Cono de cola para aeronave con carena móvil y estructura de soporte de unidad auxiliar de energía y de sus elementos anexos.

Cono de cola (2) para aeronave (1) con un revestimiento (8) que alberga en su interior una unidad auxiliar de energía (3) y sus sistemas anexos (6, 7), y el revestimiento (8) tiene una sección delantera fija (11) mediante la que el cono de cola (2) se fija al resto del fuselaje (4), y una carena móvil (9), y en su interior alberga una estructura de soporte (10) fijada a la sección delantera fija (11) la cual soporta la unidad auxiliar de energía (3) y sus sistemas anexos (6, 7). La carena móvil (9) se mueve mediante abatimientos, o bien longitudinalmente mediante carriles telescópicos (16) fijados a la sección delantera fija (11), entre una posición cerrada en la que el revestimiento (8) permanece cerrado albergando en su interior la estructura de soporte (10) con la unidad auxiliar de energía (3) y sus elementos anexos (6, 7), y una posición abierta en la que el revestimiento (8) permanece abierto dejando al descubierto la estructura de soporte (10) con la unidad auxiliar de energía (3) y sus elementos anexos (6, 7), y posibilitando el acceso a éstos para tareas de mantenimiento, reparación o sustitución

Cono de cola para aeronave con carena móvil y estructura de soporte de unidad auxiliar de energía y de sus elementos anexos.

Campo técnico de la invención

La presente invención pertenece al campo de la aeronáutica, más concretamente a la realización de colas de aeronaves y a los sistemas para albergar la unidad auxiliar de energía y sus elementos anexos en el interior del cono de cola, y más particularmente al campo de las estructuras de soporte de dicha unidad auxiliar de energía y los sistemas que facilitan el acceso a ésta para tareas de mantenimiento.

Estado de la técnica anterior a la invención

Debido a que la unidad auxiliar de energía es un posible foco de incendio, la tendencia actual en la gran mayoría de fabricantes es la de situar dicha unidad auxiliar de energía en el cono de cola del fuselaje trasero de la aeronave, dado que al ser dicho cono de cola una estructura secundaria, un posible daño o avería de éste no supondría un fallo catastrófico. Por tanto, para evitar posibles incendios en las estructuras primarias de la aeronave, la unidad auxiliar de energía se coloca en el cono de cola, protegiendo además al resto del fuselaje mediante un mamparo corta fuegos. Además de la unidad auxiliar de energía, el cono de cola alberga también otros sistemas entre los que se incluyen la toma de aire y el tubo de escape, que son sistemas auxiliares a la unidad de energía necesarios para el correcto funcionamiento de ésta.

En el cono de cola, el requisito de albergar la unidad auxiliar de energía con seguridad va unido, por supuesto, al de proporcionar un adecuado revestimiento aerodinámico que garantice un correcto funcionamiento de la aeronave.

Las realizaciones convencionales de los sistemas que soportan la unidad auxiliar de energía en el interior del cono de cola consisten en un sistema formado por un entramado de bielas o barras fijado directamente a la estructura semi-monocasco del cono de cola. Al interior del cono de cola se accede por una puerta en su parte inferior, y debido a los sistemas que soportan la unidad auxiliar de energía y a la propia unidad auxiliar de energía, el espacio disponible en el interior es muy pequeño, lo que dificulta el acceso a todos los puntos de la máquina para realizar las tareas necesarias de mantenimiento y reparación. Esto hace que actualmente se requieran mayores tiempos para ejecutar las tareas de mantenimiento produciendo una baja eficacia y un elevado coste.

Además, hay que tener en cuenta que la fuerte demanda eléctrica en aeronaves modernas y los exigentes requerimientos de las normativas en cuanto a ruido, hacen que en la actualidad, las unidades auxiliares de energía y sus sistemas anexos sean cada vez más grandes, lo que dificulta cada vez más el problema del espacio.

Para solucionar el problema de espacio, aumentar el tamaño del cono de cola para incrementar el espacio interior no sería una solución viable, dado que esto supondría una penalización en peso y en aerodinámica que afectaría al correcto vuelo de la aeronave.

En todos estas realizaciones convencionales el cono de cola es fijo respecto del fuselaje y no es retirado para las tareas de mantenimiento y reparación de la unidad auxiliar de energía. Existe un antecedente de un cono de cola deslizante realizado en una aeronave, pero tanto el sistema como su realización no solucionarían los problemas que aquí se plantean, dado que en este caso, el cono de cola alberga una pequeña antena, que, junto con los equipos eléctricos, mucho más ligeros que una unidad auxiliar de energía, se apoyan directamente sobre el resto del fuselaje y no sobre el revestimiento del cono de cola.

Por tanto, no existía hasta ahora un sistema que solucione el problema de soportar la unidad auxiliar de energía y sus sistemas anexos, cumpliendo todos los requisitos de seguridad, en el menor espacio posible, para favorecer la aerodinámica, pero que facilite un eficiente mantenimiento y reparación de la unidad auxiliar de energía que cumpla con los altos requerimientos actuales.

Era por tanto deseable un sistema que solucionara los problemas existentes en el estado de la técnica.

Descripción de la invención

La presente invención tiene por objeto superar los inconvenientes del estado técnica anteriormente citados mediante un cono de cola para aeronave con carena móvil y una estructura de soporte de la unidad auxiliar de energía y sus elementos anexos.

Mediante dicho cono de cola la unidad auxiliar de energía y sus elementos anexos quedan fijados de forma segura en un elemento fijo del cono de cola, y una carena móvil se desplaza abriendo y cerrando el cono de cola, y por tanto, dejando al descubierto la unidad auxiliar de energía facilitando las tareas de mantenimiento y reparación de ésta. Con esta forma de realización del revestimiento, la carena móvil pierde su carácter estructural de soporte para la unidad auxiliar de energía y sus elementos anexos. Por tanto, se necesita añadir una estructura independiente de soporte de dicha unidad auxiliar de energía y elementos anexos.

El cono de cola objeto de la invención comprende un revestimiento que alberga en su interior la unidad auxiliar de energía y sus sistemas anexos. Este revestimiento está formado por una sección delantera fija que se encarga de la unión del cono de cola con el resto del fuselaje de la aeronave, y la carena móvil que permite la apertura y el cierre del cono de cola para poder acceder con facilidad al interior de éste. La sección delantera fija sirve de apoyo a la carena móvil cuando ésta está en posición cerrada, y a su vez, a la estructura de soporte indicada anteriormente necesaria para soportar la unidad auxiliar de energía y sus elementos anexos.

En una realización de la sección delantera fija, ésta está formada por dos cuadernas, una delantera y otra trasera, con una panel de revestimiento y elementos rigidizadores entre ambas, ya que esta sección delantera fija servirá de apoyo a la carena móvil cuando ésta está en posición cerrada, y a su vez, a la estructura de soporte indicada anteriormente necesaria para soportar la unidad auxiliar de energía y sus elementos auxiliares.

En el interior del cono de cola está la estructura de soporte encargada de sostener la unidad auxiliar de energía y sus sistemas anexos. Esta estructura de soporte está fabricada en materiales resistentes a altas temperaturas con el objeto de poder soportar las altas temperaturas que alcanza la unidad auxiliar de energía que soportan, y dependiendo de las realizaciones queda materializada por un entramado de diferentes elementos. Un extremo de la estructura de soporte está fijada a la sección delantera fija, quedando el extremo opuesto en voladizo.

En una realización particular de la estructura de soporte, ésta está formada por elementos longitudinales y transversales.

El movimiento de la carena móvil para dejar al descubierto la unidad auxiliar de energía se puede realizar de diversas maneras.

En distintas realizaciones de la carena móvil, ésta puede ser abatible y se une a la sección delantera fija mediante medios de articulación que definen un eje de giro. Para conseguir la apertura del revestimiento, la carena móvil gira alrededor de este eje de giro de los medios de articulación, de tal forma que deja al descubierto la unidad auxiliar y sus elementos anexos para facilitar el acceso a éstos.

En una realización diferente de la carena móvil, basada igualmente en el abatimiento de elementos, dicha carena móvil está formada por dos partes simétricas abatibles lateralmente que giran alrededor de sendos ejes horizontales y sustancialmente paralelos al eje longitudinal de la nave dispuestos en un elemento fijo superior fijado en la zona superior de la sección delantera fija. Al girar estos elementos abatibles, el revestimiento queda abierto y el acceso a la unidad auxiliar de energía y sus elementos anexos es permitido.

En una realización preferente de la carena móvil, ésta se puede desplazar longitudinalmente a lo largo del eje longitudinal de la aeronave entre una posición cerrada en la que ésta está unida a la sección delantera fija, y el revestimiento está cerrado y alberga en su interior a la estructura de soporte con la unidad auxiliar de energía y a sus sistemas anexos, y una posición abierta en la que la carena móvil se separa de la sección delantera fija y el revestimiento queda abierto dejando al descubierto la estructura de soporte con la unidad auxiliar de energía y facilitando el acceso para tareas de...

1. Cono de cola para aeronave (1), que comprende un revestimiento (8) el cual alberga en su interior una unidad auxiliar de energía (3) y un conjunto de sistemas anexos que comprenden una toma de aire (6) y un tubo de escape (7), dicho cono de cola (2) caracterizado porque el revestimiento (8) comprende una sección delantera fija (11) que une el cono de cola (2) con el resto del fuselaje (4), y una carena móvil (9), dicho revestimiento (8) albergando en su interior una estructura de soporte (10) formada por un conjunto de elementos y fijada a la sección delantera fija (11), soportando dicha estructura de soporte (10) la unidad auxiliar de energía (3) y sus elementos anexos (6, 7), la carena móvil (9) moviéndose entre una posición cerrada en la cual dicha carena móvil (9) está unida a la sección delantera fija (11) y el revestimiento (8) permanece cerrado albergando en su interior la estructura de soporte (10) y la unidad auxiliar de energía (3) y sus elementos anexos (6, 7), y una posición abierta en la cual el revestimiento (8) permanece abierto dejando al descubierto la estructura de soporte (10) y la unidad auxiliar de energía (3) y sus elementos anexos (6, 7), y permitiendo el acceso a ellos.

2. Cono de cola para aeronave (1), según la reivindicación 1, caracterizado porque la sección delantera fija (11) comprende una cuaderna delantera (12) y una cuaderna trasera (13), y un panel de revestimiento (14) y elementos rigidizadores (15) entre la cuaderna delantera (12) y la cuaderna trasera (13).

3. Cono de cola para aeronave (1), según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la carena móvil (9) se desplaza longitudinalmente por medio de carriles telescópicos (16) fijados a la sección delantera fija (11), estando dichos carriles telescópicos (16) dirigidos en el sentido longitudinal de la aeronave (1), entre la posición cerrada en la cual dicha carena móvil (9) está unida a la sección delantera fija (11) y el revestimiento (8) permanece cerrado albergando en su interior la estructura de soporte (10), la unidad auxiliar de energía (3) y sus elementos anexos (6, 7), y la posición abierta en la cual dicha carena móvil (9) está separada de la sección delantera fija (11) y el revestimiento (8) permanece abierto dejando al descubierto la estructura de soporte (10) y la unidad auxiliar de energía (3) y sus elementos anexos (6, 7), y permitiendo el acceso a ellos.

4. Cono de cola para aeronave (1), según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el revestimiento (8) comprende en su extremo posterior una carena móvil adicional (36) abatible, dicha carena móvil adicional (36) unida a la carena móvil (9) mediante medios de articulación adicionales (38) que comprenden un eje de giro, girando la carena móvil adicional (36) alrededor del eje de giro de los medios de articulación adicionales (38) dejando al descubierto por la parte posterior del cono de cola (2) la estructura de soporte (10) y la unidad auxiliar de energía (3) y sus elementos anexos (6, 7).

5. Cono de cola para aeronave (1), según la reivindicación 4, caracterizado porque la carena móvil adicional (36) es abatible frontalmente, estando unida dicha carena móvil adicional (36) a la carena móvil (9) mediante medios de articulación adicionales (38) que comprenden un eje de giro horizontal perpendicular al eje longitudinal de la aeronave (1), girando la carena móvil adicional (36) alrededor del eje de giro horizontal de los medios de articulación adicionales (38).

6. Cono de cola para aeronave (1), según la reivindicación 3, caracterizado porque el revestimiento (8) del cono de cola (2) comprende en su parte posterior una carena final fija (20) la cual rodea al tubo de escape (7) de la unidad auxiliar de energía (3) y es solidaria a éste y permanece fija, siendo la parte central del revestimiento (8) la carena móvil (9), desplazándose dicha carena móvil (9) longitudinalmente dejando en su interior a la carena final fija (20), entre la posición cerrada en la cual permanece entre la sección delantera fija (11) y la carena final fija (20) unida a la sección delantera fija (11) y a la carena final fija (20), y la posición abierta en la cual está separada de la sección delantera fija (11) habiendo sobrepasado a la carena final fija (20) y el revestimiento (8) permanece abierto dejando al descubierto la estructura de soporte (10) y la unidad auxiliar de energía (3), y permitiendo el acceso a ellos.

7. Cono de cola para aeronave (1) según una cualquiera de las reivindicaciones 3 a 6, caracterizado porque cada uno de los carriles telescópicos (16) comprende un tramo fijo (28) que se fija directamente a la sección delantera fija (11) apoyándose en la cuaderna delantera (12) y en la cuaderna trasera (13) de ésta, y una pluralidad de tramos móviles (29) deslizantes, estando unido el último de dichos tramos móviles (29) a semi-cuadernas (30) o a cuadernas completas fijadas en la carena móvil (9) por medio de herrajes de unión (31).

8. Cono de cola para aeronave (1), según una cualquiera de las reivindicaciones 2 a 7, caracterizado porque la carena móvil (9) comprende en su extremo de unión con la sección delantera fija (11) una cuaderna de cierre (18) que se fija a la cuaderna trasera (13) de dicha sección delantera fija (11) mediante anclajes de unión (19) convencionales.

9. Cono de cola para aeronave (1), según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 2, caracterizado porque la carena móvil (9) es abatible, y dicha carena móvil (9) está unida a la sección delantera fija (11) mediante medios de articulación (37) que comprenden un eje de giro, girando la carena móvil (9) alrededor de dicho eje de giro de los medios de articulación (37), entre una posición cerrada en la cual dicha carena móvil (9) está unida a la sección delantera fija (11) y el revestimiento (8) permanece cerrado albergando en su interior la estructura de soporte (10) y la unidad auxiliar de energía (3), y una posición abierta en la cual el revestimiento (8) permanece abierto dejando al descubierto la estructura de soporte (10) y la unidad auxiliar de energía (3) y sus elementos anexos (6, 7), y permitiendo el acceso a ellos.

10. Cono de cola para aeronave (1), según la reivindicación 9, caracterizado porque la carena móvil (9) es abatible frontalmente estando unida dicha carena móvil (9) a la sección delantera fija (11) mediante medios de articulación (37) que comprenden un eje de giro horizontal perpendicular al eje longitudinal de la aeronave (1), girando la carena móvil (9) alrededor de dicho eje de giro horizontal de los medios de articulación (37).

11. Cono de cola para aeronave (1), según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 2, caracterizado porque el revestimiento comprende un elemento fijo superior (41) fijado a la sección delantera fija (11) en su parte superior, y la carena móvil (9) comprende una primera carena móvil lateral (39) y una segunda carena móvil lateral (40) abatibles lateralmente, y situadas a los lados del elemento fijo superior (41) y simétricas respecto a un plano vertical que contiene al eje longitudinal de la aeronave (1), estando unidas la primera carena móvil lateral (39) y la segunda carena móvil lateral (40) al elemento fijo superior (41) mediante primeros medios de articulación laterales (42) y segundos medios de articulación laterales (43) respectivamente, comprendiendo dichos medios de articulación laterales (42, 43) sendos ejes de giro orientados en el sentido longitudinal de la aeronave (1), girando la primera carena móvil lateral (39) alrededor del eje de giro de los primeros medios de articulación laterales (42) y la segunda carena móvil lateral (40) alrededor del eje de giro de los segundos medios de articulación laterales (43), entre una posición cerrada en la cual dicha carena móvil (9) está unida a la sección delantera fija (11) y el revestimiento (8) permanece cerrado albergando en su interior la estructura de soporte (10) y la unidad auxiliar de energía (3), y una posición abierta en la cual el revestimiento (8) permanece abierto dejando al descubierto la estructura de soporte (10) y la unidad auxiliar de energía (3) y sus elementos anexos (6, 7), y permitiendo el acceso a ellos.

12. Cono de cola para aeronave (1), según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado porque la carena móvil (9) comprende elementos de refuerzo seleccionados entre cuadernas, semi-cuadernas, larguerillos, revestimientos tipo sandwich, y una combinación de éstos.

13. Cono de cola para aeronave (1), según una cualquiera de las reivindicaciones 2 a 12, caracterizado porque la estructura de soporte (10) está fijada directamente a la cuaderna delantera (12) de la sección delantera fija (11) mediante herrajes de unión (21).

14. Cono de cola para aeronave (1), según una cualquiera de las reivindicaciones 2 a 12, caracterizado porque la estructura de soporte (10) está fijada entre la cuaderna delantera (12) y la cuaderna trasera (13) de la sección delantera fija (11) mediante herrajes de unión (21).

15. Cono de cola para aeronave (1), según una cualquiera de las reivindicaciones 2 a 12, caracterizado porque la estructura de soporte (10) está fijada directamente a la cuaderna trasera (13) de la sección delantera fija (11) mediante herrajes de unión (21).

16. Cono de cola para aeronave (1), según la reivindicación 15, caracterizado porque existen adicionalmente contra-herrajes entre la cuaderna delantera (12) y la cuaderna trasera (13) de la sección delantera fija (11) que transmiten de forma segura los esfuerzos.

17. Cono de cola para aeronave (1), según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la estructura de soporte (10) soporta a la unidad auxiliar de energía (3) por su parte superior y lateral mediante al menos tres puntos de anclaje en las cogidas delanteras (24) y cogidas traseras (25) de la unidad auxiliar de energía (3).

18. Cono de cola para aeronave (1), según la reivindicación 17, caracterizado porque los puntos de anclaje de la unidad auxiliar de energía (3) a la estructura de soporte (10) comprenden en su interior elementos amortiguadores de vibraciones.

19. Cono de cola para aeronave (1), según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 17, caracterizado porque los elementos que conforman la estructura de soporte (10) unidos a los puntos de anclaje de la unidad auxiliar de energía comprenden elementos elastómeros en sus extremos.

20. Cono de cola para aeronave (1), según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque los elementos que conforman la estructura de soporte (10) están unidos entre sí mediante medios de unión (34) convencionales seleccionados entre medios de unión articulada, medios de unión empotrada, medios de unión semi-empotrada, y una combinación de éstos.

21. Cono de cola para aeronave (1), según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque los elementos que conforman la estructura de soporte (10) comprenden un conjunto de elementos longitudinales (22) y un conjunto de elementos transversales (23).

22. Cono de cola para aeronave (1), según la reivindicación 21, caracterizado porque los elementos longitudinales (22) de la estructura de soporte (10) son barras y los elementos transversales (23) son arcos.

23. Cono de cola para aeronave (1), según la reivindicación 21, caracterizado porque tanto los elementos longitudinales (22) como los elementos transversales (23) son barras.

24. Cono de cola para aeronave (1), según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque los elementos que conforman la estructura de soporte (10) están realizados en una sola pieza.

25. Cono de cola para aeronave (1), según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 24, caracterizado porque los elementos que conforman la estructura de soporte (10) están realizados mediante la unión de diferentes piezas.

26. Cono de cola para aeronave (1), según una cualquiera de las reivindicaciones 3 a 8, ó 12 a 25, caracterizado porque los carriles telescópicos (16) se apoyan adicionalmente en la estructura de soporte (10).

27. Cono de cola para aeronave (1), según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el tubo de escape (7) es sostenido por la estructura de soporte (10) de forma independiente a la unidad auxiliar de energía (3), mediante cogidas del tubo de escape (37) convencionales.

28. Cono de cola para aeronave (1), según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la toma de aire (6) es sostenida de forma independiente a la unidad auxiliar de energía (3), quedando fijada a la estructura de soporte (10) mediante cogidas convencionales.

29. Cono de cola para aeronave (1), según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 27, caracterizado porque la toma de aire (6) es sostenida de forma independiente a la unidad auxiliar de energía (3), quedando fijada a la sección delantera fija (11) mediante cogidas convencionales.

30. Cono de cola para aeronave (1), según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 27, caracterizado porque la toma de aire (6) es sostenida de forma independiente a la unidad auxiliar de energía (3), quedando fijada a la estructura de soporte (10) y a la sección delantera fija (11) mediante cogidas convencionales.

31. Cono de cola para aeronave (1), según una cualquiera de las reivindicaciones 2 a 30, caracterizado porque el resto del fuselaje (4) comprende una cuaderna de cierre (32), la cuaderna delantera (12) de la sección delantera fija (11) comprende una pluralidad de primeros herrajes de unión (26), y dicha cuaderna de cierre (32) del resto del fuselaje (4) comprende una pluralidad de segundos herrajes de unión (27), fijándose el cono de cola (2) al resto del fuselaje (4) mediante la unión de los primeros herrajes de unión (26) y los segundos herrajes de unión (27).

32. Cono de cola para aeronave (1), según la reivindicación 32, caracterizado porque los primeros herrajes de unión (26) comprenden unos primeros contra-herrajes los cuales transmiten los esfuerzos recibidos a la sección delantera fija (11) del cono de cola (2), y los segundos herrajes de unión (27) comprenden unos segundos contra-herrajes los cuales transmiten los esfuerzos recibidos al resto del fuselaje (4).

33. Cono de cola para aeronave (1), según una cualquiera de las reivindicaciones 31 ó 32, caracterizado porque las posiciones de los primeros herrajes de unión (26) de la cuaderna delantera (12) de la sección delantera fija (11) coinciden con las posiciones de los herrajes de unión (21) de la estructura de soporte (10) con dicha sección delantera fija (11).

34. Cono de cola para aeronave (1), según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 30, caracterizado porque la unión entre el cono de cola (2) y el resto del fuselaje (4) se lleva a cabo mediante medios de unión circunferencial continua que fija directamente el revestimiento del cono de cola (8) a un revestimiento del resto del fuselaje (4) y medios de refuerzo de dichos medios de unión circunferencial.

35. Cono de cola para aeronave (1), según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la sección delantera fija (11) comprende adicionalmente un mamparo de protección contra el fuego (5).