BR112012011535B1 - montagem de uma agb em uma carcaça intermediária para um compartimento de ventilador de turbojato - Google Patents
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Abstract
"mo0ntagem de uma agb em uma carcaça intermediária para um compartimento de ventilador de turbojato". a invenção refere-se a uma carcaça intermediária (20) para um compartimento de ventilador (cs) de turbojato, compreendendo: - uma cobertura (22) centralizada ao longo de um eixo longitudinal (x-x) do motor de turbina; - uma aleta lateral anular (24) centralizada ao longo do eixo longitudinal do motor de turbina e montada contra uma face à jusante da cobertura; - uma vigia de suspensão (28) fixada na aleta lateral e se estendendo à jusante paralela ao eixo longitudinal do motor de turbina; e - uma agb (30) suspensa a partir da viga e compreendendo uma face lateral a montante (30b) separada axialmente da aleta lateral, uma face lateral à jusante (30a) oposta à face lateral a montante, e uma pluralidade de acessórios (32,34) montados contra sua face lateral à jusante e distribuídos em torno do eixo longitudinal do motor de turbina.
Description
“CARCAÇA INTERMEDIÁRIA PARA UM COMPARTIMENTO DE VENTOINHA DE TURBOJATO, COMPARTIMENTO DE VENTOINHA PARA UM TURBOJATO E TURBOJATO”
Campo da Invenção [0001] A presente invenção refere-se ao campo geral de montagem de uma unidade acionadora auxiliar em um turbojato.
Fundamentos da Invenção [0002] Em um turbojato, os acessórios, tal como as bombas para produzir energia hidráulica, alimentar combustível, e fornecer lubrificação, e também os geradores de eletricidade para produzir potência elétrica, etc., são agrupados dentro de uma unidade geralmente chamada de caixa de engrenagens de acessórios (AGB - “Accessory GearBox”)). Tal caixa geralmente compreende um ou mais trens de engrenagens que são acionados em rotação por potência obtida de um eixo do turbojato e que são acoplados aos vários acessórios.
[0003] Em turbojatos da família CFM®, as caixas de acessórios são geralmente montadas na zona ou região do compartimento de ventoinha. Mais precisamente, elas são suspensas a partir de flanges formados na carcaça de contenção de metal do dito compartimento de ventoinha.
[0004] Entretanto, as carcaças de contenção de compartimentos de ventoinha estão sendo feitas mais e mais frequentemente de um material compósito em uma tentativa de economizar peso. Infelizmente, não é fácil formar flanges que possibilitem que uma caixa de acessórios seja acoplada em tais carcaças feitas de material compósito.
[0005] Em adição, os fabricantes de aeronaves exigem que os turbojatos forneçam níveis ainda mais altos de potência elétrica, o que geralmente dá origem à instalação de dois geradores de eletricidade volumosos na caixa de acessórios. Como um resultado, para uma caixa de acessórios montada na região do compartimento de ventoinha, a nacela do turbojato é aumentada em registro com a dita caixa de acessórios de modo a limitar a área frontal da nacela. O dito aumento, no entanto, dá origem a impactos aerodinâmicos que são muito penalizados em
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2/7 termos de desempenho.
[0006] De modo a resolver esses problemas, monta-se a caixa de acessórios no compartimento central ou “núcleo” do turbojato, e mais particularmente, em torno do compressor de alta pressão do turbojato. Entretanto, esse tipo de montagem leva a dificuldades técnicas. Em particular, instalar uma carga considerável na carcaça do compressor de alta pressão possui o risco de reduzir o desempenho da dita carcaça por causa de um fenômeno de ovalização da carcaça (ovalização tem um efeito maior correspondentemente quando o diâmetro da carcaça do compressor é pequeno). Ademais, a presença de tubos de ar para descarregar o ar a montante do compressor de alta pressão durante alguns estágios do voo limita as possibilidades de acoplar a caixa de acessórios em componentes do compartimento de núcleo, que não na carcaça do compressor de alta pressão.
Sumário da Invenção [0007] O principal objetivo da presente invenção é então superar tais desvantagens fornecendo uma forma de montar uma caixa de acessórios no compartimento de núcleo do turbojato sem degradar o desempenho do compressor de alta pressão do turbojato.
[0008] Esse objetivo é alcançado por meio de uma carcaça intermediária para um compartimento de ventoinha do turbojato, compreendendo:
- uma virola centralizada ao longo de um eixo longitudinal da turbomáquina;
- uma placa lateral anular centralizada ao longo do eixo longitudinal da turbomáquina e montada contra uma face a jusante da virola;
- uma viga de suspensão fixada na placa lateral e se estendendo a jusante paralelamente ao eixo longitudinal da turbomáquina; e
- uma caixa de acessórios suspensa a partir da viga e compreendendo uma face lateral a montante espaçada axialmente da placa lateral, uma face lateral a jusante oposta à face lateral a montante, e uma pluralidade de acessórios montados contra sua face lateral a jusante e distribuídos em torno do eixo longitudinal da turbomáquina.
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3/7 [0009] A carcaça intermediária de um turbojato é posicionada entre o compressor de baixa pressão e o compressor de alta pressão. Também, a caixa de acessórios que é suspensa a partir de uma viga fixada à placa lateral da carcaça intermediária pode ser disposta em torno do compressor de alta pressão do turbojato sem ser diretamente fixada a esse. Qualquer risco de reduzir o desempenho da carcaça do compressor de alta pressão por ovalização é assim removido. Em adição, a montagem da caixa de acessórios de acordo com a invenção torna possível movê-la para longe da placa lateral da carcaça intermediária de tal maneira que seja capaz de deixar o espaço para passar tubos de ar para descarregar ar a montante do compressor de alta pressão.
[0010] Em um arranjo vantajoso, a caixa de acessórios é fixada em uma extremidade à viga e em sua extremidade oposta a uma forquilha que é fixada à placa lateral, a carcaça ainda compreendendo uma unidade de combustível fixada em uma extremidade à forquilha da placa lateral e em sua extremidade oposta à viga. A adição da unidade de combustível torna assim possível formar com a caixa de acessórios, um círculo completo centralizado no eixo longitudinal do turbojato, o que facilita equilibrar os pesos de uma maneira ideal em torno do dito eixo longitudinal. Em adição, cada caixa de acessórios pode ser removida independentemente das outras, e isso facilita a manutenção.
[0011] Nesse caso, a unidade de combustível pode compreender uma face lateral a montante espaçada axialmente da placa lateral, uma face lateral a jusante oposta à face lateral a montante, e uma pluralidade de equipamentos de combustível montado contra sua face lateral a jusante.
[0012] Preferencialmente, a caixa de acessórios ainda compreende uma unidade de transferência montada contra sua face lateral a montante.
[0013] Ainda preferencialmente, a carcaça ainda compreende pelo menos uma biela de recuperação de força axial fixada em uma extremidade à placa lateral e em sua extremidade oposta à face lateral a montante da caixa de acessórios.
[0014] Os acessórios da caixa de acessórios podem compreender: pelo menos um gerador de eletricidade para fornecer potência elétrica à aeronave; um alternador
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4/7 para fornecer corrente elétrica a equipamentos elétricos da turbomáquina; um motor de arranque para dar partida na turbomáquina; pelo menos uma bomba hidráulica para fornecer potência hidráulica à aeronave; uma bomba de combustível; e uma bomba de lubrificação.
[0015] A invenção também se refere a um compartimento de ventoinha para um turbojato compreendendo uma carcaça de contenção centralizada no eixo longitudinal da turbomáquina e uma carcaça intermediária como definida acima, e fixada à carcaça de contenção.
[0016] A invenção ainda se refere a um turbojato incluindo uma carcaça intermediária como descrita acima.
Breve Descrição dos Desenhos [0017] Outras características e vantagens da presente invenção aparecem a partir da seguinte descrição feita com relação aos desenhos em anexo que mostram uma modalidade não tendo caráter limitante. Nas figuras:
A FIG. 1 é uma vista lateral de um turbojato equipado com uma carcaça intermediária de acordo com a invenção; e
A FIG. 2 é uma vista transversal ao longo de II-II da FIG. 1.
Descrição Detalhada da Invenção [0018] A FIG. 1 é uma vista lateral que mostra um turbojato 10 de desvio de duas bobinas, equipado com uma carcaça intermediária de acordo com a invenção. Naturalmente, o campo de aplicação da invenção se estende para outros tipos de turbojato.
[0019] De maneira conhecida, tal turbojato 10 é constituído de um compartimento a montante no qual a ventoinha é alojada, também chamado de compartimento de ventoinha CS, e um compartimento a jusante no qual o restante do turbojato é alojado, também chamado de “núcleo” Cc, ou compartimento central.
[0020] Mais precisamente, o compartimento de ventoinha Cs inclui uma carcaça de contenção 12 que é constituída de uma virola 14 (preferencialmente feita de material compósito) centralizada no eixo longitudinal X-X do turbojato e fornecida em ambas as suas extremidades com flanges, ou seja, um flange a montante 16 e um
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5/7 flange a jusante 18.
[0021] O compartimento de ventoinha também inclui uma carcaça intermediária 20 fixada ao flange a jusante 18 da carcaça de contenção 12. A dita carcaça intermediária é constituída de uma virola de metal 22 que é centralizada no eixo longitudinal X-X do turbojato e de uma placa lateral anular 24 também centralizada no eixo longitudinal X-X e montada contra uma face a jusante da virola 22 (FIG. 2).
[0022] Em adição, o turbojato 10 é suspenso a partir de uma asa da aeronave (não mostrada) por meio de um pilone 26, o dito pilone sendo conectado ao turbojato por meio de uma viga de suspensão 28 fixada à placa lateral 24 da carcaça intermediária 20. Essa viga de suspensão se estende a jusante paralelamente ao eixo longitudinal X-X do turbojato.
[0023] De acordo com a invenção, usa-se tal viga de suspensão 28, projetada para fixar o pilone 26, para suspender a caixa de engrenagens de acessórios 30 do turbojato (igualmente chamada AGB para “Accessories Gear Box”), a caixa de acessórios sendo mais precisamente posicionada em torno do compressor de alta pressão do turbojato.
[0024] A caixa de acessórios 30 inclui uma face lateral a jusante 30a que é substancialmente plana e uma face lateral a montante 30b que é substancialmente plana e oposta da face lateral a jusante. A presença da viga de suspensão torna possível separar axialmente a caixa de acessórios da placa lateral da carcaça intermediária. Assim, o espaço que é deixado entre esses dois elementos torna possível passar tubos de ar 31 através dele de modo a descarregar ar a montante a partir do compressor de alta pressão do turbojato.
[0025] Em adição, a caixa de acessórios 30 abrange um ou mais trens de engrenagens (não mostrados) que são acionados em rotação obtendo potência de um eixo do turbojato. Uma pluralidade de acessórios é montada contra a face lateral a jusante 30a da caixa de acessórios 30 e cada um deles apresenta um eixo de acionamento que é acoplado a uma das engrenagens da caixa de acessórios. Esses eixos de acionamento (não mostrados nas figuras) se estendem ao longo de uma direção que é substancialmente paralela ao eixo longitudinal X-X.
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6/7 [0026] Dentre esses acessórios, é fornecido dois geradores de eletricidade 32 para fornecer potência elétrica à aeronave; um alternador 34 para fornecer corrente elétrica ao equipamento elétrico do turbomáquina; um motor de arranque (não mostrado) para dar partida na turbomáquinaturbojato; uma bomba hidráulica (não mostrada) para fornecer potência hidráulica à aeronave; uma bomba de combustível 36, e uma bomba de lubrificação 38. Naturalmente, outros acessórios que não os mencionados acima podem ser montados na caixa de acessórios.
[0027] Em adição, a caixa de acessórios 30 inclui uma unidade de transferência 40 (FIG. 2) através da qual passa o eixo obtendo potência do eixo do turbojato, tornando, desse modo, possível acionar os vários acessórios. A dita unidade de transferência 40 é preferencialmente montada contra a face lateral a montante 30b da caixa de acessórios.
[0028] Em uma de suas extremidades, a caixa de acessórios 30 é fixada a uma biela de suspensão 44, a própria dita biela de suspensão sendo fixada a uma barra transversal 46 formando uma peça cruzada e sendo fixada à viga de suspensão 28. Na extremidade oposta, a caixa de acessórios 30 é conectada a uma forquilha 48 fixada à placa lateral 24 da carcaça intermediária 20.
[0029] Em um arranjo particularmente vantajoso, a carcaça intermediária ainda inclui uma unidade de combustível 50 que é fixada em uma extremidade à forquilha 48 da placa lateralplaca lateral 24, e na extremidade oposta à viga de suspensão 28 (via uma biela de suspensão 52 fixada à barra transversal 46).
[0030] A unidade de combustível 50 compreende uma face lateral a montante espaçada axialmente da placa lateral, uma face lateral a jusante oposta da face lateral a montante, e uma pluralidade de equipamentos de combustível montado contra sua face lateral a jusante. A título de exemplo, tal equipamento compreende uma unidade de controle 54 para controlar servo-válvulas de atuador, um grupo de trocadores e filtros de óleo/combustível 56a, 56b, e uma válvula de medição de combustível 58.
[0031] Juntas, a caixa de acessórios 30 e a unidade de combustível 50 formam assim um conjunto ocupando um círculo completo que é centralizado no eixo
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7/7 longitudinal X-X do turbojato. Os acessórios/equipamentos desse conjunto são distribuídos em torno do dito eixo longitudinal X-X e dispostos em torno de um compartimento de núcleo do turbojato, e mais particularmente, em torno do compressor de alta pressão. Assim, os pesos podem ser equilibrados de maneira ideal em torno do dito eixo longitudinal X-X. Em adição, cada caixa pode ser removida independentemente da outra, facilitando assim sua manutenção.
[0032] Como mostrado na FIG. 1, as bielas de recuperação de força axial 60 podem ser fixadas em uma de suas extremidades à placa lateral 24 da carcaça intermediária e em suas extremidades opostas à face lateral a montante 30b da caixa de acessórios 30.
[0033] Na descrição acima da carcaça intermediária da invenção, a caixa de acessórios é suspensa a partir de uma viga de suspensão que é normalmente usada para fixar o pilone. Tal modalidade apresenta a vantagem de que a viga de suspensão para fixar o pilone é dimensionada para suportar cargas que são muito maiores do que suspender a caixa de acessórios. Em adição, como a dita viga de suspensão já está presente, a modificação de sua forma tem um impacto insignificante no peso geral do turbojato.
[0034] Entretanto, alguns turbojatos têm um sistema diferente para acoplar o pilone no qual uma viga de suspensão que está fixada à carcaça intermediária do compartimento de ventoinha não é fornecida. Naturalmente, nessa configuração é óbvio que tal viga de suspensão poderia ser instalada na placa lateral da carcaça intermediária de modo a suspender a caixa de acessórios que está montada de acordo com a invenção.
Claims (8)
- REIVINDICAÇÕES1. Carcaça intermediária (20) para um compartimento de ventoinha de turbojato (Cs), compreendendo:uma virola (22) centralizada ao longo de um eixo longitudinal (X-X) da turbomáquina;uma placa lateral anular (24) centralizada ao longo do eixo longitudinal da turbomáquina e montada contra uma face a jusante da virola; e uma viga de suspensão (28) fixada na placa lateral e se estendendo a jusante paralelamente ao eixo longitudinal da turbomáquina;caracterizada pelo fato de que compreende adicionalmente uma caixa de acessórios (30) suspensa a partir da viga e compreendendo uma face lateral a montante (30b) espaçada axialmente da placa lateral, uma face lateral a jusante (30a) oposta à face lateral a montante, e uma pluralidade de acessórios (32 a 38) montados contra sua face lateral a jusante e distribuídos em torno do eixo longitudinal da turbomáquina.
- 2. Carcaça, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a caixa de acessórios (30) é fixada em uma extremidade à viga (28) e em sua extremidade oposta a uma forquilha (48) que é fixada à placa lateral (24), a carcaça adicionalmente compreendendo uma unidade de combustível (50) fixada em uma extremidade à forquilha da placa lateral e em sua extremidade oposta à viga.
- 3. Carcaça, de acordo com a reivindicação 2, caracterizada pelo fato de que a unidade de combustível (50) compreende uma face lateral a montante espaçada axialmente da placa lateral, uma face lateral a jusante oposta à face lateral a montante, e uma pluralidade de equipamentos de combustível montados contra sua face lateral a jusante.
- 4. Carcaça, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizada pelo fato de que a caixa de acessórios (30) adicionalmente compreende uma caixa de transferência (40) montada contra sua face lateral a montante (30b).
- 5. Carcaça, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4,Petição 870190122808, de 25/11/2019, pág. 15/172/2 caracterizada pelo fato de que compreende adicionalmente pelo menos uma biela de recuperação de força axial (60) fixada em uma extremidade à placa lateral (24) e em sua extremidade oposta à face lateral a montante (30b) da caixa de acessórios (30).
- 6. Carcaça, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizada pelo fato de que os acessórios compreendem: pelo menos um gerador de eletricidade (32) para fornecer potência elétrica à aeronave; um alternador (34) para fornecer corrente elétrica a equipamentos elétricos da turbomáquina; um motor de arranque para dar partida na turbomáquina; pelo menos uma bomba hidráulica para fornecer potência hidráulica à aeronave; uma bomba de combustível (36); e uma bomba de lubrificação (38).
- 7. Compartimento de ventoinha (Cs) para um turbojato, caracterizado pelo fato de que compreende uma carcaça de contenção (12) centralizada no eixo longitudinal da turbomáquina e uma carcaça intermediária (20) tal como definida em qualquer uma das reivindicações 1 a 6, a carcaça intermediária sendo fixada à carcaça de contenção.
- 8. Turbojato (10), caracterizado pelo fato de que inclui uma carcaça intermediária (20) tal como definida em qualquer uma das reivindicações 1 a 6.
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