Barra de cizalladura compuesta (500) para la conexión de un nervio (504) en un ala de un avión a un panel de revestimiento (514),

comprendiendo la barra de cizalladura compuesta:

una sección de banda plana (502) que tiene un primer y segundo (536) lados opuestos, un primer borde (526), un segundo borde (530) opuesto al primer borde, y un tercer borde, en el que la sección de banda está formada a partir de un material compuesto, en el que el primer borde es aproximadamente paralelo al segundo borde y en el que la segunda sección de banda está configurada para conectarse al nervio en el ala del avión; una primera brida libre (522, 538) que se extiende desde el primer borde (526), en el que la primera brida libre es aproximadamente perpendicular al primer y segundo lados opuestos de la sección de banda plana y se extiende en una primera y segunda direcciones opuestas del primer y segundo lados opuestos, respectivamente, de la sección de banda plana, en la que la primera brida libre está formada a partir del material compuesto;

una segunda brida libre (524) que se extiende desde el segundo borde (530), en el que la segunda brida libre es aproximadamente perpendicular al primer y segundo lados opuestos de la sección de banda plana y se extiende en la primera y segunda direcciones opuestas del primer y segundo lados opuestos, respectivamente, de la sección de banda plana en la que la segunda brida libre está formada a partir del material compuesto; y una sección de brida de base (532, 534) que se extiende desde el tercer borde, en el que la brida de base está configurada para su fijación al panel de revestimiento y en el que la brida de base está formada a partir del material compuesto; una ranura que se extiende a través de la sección de banda plana entre el primer y segundo bordes opuestos de la sección de banda plana y a través de la sección de base y configurado para permitir que un larguero pase a través de la ranura.

Barra de cizalladura compuesta

5 Antecedentes de la invención

La presente invención se refiere en general a aviones y, en particular, a componentes de conexión entre sí en un avión. Aún más particularmente, la presente invención se refiere a una barra de cizalladura para su uso en un nervio de un ala.

El documento US 3, 920, 206 describe un conjunto conector adaptado para su uso en la formación estructural de una superficie de sustentación, sin el uso de elementos de sujeción superficiales de penetración en el revestimiento para unir los nervios en la dirección de la cuerda dispuestos en la superficie del revestimiento de la superficie de sustentación. El conjunto conector incluye: una pluralidad de aristas (o pomos) en la superficie interna del

revestimiento de la superficie de sustentación; una pluralidad de bridas (o rigidizadores de superficie) , también en la superficie interna del revestimiento de la superficie de sustentación, e interpuestas entre los nervios; y una pluralidad de clips configurados a modo de ángulos de triedros, cada uno de los cuales está ajustado o encajado de manera estrecha entre una de las bridas y el nervio adyacente.

Los materiales compuestos son aluminio rápidamente reemplazable en un avión. Los materiales compuestos ofrecen un ahorro de peso y mayor durabilidad. En el diseño y la fabricación de nuevos aviones, incluso el ala y el fuselaje están siendo diseñados para utilizar materiales compuestos avanzados. Estos materiales incluyen, por ejemplo, grafito combinado con una resina epoxi endurecida y titanio, y compuestos de grafito. Una ventaja adicional del uso de materiales compuestos es la reducción de los efectos electromagnéticos (EMEs) , tales como los de los

rayos.

Diseños más recientes emplean componentes estructurales compuestos en las alas, tales como nervios y largueros compuestos. Además, los paneles de revestimiento usados para el ala también están siendo diseñados usando materiales compuestos. Un tipo adicional de componente que es pesado y está sometido a efectos electromagnéticos es una barra de cizalladura utilizada para conectar un panel de revestimiento a un nervio en el ala. Las barras de cizalladura tienen una forma compleja y requisitos específicos de soporte de carga. En la actualidad, las barras de cizalladura metálicas son preferibles a las barras de cizalladura compuestas debido a estos requisitos. La creación de barras de cizalladura que utilizan materiales compuestos utilizando las formas actuales son incapaces de satisfacer los requerimientos de soporte de carga.

El documento WO2004/018183 describe soportes utilizados para fijar componentes entre sí utilizando uniones estructurales, estando hechos los soportes a partir de una forma de un solo corte a partir de una lámina de material compuesto, que tiene al menos una línea de plegado que define una primera y segunda regiones del soporte, sobre el cual el material se ha doblado para formar una forma tridimensional. También se describe un procedimiento para hacer tal soporte. Otro ejemplo se puede encontrar en el documento US5893534.

Por lo tanto, sería ventajoso disponer de un procedimiento y un aparato mejorados para la conexión de componentes entre sí en un ala.

45 Sumario de la invención

De acuerdo con la presente invención, se proporciona una barra de cizalladura compuesta para la conexión de un nervio en un ala de un avión a un panel de revestimiento y un procedimiento para la misma función tal como se reivindica en las reivindicaciones adjuntas.

Una realización de la presente invención proporciona una barra de cizalladura compuesta para la conexión de un nervio en un ala de un avión a un panel de revestimiento. La barra de cizalladura incluye una sección de banda que tiene un primer borde, un segundo borde, y un tercer borde. La sección de banda está formada de un material compuesto. El primer borde es paralelo al segundo borde, y la sección de banda está configurada para conectarse al

55 nervio en el ala de la aeronave. La barra de cizalladura también tiene una primera brida libre que se extiende desde el primer borde, en el que la primera brida libre es aproximadamente perpendicular a la sección de banda y en el que la primera brida libre se forma a partir del material compuesto. Una segunda brida libre está presente en la barra de cizalladura, en el que la segunda brida libre se extiende desde el segundo borde, en el que la segunda brida libre es aproximadamente perpendicular a la sección de banda, y en el que la segunda brida libre se forma a partir del material compuesto. La barra de cizalladura tiene una sección de brida de base que se extiende desde el tercer borde, en el que la primera brida de base está configurada para la fijación al panel de revestimiento y en el que la primera brida de base se forma a partir del material compuesto.

En otras palabras, una barra de cizalladura compuesta tiene una sección plana, un conjunto de bridas, y una sección

65 de base. La sección plana está formada de un material compuesto y está configurada para su fijación al nervio en el ala del avión. El conjunto de bridas es aproximadamente perpendicular a la sección plana y se forma a partir del material compuesto. La sección de base se extiende desde la sección plana, en la que la sección de base es aproximadamente perpendicular a la sección plana, y está configurada para su fijación al panel de revestimiento.

En otra realización, se utiliza un procedimiento para sujetar un nervio en un ala de un avión a un panel de

revestimiento para el avión. Una sección plana de una barra de cizalladura formada a partir de un material compuesto se fija al nervio en el ala del avión. La barra de cizalladura incluye un conjunto de bridas que se extienden desde la sección plana y una sección de base que se extiende desde la sección plana, en la que la sección de base es aproximadamente perpendicular a la sección plana. La sección de base de la barra de cizalladura está fijada al panel de revestimiento.

Las características, funciones y ventajas se pueden conseguir independientemente en varias realizaciones de la presente invención o pueden combinarse en otras realizaciones.

Breve descripción de los dibujos

Las características novedosas que se consideran características de la invención se exponen en las reivindicaciones adjuntas. La propia invención, sin embargo, así como un modo preferido de uso, otros objetivos y ventajas de la misma, se entenderá mejor con referencia a la siguiente descripción detallada de una realización ventajosa de la presente invención cuando se lea conjuntamente con los dibujos adjuntos, en los que:

La figura 1 es un ejemplo de un avión en la que las realizaciones ventajosas de la presente invención pueden implementarse; La figura 2 es un diagrama que ilustra una vista superior de un ala; La figura 3 es un diagrama en sección transversal de un ala;

La figura 4 es un diagrama que ilustra una vista lateral de una barra de cizalladura conocida; La figura 5 es un diagrama que ilustra una porción de una estructura de ala interna de acuerdo con una realización ventajosa de la presente invención; La figura 6 es un diagrama de una barra de cizalladura de acuerdo con una realización ventajosa de la presente invención; Las figuras 7A-7C son diagramas que ilustran una secuencia de disposición usada para formar una porción de una barra de cizalladura; Las figuras 8Ay 8B son ilustraciones de accesorios en los mandriles de disposición; La figura 9 es un diagrama que ilustra los componentes utilizados en la formación de una barra de cizalladura; La figura 10 es un diagrama que ilustra etapas adicionales en la secuencia de disposición para crear una barra

de cizalladura; La figura 11 es un diagrama que ilustra los componentes montados desde la figura 9; La figura 12 es una vista en sección transversal de una barra de cizalladura de acuerdo con una realización ventajosa de la presente invención; La figura 13 es un diagrama que ilustra una vista en perspectiva de una barra de cizalladura acabada de acuerdo con una realización ventajosa de la presente invención; La figura 14 es un diagrama que ilustra otra configuración para una barra de cizalladura compuesta que no forma parte de la invención; La figura 15 es otra configuración para una barra de cizalladura que no forma parte de la invención; y Las figuras 16A a 16E son diagramas... [Seguir leyendo]

1. Barra de cizalladura compuesta (500) para la conexión de un nervio (504) en un ala de un avión a un panel de revestimiento (514) , comprendiendo la barra de cizalladura compuesta:

una sección de banda plana (502) que tiene un primer y segundo (536) lados opuestos, un primer borde (526) , un segundo borde (530) opuesto al primer borde, y un tercer borde, en el que la sección de banda está formada a partir de un material compuesto, en el que el primer borde es aproximadamente paralelo al segundo borde y en el que la segunda sección de banda está configurada para conectarse al nervio en el ala del avión; una primera brida libre (522, 538) que se extiende desde el primer borde (526) , en el que la primera brida libre es aproximadamente perpendicular al primer y segundo lados opuestos de la sección de banda plana y se extiende en una primera y segunda direcciones opuestas del primer y segundo lados opuestos, respectivamente, de la sección de banda plana, en la que la primera brida libre está formada a partir del material compuesto;

una segunda brida libre (524) que se extiende desde el segundo borde (530) , en el que la segunda brida libre es aproximadamente perpendicular al primer y segundo lados opuestos de la sección de banda plana y se extiende en la primera y segunda direcciones opuestas del primer y segundo lados opuestos, respectivamente, de la sección de banda plana en la que la segunda brida libre está formada a partir del material compuesto; y una sección de brida de base (532, 534) que se extiende desde el tercer borde, en el que la brida de base está configurada para su fijación al panel de revestimiento y en el que la brida de base está formada a partir del material compuesto; una ranura que se extiende a través de la sección de banda plana entre el primer y segundo bordes opuestos de la sección de banda plana y a través de la sección de base y configurado para permitir que un larguero pase a través de la ranura.

2. Barra de cizalladura compuesta según la reivindicación 1, en la que la sección de brida de base se extiende desde el tercer borde en la primera dirección y la segunda dirección opuesta.

3. Barra de cizalladura compuesta según la reivindicación 1, en la que la sección de banda plana (502) está unida al nervio (504) utilizando un conjunto de elementos de sujeción.

4. Barra de cizalladura compuesta según la reivindicación 1, en la que la brida de base (532, 534) está unida al panel de revestimiento (514) utilizando un conjunto de elementos de sujeción.

5. Barra de cizalladura compuesta según la reivindicación 3, en la que un larguero (512) está situado entre la brida

de base (532, 534) y el panel de revestimiento (514) y en el que el conjunto de elementos de sujeción pasan a través del larguero (512) ,

6. Barra de cizalladura compuesta según la reivindicación 1, en la que el material compuesto comprende una resina epoxi y un módulo de fibra intermedia.

7. Procedimiento que comprende:

proporcionar una barra de cizalladura (500) que comprende una sección de banda plana (502) , un conjunto de bridas (522 y 538, 524) que se extienden desde la sección plana, en la que cada brida del conjunto de bridas es

45 aproximadamente perpendicular a la sección plana y se extiende en una primera y segunda direcciones opuestas desde el primer (520) y segundo (536) lados opuestos, respectivamente, de la sección plana, y una sección de brida de base (532, 534) que se extiende desde la sección plana, en el que la sección de brida de base es aproximadamente perpendicular a la sección plana, en la que la sección plana (502) , el conjunto de bridas (522 y 538, 524) y la sección de brida de base (532, 534) están formados de un material compuesto; proporcionar una ranura en barra de cizalladura (500) que se extiende a través de la sección plana entre el primer (526) y segundo (530) bordes opuestos de la sección plana y a través de la sección de brida de base (532, 534) , en la que la ranura está configurada para permitir que un larguero pase a través de la ranura; fijar la sección de banda plana de la barra de cizalladura (500) a un nervio en un ala de un avión; y fijar la sección de brida de base (532, 534) de la barra de cizalladura (500) a un panel de revestimiento (512) .

8. Procedimiento según la reivindicación 7, que también comprende:

colocar un larguero (512) entre la sección de brida de base (532, 534) de la barra de cizalladura y el panel de revestimiento.

9. Procedimiento según la reivindicación 7, en el que el material compuesto comprende una resina epoxi y una fibra de módulo intermedio.

10. Procedimiento según la reivindicación 7, en el que el conjunto de bridas refuerzan la sección plana contra cargas 65 aplicadas por el nervio y el panel de revestimiento.