Un puntal oleodinámico es un amortiguador hidráulico neumático de aire y aceite que se utiliza en el tren de aterrizaje de la mayoría de las aeronaves grandes y muchas más pequeñas. [1] Este diseño amortigua los impactos del aterrizaje y amortigua las oscilaciones verticales.
No es deseable que un avión rebote al aterrizar, ya que podría provocar una pérdida de control [2] , y el tren de aterrizaje no debería contribuir a esta tendencia. Un resorte helicoidal de acero almacena la energía del impacto del aterrizaje y luego la libera, mientras que un puntal de aceite absorbe esta energía, lo que reduce el rebote [3] [4] A medida que el puntal se comprime, la tasa de resorte aumenta drásticamente porque se comprime el aire. La viscosidad del aceite amortigua el movimiento de rebote [5] [6]
El diseño original del amortiguador oleoneumático fue patentado por el conglomerado manufacturero británico Vickers Armstrong durante 1915. [7] Se había derivado del diseño de engranaje recuperativo del cañón Vickers , que controlaba el retroceso al forzar el aceite a través de orificios de tamaño preciso. El amortiguador oleoneumático de Vickers fue aplicado por primera vez a un avión por la compañía aeronáutica francesa Breguet Aviation . [7]
El diseño resultó viable y fue ampliamente adoptado en toda la industria de la aviación para trenes de aterrizaje fijos, llegando a ser conocido simplemente como "unidad Oleo" o pata del tren de aterrizaje. [7] El diseño inicial de Vickers había colocado aire sobre el aceite, una disposición que no planteó ningún problema hasta la introducción del tren de aterrizaje retráctil a mediados de la década de 1930. El ingeniero, Peter Thornhill, ideó un novedoso puntal del tren de aterrizaje que utilizaba un pistón flotante, no solo siendo una disposición más ligera sino que permitía que todo el puntal se invirtiera y funcionara en ángulo, eliminando la debilidad de usar una mezcla de aceite y aire. [7] [8] Posteriormente, el fabricante reutilizó la tecnología oleoneumática para producir varios otros productos, incluidos los amortiguadores hidráulicos para ferrocarriles y los amortiguadores industriales. [9]
En 1926, la Cleveland Pneumatic Tool Company diseñó e introdujo un puntal oleodinámico, uno de los primeros diseñados específicamente para su uso en aviones. Posteriormente, la empresa comercializó el producto como puntal Aerol , que se había generalizado en los Estados Unidos en el espacio de una década. [10] [11] [12] [13] En 1931, se estaban realizando innovaciones en este campo en el Reino Unido , Francia y América del Norte. [14] El puntal oleodinámico se empezó a utilizar comúnmente para fines de aviación en todo el mundo. [3] En el siglo XXI, se utilizaba una amplia gama de diferentes puntales amortiguadores, pero normalmente empleaban principios comunes, a pesar de las considerables variaciones en tamaño, peso y otras características. [15] [16]
Se siguieron haciendo mejoras a la tecnología detrás del puntal oleodinámico. Durante 1954, se introdujo la suspensión hidroneumática , que utiliza el mismo principio de un gas que se comprime ( nitrógeno ) y un fluido que no lo hace; en este uso, se utiliza una bomba impulsada por motor para presurizar el fluido hidráulico . [ cita requerida ] Otro ejemplo de este tipo fue una patente estadounidense presentada por Jarry Hydraulics durante 1958. [17] Durante la década de 1960, el Ministerio de Tecnología británico patrocinó la investigación de estudios teóricos sobre la tecnología mejorada de amortiguación oleodinámica. [18] En 2012, se propuso que las cualidades de amortiguación de vibraciones del puntal oleodinámico podrían mejorarse mediante el uso de un control semiactivo para ajustar la viscosidad del fluido. [19] También se ha evaluado el uso de puntales oleodinámicos para vehículos guiados automáticamente con propulsión eléctrica . [20]
Según Engineering360, en 2019, el amortiguador oleoneumático se había convertido en el tipo de amortiguador más común en uso en los aviones modernos. [4] El amortiguador oleoneumático se ha utilizado mucho en los aviones de carga más grandes del mundo, como el Antonov An-124 Ruslan ; según se informa, proporciona una capacidad de aterrizaje en terreno accidentado mientras transporta cargas útiles de hasta 150 toneladas. Este diseño también amortigua el fuselaje de los impactos del rodaje , lo que resulta en mayores niveles de comodidad para los pasajeros y la tripulación. [21]
En el uso no aeronáutico, la gama de scooters Quadro utiliza el puntal oleodinámico, que se afirma que proporciona características de inclinación favorables a baja velocidad. [22]
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Un puntal oleodinámico consiste en un tubo metálico interior o pistón , que está unido al eje de la rueda, y que se mueve hacia arriba y hacia abajo en un tubo metálico exterior (o superior), o cilindro, que está unido a la estructura del avión . La cavidad dentro del puntal y el pistón está llena de gas (normalmente nitrógeno, a veces aire, especialmente en aviones ligeros ) y aceite (normalmente fluido hidráulico), y está dividida en dos cámaras que están conectadas por un pequeño orificio de un tamaño preciso y calculado. [4] [23]
Cuando el avión está parado en tierra, su peso es soportado por el gas comprimido en el cilindro. [1] Durante el aterrizaje, o cuando el avión se desplaza sobre baches, el pistón se desliza hacia arriba y hacia abajo. [4] Este movimiento comprime el gas, que actúa como un resorte, y fuerza el paso del aceite a través del orificio, que actúa como amortiguador. En algunos diseños se utiliza una varilla cónica para cambiar el tamaño del orificio a medida que se mueve el pistón, lo que proporciona una mayor resistencia a medida que aumenta la compresión del puntal. Además, a veces se utiliza una válvula de retención para descubrir orificios adicionales de modo que la amortiguación durante la compresión sea menor que durante el rebote. Los puntales oleodinámicos absorben y disipan fuerzas convirtiendo una parte de la energía cinética acumulada en energía térmica. [4]
Los sistemas neumáticos como el puntal oleodinámico generalmente tienen una vida útil prolongada y su construcción no es inusualmente compleja para fines de mantenimiento. [24] Generalmente se utiliza nitrógeno como gas en lugar de aire, ya que es menos probable que cause corrosión . Las distintas partes del puntal están selladas con juntas tóricas o sellos elastoméricos similares, y se utiliza un anillo rascador para evitar que el polvo y la arena adheridos al pistón ingresen al puntal. [21]
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