BORDE DE ATAQUE DE AERONAVE DE MATERIAL COMPUESTO REFORZADO.
La invención se refiere a un borde ataque (1) para aeronave fabricado en material compuesto caracterizado porque comprende en su cara interior un refuerzo (2) de tipo metálico adherido firmemente a la citada cara interior del borde de ataque (1) dispuesto de tal forma que confiere al borde de ataque (1) una mejor capacidad de adaptación a la deformabilidad y una mayor absorción de energía frente a impactos.
Asimismo, la invención se refiere a un método de fabricación de un borde de ataque (1) tal con un refuerzo metálico (2) para aeronave realizado en material compuesto
Tipo: Patente de Invención. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: P200700852.
Solicitante: AIRBUS ESPAA S.L..
Nacionalidad solicitante: España.
Provincia: MADRID.
Inventor/es: SANCHEZ-BRUNETE ALVAREZ,DESIDERIO.
Fecha de Solicitud: 30 de Marzo de 2007.
Fecha de Publicación: .
Fecha de Concesión: 24 de Agosto de 2010.
Clasificación Internacional de Patentes:
- B64C3/28 TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES. › B64 AERONAVES; AVIACION; ASTRONAUTICA. › B64C AEROPLANOS; HELICOPTEROS (vehículos de colchón de aire B60V). › B64C 3/00 Alas (superficies estabilizadoras B64C 5/00; alas de ornitópteros B64C 33/02). › Bordes de ataque o de salida fijados a estructuras primarias, p. ej. formando ranuras fijas.
Clasificación PCT:
- B64C3/28 B64C 3/00 […] › Bordes de ataque o de salida fijados a estructuras primarias, p. ej. formando ranuras fijas.
Fragmento de la descripción:
Borde de ataque de aeronave de material compuesto reforzado.
Campo de la invención
La presente invención se refiere a un borde de ataque para aeronave realizado en material compuesto reforzado, así como a un método de fabricación del mismo.
Antecedentes de la invención
El material más comúnmente empleado para la realización de bordes de ataque de aeronaves reforzados es el Glare, un laminado metálico de fibras reforzadas con fibra de vidrio, compuesto de varias finas capas de metal, normalmente aluminio, interpuestas entre capas de fibra de vidrio pre-impregnadas, unidas mediante una matriz de resina de tipo epoxy. Las capas pre-impregnadas unidireccionales pueden alinearse en distintas direcciones para cumplir con las condiciones de esfuerzo requeridas.
El Glare pertenece a los materiales metálicos aeroespaciales, no siendo un material compuesto. Así, la aplicación y fabricación del Glare es muy próxima a la del aluminio, teniendo muy poco en común con las estructuras de material compuesto en lo que se refiere a diseño, fabricación, inspección o mantenimiento.
En las aeronaves modernas, el coste de implementación del Glare es muy elevado, al tiempo que su capacidad de adaptación al requerimiento de deformabilidad y su capacidad de absorción de energía proveniente de impactos son extremadamente complejas.
Así, la presente invención está orientada a la resolución de estos inconvenientes para el caso de bordes de ataque de aeronave de material compuesto reforzados.
Sumario de la invención
La presente invención propone así, según un primer aspecto, un borde ataque para aeronave fabricado en material compuesto por el interior de la piel del cual se fija un refuerzo de tipo metálico, de tal forma que el coste de implementación de este material y de su refuerzo es mucho menor que el del Glare, al tiempo que posee una mejor capacidad de adaptación a la deformabilidad y una mayor absorción de energía frente a impactos, típicamente frente a impactos de pájaro.
Así, los bordes de ataque de material compuesto según la invención poseen una elevada inercia ante la deformación por un determinado impacto, al tiempo que facilitan la distribución de la carga de impacto en mayor superficie que la superficie impactada, siendo además dichos bordes de ataque fácilmente configurables en espesor y distribución, proporcionado el refuerzo de tipo metálico de los citados bordes de ataque un componente extra de resistencia al impacto que aporta una resistencia progresiva a la deformación.
Según un segundo aspecto de la invención, se propone un método de fabricación de un borde de ataque reforzado para aeronave realizado en material compuesto.
Otras características y ventajas de la presente invención se desprenderán de la descripción detallada que sigue de una realización ilustrativa de su objeto en relación con las figuras que le acompañan.
Descripción de las figuras
La Figura 1 muestra un borde de ataque de aeronave en material compuesto con un refuerzo metálico de tipo reticular según la invención.
La Figura 2 muestra una plantilla para la obtención de un borde de ataque de aeronave en material compuesto reforzado según la invención.
La Figura 3 muestra el posicionado de la plantilla en el borde de ataque de material compuesto a reforzar según la invención.
La Figura 4 muestra en esquema la boquilla empleada en el procedimiento de obtención de un borde de ataque de aeronave en material compuesto reforzado según la invención.
Descripción detallada de la invención
La presente invención propone así un borde ataque 1 para aeronave fabricado en material compuesto por el interior de la piel del cual se fija un refuerzo 2 de tipo metálico, de tal forma que el borde de ataque 1 obtenido posee una mejor capacidad de adaptación a la deformabilidad y una mayor absorción de energía frente a impactos, típicamente frente a impactos de pájaro.
El objeto de la invención consiste en fijar por el interior del borde ataque 1 un refuerzo 2 de tipo metálico, preferiblemente de tipo reticular, de tal forma que confiera al borde de ataque 1 reforzado las propiedades y ventajas siguientes:
Esta solución se realiza mediante un procedimiento de metalización de superficies denominado "Metal Spraying" cuya tecnología e instalaciones se emplean para la protección superficial de diversos tipos de superficies. Este procedimiento consiste en fundir preferiblemente por arco eléctrico 8 una varilla 7 de aluminio u otro metal, en el seno de un intenso flujo de gas inerte 6, lo cual genera un fino rociado de metal fundido expulsado por una boquilla 9 que se adhiere firmemente a la superficie en cuestión. El procedimiento de Metal Spraying anterior es un procedimiento de revestimiento de superficies mediante el cual se pulverizan sobre un material sustrato preparado materiales de revestimiento en finas partículas metálicos o no metálicos, fundidos o semi-fundidos.
El material del revestimiento puede proporcionarse en varilla 7, en polvo, en cordón o en cable con alma. El equipo térmico de pulverización genera el calor necesario junto con una combinación de gases y un arco eléctrico 8. Cuando se funden las partículas de material de revestimiento se proyectan a velocidad de forma que constituyan un flujo de pulverización 5 sobre el material del sustrato que se va a tratar. Cuando las partículas alcanzan el material del sustrato forman una serie de capas planas que se combinan para formar una estructura laminar.
El flujo 5 de material fundido se solidifica sobre la superficie del componente para formar un revestimiento denso y fuertemente adherido al mismo.
Una de las principales ventajas de este proceso es que los revestimientos pueden utilizarse casi al instante sin tiempos de curado o de secado, no habiendo riesgo de dañar al componente. Además, los revestimientos poseen un alto nivel de fijación al material sustrato al tiempo que el uso solamente de aire comprimido 6 y electricidad hace que los revestimientos sean más económicos.
Interponiendo una plantilla 3 en el camino del rociado, siendo preferiblemente esta plantilla desechable tras cada utilización, se puede obtener, después de varias capas con distintas plantillas 3, una retícula de espesor variable, mayor cuanto más nos alejamos de la nariz del borde de ataque, o de tamaño de cuadro de retícula 4 variable, por ejemplo menor cuanto más nos alejemos de la nariz del borde de ataque, con la intención de conseguir facilidad en la deformación del borde de ataque, involucración de la mayor superficie posible en la absorción de energía y, por consiguiente, menor probabilidad de rotura.
De manera análoga, es posible metalizar empleando el procedimiento de "Metal Spraying" sobre una plantilla 3 autónoma realizada en material soluble, de manera que, una vez obtenida la retícula metálica 2, la citada retícula 2 se pueda implantar por partes en el interior del borde de ataque 1 para reforzarlo.
La plantilla 3 debe poder manipularse para su ubicación, utilización y retirada, por lo que se construye preferiblemente en chapa de material metálico de bajo espesor.
Según un segundo aspecto de la invención, se propone un método de fabricación de un borde de ataque 1 con un refuerzo metálico 2 para aeronave realizado en material compuesto, que comprende las etapas siguientes:
Reivindicaciones:
1. Borde ataque (1) para aeronave fabricado en material compuesto caracterizado porque comprende en su cara interior un refuerzo (2) de tipo metálico adherido firmemente a la citada cara interior del borde de ataque (1) dispuesto de tal forma que confiere al borde de ataque (1) una mejor capacidad de adaptación a la deformabilidad y una mayor absorción de energía frente a impactos.
2. Borde de ataque (1) para aeronave fabricado en material compuesto según la reivindicación 1 caracterizado porque el refuerzo (2) metálico tiene forma de retícula (4).
3. Borde de ataque (1) para aeronave fabricado en material compuesto según cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado porque el refuerzo (2) es de aluminio.
4. Borde de ataque (1) para aeronave fabricado en material compuesto según cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado porque el refuerzo (2) es de espesor variable.
5. Borde de ataque (1) para aeronave fabricado en material compuesto según la reivindicación 4 caracterizado porque el espesor del refuerzo (2) es mayor a medida que nos alejamos de la nariz del borde de ataque (1).
6. Borde de ataque (1) para aeronave fabricado en material compuesto según la reivindicación 2 caracterizado porque el tamaño de la retícula (4) metálica es variable.
7. Borde de ataque (1) para aeronave fabricado en material compuesto según la reivindicación 6 caracterizado porque el tamaño de la retícula (4) metálica es menor cuanto más nos alejemos de la nariz del borde de ataque (1), con objeto de facilitar la deformación del borde de ataque (1) e involucrar la mayor superficie posible en la absorción de energía tras un impacto.
8. Método de fabricación de un borde de ataque (1) con un refuerzo metálico (2) para aeronave realizado en material compuesto, que comprende las etapas siguientes:
9. Método de fabricación de un borde de ataque (1) con un refuerzo metálico (2) para aeronave realizado en material compuesto según la reivindicación 8 caracterizado porque la plantilla (3) es una plantilla autónoma realizada en material soluble, de manera que, una vez obtenida la retícula o refuerzo metálico (2, 4), la citada retícula o refuerzo metálico (2, 4) se implanta por partes en el interior del borde de ataque (1) para reforzarlo.
10. Método de fabricación de un borde de ataque (1) con un refuerzo metálico (2) para aeronave realizado en material compuesto según la reivindicación 9 caracterizado porque la plantilla (3) se construye en chapa de material metálico de bajo espesor para facilitar su ubicación, utilización y retirada.
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