Herraje con cajón de torsión, de material plástico reforzado con fibras de carbono,

para acoplar un conjunto motor de accionamiento/husillo para el trimado de un estabilizador horizontal de una aeronave.

Herraje con cajón de torsión conformado a partir de material plástico reforzado con fibras de carbono, que comprende un cajón de torsión (2) con paredes laterales y sendos medios de unión para unir el cajón con respectivas cuadernas del fuselaje de cola (1), así como un elemento rigidizador (4) que une las paredes laterales (2a, 2b) y que comprende sendas partes extremas (4a, 4b) y una parte central (4c); donde

cada parte extrema (4a, 4b) comprende primeros tramos (4d, 4e) que se extienden paralelamente a las paredes laterales (2a, 2b) a ambos lados de la parte central (4c), segundos tramos (4f, 4g) que se extienden hacia la pared lateral (2a, 2b) correspondiente, y terceros tramos (4h, 4i) adosados y unidos cada uno a la pared lateral (2a, 2b);

los primeros tramos (4e, 4d) de laspartes extremas (4a, 4b) y las paredes laterales (2a, 2b) del cajón de torsión incluyen sendos orificios pasantes primarios (5a, 5b, 5c, 5d), alineados para conformar la cogida primaria

Herraje con cajón de torsión, de material plástico reforzado con fibras de carbono, para acoplar un conjunto motor de accionamiento/husillo para el trimado de un estabilizador horizontal de una aeronave.

Campo técnico de la invención

La presente invención pertenece al campo técnico de las construcciones aeronáuticas, particularmente al sector de los estabilizadores horizontales trimables de una aeronave, y más particularmente a los herrajes para el husillo que sirve para variar la altura del punto de cogida del estabilizador horizontal y así permite el trimado del estabili- zador.

Estado de la técnica anterior a la invención

La cogida de un estabilizador horizontal trimable en una aeronave suele llevarse a cabo mediante el acoplamiento del estabilizador a uno o dos puntos de pivote y un punto de cogida. Para que el plano del estabilizador horizontal pueda trimar el o los dos puntos de cogida, debe cambiar su posición verticalmente para así permitir que el estabilizador pivote en el o los puntos de pivote. Para posibilitar ese cambio de posición, suele estar previsto un conjunto motor/husillo sujeto por un herraje. El giro del husillo en un sentido u otro determina la subida o bajada del punto de cogida. El herraje que sujeta ese husillo es un herraje metálico que puede estar sujeto por un cajón de torsión, el cual a su vez está sujeto por una o dos cuadernas maestras. El motor que propulsa el husillo está anclado en el herraje mientras que el husillo, conectado al motor a través de una disposición de rótula, pivota con respecto al herraje de tal forma que la suma de momentos en el punto de cogida es nula y la carga es prácticamente una carga vertical pura. Típicamente, el herraje metálico suele presentar una cogida primaria y una cogida secundaria para poder cumplir los requisitos de "fail-safe" de manera que en caso de fallo de una de las cogidas, la otra soporta la carga sin que se ponga en peligro la integridad del avión. De esta forma, la cogida primaria tiene que resistir carga última mientras que para la cogida secundaria solo es necesario que aguante carga límite. La cogida primaria suele estar duplicada y presenta orejetas hembra, mientras que la cogida secundaria presenta orejetas machos o hembras.

A pesar de la tendencia de los últimos años de implantar el uso de materiales compuestos ("composites") tales como el CFRP ("Carbon Fiber Reinforced Plastic" = Plástico reforzado con fibras de carbono) en el mayor número posible de componentes de un avión debido al ahorro de peso que este material supone respecto al aluminio, la mayor parte de los fabricantes de aeronaves se muestran reticentes a emplear fibra de carbono para fabricar herrajes, debido a que la complejidad que estos herrajes presentan, hacen que su fabricación sea bastante cara. Esta complejidad es especialmente pronunciada en el caso del herraje del conjunto motor/husillo debido al número relativamente elevado de orejetas que debe presentar y a la disposición de estas.

Era, por lo tanto deseable poder disponer de herraje para un conjunto motor/husillo de trimado de un estabilizador horizontal de una aeronave que superara esos inconvenientes y que, por lo tanto, pudiera fabricarse en composite como por ejemplo CFRP, de forma sencilla y económica.

Descripción de la invención

La presente invención tiene por objeto superar los inconvenientes de los herrajes del estado mediante un herraje para acoplar un conjunto motor/husillo para el trimado de un estabilizador horizontal de una aeronave que comprende una cogida primaria duplicada para el acoplamiento de un conjunto motor/husillo pivotante, y una cogida secundaria, cuyo herraje comprende un cajón de torsión con una primera pared lateral y primeros medios de unión para unir la primera pared lateral con una primera cuaderna del fuselaje de cola de la aeronave, y con una segunda pared lateral y segundos medios de unión para unir la segunda pared lateral con una segunda cuaderna del fuselaje de cola. De acuerdo con la invención, las paredes laterales del cajón de torsión están unidas entre sí mediante un elemento rigidizador dispuesto entre dichas paredes laterales. Ese elemento rigidizador comprende una primera parte extrema unida a la primera pared lateral, una segunda parte extrema unida a la segunda pared lateral, y una parte central que une las partes extremas. Cada parte extrema comprende sendos primeros tramos que se extienden paralelamente a las paredes laterales a ambos lados de dicha parte central, sendos segundos tramos que se extienden respectivamente desde uno de los primeros tramos hacia la pared lateral correspondiente, y sendos terceros tramos adosados y unidos cada uno a la pared lateral, conformando así sendas partes extremas con sección transversal en omega. Los primeros tramos de la primera parte extrema del elemento rigidizador y los primeros tramos de la segunda parte extrema del elemento rigidizador incluyen sendos primeros orificios pasantes primarios, mientras que las paredes laterales del cajón de torsión comprenden sendos segundos orificios pasantes primarios que están alineados con los orificios pasantes primarios para conformar la cogida primaria. A su vez, la cogida secundaria es al menos un orificio pasante secundario en la parte central del elemento rigidizador. De acuerdo con la invención, los referidos tramos de cada parte extrema del elemento rigidizador pueden comprender una capa laminada adicional que preferentemente es del mismo material que el resto del rigidizador, de manera que esa capa laminada tiene una sección transversal complementaria a la de los tramos que conforman la parte extrema, es decir, que también tiene la mencionada configuración de omega. La capa laminada puede formarse mediante apilado adicional sobre los tramos de las partes extremas del elemento rigidizador, de manera que, aunque la capa laminada es una parte adicional del elemento rigidizador, conforma con éste una única pieza.

En una realización de la invención, los primeros orificios pasantes primarios están dispuestos en sendas zonas reforzadas de los primeros tramos de las partes extremas del elemento rigidizador, y preferentemente en sendas primeras orejetas primarias que emergen de respectivos bordes de los primeros tramos de las partes extremas del elemento rigidizador, mientras que los segundos orificios pasantes primarios pueden dispuestos en sendas zonas reforzadas, como por ejemplo zonas regruesadas o provistas de un laminado híbrido titanio-CFRP, de las paredes laterales del cajón de torsión, y preferentemente en sendas segundas orejetas primarias que emergen de respectivos bordes de las paredes laterales del cajón de torsión. A su vez, cada orificio pasante secundario puede estar dispuesto en una zona reforzada de la parte central del elemento rigidizador. Cuando las partes extremas del elemento rigidizador comprenden la mencionada capa laminada adicional, las primera orejetas primarias emergen de la capa laminada en los respectivos bordes de los primeros tramos de las partes extremas del elemento rigidizador.

Los terceros tramos del elemento rigidizador pueden estar unidos a la respectiva pared lateral del cajón de torsión mediante pegado, o remachado, aunque el elemento rigidizador y el cajón de torsión también pueden ser una pieza monobloque.

La estructura anteriormente descrita permite que el cajón de torsión y el elemento rigidizador puedan estar conformados a partir de material plástico reforzado con fibras de carbono, a la vez que permite una distribución óptima de las cargas que actúan sobre el herraje y el cajón de torsión. Así, Las cargas aplicadas en el herraje son esencialmente cargas en dirección vertical, aunque también quede sometido a pequeñas cargas longitudinales debido al balanceo del estabilizador horizontal. La carga lateral es prácticamente nula, lo cual evita problemas de desprendimiento de los terceros tramos de las partes extremas del elemento rigidizador que pudieran surgir. Esas cargas verticales de la cogida primaria quedan aplicadas en los orificios pasantes primarios, como por ejemplo en las orejetas situadas en el elemento rigidizador, y en las paredes laterales del cajón de torsión. Estas cargas se transmiten a las paredes del cajón de torsión y posteriormente se convierten en flujos de cortadura en las almas de las cuadernas de cierre.

La carga aplicada en los primeros orificios pasantes primarios que preferentemente están localizados en las orejetas, se transmite a la pared del cajón de torsión a través de uniones previstas en los respectivos terceros tramos de las partes extremas del elemento rigidizador. Preferentemente, estas uniones son uniones remachadas ya que la carga de...

1. Herraje con cajón de torsión para acoplar un conjunto motor/husillo para el trimado de un estabilizador horizontal (1b) de una aeronave que comprende

una cogida primaria duplicada para el acoplamiento pivotante de un conjunto motor/husillo, y una cogida secundaria;

caracterizado porque

el cajón de torsión (2) comprende una primera pared lateral (2a) y primeros medios de unión (3a) para unir la primera pared lateral (2a) con una primera cuaderna del fuselaje de cola (1) de la aeronave, y una segunda pared lateral (2b) y segundos medios de unión (3b) para unir la segunda pared lateral (2b) con una segunda cuaderna del fuselaje de cola (1);

las paredes laterales (2a,2b) del cajón de torsión (2) están unidas entre sí mediante un elemento rigidizador (4) dispuesto entre dichas paredes laterales (2a,2b);

el elemento rigidizador (4) comprende una primera parte extrema (4a) unida a la primera pared lateral (2a), una segunda parte extrema (4b) unida a la segunda pared lateral (2b), y una parte central (4c) que une dichas partes extremas (4a,4b);

cada parte extrema (4a,4b) comprende sendos primeros tramos (4d,4e) que se extienden paralelamente a las paredes laterales (2a,2b) a ambos lados de dicha parte central (4c), sendos segundos tramos (4f,4g) que se extienden respectivamente desde uno de los primeros tramos (4d,4e) hacia la pared lateral (2a,2b) correspondiente, y sendos terceros tramos (4h,4i) adosados y unidos cada uno a la pared lateral (2a,2b);

los primeros tramos (4d) de la primera parte extrema (4a) del elemento rigidizador (4) y los primeros tramos (4e) de la segunda parte extrema (4b) del elemento rigidizador (4) incluyen sendos primeros orificios pasantes primarios (5a,5b), y las paredes laterales (2a,2b) del cajón de torsión comprenden sendos segundos orificios pasantes primarios (5c,5d), estando alineados dichos orificios pasantes primarios (5a,5c,5b,5d) para conformar la cogida primaria;

la cogida secundaria es al menos un orificio pasante secundario (6) en la parte central (4c) del elemento rigidizador (4);

el cajón de torsión (2) y el elemento rigidizador (4) están conformados a partir de material plástico reforzado con fibras de carbono.

2. Herraje según la reivindicación 1, caracterizado porque los primeros orificios pasantes primarios (5a,5b) están dispuestos en sendas zonas reforzadas de los primeros tramos (4d,4e) de las partes extremas (4a,4b) del elemento rigidizador (4).

3. Herraje según la reivindicación 1 o 2, caracterizado porque los primeros orificios pasantes primarios (5a,5b) están dispuestos en sendas primeras orejetas primarias (7a,7b) que emergen de respectivos bordes de los primeros tramos (4d,4e) de las partes extremas (4a,4b) del elemento rigidizador (4).

4. Herraje según la reivindicación 1 o 2, caracterizado porque los tramos (4d,4e,4f,4g,4h,4i) de cada parte extrema (4a,4b) del elemento rigidizador (4) comprenden una capa laminada adicional (8), y porque los primeros orificios pasantes primarios (5a,5b) están dispuestos en sendas primeras orejetas primarias (7a,7b) que emergen de respectivos bordes de la capa laminada en los primeros tramos (4d,4e) de las partes extremas (4a,4b) del elemento rigidizador (4).

5. Herraje según la reivindicación 1, 2, 3 o 4, caracterizado porque los segundos orificios pasantes primarios (5c,5d) están dispuestos en sendas zonas reforzadas de las paredes laterales (2a,2b) del cajón de torsión (2).

6. Herraje según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque los segundos orificios pasantes primarios (5c,5d) están dispuestos en sendas segundas orejetas primarias (7c,7d) que emergen de respectivos bordes de las paredes laterales (2a,2b) del cajón de torsión (2).

7. Herraje según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque cada orificio pasante secundario (6) está dispuesto en una zona reforzada de la parte central (4c) del elemento rigidizador (4).

8. Herraje según la reivindicación 4, caracterizado porque el material laminado adicional (8) es una capa unida a dichos tramos (4d,4e,4f,4g,4h,4i) por laminación.

9. Herraje según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque los terceros tramos (4h,4i) del elemento rigidizador (4) están unidos a la respectiva pared lateral (2a,2b) del cajón de torsión (2) mediante pegado.

10. Herraje según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque los terceros tramos (4h,4i) del elemento rigidizador (4) están unidos a la respectiva pared lateral (2a,2b) del cajón de torsión (2) mediante remachado.

11. Herraje según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el elemento rigidizador (4) y el cajón de torsión (2) son una pieza monobloque.