BR112019008662B1 - Asa de aeronave compreendendo um flap móvel de bordo de fuga acionado por um motor elétrico linear - Google Patents

Abstract

A invenção se refere a uma asa de aeronave que compreende um flap móvel de bordo de fuga (16), a asa compreendendo um dispositivo (50) de colocação em movimento desse flap, o dispositivo sendo equipado: - com uma viga (51) que leva um trilho de guia; - com um carro (52a) montado móvel sobre o trilho (20); - com uma ligação articulada (40a) entre o carro (52a) e uma ferragem (30) solidária do flap: - com um membro de basculamento (29) do flap móvel; - com uma ligação articulada (40b) entre a ferragem (30) e o membro de basculamento (29); e - com uma ligação articulada (40c) entre o membro de basculamento (29) e a viga (51). De acordo com a invenção, o dispositivo (50) compreende também um motor elétrico linear (22) que compreende um conjunto primário (52) equipado com o carro (52a) que integra bobinas (55), e um conjunto secundário (54) que compreende uma via magnética disposta sobre o trilho (20).

Description

DESCRIÇÃO DOMÍNIO TÉCNICO

[0001] A presente invenção se refere ao domínio das asas de aeronave, do tipo que compreende um corpo central fixo de asa que leva uma ou várias abas móveis de bordo de fuga, também denominadas “Flaps”. A invenção se refere a todos os tipos de flaps móveis de bordo de fuga, por exemplo os flaps ditos “single slot”, “double slots”, “fixed vane”, etc.

[0002] É notado que a invenção se aplica a todos os tipos de aeronave, como uma asa voadora, um avião com motor em cauda de fuselagem, um avião supersônico, etc.

ESTADO DA TÉCNICA ANTERIOR

[0003] Nas aeronaves, cada uma das duas asas do velame é geralmente equipada com flaps móveis hipersustentadores, montados no bordo de ataque e no bordo de fuga da asa.

[0004] De modo conhecido, os flaps são estendidos para as fases de aterrissagem e de decolagem a fim de aumentar a portância em baixa ou média velocidade. Por outro lado, em voo de cruzeiro com grande velocidade, os flaps móveis são recolhidos para limitar a resistência ao avanço da aeronave. Além disso, ainda de modo conhecido pelo profissional, o deslocamento de cada flap é efetuado com o auxílio de meios alojados essencialmente em uma parte dianteira ou traseira de um corpo central fixo de asa, tal como é notadamente conhecido através do documento EP 0 818 387.

[0005] Esses meios permitem deslocar cada flap móvel de bordo de fuga de acordo com uma trajetória desejada em relação ao corpo central fixo de asa, entre uma posição recolhida na qual o flap se ajusta substancialmente ao corpo fixo, e uma posição estendida na qual esse flap é deslocado para trás.

[0006] Mais precisamente, cada flap móvel de bordo de fuga é equipado com um dispositivo que assegura sua colocação em movimento. Esse dispositivo é geralmente baseado em uma cinemática complexa, que compreende uma árvore de acionamento que se estende de acordo com a envergadura da asa, e que aciona em rotação um sistema biela-manivela conectado a uma ferragem solidária de flap móvel de bordo de fuga.

[0007] Ainda que essa configuração seja bastante difundida nas asas de aeronave, a concepção proposta permanece perfectível, notadamente no que diz respeito ao volume do dispositivo de colocação em movimento, mas também sua massa, sua fiabilidade assim como sua precisão.

EXPOSIÇÃO DA INVENÇÃO

[0008] A invenção tem portanto como objetivo corrigir pelo menos parcialmente os inconvenientes mencionados acima, relativos às realizações da arte anterior.

[0009] Para fazer isso, a invenção tem primeiramente como objeto uma asa de aeronave que compreende um corpo central fixo de asa, assim como pelo menos um flap móvel de bordo de fuga destinado a ser deslocado relativamente ao dito corpo central fixo entre uma posição estendida e uma posição recolhida, a asa compreendendo um dispositivo de colocação em movimento do flap móvel de bordo de fuga, o dito dispositivo sendo equipado: - com uma viga que leva um trilho de guia, a viga sendo solidária do corpo central fixo de asa; - com um carro montado móvel sobre o dito trilho de guia; - com uma primeira ligação articulada entre o carro e uma ferragem solidária do flap móvel de bordo de fuga; - com um membro de basculamento do flap móvel de bordo de fuga; - com uma segunda ligação articulada entre a ferragem e o membro de basculamento; e - com uma terceira ligação articulada entre o membro de basculamento e a viga.

[0010] De acordo com a invenção, o dito dispositivo de colocação em movimento compreende também um motor elétrico linear que compreende: - um conjunto primário equipado com o dito carro que compreende bobinas, o conjunto primário sendo montado móvel sobre o trilho; e - um conjunto secundário que compreende uma via magnética disposta sobre o trilho de guia.

[0011] A invenção reside assim na integração astuciosa e inovadora de um motor elétrico linear dentro da asa, a fim de assegurar a colocação em movimento do flap móvel de bordo de fuga. A colocação em movimento do carro é efetuada assim de maneira direta, graças à implantação judiciosa da via magnética sobre o trilho de guia e à implantação das bobinas no carro. Isso permite reduzir a massa e o volume do dispositivo de colocação em movimento, ao mesmo tempo em que diminui também as limitações geométricas de implantação desse dispositivo assim como as necessidades em manutenção. Além disso, a supressão de elementos de transmissão mecânica permite reduzir os danos acústicos e reforça a fiabilidade e o tempo de duração de vida do dispositivo de colocação em movimento, que oferece por outro lado uma excelente precisão.

[0012] Além disso, a invenção oferece a possibilidade de um controle eletrônico que proporciona uma flexibilidade de funcionamento adicional em relação às realizações da arte anterior. Em especial, um controle pode ser efetuado de modo dinâmico por ocasião das fases de voo de decolagem e de aterrissagem, e eventualmente em fase de cruzeiro, em associação com sensores e um sistema de pilotagem da qualidade do escoamento aerodinâmico em torno das superfícies de sustentação. Pode também ser controlada a velocidade de colocação em movimento dos flaps, com como consequência positiva um eventual ganho de desempenho aerodinâmico. Igualmente, a integração da função de identificação da posição do/dos carros no sistema eletromagnético permite em especial detectar eventuais casos de bloqueio.

[0013] A esse respeito, é notado que esse controle eletrônico permite também suprimir os sistemas existentes de controle e de correção de decalagem (do inglês “skew sensor”), o que participa para a redução da massa global do dispositivo de colocação em movimento.

[0014] Finalmente, é precisado que a concepção proposta se adapta perfeitamente às soluções existentes, que podem ser modificadas por consequência para se beneficiar do conjunto das vantagens oferecidas pela invenção.

[0015] De preferência, o membro de basculamento é uma biela.

[0016] De preferência, as ligações articuladas apresentam eixos de articulação paralelos entre si, e ortogonais ao dito trilho de guia.

[0017] Finalmente, a invenção tem também como objeto uma aeronave que compreende pelo menos uma asa tal como descrita acima, essa mesma asa sendo preferencialmente equipada com vários flaps móveis de bordo de fuga.

[0018] Outras vantagens e características da invenção aparecerão na descrição detalhada não limitativa abaixo.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0019] Essa descrição será feita em referência aos desenhos anexos dentre os quais: - a figura 1 representa uma vista em perspectiva de uma aeronave; - a figura 2 representa uma vista esquemática e parcial em corte de uma asa de aeronave de acordo com a presente invenção, munida de um flap móvel de bordo de fuga; - a figura 3 representa uma vista parcial em perspectiva do flap móvel de bordo de fuga mostrado na figura 2; e - a figura 4 representa uma vista ampliada da precedente, que mostra mais precisamente o dispositivo de colocação em movimento do flap móvel de bordo de fuga.

EXPOSIÇÃO DETALHADA DE MODOS DE REALIZAÇÃO PREFERIDOS

[0020] Em referência primeiramente à figura 1, é representada uma aeronave 1 que dispõe de um velame 2 constituído por uma pluralidade de elementos de velame, também chamados de superfícies aerodinâmicas de sustentação.

[0021] Em toda a descrição que vai se seguir, os termos “dianteiro” e “traseiro” devem ser considerados em relação a uma direção de avanço da aeronave encontrada depois do impulso exercido pelos motores da aeronave, essa direção sendo representada esquematicamente pela flecha 3.

[0022] Dentre os elementos de velame da aeronave 1, são previstas duas asas principais, ditas asas 4, uma deriva vertical 6, assim como duas empenagens horizontais 7 situadas na parte de trás dessa aeronave.

[0023] No que diz respeito às asas 4, como evocado acima, essas últimas compreendem cada uma delas um corpo central fixo de asa 8, também denominado porção central principal, esse corpo constituindo quase a integralidade da asa, e sendo situado atrás de um bordo de ataque 10. Em toda a descrição que vai se seguir, por convenção, X corresponde à direção longitudinal de bordo de ataque ou ainda direção de envergadura, Y corresponde à direção orientada transversalmente em relação ao bordo de ataque 10, e a direção Z corresponde à direção vertical, essas três direções sendo ortogonais entre si.

[0024] Como o mostra esquematicamente a figura 2, é o bordo de fuga 11 de cada uma das duas asas 4, oposto ao bordo de ataque, que pode ser equipado com pelo menos um flap móvel de bordo de fuga 16, dito “Flap”. Pode se tratar de qualquer tipo de flaps móveis de bordo de fuga, por exemplo os flaps ditos (do inglês) “single slot”, “double slots”, “fixed vane”, etc.

[0025] Cada um desses flaps 16 é destinado a ser ligado ao corpo 8 por meios que serão detalhados abaixo. Nessa figura 2, é mostrado que o flap móvel de bordo de fuga 16 (representado esquematicamente) pode ocupar uma posição retraída/recolhida na qual ele aflora a parte dianteira do corpo central fixo 8 da asa 4. Em um tal caso, o flap móvel 16 se encontra em sua posição que é a mais na frente. Além disso, o flap móvel 16 pode ocupar uma posição inteiramente estendida na qual ele está à distância na direção da arte de trás do corpo central fixo 8, essa posição inteiramente estendida sendo adotada em especial durante as fases de aterrissagem e de decolagem a fim de aumentar a portância em baixa ou média velocidade. Esse flap 16 é evidentemente projetado para ser deslocado entre essas duas posições extremas, por exemplo de maneira a lhe fazer adotar uma posição intermediária de decolagem, conhecida pelo profissional.

[0026] A título indicativo, o flap móvel 16 se estende por exemplo em substancialmente todo o comprimento da asa 4 em questão, naturalmente de acordo com a direção de envergadura dessa asa 4, ou então unicamente em uma porção dessa asa somente, como é o mais corrente nas aeronaves.

[0027] Como visível nas figuras 3 e 4, o flap 16 compreende um revestimento aerodinâmico que define uma porção intradorso 24 assim como uma porção extradorso 26, essa última se terminando por um bordo de fuga 27 do flap. Ainda em referência às figuras 3 e 4, a asa compreende um dispositivo de colocação em movimento do flap móvel de bordo de fuga 16, esse dispositivo 50 permitindo deslocar esse último em relação ao corpo 8, para trás e para baixo entre a posição inteiramente estendida, e a posição retraída.

[0028] O dispositivo de colocação em movimento 50 compreende primeiramente uma viga 51 que se estende substancialmente de acordo com a direção Y. Essa viga 51 é solidária do corpo central 8, por exemplo sendo para isso fixada à longarina traseira 32 desse corpo central em forma de caixão. Na parte superior, a viga 51 é equipada com um trilho de guia 20 disposto em um plano transversal do flap, e que se estende na mesma direção que a viga que o sustenta. No caso preferido no qual são previstos vários trilhos fixos 20, esses últimos são nesse caso espaçados uns dos outros de acordo com a direção de envergadura X.

[0029] O trilho 20, de preferência reto, guia um carro 52a que é parte integrante do dispositivo de colocação em movimento 50. Uma extremidade do carro oposta a aquela guiada pelo trilho 20 é montada sobre uma ferragem de flap 30, se estendendo sob o revestimento de intradorso, na direção Y. Uma primeira ligação articulada 40a é disposta entre o carro móvel 52a e a parte de trás da ferragem 30, com um eixo de articulação substancialmente orientado de acordo com a direção X.

[0030] Na parte de trás da ferragem de flap 30, é previsto um membro de basculamento do flap 29, que toma a forma de uma biela orientada substancialmente de acordo com a direção Z quando o flap móvel 16 ocupa sua posição recolhida. Uma segunda ligação articulada 40b é disposta entre a extremidade traseira da viga 30 e a extremidade superior da biela 29, com um eixo de articulação que é também substancialmente orientado de acordo com a direção X.

[0031] Finalmente, uma terceira ligação articulada 40c é disposta entre a extremidade inferior da biela 29 e uma extremidade traseira da viga 51, com um eixo de articulação que é também substancialmente orientado de acordo com a direção X. Os três eixos de articulação são assim substancialmente paralelos entre si, e ortogonais à direção Y de acordo com a qual se estende o trilho de guia 20.

[0032] Assim, quando o carro 52a é deslocado para trás sobre o trilho 20, a biela 29 pivota em torno de sua extremidade inferior e arrasta para baixo, via sua extremidade superior, o flap móvel de bordo de fuga 16.

[0033] Uma das particularidades da invenção reside nos meios de colocação em movimento do carro 52a, que são realizados por um motor elétrico linear 22 que aciona diretamente esse carro 52a.

[0034] O motor elétrico linear 22 é portanto parte integrante do dispositivo de colocação em movimento 50, compreendendo para isso um conjunto primário móvel 52 solidário do flap móvel 16 e equipado com o carro móvel 52a que integra bobinas 55. Além disso, o motor 22 compreende um conjunto secundário fixo 54 que compreende uma via magnética disposta sobre o trilho de guia 20. Os ímãs permanentes 54a dessa via magnética são assim espaçados uns dos outros ao longo do trilho 20 sobre o qual eles são fixados.

[0035] É notado que vários trilhos de guia 20, associados a um mesmo flap 16, podem ser equipados com um tal motor linear.

[0036] É também notado que a retenção do dispositivo nas diferentes posições estendidas e na posição retraída é por exemplo assegurada ou pelo próprio dispositivo 50, ou por dispositivos adicionais de comando mecânico, eletromecânico, eletrônico, magnético, eletromagnético, etc.

[0037] Naturalmente, diversas modificações podem ser trazidas pelo profissional à invenção que acaba de ser descrita, unicamente a título de exemplos não limitativos.

Claims (4)

1. Asa de aeronave (4) que compreende um corpo central fixo de asa (8), assim como pelo menos um flap móvel de bordo de fuga (16) destinado a ser deslocado relativamente ao dito corpo central fixo entre uma posição estendida e uma posição recolhida, a asa compreendendo um dispositivo (50) de colocação em movimento do flap móvel de bordo de fuga, o dito dispositivo (50) sendo equipado com: - uma viga (51) que leva um trilho de guia, a viga sendo solidária ao corpo central fixo de asa (8); - um carro (52a) montado móvel sobre o dito trilho de guia (20); - uma primeira ligação articulada (40a) entre o carro (52a) e uma ferragem (30) solidária ao flap móvel de bordo de fuga; - um membro de basculamento (29) do flap móvel de bordo de fuga; - uma segunda ligação articulada (40b) entre a ferragem (30) e o membro de basculamento (29); e - uma terceira ligação articulada (40c) entre o membro de basculamento (29) e a viga (51), caracterizada pelo fato de que o dito dispositivo de colocação em movimento (50) compreende também um motor elétrico linear (22) que compreende: - um conjunto primário (52) equipado com o dito carro (52a) que integra bobinas (55), o conjunto primário sendo montado móvel sobre o trilho (20); e - um conjunto secundário (54) que compreende uma via magnética disposta sobre o trilho de guia (20).

2. Asa de aeronave de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o membro de basculamento (29) é uma biela.

3. Asa de aeronave de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizada pelo fato de que as ligações articuladas (40a-40c) apresentam eixos de articulação paralelos entre si, e ortogonais ao dito trilho de guia (20).

4. Aeronave (1) caracterizada pelo fato de compreender pelo menos uma asa (4) do tipo definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 3.