SISTEMA DE FIJACION DE UN BORDE DE ATAQUE A LA ESTRUCTURA DE UN PLANO SUSTENTADOR DE UN AVION.

Sistema de fijación de un borde de ataque a la estructura de un plano sustentador de un avión.

Sistema de fijación de un borde de ataque (2) modular a la estructura de un plano sustentador (1) de un avión, en el que el borde de ataque (2) tiene un revestimiento (4) formado por una primera lámina (5) y una segunda lámina (6) entre las que hay una cámara interior estanca, y el sistema de fijación comprende un elemento de unión principal (3) cuya sección tiene un elemento central (13), una primera rama (14) que se fija a la primera lámina (5) del revestimiento (4) del borde de ataque (2), y una segunda rama (15) que se fija a la segunda lámina (6) del revestimiento (4), y el elemento central (13) se fija a su vez a un revestimiento (10) del cajón de torsión (8) de la estructura del plano sustentador (1)

Sistema de fijación de un borde de ataque a la estructura de un plano sustentador de un avión.

Campo técnico de la invención

La presente invención pertenece al campo técnico de los sistemas de fijación de bordes de ataque a superficies en el sector aeronáutico, y más particularmente al campo de los sistemas de fijación de bordes de ataque a la estructura de un plano sustentador de un avión, y de forma más particular aún a la fijación de bordes de ataque a la estructura de un estabilizador.

Estado de la técnica anterior a la invención

En la gran mayoría de superficies aerodinámicas, tales como planos sustentadores, o estabilizadores de un avión, es deseable la fijación de un borde de ataque a la estructura de dichas superficies aerodinámicas, con el objeto de mejorar las propiedades aerodinámicas de la superficie, haciendo que el flujo exterior a dicho borde de ataque sea laminar, y disminuyendo lo más posible la resistencia aerodinámica existente en condiciones de vuelo, consiguiendo de esta forma una disminución del combustible con el ahorro y la preservación del medio ambiente que esto supone, además de un menor desgaste y deterioro de las estructuras mecánicas.

Este borde de ataque que mejora las propiedades aerodinámicas de las superficies incluye un revestimiento formado por dos láminas de titanio, entre las cuales se forman las cámaras de succión necesarias para el buen funcionamiento del borde de ataque.

En la actualidad, para el montaje de un borde de ataque con estas características en la estructura de una superficie aerodinámica tal como un plano sustentador, o estabilizador, se utilizan varios sistemas diferentes que garanticen en la medida de lo posible unas adecuadas propiedades aerodinámicas.

Uno de estos sistemas consiste en utilizar remaches ciegos con cabeza especial mecanizable para darle la forma deseada.

Otra forma consiste en la utilización de remaches con alta tolerancia de precisión.

Un sistema alternativo consiste en el uso de remaches y adicionalmente el empleo de tapas de sacrificio que cubran estos. Esta solución conlleva el montaje adicional en la estructura de un tirante metálico mecanizado y una cuña o espaciador triangular.

Estos sistemas presentan la desventaja de una dificultad de montaje debido a la mecanización necesaria y la alta tolerancia, unido a la necesidad de emplear mayor número de elementos adicionales que hacen la estructura más compleja y más pesada.

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 sistema de fijación de un borde de ataque a la estructura de un plano sustentador de un avión.

Dicho sistema de fijación consigue fijar el borde de ataque a la estructura de un plano sustentador de una forma sencilla, permitiendo así un montaje sencillo y potencialmente automático, consiguiendo de esta forma que el flujo aerodinámico exterior a dicho borde de ataque sea laminar, mejorando así las propiedades aerodinámicas de la superficie sin la necesidad de elementos adicionales tales como tirantes metálicos mecanizados, o cuñas o espaciadores triangulares vistos anteriormente en algunas soluciones del estado de la técnica.

El borde de ataque que se pretende fijar a la estructura de un plano sustentador mediante la presente invención, comprende un revestimiento formado por una primera lámina y una segunda lámina que albergan en su interior una cámara interior estanca dividida en una pluralidad de cámaras de succión. El borde de ataque comprende además una costilla del borde de ataque que es de forma general un elemento plano unido al revestimiento por medio de una faldilla, y que puede estar unida al revestimiento del cajón de torsión, o al larguero anterior del cajón de torsión. Mediante la costilla del borde de ataque se asegura el mantenimiento del perfil aerodinámico del revestimiento del borde de ataque, y se transmiten las cargas desde el borde de ataque al cajón de torsión en el caso en que la costilla esté unida a dicho larguero anterior.

El sistema de fijación objeto de la invención comprende un elemento de unión principal cuya sección tiene un elemento central del que parten dos ramas. La primera rama del elemento de unión principal se fija a la primera rama del revestimiento del borde de ataque mediante medios de unión, y la segunda rama del elemento de unión principal se fija a la segunda rama del revestimiento del borde de ataque mediante medios de unión. Adicionalmente, el elemento central se fija a un revestimiento del cajón de torsión de la estructura del plano sustentador, quedando de esta forma fijado el borde de ataque a la estructura del plano sustentador.

La ventaja de la presente invención frente a las soluciones existentes en el estado de la técnica, es que de una forma simple y con un montaje sencillo este sistema de fijación proporciona una estanqueidad total en la cámara interior al revestimiento, consiguiendo un perfecto funcionamiento del borde de ataque y haciendo que el flujo aerodinámico exterior a dicho borde de ataque sea laminar. Además este sistema facilita la modularidad y adaptación de bordes de ataque a distintas configuraciones y tamaños de planos sustentadores, facilitando el montaje y desmontaje de dicho borde de ataque.

Además, mediante este sistema de fijación se reduce al máximo la rugosidad inherente a la unión del borde de ataque a la estructura del plano sustentador del avión, con lo que se mejoran notablemente las propiedades aerodinámicas.

En una realización particular de la invención, el sistema de fijación comprende adicionalmente una pieza soporte, la cual se fija por su parte inferior al alma del larguero anterior del cajón de torsión del plano sustentador mediante unos primeros medios de fijación, y por su parte superior al elemento central del elemento de unión principal.

Los primeros medios de fijación utilizados para fijar la pieza soporte al elemento central del elemento de unión principal y al larguero anterior del cajón de torsión del plano sustentador pueden ser fijos o desmontables, presentando estos últimos la ventaja de una mayor facilidad de montaje y desmontaje del borde de ataque a la estructura del plano sustentador.

Con esta pieza soporte adicional se obtienen unas ventajas de mayor seguridad y mayor estabilidad en la fijación, junto con un soporte adicional a la fijación del borde de ataque, y una mejor transmisión de cargas desde el borde de ataque a la estructura del plano sustentador.

En una realización de los medios de unión de la primera rama del elemento de unión principal con la primera lámina del revestimiento y los medios de unión de la segunda rama del elemento de unión principal con la segunda lámina del revestimiento son medios de soldadura.

Esta realización de los medios de unión presenta la ventaja de una unión firme y segura de los elementos.

En otra realización, los medios de unión son medios adhesivos, que presentan la ventaja de menor coste que los medios de soldadura. Cada uno de estos medios de unión se utilizará según las necesidades particulares de cada caso.

En una realización preferente de la invención, el elemento de unión principal del sistema de fijación está realizado en titanio, y la pieza de soporte está realizada en fibra de carbono. Esta realización otorga resistencia a las cargas soportadas por el sistema de fijación a la vez que otorga ligereza a dicho sistema.

En una realización preferente de la invención el elemento de unión principal 3 presenta una sección en forma de diapasón, la cual cumple con los requisitos exigidos en una configuración simple y sencilla de realizar. En una realización particular del elemento de unión principal, la primera rama y la segunda rama son simétricas respecto del elemento central.

Este diseño simétrico proporciona una mayor facilidad de fabricación frente a otros diseños en los que las ramas son diferentes y una transmisión equilibrada de las cargas desde el borde de ataque a la estructura del plano sustentador del avión.

En una realización particular de la pieza soporte, esta presenta una sección en forma de L, consiguiendo de esta forma una adecuada fijación a superficies en direcciones perpendiculares, como es el caso, con una elevada sencillez...

1. Sistema de fijación de un borde de ataque modular a la estructura de un plano sustentador de un avión, comprendiendo dicho borde de ataque (2)

- un revestimiento (4) que comprende una primera lámina (5) y una segunda lámina (6),

- una cámara interior estanca dividida en una pluralidad de cámaras de succión (7) dispuestas entre la primera lámina (5) y la segunda lámina (6), y

- una costilla del borde de ataque (21) plana, que comprende una faldilla de la costilla del borde de ataque (19), estando dicha costilla del borde de ataque (21) unida al revestimiento (4) por medio de la faldilla de la costilla del borde de ataque,

estando dicho sistema de fijación caracterizado porque comprende un elemento de unión principal (3) cuya sección comprende un elemento central (13) del que parten una primera rama (14) y una segunda rama (15), estando fijadas mediante medios de unión la primera rama (14) del elemento de unión principal (3) a la primera lámina (5) del revestimiento (4) del borde de ataque (2), y la segunda rama (15) del elemento de unión principal (3) a la segunda lámina (6) del revestimiento (4) del borde de ataque (2), y el elemento central (13) del elemento de unión principal (3) está fijado a un revestimiento (10) del cajón de torsión (8) de la estructura del plano sustentador (1), quedando fijado el borde de ataque (2) a la estructura del plano sustentador (1).

2. Sistema de fijación de un borde de ataque a la estructura de un plano sustentador de un avión, según la reivindicación 1, caracterizado porque adicionalmente comprende una pieza soporte (9) que comprende una porción inferior (18) y una porción superior (20), estando la pieza soporte (9) fijada por su porción superior (20) al elemento central (13) del elemento de unión principal (3), y por su porción inferior (18) a un larguero anterior (22) del cajón de torsión (8) del plano sustentador (1) mediante unos primeros medios de fijación (16).

3. Sistema de fijación de un borde de ataque a la estructura de un plano sustentador de un avión, según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque los medios de unión de la primera rama (14) del elemento de unión principal (3) a la primera lámina (5) del revestimiento (4) y los medios de unión de la segunda rama (15) del elemento de unión principal a la segunda lámina (6) del revestimiento (4) son medios de soldadura.

4. Sistema de fijación de un borde de ataque a la estructura de un plano sustentador de un avión, según una cualquiera de las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado porque los medios de unión de la primera rama (14) del elemento de unión principal (3) a la primera lámina (5) del revestimiento (4) y los medios de unión de la segunda rama (15) del elemento de unión principal a la segunda lámina (6) del revestimiento (4) son medios adhesivos.

5. Sistema de fijación de un borde de ataque a la estructura de un plano sustentador de un avión, según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el elemento de unión principal (3) está realizado en titanio.

6. Sistema de fijación de un borde de ataque a la estructura de un plano sustentador de un avión, según una cualquiera de las reivindicaciones 2 a 5, caracterizado porque la pieza soporte (9) está realizada en fibra de carbono.

7. Sistema de fijación de un borde de ataque a la estructura de un plano sustentador de un avión, según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el elemento de unión principal (3) presenta una sección en forma de diapasón.

8. Sistema de fijación de un borde de ataque a la estructura de un plano sustentador de un avión, según la reivindicación 7, caracterizado porque la primera rama (14) y la segunda rama (15) son iguales y simétricas respecto del elemento central (13).

9. Sistema de fijación de un borde de ataque a la estructura de un plano sustentador de un avión, según una cualquiera de las reivindicaciones 2 a 8, caracterizado porque la pieza soporte (9) presenta una sección en forma de L.

10. Sistema de fijación de un borde de ataque a la estructura de un plano sustentador de un avión, según una cualquiera de las reivindicaciones 2 a 9, caracterizado porque la pieza soporte (9) adicionalmente está fijada a unas faldillas (11, 12) del revestimiento (10) del cajón de torsión (8) de la estructura del plano sustentador(1) mediante unos segundos medios de fijación (17).

11. Sistema de fijación de un borde de ataque a la estructura de un plano sustentador de un avión, según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la costilla del borde de ataque (21) comprende una extensión de su faldilla (19) la cual se extiende hasta la porción inferior (18) de la pieza soporte (9), estando fijada dicha porción inferior (18) de la pieza soporte (9) a la extensión de la faldilla (19) de la costilla del borde de ataque (21).

12. Sistema de fijación de un borde de ataque a la estructura de un plano sustentador de un avión, según una cualquiera de las reivindicaciones 2 a 11, caracterizado porque los primeros medios de fijación (16) son fijos.

13. Sistema de fijación de un borde de ataque a la estructura de un plano sustentador de un avión, según una cualquiera de las reivindicaciones 2 a 11, caracterizado porque los primeros medios de fijación (16) son desmontables.

14. Sistema de fijación de un borde de ataque a la estructura de un plano sustentador de un avión, según una cualquiera de las reivindicaciones 10 a 13, caracterizado porque los segundos medios de fijación (17) son remaches avellanados.