DISPOSICIÓN DE INTERFAZ ENTRE DOS COMPONENTES DE UNA ESTRUCTURA DE UNA AERONAVE USANDO UNA PIEZA DE SELLADO.
Disposición de interfaz entre dos componentes de una estructura de una aeronave usando una pieza de sellado,
tales como un revestimiento de ala y un panel del borde de ataque del ala, teniendo el primer componente (11) un escalón de manera que incluye una primera área (13) cuya superficie (15) pertenece a la forma aerodinámica de la aeronave y una segunda área (17) en la que tiene lugar la unión con el segundo componente (21), teniendo el segundo componente (21) una superficie (23) perteneciente a la forma aerodinámica de la aeronave, en la que una pieza de sellado (31), con una forma apropiada para mantener la continuidad de la forma aerodinámica de la aeronave en la interfaz de dichos componentes (11, 21) así como para rellenar el hueco (25) esperado entre dichos componentes (11, 21), se une al segundo componente (21).
Tipo: Patente de Invención. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: P201031768.
Solicitante: AIRBUS OPERATIONS, S.L.
Nacionalidad solicitante: España.
Inventor/es: OUTON HERNANDEZ,IGNACIO, DELGADO JAREÑO,José Luis.
Fecha de Publicación: .
Clasificación Internacional de Patentes:
- B64C1/12 TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES. › B64 AERONAVES; AVIACION; ASTRONAUTICA. › B64C AEROPLANOS; HELICOPTEROS (vehículos de colchón de aire B60V). › B64C 1/00 Fuselajes; Características estructurales comunes a fuselajes, alas, superficies estabilizadoras o similares (características aerodinámicas comunes a fuselajes, alas, superficies estabilizadoras o similares B64C 23/00; instalaciones de la cabina de vuelo B64D). › Estructura o fijación de paneles de revestimiento.
- B64C3/26 B64C […] › B64C 3/00 Alas (superficies estabilizadoras B64C 5/00; alas de ornitópteros B64C 33/02). › Estructura, forma o fijación de revestimientos independientes, p. ej. paneles.
- B64C3/28 B64C 3/00 […] › Bordes de ataque o de salida fijados a estructuras primarias, p. ej. formando ranuras fijas.
Fragmento de la descripción:
DISPOSICION DE INTERFAZ ENTRE DOS COMPONENTES DE UNA
ESTRUCTURA DE UNA AERONAVE USANDO UNA PIEZA DE SELLADO
CAMPO DE LA INVENCIÓN
5
Esta invención se refiere a una disposición de interfaz entre dos
componentes de una estructura de una aeronave con una forma aerodinámica
y, más en particular, a una disposición de interfaz para mantener la continuidad
de la forma aerodinámica en la interfaz.
10
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN
Como es bien conocido, el peso es un aspecto fundamental en la
industria aeronáutica y por ello se tiende actualmente al uso de materiales
15 compuestos en lugar de materiales metálicos en las estructuras aeronáuticas
con formas aerodinámicas tal como las superficies sustentadoras y los
fuselajes.
Los materiales compuestos más utilizados en la industria aeronáutica son
los consistentes en fibras o haces de fibra embebidos en una matriz de resina
2 o termoestable o termoplástica, en forma de material preimpregnado ó "prepeg".
Sus principales ventajas se refieren a:
- Su elevada resistencia específica respecto a los materiales metálicos.
Se trata de la ecuación resistencia/peso.
- Su excelente comportamiento ante cargas de fatiga.
2 5 -Las posibilidades de optimización estructural debidas a la anisotropía
del material y la posibilidad de combinar fibras con diferentes orientaciones,
permitiendo el diseño de elementos con diferentes propiedades mecánicas,
ajustadas a las diferentes necesidades en términos de cargas aplicadas.
La estructura principal de las superficies sustentadoras de una aeronave
3 o está constituida por un borde de ataque, un cajón de torsión, un borde de
salida, una raíz de unión y una punta. El cajón de torsión está constituido por
varios elementos estructurales: revestimientos superior e inferior rigidizados por
larguerillos por un lado, largueros y costillas por otro lado. Los elementos
estructurales que forman un cajón de torsión se fabrican, típicamente, por
separado y se unen con la ayuda de un utillaje complicado para alcanzar las
5 tolerancias requeridas que vienen dadas por lo requerimientos aerodinámicos,
estructurales y de ensamblaje.
La interfaz entre aquellos componentes cuya superficie exterior
pertenece a la forma aerodinámica de la aeronave tales como un revestimiento
y un panel del borde de ataque en el caso de una superficie sustentadora debe
1 o estar dispuesta de conformidad con los requerimientos aerodinámicos en
términos de continuidad, suavidad y resistencia en el área de la interfaz.
En la técnica anterior es bien conocido el uso de sellantes aerodinámicos
de alisado cubiertos con una capa de pintura para sellar los huecos generados
en dicha interfaz. Estos sellantes son típicamente pastas no curadas apropiadas
15 para su aplicación con espátula ó con una pistola de extrusión. Pueden curar a
baja temperatura y tienen una buena adhesión con los sustratos comunes de
las aeronaves. Sin embargo, cuando los huecos tienen ciertas dimensiones la
aplicación y mantenimientos de dichos sellantes presenta ciertos problemas
tales como agrietamiento, aflojamiento y desprendimiento. Estos problemas
2 o surgen más frecuentemente cuando los componentes unidos son piezas de
material compuestos porque sus uniones implican normalmente mayores
huecos que las interfaces metálicas.
Esta invención está orientada a la solución de este problema.
25 SUMARIO DE LA INVENCIÓN
Un objetivo de la presente invención es proporcionar una disposición de
interfaz suave entre componentes de una estructura aeronáutica con una forma
aerodinámica que asegure la continuidad de la forma aerodinámica en el área
3 o
de interfaz, así como un fácil mantenimiento, rellenando el hueco asociado a lainterfaz.
Otro objetivo de la presente invención es proporcionar una disposición de ello una pieza de sellado que puede ser ensamblada y desensamblada Otras características y ventajas de la presente invención se La Figura 1 muestra la disposición de interfaz típica entre un
interfaz entre componentes de una estructura aeronáutica con una forma
aerodinámica que asegure la continuidad de la forma aerodinámica en el área
de interfaz reduciendo significativamente la cantidad de sellante aerodinámico
5 de alisado aplicado para sellar el hueco asociado a la interfaz.
En un aspecto, estos y otros objetivos se consiguen con una disposición
de interfaz entre un primer componente y un segundo componente de una
estructura de aeronave con una forma aerodinámica, teniendo el primer
componente un escalón de manera que incluye una primera área cuya
1 o superficie pertenece a la forma aerodinámica de la aeronave y una segunda
área en la que tiene lugar la unión con el segundo componente, teniendo el
segundo componente una superficie perteneciente a la forma aerodinámica de
la aeronave, en la que una pieza de sellado, con una forma apropiada para
mantener la continuidad de la forma aerodinámica de la aeronave en la interfaz
15 de dichos componentes así como para rellenar el hueco esperado entre dichos
componentes, se une al segundo componente.
En una realización preferente, dicha pieza de sellado está realizada con
un material elastómero. Se consigue con ello una pieza de sellado capaz de ser
prefabricada y fácil de instalar en dicho segundo componente.
2 o En otra realización preferente el hueco relleno con dicha pieza de sellado
tiene una anchura W comprendida entre 10-15 mm y una altura H mayor de 3
mm. Se consigue con ello una disposición de interfaz aplicable a muchas
estructuras de aeronave.
En otra realización preferente dichos primer y segundo componentes son
2 5 piezas de material compuesto. Se consigue con ello una disposición de interfaz
suave apropiada para unos componentes que ocasionan huecos de ciertas
dimensiones.
En otra realización preferente, dicha pieza de sellado está unida al
segundo componente de una forma desmontable de manera que pueda ser
3 o
reemplazada fácilmente cuando está deteriorada o dañada. Se consigue confácilmente en el segundo componente facilitando el mantenimiento.
En otra realización preferente, la pieza de sellado comprende una
sección de forma laminar para facilitar su unión al segundo componente y una
5 sección con forma de cuña para rellenar dicho hueco, y el segundo componente
comprende un área escalonada en la unión con el primer componente para
mantener la continuidad de la forma aerodinámica de la aeronave a lo largo de
todo el segundo componente cuando dicha pieza de sellado con dicha sección
de forma laminar está unida al segundo componente. Se consigue con ello una
1 o pieza de sellado que también proporciona protección al borde del segundo
componente en el área de unión.
En otro aspecto, los objetivos mencionados anteriormente se consiguen
con un procedimiento para llevar a cabo la disposición de interfaz mencionada
anteriormente que comprende pasos de: a) unir la pieza de sellado al segundo
15 componente; b) unir el segundo componente al primer componente. Se
consigue con ello un procedimiento que facilita el ensamblaje de dichos primer y
segundo componentes.
Un campo particular de aplicación de la presente invención es la interfaz
entre un revestimiento y un panel del borde de ataque o un panel del borde de
2 o salida en una superficie sustentadora de una aeronave tal como un ala o un
estabilizador horizontal de cola.
Otro campo particular de aplicación de la presente invención es la
interfaz entre secciones circunferenciales de un fuselaje de aeronave.
Esta invención es aplicable a interfaces entre piezas de material
2 5
compuesto y también entre piezas metálicas.desprenderán de la siguiente descripción detallada de una realización
ilustrativa y no limitativa de su objeto en relación con las figuras que se
acompañan.
5
BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS
La Figura 1 es una vista en sección transversal de una disposición de
interfaz entre un revestimiento de ala y un panel del borde de ataque de un ala
1 o mostrando un hueco entre sus superficies aerodinámicas.
La Figura 2 es una vista en sección transversal de una disposición de
interfaz entre un revestimiento de ala y un panel del borde de ataque de un ala
comprendiendo una pieza de sellado según una primera realización de la
presente invención.
15
La Figura 3 es una vista en sección transversal de una disposición de
interfaz entre un revestimiento de...
Reivindicaciones:
5 1 o 1. Disposición de interfaz entre un primer componente (11) y un segundo componente (21) de una estructura de aeronave con una forma aerodinámica, teniendo el primer componente (11) un escalón de manera que incluye una primera área (13) cuya superficie (15) pertenece a la forma aerodinámica de la aeronave y una segunda área (17) en la que tiene lugar la unión con el segundo componente (21 ) , teniendo el segundo componente (21) una superficie (23) perteneciente a la forma aerodinámica de la aeronave, caracterizado porque una pieza de sellado (31 ) , con una forma apropiada para mantener la continuidad de la forma aerodinámica de la aeronave en la interfaz de dichos componentes (11, 21) así como para rellenar el hueco (25) esperado entre dichos componentes (11, 21 ) , se une al segundo componente (21 ) .
15 2. Disposición de interfaz según la reivindicación 1, pieza de sellado (31) está hecha con un material elastómero. en la que dicha
20 3. Disposición de interfaz según cualquiera de las reivindicaciones 1-2, en la que el hueco (25) rellenado con dicha pieza de sellado (31) tiene una anchura W comprendida entre 10-15 mm y una altura H mayor de 3 mm.
25 4. Disposición de interfaz según cualquiera de las reivindicaciones 1-3, en la que dichos primer y segundo componentes (11, 21) son piezas de material compuesto.
5. Disposición de interfaz según cualquiera de las reivindicaciones 1-3, en la que dichos primer y segundo componentes (11, 21) son piezas de material metálico.
3 o 6. Disposición de interfaz según cualquiera de las reivindicaciones 1-5, en la que dicha pieza de sellado (31) está unida al segundo componente (21)
de una manera desmontable, de manera que pueda ser reemplazas cuando
está deteriorada o dañada.
5 1 o 7. Disposición de interfaz según la reivindicación 6, en la que la pieza de sellado (31) comprende una sección de forma laminar (33) para facilitar su unión al segundo componente (21) y una sección con forma de cuña (33) para rellenar dicho hueco (25) , y el segundo componente (21) comprende un área escalonada (27) en la unión con el primer componente (11) para mantener la continuidad de la forma aerodinámica de la aeronave a lo largo de todo el segundo componente (21) cuando dicha pieza de sellado (31) con dicha sección de forma laminar (33) está unida al segundo componente (21 ) .
15 8. Disposición de interfaz según cualquiera de las reivindicaciones 1-7, en la que dicha estructura de aeronave es una superficie sustentadora.
9. Disposición de interfaz según la reivindicación 8, en la que dicho primer componente (11) es un revestimiento y dicho segundo componente (21) es un panel del borde de ataque.
2 o 10. Disposición de interfaz según la reivindicación 8, en la que dicho primer componente (11) es un revestimiento y dicho segundo componente (21) es un panel del borde de salida.
2 5 11. Disposición de interfaz según cualquiera de las reivindicaciones 1-7, en la que dicha estructura de aeronave es un fuselaje.
12. Disposición de interfaz según la reivindicación 11, en la que dichos primer y segundo componentes (11, 12) son secciones circunferenciales del revestimiento.
13. Procedimiento para llevar a cabo la disposición de interfaz según cualquiera de las reivindicaciones 1-12, caracterizada porque comprende pasos de: a) unir la pieza de sellado (31) al segundo componente (21 ) ;
s b) unir el segundo componente (21) al primer componente (11 ) .
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