Disposición de protección de rayos y corrosión en un componente estructural de una aeronave.

Una disposición de protección de rayos y corrosión para una junta entre una pieza metálica

(11) que comprende un pie (12) y un componente estructural (13) de una aeronave realizado total o parcialmente con Plástico Reforzado con Fibra de Carbono (CFRP) por medio de una fila de remaches metálicos (15), estando situada la pieza metálica (11) en la superficie exterior de dicho componente (13), la disposición de protección de rayos y corrosión estando caracterizada porque comprende unas capas metálicas interior y exterior (21, 25) y una capa dieléctrica intermedia (23), siendo la capa metálica interior (21) en contacto con dicho componente estructural (13) de menor espesor y extendiéndose sobre un área mayor que la capa metálica exterior (21) en contacto con la pieza metálica (11), quedando extendida la capa dieléctrica intermedia (23) en un área mayor que el área del pie (12) de la pieza metálica (11) con una mínima distancia lineal D1 predeterminada entre sus respectivos bordes, quedando extendida la capa metálica exterior (25) en un área mayor que el área de la capa dieléctrica intermedia (23) con una mínima distancia lineal D2 predeterminada entre sus respectivos bordes

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E11193533.

Solicitante: AIRBUS OPERATIONS, S.L.

Nacionalidad solicitante: España.

Inventor/es: MARTINEZ VALDEGRAMA,VICENTE, GRANADO MACARRILLA,JOSÉ ORENCIO, LOZANO SEVILLA,Alberto, CASARES RODRÍGUEZ,Daniel.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > AERONAVES; AVIACION; ASTRONAUTICA > EQUIPAMIENTO INTERIOR O ACOPLABLE A AERONAVES; TRAJES... > Indicadores o dispositivos de protección de aeronaves... > B64D45/02 (protecciones contra rayos (pararrayos H01C 7/12, H01C 8/04, H01G 9/18, H01T; disposiciones de circuitos a este efecto H02H ); Descargadores de electricidad estática (en general H05F 3/00))

PDF original: ES-2476043_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Disposiciïn de protecciïn de rayos y corrosiïn en un componente estructural de una aeronave Campo de la invenciïn La invenciïn se refiere a una disposiciïn de protecciïn de rayos y corrosiïn en un componente estructural de una aeronave y mïs en particular a una disposiciïn de protecciïn de rayos y de corrosiïn en una junta entre metal y material compuesto.

Antecedentes de la invenciïn Dada la baja conductividad de los materiales compuestos y en particular la fibra de carbono, es bien conocida la necesidad de su protecciïn frente a descargas elïctricas cuando se utilizan en estructuras de aeronaves.

La protecciïn de rayos es necesaria en las ïreas de uniïn de componentes de aeronaves hechos con material compuesto, especialmente CFRP (Plïstico Reforzado con Fibra de Carbono) , con otros componentes por medio de elementos de sujeciïn metïlicos y especialmente necesaria cuando el componente interior estï realizado con un material metïlico como sucede en el caso de las ïreas de uniïn de un revestimiento de ala con un tanque de combustible.

Las patentes o solicitudes de patente EP 0976 652, EP 0976 653, EP 1 484 245 y WO 2006/069996 del mismo solicitante describen disposiciones de protecciïn de rayos en dichas ïreas de uniïn.

El documento WO 2010/139709 muestra una antena dispuesta sobre una placa base de metal, a su vez dispuesta sobre una superficie exterior metalizada del carenado de CFRP de una aeronave. La placa base de metal estï en contacto elïctrico con la capa metalizada (directamente) y con un anillo metïlico dispuesto sobre la parte interna del carenado de CFRP (por medio de elementos de sujeciïn) y disipa cualquier impacto de rayos sobre la antena o cerca de ella. No se emplea una capa dielïctrica especïfica.

La tendencia actual de la industria aeronïutica de usar materiales compuestos en lugar de materiales metïlicos en estructuras de aeronaves con una forma aerodinïmica como las superficies sustentadoras y los fuselajes ha generado nuevas necesidades de disposiciones de protecciïn de rayos en componentes grandes de aeronaves realizadas con material compuesto como sucede en el caso de una pieza metïlica unida a un componente de aeronave por su superficie externa. Un ejemplo de estas nuevas necesidades es el ïrea de uniïn entre una valla de goteo metïlica y un revestimiento de ala de CFRP donde fenïmenos como puntos calientes o arcos elïctricos generados en sucesos de rayos pueden causar graves daïos en el revestimiento de ala. Adicionalmente en una junta metal-CFRP es necesaria una protecciïn de corrosiïn entre las piezas.

Existe por tanto una demanda de nuevas disposiciones de protecciïn de rayos y corrosiïn para componentes de aeronave de material compuesto y la presente invenciïn estï orientada a la atenciïn de esta demanda.

Sumario de la invenciïn Un objeto de la presente invenciïn es proporcionar una disposiciïn de protecciïn de rayos y corrosiïn para una uniïn metal-CFRP en un componente estructural de una aeronave que permita al mismo tiempo la dispersiïn de las corrientes generadas por un impacto de rayo en la pieza metïlica sin daïar al componente de material compuesto y la protecciïn contra la corrosiïn entre las piezas.

Otro objeto de la presente invenciïn es proporcionar una disposiciïn de protecciïn de rayos y corrosiïn para una uniïn metal-CFRP en un componente estructural de una aeronave que sea fïcil de implementar en un componente de material compuesto grande.

Estos y otros objetos se consiguen con una disposiciïn de protecciïn de rayos y corrosiïn para una junta entre una pieza metïlica exterior que comprende un pie y un componente estructural de una aeronave, realizado total o parcialmente con CFRP por medio de una fila de remaches metïlicos, comprendiendo dicha disposiciïn unas capas metïlicas interior y exterior y una capa dielïctrica intermedia, siendo la capa metïlica interior en contacto con dicho componente estructural de menor espesor y extendiïndose sobre un ïrea mayor que la capa metïlica exterior en contacto con la pieza metïlica, quedando extendida la capa dielïctrica intermedia en un ïrea mayor que el ïrea del pie de la pieza metïlica con una mïnima distancia lineal D1 predeterminada entre sus respectivos bordes, quedando extendida la capa metïlica exterior en un ïrea mayor que el ïrea de la capa dielïctrica intermedia con una mïnima distancia lineal D2 predeterminada entre sus respectivos bordes.

En una realizaciïn preferente dichas capas metïlicas interior y exterior son mallas de lïminas expandidas de cobre y dicha capa dielïctrica intermedia es una capa de fibra de vidrio. Se consigue con ello una disposiciïn eficiente para proporcionar al mismo tiempo una protecciïn de rayos y una protecciïn de corrosiïn en una junta entre metal y CFRP.

En realizaciones preferentes, cuando dicho componente estructural de aeronave es un revestimiento de ala y dicha pieza metïlica es una valla de goteo, dicha distancia mïnima predeterminada D1 es de 25 mm, dicha distancia mïnima predeterminada D2 es de 50 mm, y la densidad de las capas interior y exterior de mallas de lïminas expandidas de cobre estï comprendida, respectivamente, entre 50-100 gr/m2 y 700-900 gr/m2. Se consigue con ello una disposiciïn eficiente para proporcionar una protecciïn de rayos y corrosiïn a un ïrea de junta metal-CFRP en una aeronave en la que ambas protecciones son especialmente necesarias.

Otras caracterïsticas y ventajas de la presente invenciïn se desprenderïn de la descripciïn detallada que sigue de una realizaciïn ilustrativa de su objeto en relaciïn con las figuras que se acompaïan.

Breve descripciïn de los dibujos La Figura 1 muestra una secciïn transversal de un ïrea de junta entre una pieza metïlica y un componente de material compuesto con una disposiciïn de protecciïn de rayos y de corrosiïn segïn la presente invenciïn.

Descripciïn detallada de la invenciïn Siguiendo la Figura 1 puede verse un ïrea de junta exterior entre una valla de goteo metïlica 11 con forma de L y un revestimiento de ala 13 de CFRP usando una fila de remaches 15 que estïn instalados, con un encapsulamiento 29 de las tuercas, siguiendo un eje perpendicular 17 a la cara de la valla de goteo 11 con el avellanado correspondiente y con una arandela metïlica 19 de interposiciïn entre la parte avellanada de los remaches 15 y el revestimiento de ala 13.

La disposiciïn de protecciïn de rayos y corrosiïn segïn la presente invenciïn comprende unas capas metïlicas interior y exterior 21, 25 y una capa dielïctrica 23 embebida entre ellas.

La capa dielïctrica 23 previene la corrosiïn que en otro caso aparecerïa en el ïrea de la junta y por tanto debe tener un ïrea mayor que el ïrea del pie 12 de la valla de goteo 11 en al menos una distancia lineal D1 entre sus bordes.

La capa metïlica exterior 25 en contacto con el pie 12 de la valla metïlica de goteo 11 es una capa metïlica gruesa que se superpone sobre la capa dielïctrica 23 en al menos una distancia lineal D1 entre sus bordes.

La capa metïlica interior 21 en contacto con el revestimiento de ala 13 es una capa metïlica fina que se extiende en un ïrea alrededor de la valla de goteo 11 dimensionada apropiadamente para la dispersiïn de las corrientes.

Estas capas 21, 23, 25 se incorporan a la etapa de encintado del revestimiento de ala de manera que pueda quedar plenamente integradas en el revestimiento de ala 13 en la etapa de curado.

Esta disposiciïn proporciona al mismo tiempo un camino apropiado para la dispersiïn de las corrientes de los rayos y la protecciïn contra la corrosiïn. En el ïrea cubierta por la capa dielïctrica 23 el camino de dispersiïn de las corrientes estï formado solo... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Una disposiciïn de protecciïn de rayos y corrosiïn para una junta entre una pieza metïlica (11) que comprende un pie (12) y un componente estructural (13) de una aeronave realizado total o parcialmente con Plïstico Reforzado con Fibra de Carbono (CFRP) por medio de una fila de remaches metïlicos (15) , estando situada la pieza metïlica (11) en la 5 superficie exterior de dicho componente (13) , la disposiciïn de protecciïn de rayos y corrosiïn estando caracterizada porque comprende unas capas metïlicas interior y exterior (21, 25) y una capa dielïctrica intermedia (23) , siendo la capa metïlica interior (21) en contacto con dicho componente estructural (13) de menor espesor y extendiïndose sobre un ïrea mayor que la capa metïlica exterior (21) en contacto con la pieza metïlica (11) , quedando extendida la capa dielïctrica intermedia (23) en un ïrea mayor que el ïrea del pie (12) de la pieza metïlica (11) con una mïnima distancia lineal D1 predeterminada entre sus respectivos bordes, quedando extendida la capa metïlica exterior (25) en un ïrea mayor que el ïrea de la capa dielïctrica intermedia (23) con una mïnima distancia lineal D2 predeterminada entre sus respectivos bordes.

2. Una disposiciïn de protecciïn de rayos y corrosiïn segïn la reivindicaciïn 1, en la que dichas capas metïlicas interior y exterior (21, 25) son mallas de lïminas expandidas de cobre y dicha capa dielïctrica intermedia (23) es una capa de fibra de vidrio.

3. Una disposiciïn de protecciïn de rayos y corrosiïn segïn cualquiera de las reivindicaciones 1-2, en la que dicho componente estructural de aeronave (13) es un revestimiento de ala y dicha pieza metïlica (11) es una valla de goteo.

4. Una disposiciïn de protecciïn de rayos y corrosiïn segïn la reivindicaciïn 3, en la que dicha distancia mïnima predeterminada D1 es de 25 mm y dicha distancia mïnima predeterminada D2 es de 50 mm.

5. Una disposiciïn de protecciïn de rayos y corrosiïn segïn la reivindicaciïn 3, en la que la densidad de las capas interior y exterior de mallas de lïminas expandidas de cobre (21, 25) estï comprendida, respectivamente, entr.

5. 100 gr/m2 .

70. 900 gr/m2.