TOMA DE AIRE CON DOBLE COMPUERTA.
Se describe una toma de aire (AI) de una APU que dispone de una compuerta abatible (101) que comprende un bastidor (102) con perfiles (103,
103a, 103b).
El bastidor (102) se gira un ángulo de apertura (α) con respecto al soporte (121) del bastidor, y cada perfil (103, 103a, 103b) se gira un ángulo de perfil (βi) con respecto al bastidor (102). El ángulo de apertura (α) varía entre 0º y 22º, y los ángulos del perfil (βi) varían entre 0º y 110º.
El bastidor (102) se mueve mediante un actuador (109) y los perfiles (103a, 103b) se accionan por vástagos extensibles (111) y varillas secundarias (118), teniendo cada varilla secundaria (118) unos soportes (119a, 119b). En cada vástago extensible (111) se dispone un mecanismo de cierre, que comprende un imán (112) de tierra rara así como una placa de contacto (113) con el imán, o una placa con otro imán.
Tipo: Patente de Invención. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: P201131571.
Solicitante: AIRBUS OPERATIONS, S.L.
Nacionalidad solicitante: España.
Inventor/es: GARCÍA NEVADO,Javier, GARCÍA LÓPEZ,Iván, HERNÁNDEZ GONZÁLEZ,Octavio.
Fecha de Publicación: .
Clasificación Internacional de Patentes:
- B64D33/02 TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES. › B64 AERONAVES; AVIACION; ASTRONAUTICA. › B64D EQUIPAMIENTO INTERIOR O ACOPLABLE A AERONAVES; TRAJES DE VUELO; PARACAIDAS; DISPOSICIONES O MONTAJE DE GRUPOS MOTORES O DE TRANSMISIONES DE PROPULSION EN AERONAVES. › B64D 33/00 Disposición en las aeronaves de partes de los grupos motores, o auxiliares, no previstos en otro lugar. › de tomas de aire de combustión (tomas de aire para motores de propulsión a chorro o turbinas de gas en sí F02C 7/04; tomas de aire para motores de combustión en general F02M 35/00).
- B64D41/00 B64D […] › Instalaciones de potencia para servicios auxiliares.
Fragmento de la descripción:
OBJETO DE LA INVENCIÓN
La presente invención describe una toma de aire apropiada para la unidad auxiliar de potencia (“APU”, auxiliar y power unit) de una aeronave, que tiene un bastidor y perfiles. La invención encuentra aplicación en la industria aeronáutica.
ESTADO DE LA TÉCNICA Y PROBLEMA A RESOLVER
La unidad auxiliar de potencia (APU) de una aeronave se diseña habitualmente para funcionar en tierra durante el 99% de su vida operativa. No obstante, puede ser un sistema esencial que debe poder estar operativo en vuelo. Es un objeto de la presente invención alcanzar unas prestaciones óptimas de la toma de aire durante el vuelo de una aeronave, a la vez que se mejoran las prestaciones en tierra. En el estado de la técnica se describen dos tipos principales de tomas de aire de APU: las llamadas “flush intake” y las “ram intake”. Las tomas de aire tipo “flush intake” tienen la compuerta de entrada de la toma de aire abriendo hacia dentro de la aeronave. Las tomas de aire tipo “ram intake” tienen la compuerta de entrada de la toma de aire abriendo hacia fuera de la aeronave. En referencia a las tomas de aire del tipo “flush intake”, éstas tienen unas prestaciones óptimas en tierra, si bien estas prestaciones están parcialmente penalizadas ya que también poseen un ángulo de entrada en rampa bajo. Lamentablemente, incluso utilizando un ángulo de apertura bajo, no siempre se consigue un mejora adecuada de presión dinámica; esta situación aumenta la resistencia aerodinámica. Considerando las tomas de aire tipo “ram intake”, éstas tienen mejores prestaciones en vuelo y generan una resistencia casi nula cuando están en posición cerrada. Desgraciadamente, las tomas de aire tipo “ram intake” presentan desventajas cuando están en tierra, ya que el ángulo de apertura debe ser bajo, alrededor de 20º, a no ser que se emplee un sistema de apertura variable más complejo. En cambio, un ángulo adecuado para la operación en tierra, que es de alrededor de 50º, generaría una resistencia aerodinámica muy elevada, lo que repercutiría negativamente tanto en la robustez del actuador como en el peso del conjunto.
Así pues, es deseable obtener un diseño de toma de aire de una APU con prestaciones óptimas tanto en tierra como en vuelo, manteniendo los estándares de fiabilidad requeridos por las normas de navegación aérea. Por tanto, el objeto de la invención es lograr un nuevo diseño de toma de aire de APU, capaz de obtener las mejores prestaciones tanto en vuelo como en tierra, evitando los inconvenientes citados previamente.
Las tomas de aire de APU son ampliamente conocidas en el estado de la técnica; el documento US 2009/0065297 A1 revela una compuerta de entrada de acción dual para reducir el ruido de una APU. No obstante, la invención que se describe en este documento mejora el estado de la técnica, optimizando las prestaciones de la APU en tierra y en vuelo.
DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN
Para alcanzar los objetivos y superar los inconvenientes mencionados, la invención desarrolla una toma de aire con doble compuerta abatible que comprende un bastidor, un soporte de bastidor y dos perfiles, teniendo un perfil delantero y un perfil posterior. El bastidor se abre un ángulo de apertura (α) con respecto al soporte de bastidor, y cada perfil se gira un ángulo de perfil (βi) con respecto al bastidor.
Los perfiles tienen una forma rectangular en planta, y los perfiles se instalan en el bastidor.
El ángulo de apertura del bastidor (α) varía de 0º a 22º, el ángulo del perfil delantero (β1) varía de 0º a 80º, y el ángulo del perfil posterior (β2) varía de 0º a 110º.
El bastidor se mueve mediante un actuador, y los perfiles son accionados por vástagos extensibles y varillas de longitud fija, teniendo cada varilla de longitud fija unos soportes.
El actuador, que tiene unos soportes, comprende un elemento base y un elemento móvil, deslizándose el elemento móvil de forma telescópica dentro y fuera del elemento base. Cada vástago extensible, que tiene un soporte y una cabeza, comprende una primera varilla y una segunda varilla, deslizándose la segunda varilla de forma telescópica dentro y fuera de la primera varilla. Además, un mecanismo de cierre se monta en cada vástago extensible.
El mecanismo de cierre comprende un imán de tierra rara, una placa de contacto con el imán, un muelle, un soporte de muelle y una placa. El imán de tierra rara se monta sobre la primera varilla del vástago extensible. La placa de contacto con el imán, el muelle, el soporte de muelle y la placa se montan sobre la segunda varilla del vástago extensible.
La toma de aire con doble compuerta abatible comprende un actuador de dos posiciones, permitiendo tres modos operacionales elegidos entre:
1) modo de toma de aire con doble compuerta cerrada, en el que el
actuador está en posición cerrado, el bastidor también está cerrado, y
los perfiles están igualmente cerrados;
2) modo de toma de aire con doble compuerta abierta durante la operación en tierra, en el que el actuador está en posición abierto, el bastidor está
abierto y los perfiles también están abiertos;
3) modo de toma de aire con doble compuerta abierta durante la operación en vuelo, en el que el actuador está en posición abierto, el bastidor está
abierto y los perfiles están cerrados debidos a la presión del flujo de aire.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS
La presente invención se comprenderá totalmente basándose en la descripción y en los dibujos presentados más adelante, que se muestran como realizaciones preferentes y, por tanto, no son restrictivos.
La figura 1 muestra una vista general de la toma de aire de una APU, en el cono de cola de la aeronave.
Las figuras 2a, 2b muestran la toma de aire de la APU abierta, cuando está operativa en tierra.
Las figuras 3a, 3b muestran la toma de aire de la APU abierta, cuando está operativa en vuelo.
Las figuras 4a, 4b representan la toma de aire de la APU en modo de operación cerrado.
La figura 5 es una vista en planta de la toma de aire de la APU.
La figura 6 es una vista en sección de la figura 5 según la línea XX.
La figura 7 es una vista general la toma de aire de la APU cuando está abierta, operativa en tierra, y la figura 7a es un detalle del mecanismo de cierre mostrado en la figura 7.
La figura 8 muestra una sección de la toma de aire de la APU abierta, cuando está operativa en tierra.
La figura 9 es una vista de la toma de aire de la APU abierta, cuando está operativa en vuelo.
La figura 10 muestra una vista en sección de la toma de aire de la APU abierta, cuando está operativa en vuelo.
A continuación se proporciona una lista de referencias numéricas empleadas en los dibujos: 101 = doble compuerta abatible; 102 bastidor; 103 = perfiles; 103a = perfil delantero; 103b = perfil posterior; 104 = pivote; 105 = pivote; 108 = agujeros de entrada; 109 = actuador; 109a = elemento base del actuador; 109b = elemento móvil del actuador; 110 = soportes; 111 = vástago extensible; 111a = primera varilla del vástago extensible; 111b = segunda varilla del vástago extensible; 112 = imán de tierra rara; 113 = placa de contacto con el imán; 114 = muelle corto de compresión; 115 = retenedor del muelle; 116 = placa; 117 = cabeza del vástago extensible; 118 = varilla de longitud fija; 119a = soporte de varilla de longitud fija; 119b = soporte de varilla de longitud fija; 120 = soporte de perfiles; 121 = soporte del bastidor; 122 = tope. Otras referencias: A, B, C, G, H = líneas de flujo de aire; AI = toma de aire de la APU; α = ángulo de apertura del bastidor; β1 = ángulo de apertura del perfil delantero; β2 = ángulo de apertura del perfil posterior.
DESCRIPCIÓN DE LA FORMA DE REALIZACIÓN PREFERENTE
A continuación se presenta una descripción de la invención basada en las figuras anteriormente mencionadas. La figura 1 muestra una vista general de una toma de aire (AI) de APU en el cono de cola de una aeronave.
Como se muestra en figuras 2a y 2b, la doble compuerta abatible de la toma de aire (101) de esta invención, comprende dos perfiles (103) ubicados sobre un bastidor (102) . Cada perfil (103) presenta en planta una forma rectangular, con las dimensiones adecuadas que permiten al perfil (103) ajustarse perfectamente al agujero de entrada (108) de la toma de aire (véase la figura 7) . Cada perfil (103) debe acoplarse al bastidor (102) en el que se aloja.
Las figuras 2a y 2b representan la doble compuerta...
Reivindicaciones:
– Una toma de aire con doble compuerta abatible (101) que comprende:
-un bastidor (102) ;
-un soporte de bastidor (121) ;
-dos perfiles (103) , teniendo un perfil delantero (103a) y un perfil posterior
(103b) ; caracterizada por que el bastidor (102) se abre un ángulo de apertura (α) con respecto al soporte de bastidor (121) , y en la que cada perfil (103) se gira un ángulo de perfil (βi) con respecto al bastidor (102) .
– Una toma de aire con doble compuerta abatible (101) según la reivindicación 1, caracterizada por que los perfiles (103) tienen una forma rectangular en planta, y en la que los perfiles (103) se instalan en el bastidor (102) .
– Una toma de aire con doble compuerta abatible (101) según cualquiera de las reivindicaciones 1 o 2, caracterizada por que el ángulo de apertura del bastidor (α) varía de 0º a 22º, el ángulo del perfil delantero (β1) varía de 0º a 80º, y el ángulo del perfil posterior (β2) varía de 0º a 110º.
– Una toma de aire con doble compuerta abatible (101) según la reivindicación 3, caracterizada por que el bastidor (102) se mueve mediante un actuador (109) , y los perfiles (103a, 103b) son accionados por vástagos extensibles (111) y varillas de longitud fija (118) , teniendo cada varilla de longitud fija (118) unos soportes (119a, 119b) .
– Una toma de aire con doble compuerta abatible (101) según la reivindicación 4, caracterizada por que: -el actuador (109) , que tiene unos soportes (110) , comprende un elemento base (109a) y un elemento móvil (109b) , deslizándose el elemento móvil (109b) de forma telescópica dentro y fuera del elemento base (109a) ; -cada vástago extensible (111) , que tiene un soporte (110) y una cabeza (117) , comprende una primera varilla (111a) y una segunda varilla (111b) ,
deslizándose la segunda varilla (111b) de forma telescópica dentro y fuera de la primera varilla (111a) ; -y donde un mecanismo de cierre se monta en cada vástago extensible (111) .
– Una toma de aire con doble compuerta abatible (101) según la reivindicación 5, caracterizada por que el mecanismo de cierre comprende: -un imán (112) de tierra rara; -una placa de contacto (113) con el imán; -un muelle (114) ; -un soporte de muelle (115) ; -una placa (116) ; en la que el imán (112) de tierra rara se monta sobre la primera varilla (111a) del vástago extensible (111) ; y la placa de contacto (113) con el imán, el muelle (114) , el soporte de muelle (115) y la placa (116) se montan sobre la segunda varilla (111b) del vástago extensible (111) .
– Una toma de aire con doble compuerta abatible (101) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que comprende un actuador de dos posiciones, permitiendo tres modos operacionales elegidos entre:
1) modo de toma de aire con la doble compuerta abatible (101) cerrada, en el que el actuador está en posición cerrado, el bastidor (102) también está cerrado, y los perfiles (103) están igualmente cerrados;
2) modo de toma de aire con doble compuerta abatible (101) abierta durante la operación en tierra, en el que el actuador está en posición abierto, el bastidor (102) está abierto y los perfiles (103) también están abiertos;
3) modo de toma de aire con doble compuerta abatible (101) abierta durante la operación en vuelo, en el que el actuador está en posición abierto, el bastidor (102) está abierto y los perfiles (103) están cerrados debidos a la presión del flujo de aire (H) .
GJH/!2
214 214b
GJH/!3c
GJH/!4c
213
GJH/!5c
214b!!!!224!!!!226!!!!228!!!!!!!!!232!!!!!!!!22:b!!!!!!!!!!!!!!!214c!!!!!!!!!!!22:c!!!!!!!!!!!!!!!!232
GJH/!7
Y.Y
222c 222b
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