BRPI1001770A2

BRPI1001770A2 - airstrip aircraft containment device

Info

Publication number: BRPI1001770A2
Authority: BR
Inventors: Walter Alberto Morita
Original assignee: Walter Alberto Morita
Priority date: 2010-05-24
Filing date: 2010-05-24
Publication date: 2012-01-24

Abstract

DISPOSITIVO DE CONTENçãO DE AVIõES PARA PISTA DE POUSO. Novo dispositivo para contenção de aviões durante a decolagem e pouso com a finalidade principal de evitar acidentes provenientes principalmente de derrapagens e escape e mau funcionamento dos elementos componentes do avião. Onde uma vez instalado nas pistas dos aeródromos, evita que uma ocorrência de incidentes de escape da pista se transforme em acidente, que geralmente são de alta gravidade, com alto número de mortos e feridos. Apresentando uma configuração nova e única que lhe configura grandes vantagens na sua implantação de forma a minimizar drasticamente o número de mortes e feridos nos acidentes de escape da pista; tornar mais segura a operação dos aeródromos principalmente aqueles com condições críticas de instalação; apresentar baixo custo relativo de implementação, implantação e manutenção; apresentar também facilidade de operação e manutenção devido a simplicidade do projeto; e ainda possuir alta confiabilidade.AIRCRAFT CONTAINMENT DEVICE FOR LANDING RUN. New device for containment of aircraft during takeoff and landing with the main purpose of preventing accidents arising mainly from skidding and escaping and malfunction of the components of the airplane. Where once installed on the airfield runways, it prevents an occurrence of runway escape incidents from becoming accidents, which are generally of high gravity, with a high number of deaths and injuries. Presenting a new and unique configuration that configures great advantages in its implantation in order to drastically minimize the number of deaths and injuries in the runway escape accidents; make the operation of aerodromes safer, especially those with critical installation conditions; present a low relative cost of implementation, implantation and maintenance; also present ease of operation and maintenance due to the simplicity of the project; and still have high reliability.

Description

DISPOSITIVO DE CONTENÇÃO DE AVIÕES PARA PISTA DE POUSO.LANDSCAPE AIRCRAFT CONTAINER.

Trata o presénte relatório da descrição detalhada acompanhada de figuras ilustrativas de um novo dispositivo para contenção de .aviões durante a decolagem e pouso com a finalidade principal de evitar acidentes provenientes principalmente por derrapagens e escape e mau funcionamento dos elementos componentes do avião.This report describes the detailed description accompanied by illustrative figures of a new device for restraint of aircraft during takeoff and landing with the primary purpose of preventing accidents mainly arising from skidding and escape and malfunction of the airplane's component elements.

O momento do pouso e da decolagem de aeronaves é sabido ser o momento de maior risco de acidentes aeronáuticos. Dentre esses acidentes uma grande parte se deve ao escape da aeronave da pista. Como exemplo trágico de tal acidente, temos o caso ocorrido no aeroporto de Congonhas em julho de 2007 com um avião da TAM1 em que houve a perda de 199 vidas. Após este acidente ficou claro que deveria existir alguma forma de se evitar tais catástrofes principalmente em aeroportos localizados em regiões densamente povoadas, como o aeroporto de Congonhas, ou aeroportos instalados em condições extremas ou precárias, como o aeroporto Santos Dumont no Rio de Janeiro. Unindo-se essas necessidades à idéia geral do sistema de pouso de aviões utilizado, há muito tempo, em porta-aviões, chegou-se ao dispositivo ora apresentado que poderá ser implantado em quaisquer aeródromos.The moment of landing and takeoff of aircraft is known to be the moment of greatest risk of aeronautical accidents. Among these accidents, a large part is due to the aircraft escaping from the runway. As a tragic example of such an accident, we have the case that occurred at Congonhas airport in July 2007 with a TAM1 plane in which 199 lives were lost. After this accident it became clear that there should be some way to prevent such disasters, especially at airports located in densely populated regions, such as Congonhas airport, or airports installed in extreme or precarious conditions, such as Santos Dumont airport in Rio de Janeiro. Combining these needs with the general idea of the aircraft landing system that has long been used on aircraft carriers, we have come up with the device presented here that can be deployed at any aerodrome.

O dispositivo aqui proposto, objeto da presente patente, uma vez instalado nas pistas dos aeródromos, evita que uma ocorrência de incidentes de escape da pista se transforme em acidente, que geralmente são de alta gravidade, com alto número de mortos e feridos.The device proposed here, object of the present patent, once installed on the airfield runways, prevents an occurrence of runway escape incidents from becoming accidents, which are generally of high severity, with high number of deaths and injuries.

As características e vantagens principais do dispositivo de contenção de aviões para pista de pouso, objeto da presente patente, podem ser destacadas como o aumento da segurança como um todo tanto nos aeródromos quanto das aeronaves dos passageiros e da população como um todo, onde este dispositivo apresenta uma configuração nova e única que lhe configura grandes vantagens na sua implantação de forma a minimizar drasticamente o número de mortes e feridos nos acidentes de escape da pista; tornar mais segura a operação dos aeródromos principalmente àqueles com condições críticas de instalação; apresentar baixo custo relativo de implementação, implantação e manutenção; apresentar também facilidade de operação e manutenção devido a simplicidade do projeto; e ainda possuir alta confiabilidade.The main features and advantages of the airstrip containment device, object of the present invention, can be highlighted as the increased safety as a whole at both the aerodromes and the passenger aircraft and the population as a whole where this device presents a unique new configuration that gives you great advantages in your deployment to dramatically minimize the number of fatalities and injuries in runway escape accidents; make aerodrome operation safer especially those with critical installation conditions; present low relative cost of implementation, deployment and maintenance; also present ease of operation and maintenance due to the simplicity of the design; and still have high reliability.

Existem alguns documentos de patentes que descrevem sistemas de segurança para aviões como dispositivos do tipo pára-quedas adicionais dispostos nas fuselagens das aeronaves, sistemas monitorados de amortecimento e de controle dos dispositivos de pouso e decolagem do avião, além do sistema já conhecido de cabo de lançamento e de parada com gancho de travagem utilizado nos porta-aviões. Porém nenhum desses documentos descreve algum dispositivo semelhante e com a mesma finalidade do dispositivo de contenção de aviões para pista de pouso, objeto da presente patente, de forma que não há até a presente data nenhum sistema conhecido que programe a proposta aqui apresentada. Dentre esses documentos podem se destacar os seguintes: WO 2004007285, CN 2868846, US 2008296434, CN 2156134 e US 3895767.There are some patent documents describing aircraft safety systems such as additional parachute-like devices arranged on aircraft fuselages, monitored aircraft landing and take-off damping and control systems, and the familiar safety-line cable system. release and stopping with braking hook used on aircraft carriers. However, none of these documents describe any similar and for the same purpose as the airstrip aircraft containment device, object of the present patent, so that to date there is no known system to program the proposal presented herein. These documents include the following: WO 2004007285, CN 2868846, US 2008296434, CN 2156134 and US 3895767.

A seguir faz-se referencias às Figuras que acompanham este relatório descritivo, para melhor entendimento e ilustração do mesmo, onde se vê: A Figura 1 mostra um esquema da vista superior do dispositivo de contenção de aviões para pista de pouso, objeto da presente patente, destacando a forma de funcionamento do dispositivo, para o caso de aeródromos com pouca área de escape.The following are references to the Figures accompanying this descriptive report, for a better understanding and illustration thereof, as shown: Figure 1 shows a top view schematic of the airstrip containment device, object of the present invention. , highlighting the way the device works in the case of aerodromes with little exhaust area.

A Figura 2 mostra um esquema da vista lateral e em detalhes do mecanismo de amortecimento do dispositivo de contenção de aviões para pista de pouso, objeto da presente patente.Figure 2 shows a detailed side view schematic of the damping mechanism of the airstrip aircraft containment device, object of the present invention.

A Figura 3 mostra um esquema do mecanismo de amortecimento do dispositivo de contenção de aviões para pista de pouso, objeto da presente patente, como um exemplo de realização do mesmo.Figure 3 shows a schematic of the damping mechanism of the airstrip aircraft containment device, object of the present invention, as an exemplary embodiment thereof.

Em seguida descreve-se uma forma preferencial não restritiva de realização do presente dispositivo, objeto desta patente, onde a configuração e aplicação podem variar na forma adequada para cada modelo desejado; descrevendo uma das possibilidades construtivas que levam a concretizar o objeto descrito e a forma como o mesmo funciona.The following describes a non-restrictive preferred embodiment of the present device, object of this patent, where the configuration and application may vary in the form suitable for each desired model; describing one of the constructive possibilities that lead to the concretization of the object described and the way it works.

O dispositivo de contenção de aviões para pista de pouso (1), objeto da presente patente, trata-se de um dispositivo de contenção que previne acidentes durante o pouso de uma aeronave, sendo essencialmente composto por seus elementos principais que são: um Cabo de contenção (2), um Mecanismo de levantamento (3), um Mecanismo de amortecimento (4), um e Mecanismo de acionamento (5), constando com sua instalação nos aeródromos a qual pode ser apresentada em duas versões, sendo, uma para pistas que não tenham área de escape suficiente para a frenagem pelo dispositivo e outra em que há área suficiente. No caso de aeródromos com pouca área de escape a instalação do cabo de contenção será dentro da pista o que implica na necessidade de haver um mecanismo de levantamento do mesmo, pois estaria em local de trânsito normal da aeronave. Nesta situação o cabo de contenção é instalado próximo às cabeceiras das pistas e é acionado nos pousos e decolagens de forma que, no caso do avião escapar da pista por quaisquer motivos, ele será contido pelo cabo e desacelerado rapidamente impedindo que saia da pista evitando assim que o incidente se torne em um acidente. O ponto de contato padrão do cabo com o avião será o trem de pouso frontal já que geralmente é o ponto mais à frente na altura do cabo e tem boa resistência para suportar a desaceleração. A altura padrão a ser erguido o cabo é tal que fique acima do maior pneu dos aviões que operam na pista em que está instalado o dispositivo. Um mecanismo único de amortecimento freia o avião controladamente evitando que se criem altas tensões no cabo e no ponto de contato.The airstrip containment device (1), object of the present invention, is a containment device that prevents accidents during the landing of an aircraft, and is essentially composed of its main elements which are: containment (2), a Lifting Mechanism (3), a Damping Mechanism (4), one and a Drive Mechanism (5), with its installation at the aerodromes which can be presented in two versions, one for runways that do not have enough escape area for braking by the device and another where there is sufficient area. In the case of aerodromes with little escape area, the installation of the containment cable will be inside the runway, which implies the need for a lifting mechanism, as it would be in the normal transit place of the aircraft. In this situation the containment cable is installed close to the runway headers and is triggered on landings and takeoffs so that if the airplane escapes the runway for any reason, it will be restrained by the cable and decelerated quickly preventing it from leaving the runway thus avoiding that the incident becomes an accident. The standard point of contact of the cable with the aircraft will be the front landing gear as it is usually the most forward point at cable height and has good resistance to withstand deceleration. The standard height to lift the cable is such that it is above the largest tire of the aircraft operating on the runway where the device is installed. A unique cushioning mechanism brakes the aircraft controlled to prevent high stresses on the cable and point of contact.

No caso de aeródromos com área de escape suficiente, como o cabo de contenção pode ser instalado fora da pista, não há a necessidade do mecanismo de levantamento nem de um mecanismo de acionamento deste. Nesta situação o cabo ficará fixo em uma altura determinada e no caso de escape da pista o avião será enganchado e desacelerado dentro da área de escape.In the case of aerodromes with sufficient exhaust area, as the containment cable may be installed off the runway, there is no need for the lift mechanism or its drive mechanism. In this situation the cable will be fixed at a certain height and if the runway escapes the plane will be hooked and decelerated within the escape area.

O Cabo de contenção (2) do dispositivo de contenção de aviões para pista de pouso (1), objeto da presente patente, consiste no elemento que se prenderá ao avião e proporcionará a desaceleração do mesmo. Devido à existência de um mecanismo de amortecimento, a tensão aplicada ao cabo é controlada permitindo que se utilize um cabo de dimensão reduzida já que ele não terá que suportar uma ação de frenagem brusca. O cabo poderá ser de qualquer material como metal, polímeros ou fibra de carbono. Polímeros como poliéster ou nylon teriam uma vantagem de serem menos danosos ao avião no ponto de contato embora não se tenha esse aspecto como prioridade do projeto. A maior elasticidade dos cabos plásticos também poderá ser vantajosa no processo de amortecimento.The containment cable (2) of the airstrip aircraft containment device (1), object of the present invention, consists of the element that will be attached to the airplane and will provide its deceleration. Due to a damping mechanism, the tension applied to the cable is controlled allowing a smaller cable to be used as it will not have to withstand a sudden braking action. The cable may be of any material such as metal, polymers or carbon fiber. Polymers such as polyester or nylon would have an advantage of being less damaging to the aircraft at the point of contact although this is not a design priority. The greater elasticity of plastic cables may also be advantageous in the damping process.

O Mecanismo de levantamento (3) do dispositivo de contenção de aviões para pista de pouso (1), objeto da presente patente, é um mecanismo no qual o cabo de contenção (2) está engatado e o eleva para a posição de contenção. Consiste em um conjunto de hastes metálicas (6) dispostas uma de cada lado da pista com um movimento pivotado que é acionado por um mecanismo elétrico, pneumático ou hidráulico (7). Este mecanismo de levantamento (3) também contém a estrutura de fixação ao solo do dispositivo de contenção de aviões para pista de pouso (1) que deverá suportar toda a tração gerada no processo de contenção.The Landing Gear Container Lifting Mechanism (3) (1), object of the present invention, is a mechanism in which the containment cable (2) is engaged and raises it to the containment position. It consists of a set of metal rods (6) arranged on either side of the track with a pivoting movement that is driven by an electric, pneumatic or hydraulic mechanism (7). This lifting mechanism (3) also contains the grounding structure of the airstrip aircraft containment device (1) which shall withstand all traction generated in the containment process.

O Mecanismo de amortecimento (4) do dispositivo de contenção de aviões para pista de pouso (1) é um mecanismo que realiza a desaceleração do avião de forma controlada de forma a não gerar tensões que ultrapassem o máximo suportado pelo trem de pouso do avião e pelo cabo de contenção (1) através da absorção da energia de desaceleração pela deformação e rompimento seqüencial de cabos de resistência dimensionada (8) para que em nenhum momento durante a desaceleração gere-se tensão que rompa o cabo principal, dispostos em vários conjuntos com suportes moveis (9) e fixos (10) de acordo com a energia total a ser absorvida, conseguindo-se uma desaceleração controlada até parar o avião, onde o mecanismo independe do peso da aeronave. Este mecanismo baseia-se no fato de o dispositivo (1) poder ser descartável, já que, será utilizado apenas em casos de acidentes. Isto permite uma solução de baixo custo de implementação e reposição.The Airstrip Aircraft Containment Device Damping Mechanism (4) (1) is a mechanism that performs the deceleration of the airplane in a controlled manner so as not to generate voltages exceeding the maximum supported by the airplane landing gear and by the containment cable (1) by absorbing the deceleration energy by the deformation and sequential breaking of dimensioned resistance cables (8) so that at no time during deceleration is generated tension that breaks the main cable, arranged in several sets with movable (9) and fixed (10) supports according to the total energy to be absorbed, achieving controlled deceleration until the aircraft stops, where the mechanism is independent of the aircraft weight. This mechanism is based on the fact that device (1) can be disposable as it will only be used in case of accidents. This allows for a low cost deployment and replacement solution.

O Mecanismo de amortecimento (4) do dispositivo de contenção de aviões para pista de pouso (1) aqui apresentado pode ser substituído por outro modelo, porém, com as mesmas características de utilização e funcionamento iguais e/ou semelhantes.The damping mechanism (4) of the airstrip aircraft containment device (1) presented herein may be replaced by another model, but having the same and / or similar characteristics of use and operation.

O Mecanismo de acionamento (5) do dispositivo de contenção de aviões para pista de pouso (1) será realizado pela torre de controle que ativará o mesmo para elevar o cabo em cada pouso e decolagem na cabeceira oposta à de partida no caso de decolagem e na cabeceira do fim da pista no caso de pouso, quando se fizer necessário de forma manual e visual. Este mecanismo é simples sendo composto por um circuito para levantamento combinado com um motor elétrico e interruptor de corrente elétrica com capacidade de reversão, com fim de curso bem como uma parada física, para o movimento de elevação das hastes de levantamento.The triggering mechanism (5) of the airstrip containment device (1) shall be carried out by the control tower which will activate it to lift the cable at each landing and take-off at the opposite end to the take-off and at the end of the runway at the landing, when necessary manually and visually. This mechanism is simple and consists of a lifting circuit combined with an electric motor and reversing power switch with limit switch as well as a physical stop for lifting movement of the lifting rods.

O Mecanismo de acionamento (5) do dispositivo de contenção de aviões para pista de pouso (1) também pode ter funcionamento automático realizado e monitorado através de um medidor de velocidade que dispara o mecanismo de levantamento automaticamente o qual será acionado por meio de um sistema baseado na expansão de gases gerada por airbags comerciais utilizados em veículos, onde o acionamento dos mesmos será diretamente por meio de corrente elétrica ao invés do sensor de choque, com os mesmos montados dentro de um cilindro com um pistão móvel conectado às hastes de levantamento. Evitando assim, a utilização óbvia de sistemas pneumáticos ou hidráulicos que têm alto custo e complexidade.The Aircraft Containment Container Drive Mechanism (5) (1) may also have automatic operation performed and monitored via a speed meter which automatically triggers the lift mechanism which will be triggered by a system. based on the gas expansion generated by commercial airbags used in vehicles, where their activation will be directly by means of electric current instead of the shock sensor, with them mounted inside a cylinder with a movable piston connected to the lifting rods. Thus avoiding the obvious use of pneumatic or hydraulic systems that have high cost and complexity.

Nesse procedimento o medidor de velocidade seria acionado pelo trem de pouso frontal e o cabo de contenção estaria atrás do mesmo antes do trem principal, de forma a ser possível também alterar-se o ponto de engate para o trem de pouso principal que tem mais resistência física.In this procedure the speedometer would be driven by the front landing gear and the containment cable would be behind it before the main train, so that the coupling point for the more resistant main landing gear can also be changed. physical.

O Mecanismo de acionamento (5) com funcionamento automático tem-se que uma vez detectado o excesso de velocidade pelo sensor, este ativa- o circuito elétrico que dispara o(s) airbag(s). A rápida expansão da(s) bolsa(s) (da ordem de dezenas de milissegundos) dentro do cilindro força o movimento do pistão que aciona a haste de levantamento. Chegando à posição correta, as hastes se travam mecanicamente mantendo o cabo na altura programada.The automatic drive mechanism (5) has detected that, once the sensor is overspeed, it activates the electrical circuit that triggers the airbag (s). Rapid expansion of the bag (s) (in the order of tens of milliseconds) into the cylinder forces the movement of the piston that drives the lift rod. Arriving at the correct position, the rods lock mechanically keeping the cable at the programmed height.

A instalação do dispositivo envolve as seguintes etapas: o estudo da localização da fixação dos mecanismos de levantamento: definir a distância da cabeceira a ser instalado o cabo, definir a largura a ser abrangida pelo cabo de contenção; a preparação do ponto de fixação dos mecanismos de levantamento: abrir o buraco para o encaixe do mecanismo com devido alicerce que suporte a tração máxima prevista, a passagem da fiação de controle e de potência no caso de uso de motor elétrico para o acionamento, a abertura de uma fenda transversal na pista para passagem do cabo de contenção na posição abaixado de forma a não ficar uma saliência na pista; e ainda a instalação das devidas sinalizações de pista a serem definidas para o dispositivo pela autoridade aeronáutica. Assim, pelas características de aplicação, configuração e funcionamento, acima descritas, pode-se notar claramente que o DISPOSITIVO DE CONTENÇÃO DE AVIÕES PARA PISTA DE POUSO, trata- se de um dispositivo novo para o Estado da Técnica o qual se reveste de condições de inovação, atividade inventiva e industrialização inéditas, que o fazem merecer o Privilégio de Patente de Invenção.The installation of the device involves the following steps: studying the location of the attachment of the lifting mechanisms: defining the distance from the headland to be installed the cable, defining the width to be covered by the containment cable; Preparation of the lifting mechanism fixing point: Drill the hole for the mechanism fitting with the foundation that supports the maximum anticipated traction, the passage of the control and power wiring in case of using electric motor for the drive. opening a transverse slit in the raceway for passing the holding cable in the lowered position so that no protrusion on the raceway is left; and the installation of appropriate runway signs to be set for the device by the aeronautical authority. Thus, by the application, configuration and operation characteristics described above, it can be clearly noted that the LANDING AIRCRAFT CONTAINER DEVICE is a new device for the State of the Art which is capable of innovation, inventive activity and unprecedented industrialization, which earn it the Privilege of Invention Patent.

Claims

1. LANDSCAPE AIRCRAFT CONTAINER DEVICE, characterized in that it is a containment device that prevents accidents during the landing of an aircraft, and is essentially composed of its main elements which are: a containment cable (2), a lifting mechanism (3), a damping mechanism (4), one and a driving mechanism (5), consisting of its installation at the aerodromes which can be presented in two versions, one for runways that do not have sufficient exhaust for braking by the device with the containment cable within the runway and with the lift mechanism engaged at the take-offs and another where there is sufficient area with the containment cable installed near the runway headlands; where the standard point of contact of the cable with the airplane is the front landing gear; where the unique damping mechanism brakes the aircraft controlled to prevent high stresses on the cable and point of contact; where the device (1) can be disposable, being used only in case of accidents.

LANDSCAPE AIRCRAFT CONTAINMENT DEVICE according to claim 1, characterized in that the containment cable (2) consists of the element that will be attached to the airplane and will provide for its deceleration, where the tension applied to the cable is controlled. , and the cable material can be either metallic or plastic such as polyester or nylon.

LANDSCAPE AIRCRAFT CONTAINMENT DEVICE according to claim 1, characterized in that the lifting mechanism (3) is a mechanism in which the holding cable (2) is engaged and raises it to the holding position; consisting of a set of metal rods (5) arranged on either side of the track with a pivotal movement that is driven by an electric, pneumatic or hydraulic mechanism (5); containing the grounding structure of the airstrip containment device (1) which shall withstand part of the traction generated in the containment process.

LANDSCAPE AIRCRAFT CONTAINING DEVICE according to claim 1, characterized in that the damping mechanism (4) is a mechanism that performs the deceleration of the airplane in a controlled manner so as not to generate voltages exceeding the maximum supported. by the airplane landing gear and the containment cable (1) by absorbing the deceleration energy by deforming and sequentially breaking resistive dimensioned cables so that at no time during deceleration is generated tension that breaks the main cable, arranged in several sets according to the total energy to be absorbed, achieving a controlled deceleration until the aircraft stops, where the mechanism is independent of the aircraft weight; where this Damping Mechanism (4) of the airstrip containment device (1) may be replaced by another model, but having the same and / or similar characteristics of use and operation.

5.SETWAY AIRCRAFT CONTAINER DEVICE according to claim 1, characterized in that the actuation mechanism (5) is carried out by the control tower which will activate it to raise the cable at each landing and take-off at the head opposite. starting at takeoff and at the end of runway at landing, when necessary manually and visually; It is comprised of a lifting circuit combined with an electric motor and a reversing power switch with limit switch as well as a physical stop for the lifting movement of the lifting rods; where this mechanism can also be presented in an automatic version.

LANDSCAPE AIRCRAFT CONTAINMENT DEVICE according to claims 1 and 5, characterized in that the drive mechanism (5) can also be automatically operated and monitored by means of a speed meter which automatically triggers the lift mechanism. which will be driven by a system based on gas expansion generated by commercial airbags used in vehicles, where their activation will be directly by means of electric current instead of the shock sensor, with the same mounted inside a cylinder. with a movable piston connected to the lifting rods. Thus avoiding the obvious use of pneumatic or hydraulic systems that have high cost and complexity; where the speedometer can be driven by the front landing gear and the containment cable is arranged behind it before the main train, so that the coupling point for the larger main landing gear can also be changed. Physical resistance.