pluralidad de láminas (140) del mecanismo de iris (190) está en dicha configuración desplegada. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Inversor de empuje con anillo de accionamiento para sistema de propulsión de turboventilador de una aeronave, y sistema de propulsión de turboventilador relacionado y procedimiento de inversión de empuje

Campo técnico

La presente invención se refiere a un inversor de empuje para un sistema de propulsión de turboventilador de aeronave, a un sistema de propulsión de turboventilador relacionado y a un procedimiento de inversión de empuje relacionado, adaptado para permitir una inversión al menos parcial del empuje proporcionado por el sistema de propulsión de turboventilador.

Técnica anterior

En el campo de los sistemas de propulsión de aeronaves, y en particular con la aplicación a sistemas de propulsión de turboventilador, es en general conocido el uso de puertas bloqueadoras móviles para proporcionar inversión de empuje. Esta arquitectura se basa en bloquear la salida de aire a través de una o más puertas bloqueadoras, a menudo también conocidas como "pétalos", que se sitúan para ocluir completa o parcialmente un conducto de salida de aire. Estos pétalos se accionan típicamente por una serie de varillas, que pueden estar localizadas en el conducto de salida del motor o embutidas en la estructura del sistema de propulsión. En general, el sistema inversor de empuje se compone de dos partes, una fija y otra de traslación, que están conectadas por vigas que tienen correderas adaptadas para permitir el movimiento relativo de la estructura de traslación con respecto a la estructura fija. El movimiento relativo de las dos partes proporciona, a través de la rotación de una puerta bloqueadora, la oclusión al menos parcial del conducto de salida y, simultáneamente, abre una abertura circunferencial de salida al entorno exterior al sistema de propulsión. También es conocido asociar una pluralidad de estructuras de guía, es decir, una "cascada", destinada a guiar el flujo aerodinámico desde dicha abertura circunferencial hasta dicha abertura circunferencial.

En la solicitud de patente de EE. UU. US 2019/0032600 A1 se muestra un ejemplo de uno sistema inversor de empuje de este tipo. Otros ejemplos se muestran en las solicitudes de patentes de EE. UU. US 2019/284952 A1 y US 2017/198658 A1.

Sin embargo, los sistemas de propulsión que comprenden sistemas inversores de empuje de acuerdo con la técnica anterior que se acaba de describir tienen varias desventajas.

En primer lugar, la presencia de tantos componentes móviles, dispuestos en el interior del conducto de salida y, por lo tanto, que tienen limitaciones estructurales rigurosas, hace que los sistemas inversores de empuje conocidos sean pesados, costosos, difíciles de fabricar y, además, hace necesario un mantenimiento bastante frecuente.

Además, la presencia de puertas bloqueadoras provoca una pluralidad de discontinuidades aerodinámicas, transversales e inclinadas con respecto al flujo de aire.

Por último, estos sistemas conocidos requieren una cantidad de espacio no despreciable y su volumen hace que cualquier trabajo de mantenimiento de la subestructura, de los sistemas o del propio motor del sistema de propulsión sea incómodo y lento. En particular, con los sistemas inversores de empuje conocidos no es posible abrir e inspeccionar las estructuras fijas y móviles del sistema inversor de empuje cuando el conducto de derivación tiene una sección transversal en forma de O o de anillo.

Sumario de la invención

El objetivo de la presente invención es proporcionar un sistema inversor de empuje para un sistema de propulsión de turboventilador que no tenga las desventajas de la técnica anterior.

Otro objetivo de la invención es proporcionar un sistema de propulsión de turboventilador que comprende un sistema inversor de empuje que no tenga las desventajas de la técnica anterior.

Otro objetivo de la invención es proporcionar un procedimiento para la inversión de empuje de un sistema de propulsión de turboventilador de aeronave que no tenga las desventajas de la técnica anterior.

Otros objetivos de la invención son proporcionar un sistema inversor de empuje y un sistema de propulsión de turboventilador que comprende un sistema inversor de empuje que está mejorado con respecto a la técnica anterior, y/o que tiene menos componentes, y/o en el que se minimiza cualquier purga de la corriente de aire ocluido, y/o en el que se maximiza el área de superficie tratable acústicamente, para reducir significativamente la emisión acústica con respecto a la técnica anterior.

Este y otros objetivos se logran plenamente de acuerdo con la presente invención por un sistema inversor de empuje como se define en la reivindicación 1 adjunta, por un sistema de propulsión de turboventilador como se define en la reivindicación 9, y por un procedimiento para la inversión de empuje de un sistema de propulsión de turboventilador de una aeronave como se define en la reivindicación 15 adjunta.

Los modos de realización ventajosos de la invención se especifican en las reivindicaciones dependientes, con un contenido que se ha de entender como parte integrante de la descripción que sigue.

En resumen, la invención se basa en la idea de proporcionar un sistema inversor de empuje que comprende un mecanismo móvil para realizar una abertura adaptada para permitir la salida de aire al entorno externo y un mecanismo de iris adaptado para ocluir al menos parcialmente el paso de aire.

En resumen, de acuerdo con otro aspecto de la invención, la invención se basa en la idea de proporcionar un sistema de propulsión de turboventilador que comprende un sistema inversor de empuje que tiene un mecanismo móvil para realizar una abertura adaptada para permitir la salida de aire al entorno externo y un mecanismo de iris adaptado para ocluir al menos parcialmente el paso de aire.

Por último, en resumen, de acuerdo con otro aspecto de la invención, la invención se basa en la idea de proporcionar un procedimiento de inversión de empuje en un sistema de propulsión de turboventilador que tiene un conducto de derivación, en el que la inversión de empuje se proporciona por una salida de aire desde el conducto de derivación al entorno externo por medio de una abertura radial en combinación con la oclusión al menos parcial del conducto de derivación por medio de un mecanismo de iris.

De forma ventajosa, el sistema inversor de empuje está configurado de tal manera que el movimiento de la estructura de traslación entre la posición replegada y la posición de apertura y el movimiento de dicha pluralidad de álabes del mecanismo de iris entre dicha configuración de reposo y dicha configuración desplegada se accionan de manera coordinada.

Preferentemente, el sistema inversor de empuje comprende además una pluralidad de guías de salida, preferentemente dispuestas integralmente en traslación con la estructura de traslación, y adaptadas para guiar la salida de aire desde el conducto de derivación hasta el entorno externo a través de la abertura circunferencial definida entre una estructura de traslación y una estructura fija cuando la estructura de traslación está en una posición de apertura.

Breve descripción de los dibujos

Los rasgos característicos y ventajas de la presente invención se aclararán por la descripción detallada que sigue, dada únicamente a modo de ejemplo no limitante en referencia a los dibujos adjuntos, en los que:

La fig. 1 es una vista lateral del sistema de propulsión de turboventilador, de acuerdo con un modo de realización de la invención, con la estructura de traslación mostrada en la posición replegada;

la fig. 2 es una vista lateral del sistema de propulsión de turboventilador de la fig. 1, con la estructura de traslación mostrada en la posición de apertura;

la fig. 3 es una vista lateral detallada en sección transversal del sistema inversor de empuje que forma parte del sistema de turboventilador de la fig. 1, con la estructura de traslación mostrada en la posición replegada;

la fig. 4 es una vista lateral detallada en sección transversal del sistema inversor de empuje en la fig. 3, con la estructura de traslación mostrada en la posición de apertura;

la fig. 5 es una vista en perspectiva del sistema de propulsión de turboventilador en la fig. 1, con la estructura de traslación mostrada en la posición replegada;

la fig. 6 es una vista en perspectiva del sistema de propulsión de turboventilador en la fig. 1, con la estructura de traslación mostrada en la posición de apertura;

la fig. 7 es una vista frontal detallada del mecanismo de iris del sistema inversor de empuje en la fig. 3, en la que los álabes se muestran en la configuración de reposo;

la fig. 8 es una vista frontal detallada del mecanismo de iris en la fig. 7, en la que los álabes se muestran en la configuración desplegada;

la fig. 9A a 9D son vistas en perspectiva detalladas de una porción del mecanismo de iris en la fig. 7 en cuatro momentos de movimiento sucesivos desde la configuración de reposo hasta la desplegada;

la fig. 10 es una vista similar a la fig. 3, pero que representa un modo de realización en el que los paneles interiores están fabricados con un espesor siempre superior a 5 milímetros;

la fig. 11 es una vista en perspectiva lateral del sistema de propulsión de turboventilador, de acuerdo con un modo de realización de la invención, con la estructura de traslación mostrada en la posición de apertura, en la que la estructura de traslación y la estructura móvil están fabricadas como medias conchas, de las que una se muestra parcialmente abierta respectivamente; y

la fig. 12 es una vista en perspectiva del sistema de propulsión de turboventilador en la fig. 11 tomada desde otra dirección.

Descripción detallada

En general, en la presente descripción y las reivindicaciones adjuntas, términos tales como "axial", "dirección axial", "axialmente" y similares, se refieren a la dirección indicada por el eje del motor central del sistema de propulsión de turboventilador de acuerdo con la invención. De forma similar, términos tales como "radial", "radialmente", "transversal" o similares se refieren a una dirección que se encuentra en un plano sustancialmente perpendicular a la dirección de dicho eje de motor.

En general, en la presente descripción y las reivindicaciones adjuntas, se ha de entender que términos tales como "inversión de empuje" e "inversor de empuje" se usan en general en el campo técnico pertinente, a saber, el de los propulsores de aeronaves, y también incluyen condiciones o sistemas diseñados para lograr dichas condiciones, en las que la inversión de empuje es sólo parcial, es decir, no está dirigida en la dirección opuesta a la dirección de funcionamiento sino que también está dirigida solo en una dirección no axial relativa al propulsor.

Con referencia a las figuras, en general, el sistema de propulsión de turboventilador de acuerdo con un aspecto de la invención se indica por el número de referencia 30, y el sistema inversor de empuje de acuerdo con otro aspecto de la invención se indica por el número de referencia 60.

El sistema de propulsión de turboventilador 30 comprende esencialmente un motor central 200, una góndola de motor 40, un conducto de derivación 430 y el sistema inversor de empuje 60.

De una manera conocidaper se,el motor central 200 está fabricado como un motor central convencional de un sistema de propulsión de turboventilador, de modo que se extiende a lo largo de una dirección axial 10 y define dentro de ella una primera trayectoria de flujo de aire, típicamente una denominada "flujo caliente" del sistema de propulsión de turboventilador 30. En el interior del motor central 200, de manera convencionalmente conocida, están dispuestos al menos una etapa de compresión, una cámara de combustión, una o más etapas de expansión y la tobera de escape 70.

La góndola de motor 40 comprende una porción frontal de la góndola de motor 50, corriente abajo de la que está dispuesto el sistema inversor de empuje 60.

La góndola de motor 40 está dispuesta al menos parcialmente alrededor del motor central 200, y define conjuntamente con el mismo el conducto de derivación 430. De una manera conocidaper se, el conducto de derivación 430 tiene preferentemente un área de sección transversal, en un plano transversal a la dirección axial 10, que es en forma de O o bien en forma de anillo, o puede comprender un par de secciones laterales en forma de C lado a lado. El conducto de derivación 430 define una segunda trayectoria de flujo para el aire, típicamente el denominado "flujo frío" del sistema de propulsión de turboventilador 30.

El sistema de propulsión de turboventilador 30 comprende además al menos un ventilador dispuesto corriente arriba del motor central 200 y el conducto de derivación 430 (conocidoper sey, por tanto, no mostrado en las figuras) para proporcionar una o más etapas de compresión del flujo de aire entrante.

Como se indica previamente, el sistema de inversión de empuje 60 está dispuesto corriente abajo de la porción frontal de la góndola de motor 50 y está conectado a la misma.

El sistema inversor de empuje 60 comprende una estructura fija 80, que está montada integralmente con la porción frontal de la góndola de motor 50 o se fabrica integralmente con la misma, y una estructura de traslación 90. La estructura fija 80 y la estructura de traslación 90 se fabrican como una continuación ideal de la porción frontal de la góndola de motor 50 para definir con la misma una trayectoria de flujo para el aire. La estructura fija 80 y la estructura de traslación 90 están, por tanto, adaptadas para definir con las mismas una trayectoria de flujo secuencial para el aire. De forma ventajosa, tanto la estructura fija 80 como la estructura de traslación 90 se pueden fabricar en dos porciones, por ejemplo, en dos mitades semianulares, o en dos mitades en forma de C, para permitir una fácil apertura para inspección o mantenimiento.

La estructura fija 80 tiene preferentemente un anillo de conexión 14 para conectarse a una carcasa del motor central 200 o la porción frontal de la góndola de motor 50, estando dicho anillo de conexión 14 dispuesto para soportar cargas en la dirección axial 10.

Como se ve en particular en las fig. 3 y 4, la estructura fija 80 puede comprender un panel exterior fijo 380, un panel interior fijo 290 (preferentemente tratado acústicamente), así como una caja de torsión 270 que es, en general, conocida y, por tanto, no se describe en mayor detalle.

La estructura de traslación 90 puede comprender, de manera similar a la estructura fija 80, un panel de traslación exterior 390 y un panel de traslación interior 300 (preferentemente tratado acústicamente).

La estructura de traslación 90 está dispuesta de forma deslizable o trasladable, paralela a la dirección axial 10 entre una posición replegada y una posición de apertura. En la posición replegada, la estructura de traslación 90 está conectada en una conexión estanca a los fluidos, de forma ventajosa por medio de una junta dedicada, con dicha estructura fija 80, sustancialmente para definir con la misma, y con la porción frontal de la góndola de motor 50 conectada a la misma, una trayectoria de flujo para el aire. En la posición de apertura, la estructura de traslación 90 está, por otra parte, separada de dicha estructura fija 80 en la dirección axial 10. De esta manera, cuando la estructura de traslación 90 está en la posición de apertura, se define en el espacio entre dicha estructura fija 80 y dicha estructura de traslación 90 una abertura circunferencial 12, adaptada para permitir la salida de aire desde dicho conducto de derivación 430 hacia el entorno externo a lo largo de una trayectoria de flujo al menos parcialmente no paralela a la dirección axial 10.

Este movimiento deslizante de la estructura de traslación 90 con respecto a la estructura fija 80 se acciona por un primer mecanismo accionador 120, que está dispuesto para mover la estructura de traslación 90 desde la posición replegada hasta la posición de apertura y viceversa. De acuerdo con un modo de realización preferente, dicho primer mecanismo accionador 120 comprende al menos un accionador lineal convencional, hidráulico o eléctrico, preferentemente un par de accionadores lineales, incluso más preferentemente una pluralidad de accionadores lineales, adaptados para accionar un movimiento de traslación a lo largo de un eje del accionador 100.

De forma ventajosa, el sistema inversor de empuje 60 comprende además al menos una, y preferentemente una pluralidad de, guías de salida 110, también conocidas como "cascada". Dicha al menos una guía de salida 110 se fabrica, por ejemplo, como un listón o una lámina metálica. Preferentemente, las guías de salida 110 están dispuestas de forma traslacional integralmente con la estructura de traslación 90, con lo que, cuando la estructura de traslación 90 se mueve hacia la posición de apertura, dichas guías de salida 110 ocupan al menos parcialmente el espacio entre la estructura de traslación 90 y la estructura fija 80, para guiar la salida de aire desde el conducto de derivación 430 hasta el entorno externo a través de la abertura 12. De forma alternativa, las guías de salida 110 se pueden disponer integralmente con la estructura fija 80. Preferentemente, cuando la estructura de traslación 90 está en la configuración cerrada, las guías de salida 110 están alojadas en un compartimento definido entre el panel exterior fijo 380, el panel interior fijo 290 y un armazón frontal 310.

El sistema inversor de empuje 60 comprende además un mecanismo de iris 190, adaptado para ocluir al menos parcialmente y, de forma ventajosa, completamente, el conducto de derivación 430; sin embargo, incluso en el caso de una oclusión "completa" del conducto de derivación 430, puede existir una pequeña purga de aire en la porción radialmente más interna del conducto de derivación 430, o la porción que linda con el motor central 200, para un espesor, en general, menor que un unos pocos milímetros. Con este fin, el mecanismo de iris 190 comprende una pluralidad de álabes 140, estando dichos álabes 140 dispuestos para el movimiento conjunto entre una configuración de reposo, en la que el área de sección transversal libre del conducto de derivación 430, o el área de sección transversal libre del conducto de derivación 430 en un plano sustancialmente perpendicular o transversal a la dirección axial 10, está en un máximo y, por tanto, los álabes 140 de la pluralidad de álabes 140 definen conjuntamente un paso de aire; y una configuración desplegada, en la que la pluralidad de álabes 140 está adaptada para ocluir al menos parcialmente el conducto de derivación 430, o dicho paso de aire, o se sitúa para ocluir el conducto de derivación 430 al menos parcialmente y, de forma ventajosa, completamente. Evidentemente, la invención no se limita a un mecanismo de iris 190 que comprende el número de álabes 140 mostrados en las figuras, sino que puede incluir cualquier número de álabes 140, incluso muy diferente del descrito o ilustrado en las figuras, sin apartarse, de este modo, del alcance de la invención como se define por las reivindicaciones adjuntas. Por ejemplo, el mecanismo de iris 190 puede incluir cuatro álabes, u ocho álabes, o incluso treinta y dos álabes, entendiéndose que dichos números se describen en el presente documento solo a modo de ejemplo no limitante.

Dicho mecanismo de iris 190 está, en el modo de realización mostrado en las figuras, montado integralmente en traslación con la estructura de traslación 90 del sistema inversor de empuje 60. De forma alternativa, el mecanismo de iris 190 se puede montar integralmente con la estructura fija 80 del sistema inversor de empuje 60.

De forma alternativa, y de forma más ventajosa, en un modo de realización, el mecanismo de iris 190 puede estar permanentemente limitado al sistema de acoplamiento de bancada 160 (que se describirá más adelante) y acoplarse de forma acoplable a una de la estructura fija 80 o bien la estructura de traslación 90, o está adaptado para acoplarse a una de la estructura fija 80 o bien la estructura de traslación 90 para hacerla integral en traslación con dicha estructura. En virtud de esta última configuración, es posible, incluso en el caso de un conducto de derivación con una sección transversal en forma de O o en forma de anillo, disponer la pluralidad de álabes 140 de tal manera que estén adaptados, en la configuración desplegada, para ocluir completamente el paso (a menos que, posiblemente, haya una fuga mínima en la sección radialmente más interna), y al mismo tiempo fabricar tanto la estructura de traslación 90 como la estructura fija 80 en dos medias conchas, o en dos porciones, por ejemplo, en dos mitades semianulares, o en dos mitades en forma de C, provistas de bisagras en el mismo lado, para permitir una fácil apertura para inspección o mantenimiento, como se muestra en las fig. 11 y 12.

Como se puede ver en las figuras, en particular en las fig. 3 y 4, dicho mecanismo de iris 190 está montado preferentemente de modo que la pluralidad de álabes 140 estén dispuestos en un plano sustancialmente perpendicular a la dirección axial 10.

Como es en particular visible en la fig. 3 y la fig. 10, de forma ventajosa, cuando la pluralidad de álabes 140 está en la configuración de reposo, el mecanismo de iris 190 está dispuesto en una posición radialmente externa relativa al panel interior fijo 290, entre el panel interior fijo 290 y el panel exterior fijo 380, o está sustancialmente alojado en el espacio contenido entre el panel interior fijo 290 y el panel exterior fijo 380 de la estructura fija 80. Preferentemente, en este modo de realización, el panel interior fijo 290 y el panel interior de traslación 300 están orientados uno frente al otro, o están dispuestos a la misma distancia radial desde la dirección axial 10, o desde la línea central del motor central 200. Incluso más preferentemente, en un modo de realización de este tipo, el panel interior fijo 290 y el panel interior de traslación 300 están provistos de una estructura intercalada interior, preferentemente de más de 5 milímetros de espesor a lo largo de toda la longitud del panel, como es visible en el modo de realización mostrado en la fig. 10, para proporcionar una reducción de ruido suficiente.

Incluso si la estructura de álabe 140 mostrada en las figuras es plana, en un modo de realización alternativo de la invención, los álabes 140 tienen una conformación no plana. Por ejemplo, el mecanismo de iris 190 se puede fabricar en forma de cúpula, preferentemente un segmento esférico, y cada álabe 140 de la pluralidad de álabes 140 se puede fabricar en forma de un panel curvo adaptado para cubrir sólo una porción de dicha cúpula. Nuevamente, en otro modo de realización alternativo, el mecanismo de iris 190 se puede fabricar en forma de cono, orientándose el vértice del cono en la dirección de, o en la dirección opuesta a, la sección de salida del flujo de aire desde el conducto de derivación 430, en este caso cada álabe 140 de la pluralidad de álabes 140 del mecanismo de iris 190 se fabrica en forma de un panel curvo adaptado para cubrir una porción de dicho cono truncado.

Para proporcionar una mayor resistencia estructural al menos en la configuración desplegada, en un modo de realización ventajoso, las álabes contiguos 140 de la pluralidad de álabes 140 se superponen al menos parcialmente.

Para proporcionar una mayor resistencia estructural, en otro modo de realización ventajoso, los álabes 140 de la pluralidad de álabes 140 del mecanismo de iris 190 se fabrican con una estructura intercalada, incluso más preferentemente con una estructura intercalada con materiales compuestos. De forma alternativa, dependiendo de los requisitos de diseño estructural, los álabes 140 también se pueden fabricar como, o a partir de, estructuras metálicas de lámina simples.

De forma ventajosa, cada álabe 140 del mecanismo de iris 190 puede tener una disposición de pasadores y rebajos adaptados para cooperar con una disposición similar de álabes 140 directamente contiguos a los mismos, de tal manera que permita bloquear los álabes contiguos 140 en la configuración desplegada, con ventajas evidentes en términos de resistencia estructural. En particular, como se puede ver claramente en las fig. 9A a 9D, cada álabe 140 puede incluir un pasador 141 y un rebajo 142, que están dispuestos para cooperar con un rebajo 142 y un pasador 141 de un álabe contiguo, respectivamente. La posición en cada álabe 140 del pasador 141 y el rebajo 142 es de modo que, cuando el mecanismo de iris 190 alcanza una configuración con la pluralidad de álabes 140 plenamente desplegados (visibles en la fig. 9D), la posición relativa de un par de álabes contiguos 140 termina bloqueada por el enclavamiento del pasador 141 de uno en el rebajo 142 del otro.

De forma ventajosa, al menos un álabe 140 de la pluralidad de álabes 140 del mecanismo de iris tiene un orificio de control, que está adaptado para permitir controlar el transitorio aerodinámico durante el movimiento del mecanismo de iris 190 entre la configuración de reposo y la configuración desplegada.

En un modo de realización, al menos un álabe 140 de la pluralidad de álabes 140 del mecanismo de iris tiene un orificio de servicio adaptado para permitir el paso del cableado u otras estructuras o instalaciones.

Para accionar el movimiento conjunto de la pluralidad de álabes 140 del mecanismo de iris 190 desde la configuración de reposo hasta la configuración desplegada, y viceversa, el sistema inversor de empuje 60 comprende además un segundo mecanismo accionador 170.

De acuerdo con la invención, el primer mecanismo accionador 120 y el segundo mecanismo accionador 170 están dispuestos para accionamiento coordinado de modo que:

- cuando la estructura de traslación 90 del sistema inversor de empuje 60 está en la posición replegada, la pluralidad de álabes 140 del mecanismo de iris 190 está en la configuración de reposo; y

- cuando la estructura de traslación 90 del sistema inversor de empuje 60 está en la posición de apertura, la pluralidad de álabes 140 del mecanismo de iris 190 está en la configuración desplegada.

En un modo de realización incluso más preferente de la invención, el primer mecanismo accionador 120 y el segundo mecanismo accionador 170 están dispuestos para un accionamiento sincronizado de modo que el movimiento del primer mecanismo accionador 120 provoca el movimiento simultáneo del segundo mecanismo accionador 170 y, en consecuencia , el movimiento de la estructura de traslación 90 del sistema inversor de empuje 60 desde la posición replegada hasta la posición de apertura se corresponde con el movimiento similar de la pluralidad de álabes 140 del mecanismo de iris 190 desde la configuración de reposo hasta la configuración desplegada y viceversa.

Como también se puede deducir de una comparación entre la fig. 3 y la fig. 4, la longitud a lo largo de la dirección axial 10 del panel interior fijo 290 y el panel exterior fijo 380 es aproximadamente igual o casi igual a (o al menos en el mismo orden de magnitud que) la carrera del primer mecanismo accionador 120, o a la longitud en la dirección axial de la abertura 12 definida entre la estructura de traslación 90 y la estructura fija 80 cuando la estructura de traslación 90 está en la posición de apertura.

De acuerdo con la invención, el primer mecanismo accionador 120 comprende una corredera 280 y un pasador 180. La corredera 280 tiene una primera porción 280a que se extiende paralela a dicha dirección axial 10, y una segunda porción 280b que se extiende no paralela a dicha primera porción 280a desde dicha primera porción 280a, como una continuación de la misma. El pasador 180, que también se puede fabricar en forma de rodillo, está dispuesto integralmente en traslación con la estructura de traslación 90 del sistema inversor de empuje 60 y está montado de forma deslizable en el interior de la corredera 280. El segundo mecanismo accionador 170 comprende un anillo de accionamiento 250 adaptado para impulsar de forma giratoria dicha pluralidad de álabes 140 del mecanismo de iris 190 entre dicha configuración de reposo y dicha configuración desplegada. De esta manera, el pasador 180 está dispuesto para impulsar de forma giratoria dicho anillo de accionamiento 250 cuando el pasador 180 se desliza dentro de dicha segunda porción 280b de dicha corredera 280, por ejemplo, cuando se mueve a lo largo de la dirección axial 10 por la acción del primer mecanismo accionador 120 y, en particular, de un accionador lineal, preferentemente parte de dicho primer mecanismo accionador 120. Preferentemente, la corredera 280 comprende además una tercera porción 280c, que se extiende a lo largo de una dirección paralela a, y separada de, dicha primera porción 280a, desde dicha segunda porción 280b, como una continuación de la misma. De esta manera, el pasador 180 puede alcanzar una posición de extremo bloqueada cuando ha alcanzado la porción de extremo 280, o la tercera porción 280c de la corredera 280, mientras garantiza que la posición angular del anillo de accionamiento 250, que define la configuración de reposo o desplegada de la pluralidad de álabes 140 se mantiene de forma estable. Evidentemente, de manera equivalente, es posible que la segunda porción 280b de la corredera 280 tampoco sea recta, y se extienda, por ejemplo, a lo largo de una curva o un arco circunferencial. De forma similar, aunque en las fig. 5 y 6 la corredera 280 mostrada se extiende totalmente en un plano, también es posible que la corredera 280 sea espacialmente curva, por ejemplo, al menos de tal manera que la primera porción 280a y la segunda porción 280b se extiendan sobre una superficie idealmente curva, por ejemplo, una porción de un cilindro que tiene su eje longitudinal coincidente con la dirección axial 10, de tal manera que permita una carrera más larga del pasador 180 a lo largo de la dirección circunferencial y, en consecuencia, que permita un ángulo de rotación más amplio para el anillo de accionamiento 250.

Como se muestra en detalle en las fig. 7, 8 y 9A a 9D, el mecanismo de iris 190 comprende, además de dicho anillo de accionamiento 250, un anillo fijo 210. Cada álabe 140 de la pluralidad de álabes 140 está abisagrado en una bisagra respectiva 150 para estar limitado al anillo fijo 210. Una pluralidad de guías de álabe 230 están formadas en el anillo de accionamiento 250, cada una asociada con un álabe respectivo 140.

El mecanismo de iris 190 comprende además una pluralidad de pasadores de accionamiento 240, estando montado cada pasador de accionamiento 240 de forma deslizable en una guía de álabe respectiva 230 y montado integralmente con un álabe respectivo 140.

Por tanto, como es evidente para el experto en la técnica, la rotación del anillo de accionamiento 250 alrededor de la dirección axial 10, provocada por el segundo mecanismo accionador 170, corresponde a una rotación de cada álabe 140 de la pluralidad de álabes 140 alrededor de la bisagra respectiva 150. La articulación y rotación completa de la pluralidad de álabes 140 provoca que el mecanismo de iris se mueva entre las dos configuraciones de reposo y despliegue mencionadas anteriormente.

De manera conocidaper se,el sistema de propulsión de turboventilador 30 puede estar acoplado a un ala de aeronave para soporte por medio de una bancada 20. Dicha bancada 20 define dentro de sí una cavidad en la que, preferentemente, se ajusta plenamente dicha corredera 280.

Dentro de dicha cavidad de la bancada 20 también está alojado un sistema para acoplarse a la bancada 160, adaptado para suspender el sistema inversor de empuje 60 en la bancada 20, y para permitir al menos un movimiento de traslación, a lo largo de una dirección paralela a la dirección axial 10, de la estructura de traslación 90 del sistema inversor de empuje 60 y de los componentes del sistema integrales a la estructura.

El sistema de acoplamiento de bancada 160 está limitado a la bancada 20 a través de interfaces fijas proporcionadas por un acoplamiento de bancada frontal 360 y un acoplamiento de bancada trasero 370. La estructura fija 80 está limitada al sistema de acoplamiento de bancada 160 por medio de una primera bisagra de la estructura fija 320 y una segunda bisagra de la estructura fija 330. La estructura de traslación 90 está limitada al sistema de acoplamiento de bancada 160 por medio de una primera bisagra de la estructura de traslación 340 y una segunda bisagra de la estructura de traslación 350. El mecanismo de iris 190 se puede limitar, en un ejemplo no limitante, a guías cilíndricas del sistema de acoplamiento de bancada 160 para deslizarse libremente a lo largo de ellas.

Como se menciona previamente, forma parte de la invención un procedimiento para invertir el empuje del sistema de propulsión de turboventilador 30 de una aeronave. El procedimiento es aplicable al sistema de propulsión de turboventilador 30 de acuerdo con la invención y comprende las etapas de:

a) accionar el movimiento deslizante de la estructura de traslación 90 del sistema inversor de empuje 60 desde la posición replegada hasta la posición de apertura, para definir dicha abertura circunferencial 12 entre la estructura de traslación 90 y la estructura fija 80, estando adaptada dicha abertura 12 para permitir la salida de aire desde dicho conducto de derivación 430 al entorno externo;

b) accionar el movimiento conjunto de la pluralidad de álabes 140 del mecanismo de iris 190 desde la configuración de reposo hasta la configuración desplegada para disponer la pluralidad de álabes 140 de tal manera que dicho conducto de derivación 430 esté al menos parcialmente ocluido.

El movimiento deslizante de la estructura de traslación 90 del sistema inversor de empuje 60 de dicha etapa a) y el movimiento conjunto de la pluralidad de álabes 140 del mecanismo de iris 190 de dicha etapa b) se realizan de manera coordinada. De esta manera se garantiza que:

- cuando la estructura de traslación 90 del sistema inversor de empuje 60 está en la posición replegada, la pluralidad de álabes 140 del mecanismo de iris 190 está en la configuración de reposo; y

- cuando la estructura de traslación 90 del sistema inversor de empuje 60 está en la posición de apertura, la pluralidad de álabes 140 del mecanismo de iris 190 está en la configuración desplegada.

En un modo de realización más preferente del procedimiento de acuerdo con el último aspecto adicional de la invención, el movimiento del primer mecanismo accionador 120 y el movimiento del segundo mecanismo accionador 170 se realizan sincrónicamente de modo que el movimiento de la estructura de traslación 90 del sistema inversor de empuje 60 desde la posición replegada hasta la posición de apertura se corresponde con el movimiento similar de la pluralidad de álabes 140 del mecanismo de iris 190 desde la configuración de reposo hasta la configuración desplegada, y viceversa.

Como se puede ver en la descripción anterior, gracias al sistema inversor de empuje y al sistema de propulsión de turboventilador relacionado de acuerdo con la invención, los objetivos de la invención descrita anteriormente se pueden lograr plenamente, dando como resultado varias ventajas.

En particular, la invención proporciona un sistema inversor de empuje mejorado con respecto a la técnica anterior.

En primer lugar, en virtud de la configuración del mecanismo de iris, el sistema inversor de empuje puede ocluir el conducto de derivación de la mejor manera posible y reducir cualquier fuga de flujo de aire al mínimo, o sustancialmente a cero.

Además, en virtud de la ventajosa capacidad de accionar de manera coordinada, e incluso más preferentemente sincronizada, el movimiento de la estructura de traslación del sistema inversor de empuje entre las posiciones replegada y abierta y el movimiento conjunto de los álabes de la pluralidad de álabes del mecanismo de iris entre las configuraciones de reposo y desplegada, se puede lograr un efecto de inversión de empuje más preciso y mejor sincronizado que en la técnica anterior.

Además, la reducción del número de componentes, el número y la complejidad de las discontinuidades aerodinámicas y, lo más importante, el peso del sistema inversor de empuje beneficia los costes de producción, mantenimiento y funcionamiento de un sistema de propulsión de turboventilador, y permite una reducción significativa de la emisión de ruido de un sistema de propulsión de este tipo en comparación con la técnica anterior en virtud del incremento del área de superficie tratable acústicamente.

Además, una configuración de este tipo hace posible cumplir los requisitos de seguridad con respecto al accionamiento involuntario del sistema inversor de empuje. De hecho, en virtud de la configuración del mecanismo de iris y el primer mecanismo accionador y el segundo mecanismo accionador, es fácil para el experto en la técnica integrar mecanismos de bloqueo tanto en el primer como en el segundo mecanismos accionadores, así como en el anillo fijo del mecanismo de iris o en la corredera o pasador conectado de forma funcional al mismo (de una manera que es conocidaper sey, por lo tanto, no mostrada).

Además, la posibilidad de ajustar la guía y el sistema de acoplamiento de bancada totalmente dentro de un espacio hueco obtenido en el interior de la bancada que conecta el sistema de propulsión de turboventilador al ala de la aeronave permite mejorar la conformación aerodinámica de la góndola de motor y facilita las operaciones de mantenimiento.

Por último, limitar el mecanismo de iris de forma permanente al sistema de acoplamiento de bancada y de forma acoplable a una de las estructuras fija y de traslación hace posible crear simultáneamente un mecanismo de iris de 360°, o uno que puede ocluir un conducto de derivación con una sección transversal en forma de O o en forma de anillo y, al mismo tiempo, crear tanto las estructuras de traslación como fija en dos medias conchas, o en dos porciones, por ejemplo, en dos mitades semianulares, o en dos mitades en forma de C, para facilitar la apertura para inspección o mantenimiento, como se muestra en las fig. 11 y 12.

Sin perjuicio del principio de la invención, los modos de realización y los detalles de construcción se pueden variar ampliamente con respecto a lo que se ha descrito e ilustrado meramente a modo de ejemplo no limitante, sin apartarse, de este modo, del alcance de la invención como se define por las reivindicaciones adjuntas.

Claims (15)

REIVINDICACIONES

1. Sistema inversor de empuje (60) para un conjunto de propulsor de turboventilador (30) de una aeronave, comprendiendo el sistema inversor de empuje (60):

- una estructura fija (80) y una estructura de traslación (90) adaptadas para definir internamente una trayectoria de flujo secuencial para el aire, estando dispuesta la estructura de traslación (90) de forma deslizable a lo largo de una dirección axial (10) entre una posición replegada, en la que la estructura de traslación (90) está conectada de forma sellada a dicha estructura fija (80), y una posición abierta, en la que la estructura de traslación (90) está separada de dicha estructura fija (80) en la dirección axial (10) para definir una abertura circunferencial (12) entre dicha estructura de traslación (90) y dicha estructura fija (80), estando adaptada dicha abertura (12) para permitir la salida de aire hacia el entorno externo;

- un mecanismo de iris (190), que comprende una pluralidad de álabes (140) que se pueden mover conjuntamente entre una configuración de reposo, en la que definen conjuntamente un paso para el aire, y una configuración desplegada en la que dicha pluralidad de álabes (140) está adaptada para ocluir al menos parcialmente dicho paso;

- un primer mecanismo accionador (120) adaptado para accionar el movimiento deslizante de la estructura de traslación (90) entre dicha posición replegada y dicha posición de apertura;

- un segundo mecanismo accionador (170) adaptado para accionar el movimiento de dicha pluralidad de álabes (140) del mecanismo de iris (190) entre dicha configuración de reposo y dicha configuración desplegada;

en el que el primer mecanismo accionador (120) y el segundo mecanismo accionador (170) están dispuestos para accionamiento coordinado de tal manera que:

- cuando dicha estructura de traslación (90) está en dicha posición replegada, dicha pluralidad de álabes (140) del mecanismo de iris (190) está en dicha configuración de reposo;

- cuando dicha estructura de traslación (90) está en dicha posición de apertura, dicha pluralidad de álabes (140) del mecanismo de iris (190) está en dicha configuración desplegada

en el que el primer mecanismo accionador (120) comprende:

- una corredera (280), que tiene una primera porción (280a) que se extiende paralela a dicha dirección axial (10), y una segunda porción (280b) que se extiende no paralela a dicha primera porción (280a) comenzando a partir de dicha primera porción (280a); y

- un pasador (180) conectado para traslación con dicha estructura de traslación (90), estando dispuesto el pasador (180) deslizable en el interior de dicha corredera (280);

en el que el segundo mecanismo accionador (170) comprende:

- un anillo de accionamiento (250) adaptado para accionar en rotación dicha pluralidad de álabes (140) del mecanismo de iris (190) entre dicha configuración de reposo y dicha configuración desplegada y viceversa;

en el que dicho pasador (180) está dispuesto para arrastrar a rotación dicho anillo de accionamiento (250) cuando el pasador (180) se desliza en el interior de dicha segunda porción (280b) de dicha corredera (280).

2. Sistema inversor de empuje de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la pluralidad de álabes (140) está adaptada, en la configuración desplegada, para ocluir completamente dicho paso.

3. Sistema inversor de empuje de acuerdo con la reivindicación 1 o la reivindicación 2, en el que las álabes (140) de la pluralidad de álabes (140) del mecanismo de iris (190) se fabrican con una estructura intercalada.

4. Sistema inversor de empuje de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que los álabes (140) de la pluralidad de álabes (140) del mecanismo de iris (190) tienen una conformación no plana, por ejemplo, en el que el mecanismo de iris (190) se fabrica en forma de cúpula, preferentemente una cúpula esférica, y cada álabe (140) de la pluralidad de álabes (140) del mecanismo de iris (190) se fabrica en forma de un panel curvo adaptado para cubrir una porción de dicha cúpula.

5. Sistema inversor de empuje de acuerdo con la reivindicación 4, en el que el mecanismo de iris (190) se fabrica en forma de cono truncado y cada pala (140) de la pluralidad de álabes (140) del mecanismo de iris (190) se fabrica en forma de un panel curvo adaptado para cubrir una porción de dicho cono truncado.

6. Un sistema inversor de empuje de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que la pluralidad de álabes (140) del mecanismo de iris (190) está dispuesta en un plano sustancialmente perpendicular a dicha dirección axial (10).

7. Sistema inversor de empuje de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que cada álabe (140) del mecanismo de iris (190) tiene al menos un pasador (141) y un rebajo (142), cada uno adaptado para cooperar con un rebajo (142) y un pasador (141) de álabes contiguos, respectivamente, de modo que, en la configuración desplegada, la posición relativa de las álabes (140) está bloqueada.

8. Sistema inversor de empuje de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, que comprende además una pluralidad de guías de salida (110), conectadas para traslación con la estructura de traslación (90), y adaptadas para guiar la salida de aire hacia el entorno externo a través de dicha abertura circunferencial (12) definida entre dicha estructura de traslación (90) y dicha estructura fija (80) cuando la estructura de traslación (90) está en dicha posición de apertura.

9. Sistema de propulsión de turboventilador (30) para una aeronave, comprendiendo el sistema propulsor de turboventilador (30):

- un motor central (200), que se extiende a lo largo de una dirección axial (10), y adaptado para definir, internamente, una primera trayectoria de flujo para el aire;

- una góndola de motor (40), dispuesta al menos parcialmente alrededor del motor central (200), y que comprende una porción frontal de la góndola de motor (50);

- un conducto de derivación (430), comprendido entre el motor central (200) y la góndola de motor (40) y adaptado para definir una segunda trayectoria de flujo para el aire; y

- un sistema inversor de empuje (60) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, estando dispuesto el sistema inversor de empuje (60) corriente abajo de la porción frontal de la góndola de motor (50) de la góndola de motor (40), y estando dispuesta la estructura fija (80) del sistema inversor de empuje (60) conectada a dicha porción frontal de la góndola de motor (50).

10. Sistema de propulsión de turboventilador de acuerdo con la reivindicación 9, en el que los álabes (140) de la pluralidad de álabes (140) en la configuración de reposo permiten que el aire pase al conducto de derivación (430), y en la configuración desplegada ocluyen al menos parcialmente dicho paso de aire en el conducto de derivación (430).

11. Sistema de propulsión de turboventilador de acuerdo con la reivindicación 10, en el que dicho conducto de derivación (230), en un plano de sección transversal transversal a la dirección axial (10), tiene una sección transversal en forma de anillo o de O, y en el que dicho mecanismo de iris (190) está dispuesto coaxialmente a dicho conducto de derivación (430), con lo que la pluralidad de álabes (140) está adaptada, en la configuración desplegada, para ocluir completamente dicho conducto de derivación (430).

12. Sistema de propulsión de turboventilador de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 9 a 11, que comprende además un bancada (20), adaptada para soportar dicho sistema de propulsión de turboventilador (30) por medio de la conexión de dicha góndola de motor (40) a un ala de dicha aeronave, caracterizado por que dicha guía (280) está totalmente ajustada dentro de dicha bancada (20).

13. Un sistemas de propulsión de turboventilador de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 9 a 11, que comprende además:

- una bancada (20), adaptada para soportar dicho sistema de propulsión de turboventilador (30) conectando dicha góndola de motor (40) a un ala de dicha aeronave;

- un sistema de acoplamiento de bancada (160) adaptado para suspender el sistema inversor de empuje (60) en la bancada (20) y para permitir un movimiento de traslación a lo largo de una dirección paralela a la dirección axial (10) de la estructura de traslación (90) del sistema inversor de empuje (60);

en el que el mecanismo de iris (190) está permanentemente limitado al sistema de acoplamiento de bancada (160) y está adaptado para conectarse a una de la estructura fija (80) o bien la estructura de traslación (90) para su traslación con esta última.

14. Un sistema de propulsión de turboventilador de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 9 a 13, en el que la estructura fija (80) comprende un panel exterior fijo (380) y un panel interior fijo (290), y en el que, cuando la pluralidad de álabes (140) están en la configuración de reposo, el mecanismo de iris (190) está dispuesto en una posición radialmente externa relativa al panel interior fijo (290) entre el panel interior fijo (290) y el panel exterior fijo (380).

15. Procedimiento de inversión de empuje para un conjunto de propulsión de turboventilador (30) de acuerdo con cualquier reivindicación de 9 a 14, que comprende las etapas de:

a) accionar el movimiento deslizante de dicha estructura de traslación (90) del sistema inversor de empuje (60) desde dicha posición replegada hasta dicha posición de apertura, para definir una abertura circunferencial (12) entre dicha estructura de traslación (90) y dicha estructura fija ( 80), estando adaptada dicha abertura (12) para permitir la salida de aire desde dicho conducto de derivación (430) hacia el entorno externo;

b) accionar el movimiento conjunto de dicha pluralidad de álabes (140) del mecanismo de iris (190) desde dicha configuración de reposo hasta dicha configuración desplegada para disponer dicha pluralidad de álabes (140) de tal manera que ocluyen al menos parcialmente dicho conducto de derivación (430).