SISTEMA DE PROTECCION CONTRA RAYOS PARA TAPAS DE ACCESO EN AERONAVES.

Protección contra rayos en aeronave: la invención se refiere a un sistema de protección contra rayos,

destinado a tapas (10) de acceso a depósitos de combustible existentes en estructuras de material compuesto que tienen un fuselaje (30), de tal modo que el sistema comprende una tapa exterior (12), hecha de material metálico, que reviste externamente las tapas (10) de acceso a los depósitos de combustible, y una tapa interior (13), hecha de material compuesto, de tal manera que la tapa exterior (12) comprende también un elemento de labio o reborde (14), hecho del mismo material metálico que el integrado en su estructura, y un resorte (15), proporcionado sobre (14).

Sistema de protección contra rayos para tapas de acceso en aeronaves

CAMPO DE LA INVENCIÓN

La presente invención se refiere a un sistema de protección contra rayos para tapas de acceso en aeronaves, en especial para cubiertas de acceso al depósito de combustible en fuselajes de ala de estructuras de aeronave.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

Las alas de aeronave están habitualmente provistas de unas aberturas destinadas a acceder a la parte interna de la carcasa o caja del ala, en la que se colocan los depósitos de combustible. Estas aberturas necesitan tener unas dimensiones tales que permitan a una persona ganar acceso a la caja del ala: esta es la razón por la que a las aberturas se las denomina, por lo común, orificios o aberturas de registro, de tal manera que estas aberturas de registro están normalmente situadas en los fuselajes inferiores de las alas de la aeronave. Es necesario el acceso al interior de la caja del ala de la aeronave, tanto durante el procedimiento de montaje del ala como en el curso del funcionamiento del avión o aeronave, a lo largo de su vida de servicio para tareas de mantenimiento de la aeronave.

Las aberturas de registro practicadas en las alas de las aeronaves están provistas, necesariamente, de tapas, las cuales comprenden tapas susceptibles de retirarse o desmontables que cierran las aberturas de los orificios de registro. Estas tapas necesitan ser estancas al combustible, así como formar parte de la superficie aerodinámica de la parte del fuselaje inferior de las alas en las que están situadas las aberturas de registro, y es necesario que protejan el depósito de combustible de todo tipo de amenazas probables, tales como impactos, caída de un rayo, fuego, etc. Adicionalmente, las tapas de acceso al depósito de combustible de una aeronave están diseñadas de manera que no conlleven capacidad de carga, ya que así no contribuyen a presentar cargas de tapa de ala, ni en el vuelo ni tampoco en el suelo. De esta forma, tan solo se exige a estas tapas de abertura de registro que mantengan los requisitos aerodinámicos (que estén a ras con el contorno aerodinámico) y que soporten cargas de presión y los impactos externos de diferentes objetos (denominados impactos de objetos extraños) , tales como los residuos de carrera de despegue, los residuos de neumáticos, pequeños fragmentos de motor (UERF) , etc.

En el momento presente, se utilizan cada vez con más frecuencia materiales compuestos en las estructuras de aeronave, y también en las alas de las aeronaves. Estos materiales son sensibles a las altas temperaturas y a los puntos calientes, especialmente provenientes de las caídas de rayos, debido a la baja temperatura de fusión de la resina que se emplea en dichos materiales. En consecuencia, en el diseño de materiales compuestos, a fin de mantener los daños producidos por la caída de un rayo dentro de límites permisibles (sin que haya susceptibilidad de degradación de los componentes estructurales) y evitar una peligrosa fuente de ignición (puede ser por chispas que saltan, formación de arcos y/o puntos calientes) dentro de la zona de los depósitos de combustible, es imprescindible disponer, en estas estructuras de material compuesto, de un sistema de protección contra caídas de rayos, el cual consiste, convencionalmente, en una malla conductora metálica, empotrada o encastrada en el laminado de material compuesto externamente. La superficie exterior que rodea a un orificio o abertura de registro para acceso dispuesta en las alas de una aeronave requiere protección superficial, de manera que esta superficie se hace conductora, con lo que se proporciona una protección contra caídas de rayos, que resultará apropiada para la zona de ignición y el tipo de riesgo aplicable en que está situada la abertura de registro.

Típicamente, en la técnica anterior, las tapas de abertura de registro comprenden dos partes de cierre o puertas que, cuando se juntan una con otra por enroscamiento, se abrazan sobre el fuselaje del ala. La puerta externa está hecha, por lo común, de metal con el fin de apantallar y evitar la rotura de la puerta por causa de impactos de alta energía. La puerta interior puede estar hecha de material compuesto y proporciona la rigidez requerida para soportar la presión del depósito de combustible, a la vez que tiene la capacidad de abrazamiento para ser fijada al fuselaje del ala. Cuando se mecaniza una abertura de registro en el fuselaje de un ala, que está hecho de un material compuesto y comprende una malla metálica encastrada para protección contra caídas de rayos, está malla resulta dañada en muchas ocasiones y tiene que ser reparada con el fin de mantener la unión o conexión eléctrica entre la tapa metálica exterior y la malla metálica. Tal operación resulta difícil, costosa y consume mucho tiempo. Convencionalmente, la puerta interior de la tapa de la abertura registro está aislada eléctricamente del fuselaje del ala, con el fin de impedir la posibilidad de que salten chispas al interior del depósito de combustible debido a la corriente de ignición que fluye a las superficies internas.

Por lo tanto, sería deseable proporcionar tapas de abertura de registro en las alas de una aeronave, que accedan a los depósitos de combustible y que separen dos funciones: mantener la fijación mecánica entre la tapa de acceso al depósito de combustible y el fuselaje, y mantener la unión eléctrica entre la tapa externa de acceso al depósito de combustible y la malla de protección contra caídas de rayos, perteneciente al fuselaje. Para ambos propósitos, será deseable proporcionar tapas de abertura de registro que desacoplen ambas funciones.

La presente invención proporciona una solución a los problemas anteriormente mencionados.

SUMARIO DE LA INVENCIÓN

Es un propósito de la presente invención proporcionar un sistema de protección contra caída de rayos de orificios o aberturas de registro practicadas en las alas de las aeronaves para acceder a los depósitos de combustible, de manera que estas aberturas de registro están practicadas en el fuselaje inferior de las alas de la aeronave, y de tal modo que el fuselaje está hecho de material compuesto y comprende una malla metálica empotrada o encastrada en su estructura.

El propósito de la invención consiste, por tanto, en proporcionar tapas de abertura de registro que presenten protección contra caídas de rayos y que confieran dos capacidades funcionales: las tapas de abertura de registro se disponen abrazadas al fuselaje inferior del ala y proporcionan una unión o conexión eléctrica entre sus tapas exteriores y la malla metálica encastrada en la zona exterior del fuselaje, de tal manera que las funciones anteriormente mencionadas quedan desacopladas una de otra. El sistema de protección contra caídas de rayos de la invención evitará que la corriente fluya a las superficies internas del depósito de combustible.

El sistema de protección contra caídas de rayos proporcionado para tapas de acceso a depósito de combustible de la invención, comprende una tapa exterior hecha de material metálico, que reviste externamente la abertura de registro, y una tapa interior hecha de material compuesto. La tapa exterior de la invención comprende también un elemento de labio o reborde, integrado en el mismo material metálico de la tapa exterior, así como un material viscoelástico conductor o resorte metálico, proporcionado sobre el mencionado elemento de reborde. Esta disposición hace posible que la tapa exterior contacte con la malla metálica exterior encastrada en el fuselaje de material compuesto, de tal modo que este contacto se realiza de una manera apretada, proporcionando una unión eléctrica continua entre el fuselaje y la tapa de la abertura de registro.

La tapa exterior de las tapas de abertura de registro de la invención también comprende una junta de estanqueidad eléctricamente aislante, que cubre el área interna en la que la tapa exterior contacta con el fuselaje hecho de material compuesto. La junta de estanqueidad aislante garantiza que se mantiene la unión o conexión eléctrica entre el elemento de reborde de la tapa exterior y la malla metálica encastrada en el fuselaje del ala.

Asimismo, de acuerdo con la invención, las tapas de acceso a los depósitos de combustible y el orificio de acceso existente en el fuselaje se han diseñado con el fin de mantener un objetivo de espacio de separación o intersticio controlado (análisis de tolerancias) entre el elemento de reborde de la tapa exterior y el fuselaje del ala. Dicho intersticio se cierra por el material viscoelástico o resorte metálico, de forma que se proporciona el requerido ajuste o compresibilidad entre dichos elementos (apriete de la tapa de acceso...

1. Sistema de protección contra rayos para tapas de acceso en aeronaves, destinado a tapas (10) de acceso a depósitos de combustible existentes en estructuras de aeronave de material compuesto que tienen un fuselaje (30) , de tal modo que el sistema comprende una tapa exterior (12) , hecha de material metálico, que reviste externamente las tapas (10) de acceso a los depósitos de combustible, y una tapa interior (13) , hecha de material

compuesto, caracterizado porque la tapa exterior (12) comprende también un elemento de labio o reborde (14) , hecho del mismo material metálico que el de la tapa exterior (12) y que está integrado en su estructura, y un material viscoelástico o elemento de resorte (15) , proporcionado sobre el mencionado elemento de reborde (14) .

2. Sistema de protección contra rayos para tapas de acceso en aeronaves, de acuerdo con la reivindicación 1, en el cual la tapa exterior (12) comprende una junta de estanqueidad eléctricamente aislante (16) , que cubre el área interna en que la tapa exterior (12) contacta con el fuselaje (30) de material compuesto, de tal modo que la junta de estanqueidad eléctricamente aislante (16) es una bolita de material aislante de resina, adhesivo o plástico.

3. Sistema de protección contra rayos para tapas de acceso en aeronaves, de acuerdo con la reivindicación 2, en el cual la junta de estanqueidad eléctricamente aislante (16) está hecha en la superficie interna de la tapa exterior (12) , que contacta con un borde mecanizado (19) hecho en el fuselaje (30) .

4. Sistema de protección contra rayos para tapas de acceso en aeronaves, de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el cual las tapas (10) de acceso a depósitos de combustible también comprenden un espacio de separación o intersticio (17) que se mantiene continuamente entre la tapa interior (13) y el fuselaje (30) .

5. Sistema de protección contra rayos para tapas de acceso en aeronaves, de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el cual el elemento de reborde (14) tiene un espesor de en torno a 2 mm.

6. Uso de un sistema de protección contra rayos para tapas de acceso en aeronaves conforme a cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque tiene lugar en orificios o aberturas de registro practicadas en las alas de una aeronave con el fin de acceder a los depósitos de combustible, de tal modo que estas aberturas de registro están hechas en el fuselaje inferior (30) de las alas de la aeronave, habiéndose hecho el fuselaje

(30) de material compuesto y comprendiendo una malla metálica (1) empotrada o encastrada en su estructura.