Sistema de hélices contrarrotativas que disponen de un dispositivo de puesta en bandera de las palas de las hélices.

Sistema de hélices contrarrotativas (1) para turbo-máquina de aeronave,

incluyendo una primera y unasegunda hélices (6, 8) centradas en un eje longitudinal (4),

dicha primera hélice (6) incluye un primer rotor de hélice (18) destinado a girar en un primer sentido derotación (12) alrededor del eje longitudinal respecto a un estator (2) de este sistema de hélice, y llevandounas primeras palas (6a), incluyendo dicha primera hélice además un primer sistema de control de calado(26) de las primeras palas, permitiendo desplazar estas últimas entre una posición de incidencia mínima yuna posición de incidencia máxima, incluyendo dicho sistema de control del calado un primer órganodeslizante (28) según el eje longitudinal, cooperando con dichas primeras palas de manera que sudesplazamiento según un primer sentido de deslizamiento (32a) conduce a dichas primeras palas aaproximarse a su posición de incidencia mínima, y de manera que su desplazamiento según un segundosentido de deslizamiento (32b) opuesto al primero conduce a dichas primeras palas a aproximarse a suposición de incidencia máxima, estando controlado dicho primer órgano deslizante por unos primerosmedios rotatorios de accionamiento (38), cuyo movimiento rotatorio alrededor del eje longitudinal induce unmovimiento de deslizamiento de dicho primer órgano según el mismo eje, incluyendo dicho sistema decontrol del calado además un primer motor (40) permitiendo aplicar dicho movimiento rotatorio a dichosprimeros medios rotatorios de accionamiento, dicho primer órgano deslizante y primeros medios rotatoriosaccionamiento están arrastrados en rotación por dicho primer rotor en dicho primer sentido de rotación,enfrente del estator,

dicha segunda hélice (8) incluye un segundo rotor de hélice (48) destinado a girar en un segundo sentido derotación (14) opuesto al primero, alrededor del eje longitudinal respecto del estator de este sistema dehélice, y que tiene unas segundas palas (8a), dicha segunda hélice incluye además un segundo sistema decontrol de calado (56) de las segundas palas, permitiendo desplazar estas últimas entre una posición deincidencia mínima y una posición de incidencia máxima, dicho sistema de control de calado incluye unsegundo órgano deslizante (58) según el eje longitudinal, cooperando con dichas segundas palas demanera que su desplazamiento según un tercer sentido de deslizamiento (62a) conduce a dichas segundaspalas a aproximarse a su posición de incidencia mínima, y de manera que su desplazamiento según uncuarto sentido de deslizamiento (62b) opuesto al tercero conduce a dichas segundas palas a aproximarse asu posición de incidencia máxima, estando controlado dicho segundo órgano deslizante por unos segundosmedios rotatorios de accionamiento (68), cuyo movimiento rotatorio alrededor del eje longitudinal induce unmovimiento de deslizamiento de dicho segundo órgano según el mismo eje, dicho sistema de control decalado incluye además un segundo motor (70) que permite aplicar dicho movimiento rotatorio a dichossegundos medios rotatorios de accionamiento, estando arrastrados en rotación dichos segundo órganodeslizante y segundos medios rotatorios de accionamiento por dicho segundo rotor en dicho segundosentido de rotación, enfrente del estator,

caracterizado porque dicho sistema de hélices contrarrotativas incluye igualmente unos mediosdesembragables (72) que permiten hacer solidarios en rotación a dichos primeros y segundos medios rotatorios deaccionamiento (38,68), estando concebido dicho sistema de hélices de manera que cuando estos mediosdesembragables están embragados, se crean dos velocidades de rotación relativas respectivamente por una parteentre dicho primer órgano deslizante (28), arrastrado en rotación por dicho primer rotor, y sus primeros mediosrotatorios de accionamiento asociados (38), y por otra parte entre dicho segundo órgano deslizante (58), arrastradoen rotación por dicho segundo rotor, y sus segundos medios rotatorios de accionamiento asociados (68),conduciendo cada uno de los primeros y segundos órganos deslizantes a desplazarse respectivamente en dichoprimer sentido de deslizamiento y dicho tercer sentido de deslizamiento, llevando dichas primeras y segundas palas(6a, 6b) a su posición de incidencia mínima.

Sistema de hélices contrarrotativas que disponen de un dispositivo de puesta en bandera de las palas de las hélices.

El presente invento se refiere de forma general a un sistema de hélices contrarrotativas para turbo-máquina de aeronave, y más particularmente a un sistema de hélices contrarrotativas que disponen de medios que permiten asegurar la puesta en bandera de las palas de las dos hélices.

El invento concierne igualmente una turbo-máquina para aeronave que incluye dicho sistema de hélices contrarrotativas.

ESTADO DE LA TÉCNICA ANTERIOR

Del arte anterior, se conocen turbo-máquinas con sistemas de hélices contrarrotativas, cuyas hélices son arrastradasmediante rotores que giran respectivamente en sentidos de rotación opuestos. Éstos sistemas de hélices están generalmente concebidos de forma que puedan colocar las palas de las hélices en bandera, es decir calarlas de forma que presenten la incidencia más baja posible respecto al eje de la turbo-máquina asociada. En tal caso, se habla de posición de incidencia mínima, de posición de ángulo mínimo, o también de posición neutra.

La puesta en bandera de las palas de las hélices puede desearse en diferentes circunstancias, como principalmente cuando el motor se para y es esencial disminuir lo mejor posible la resistencia generada por las palas inmóviles en rotación. En otras circunstancias, cuando una de las dos hélices padece una pérdida de palas, la puesta en bandera de las palas de las dos hélices se muestra entonces necesaria para evitar la sobre velocidad de la otra hélice.

Además, se busca la puesta en bandera de las palas cuando se desea anular o disminuir al máximo el empuje de la turbo-máquina, ya que a pesar de su rotación alrededor del eje motor, su posición neutra únicamente genera un débil empuje, incluso un empuje nulo.

La puesta en bandera se puede obtener con la ayuda de sistemas clásicos de control del calado de las palas, controlándolas de forma que las palas están desplazadas en su posición de incidencia mínima. Sin embargo, en caso de fallo de estos sistemas de control del calado de las palas, la puesta en bandera ya no es posible lo que es naturalmente inaceptable. Un ejemplo de turbo-máquina de sistemas de hélices contrarrotativas es descrito en el documento US2761517.

EXPOSICIÓN DEL INVENTO

El invento tiene por tanto como objetivo remediar al menos parcialmente los inconvenientes mencionados anteriormente, relativos a las realizaciones del arte anterior.

Para ello, el invento tiene primero como objeto un sistema de hélices contrarrotativas para turbo-máquina de aeronave, incluyendo una primera y una segunda hélices centradas sobre un eje longitudinal.

Dicha primera hélice incluye un primer rotor de hélice destinado a girar en un primer sentido de rotación alrededor del eje longitudinal respecto de un estator de este sistema de hélice, e incluyendo unas primeras palas, incluyendo dicha primera hélice además un primer sistema de control del calado de las primeras palas, permitiendo desplazar estas últimas entre una posición de incidencia mínima y una posición de incidencia máxima, dicho sistema de control del calado incluye un primer órgano deslizante según el eje longitudinal, cooperando con dichas primeras palas de manera que su desplazamiento según un primer sentido de deslizamiento conduce a dichas primeras palas a aproximarse a su posición de incidencia mínima, y de manera que su desplazamiento según un segundo sentido de deslizamiento opuesto al primero conduce a dichas primeras palas a aproximarse a su posición de incidencia máxima, estando controlado dicho primer órgano deslizante por unos primeros medios rotatorios de accionamiento, cuyo movimiento rotatorio alrededor del eje longitudinal induce un movimiento de deslizamiento de dicho primer órgano según el mismo eje, incluyendo además dicho sistema de control del calado un primer motor que permite aplicar dicho movimiento rotatorio a dichos primeros medios rotatorios de accionamiento, dichos primer órgano deslizante y primeros medios rotatorios de accionamiento están arrastrados en rotación por dicho primer rotor en dicho primer sentido de rotación, enfrente del estator, Dicha segunda hélice incluye un segundo rotor de hélice destinado a girar en un segundo sentido de rotación opuesto al primero, alrededor del eje longitudinal respecto del estator de este sistema de hélice, y llevando unas segundas palas, incluyendo dicha segunda hélice además un segundo sistema de control del calado de la segundas palas, permitiendo desplazar estas últimas entre una posición de incidencia mínima y una posición de incidencia máxima, incluyendo dicho sistema de control del calado un segundo órgano deslizante según el eje longitudinal, que coopera con dichas segundas palas de manera que su desplazamiento según un tercer sentido de deslizamiento conduce a dichas segundas palas a aproximarse a su posición de incidencia mínima, y de manera que su desplazamiento según un cuarto sentido de deslizamiento opuesto al tercero conduce a dichas segundas palas a aproximarse a su posición de incidencia máxima, estando controlado dicho segundo órgano deslizante por unos segundos medios rotatorios de accionamiento, cuyo movimiento rotatorio alrededor del eje longitudinal induce un movimiento de deslizamiento de dicho segundo órgano según el mismo eje, incluyendo además dicho sistema de control de calado un segundo motor que permite aplicar dicho movimiento rotatorio a dichos segundos medios rotatorios de accionamiento, estando arrastrados en rotación dichos segundo órgano deslizante y segundos medios rotatorios de accionamiento por dicho segundo rotor en dicho segundo sentido de rotación, enfrente del estator.

Según el invento, dicho sistema de hélices contrarrotativas incluye igualmente unos medios desembragables que permiten hacer solidario en rotación a dichos primero y segundos medios rotatorios de accionamiento, estando concebido dicho sistema de hélices de manera que cuando estos medios desembragables estén embragados, se creen dos velocidades de rotación relativas respectivamente por una parte entre dicho primer órgano deslizante, arrastrado en rotación por dicho primer rotor, y sus primeros medios rotatorios de accionamiento asociados, y por otra parte entre dicho segundo órgano deslizante, arrastrado en rotación por dicho segundo rotor, y sus segundos medios rotatorios de accionamiento asociados, conduciendo a cada uno de los primeros y segundos órganos deslizantes a desplazarse respectivamente en dicho primer sentido de deslizamiento y dicho tercer sentido de deslizamiento, llevando a dichas primeras y segundas palas a su posición de incidencia mínima.

El invento, fácil de realizar y poco costoso, presenta una solución astuta que permite obtener una puesta en bandera fiable y rápida de las palas de las dos hélices.

Se basa por tanto en la utilización de medios desembragables que permiten hacer solidarios en rotación a los primeros y segundos medios rotatorios de accionamiento, precisando dichos medios desembragables de acoplamiento en rotación muy poca energía, e integrándose fácilmente en la arquitectura clásica de los sistemas de hélices contrarrotativas.

Con el sistema según el invento, mientras que los medios desembragables permanezcan desembragados, los primeros y segundos medios rotatorios de accionamiento giran en sentidos opuestos, con sus rotores respectivos, y por tanto cada uno en el mismo sentido y a una velocidad de rotación idéntica a la de su rotor y de su elemento deslizante asociado. Sin embargo, cuando los medios desembragables están embragados como consecuencia de una orden de puesta en bandera de las palas, los primeros y segundos medios rotatorios de accionamiento se acoplan en rotación, de manera que adoptan la misma velocidad de rotación y un mismo sentido de rotación.

En un primer caso, el más natural, esta velocidad de rotación de los primeros y segundos medios rotatorios de accionamiento tiende hacia la media algebraica de las velocidades de rotación de los rotores, es decir que se vuelve nula. Puede ocurrir sin embargo que en un segundo caso, la velocidad de los dos medios rotatorios de accionamiento tienda hacia una velocidad no nula, implicando que estos dos medios están más arrastrados por un rotor que por el otro. Sin embargo, en este último caso, la velocidad de estos dos medios rotatorios de accionamiento permanecerá inferior a las velocidades de rotación de los rotores y de los órganos deslizantes arrastrados por estos... [Seguir leyendo]

1. Sistema de hélices contrarrotativas (1) para turbo-máquina de aeronave, incluyendo una primera y una segunda hélices (6, 8) centradas en un eje longitudinal (4) ,

dicha primera hélice (6) incluye un primer rotor de hélice (18) destinado a girar en un primer sentido de rotación (12) alrededor del eje longitudinal respecto a un estator (2) de este sistema de hélice, y llevando unas primeras palas (6a) , incluyendo dicha primera hélice además un primer sistema de control de calado (26) de las primeras palas, permitiendo desplazar estas últimas entre una posición de incidencia mínima y una posición de incidencia máxima, incluyendo dicho sistema de control del calado un primer órgano deslizante (28) según el eje longitudinal, cooperando con dichas primeras palas de manera que su desplazamiento según un primer sentido de deslizamiento (32a) conduce a dichas primeras palas a aproximarse a su posición de incidencia mínima, y de manera que su desplazamiento según un segundo sentido de deslizamiento (32b) opuesto al primero conduce a dichas primeras palas a aproximarse a su posición de incidencia máxima, estando controlado dicho primer órgano deslizante por unos primeros medios rotatorios de accionamiento (38) , cuyo movimiento rotatorio alrededor del eje longitudinal induce un movimiento de deslizamiento de dicho primer órgano según el mismo eje, incluyendo dicho sistema de control del calado además un primer motor (40) permitiendo aplicar dicho movimiento rotatorio a dichos primeros medios rotatorios de accionamiento, dicho primer órgano deslizante y primeros medios rotatorios accionamiento están arrastrados en rotación por dicho primer rotor en dicho primer sentido de rotación, enfrente del estator, dicha segunda hélice (8) incluye un segundo rotor de hélice (48) destinado a girar en un segundo sentido de rotación (14) opuesto al primero, alrededor del eje longitudinal respecto del estator de este sistema de hélice, y que tiene unas segundas palas (8a) , dicha segunda hélice incluye además un segundo sistema de control de calado (56) de las segundas palas, permitiendo desplazar estas últimas entre una posición de incidencia mínima y una posición de incidencia máxima, dicho sistema de control de calado incluye un segundo órgano deslizante (58) según el eje longitudinal, cooperando con dichas segundas palas de manera que su desplazamiento según un tercer sentido de deslizamiento (62a) conduce a dichas segundas palas a aproximarse a su posición de incidencia mínima, y de manera que su desplazamiento según un cuarto sentido de deslizamiento (62b) opuesto al tercero conduce a dichas segundas palas a aproximarse a su posición de incidencia máxima, estando controlado dicho segundo órgano deslizante por unos segundos medios rotatorios de accionamiento (68) , cuyo movimiento rotatorio alrededor del eje longitudinal induce un movimiento de deslizamiento de dicho segundo órgano según el mismo eje, dicho sistema de control de calado incluye además un segundo motor (70) que permite aplicar dicho movimiento rotatorio a dichos segundos medios rotatorios de accionamiento, estando arrastrados en rotación dichos segundo órgano deslizante y segundos medios rotatorios de accionamiento por dicho segundo rotor en dicho segundo sentido de rotación, enfrente del estator, caracterizado porque dicho sistema de hélices contrarrotativas incluye igualmente unos medios desembragables (72) que permiten hacer solidarios en rotación a dichos primeros y segundos medios rotatorios de accionamiento (38, 68) , estando concebido dicho sistema de hélices de manera que cuando estos medios desembragables están embragados, se crean dos velocidades de rotación relativas respectivamente por una parte entre dicho primer órgano deslizante (28) , arrastrado en rotación por dicho primer rotor, y sus primeros medios rotatorios de accionamiento asociados (38) , y por otra parte entre dicho segundo órgano deslizante (58) , arrastrado en rotación por dicho segundo rotor, y sus segundos medios rotatorios de accionamiento asociados (68) , conduciendo cada uno de los primeros y segundos órganos deslizantes a desplazarse respectivamente en dicho primer sentido de deslizamiento y dicho tercer sentido de deslizamiento, llevando dichas primeras y segundas palas (6a, 6b) a su posición de incidencia mínima.

2. Sistema de hélices contrarrotativas (1) según la reivindicación 1, caracterizado porque cada uno de dichos primeros y segundos medios rotatorios de accionamiento (38, 68) está constituido por un husillo con bolas circulantes.

3. Sistema de hélices contrarrotativas (1) según la reivindicación 1 o la reivindicación 2, caracterizado porque dichos medios desembragables (72) permiten hacer solidarios en rotación a dichos primeros y segundos medios rotatorios de accionamiento, y están constituidos por un sistema de embrague de discos deslizantes (74, 76) .

4. Sistema de hélices contrarrotativas (1) según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque cada una de los primeros y segundos órganos deslizantes (28, 58) está constituido por un cono deslizante que coopera con un dedo descentrado (22, 52) de cada una de las palas que le están asociadas.

5. Sistema de hélices contrarrotativas (1) según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque dichos primero y tercero sentidos de deslizamiento son idénticos, y porque dichos segundo y cuarto sentidos de deslizamiento son idénticos.

6. Turbo-máquina para aeronave incluyendo un sistema de hélices contrarrotativas según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores.

7. Procedimiento de control de un sistema de hélices contrarrotativas (1) para turbo-máquina de aeronave según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque cuando se requiere un calado con incidencia mínima de las primeras y segundas palas, dichos medios desembragables (72) permiten hacer solidarios en rotación a dichos primeros y segundos medios rotatorios de accionamiento (38, 68) estando controlados de manera que se embraguen.