Descarche piezoeléctrico de una entrada de aire.

Conjunto de labio (1) de una entrada de aire de una góndola de turborreactor,

que comprende una superficieinterna (9), una superficie externa (11) y unos medios de descarche, caracterizado porque los medios de descarchecomprenden un revestimiento antihielo (13), que recubre por lo menos una parte de la superficie externa (11),comprendiendo dicho revestimiento antihielo uno o varios accionadores piezoeléctricos en la matriz de dichorevestimiento y aptos para hacer vibrar la superficie externa.

Descarche piezoeléctrico de una entrada de aire.

La presente invención se refiere en particular a un conjunto de labio de una entrada de aire de góndola de turborreactor.

Un avión es propulsado por uno o varios conjuntos propulsores que comprenden cada uno un turborreactor alojado en una góndola tubular. Cada conjunto propulsor está fijado al avión por un mástil situado generalmente bajo un ala

o a nivel del fuselaje.

Una góndola presenta generalmente una estructura que comprende una entrada de aire corriente arriba del motor, una sección media destinada a rodear un ventilador del turborreactor, una sección corriente abajo que aloja unos medios de inversión de empuje y destinada a rodear la cámara de combustión del turborreactor, y está generalmente terminada por una tobera de expulsión cuya salida está situada corriente abajo del turborreactor.

La entrada de aire comprende, por un lado, un labio de entrada adaptado para permitir la captación óptima hacia el turborreactor del aire necesario para la alimentación del ventilador y de los compresores internos del turborreactor y, por otro lado, una estructura corriente abajo sobre la cual está añadido el labio y destinada a canalizar convenientemente el aire hacia las aspas del ventilador. El conjunto está fijado corriente arriba de una carcasa del ventilador que pertenece a la sección corriente arriba de la góndola.

En vuelo, según las condiciones de temperatura y de humedad, se puede formar hielo sobre la góndola a nivel de la superficie externa del labio de entrada de aire. La presencia de hielo o de escarcha modifica las propiedades aerodinámicas de la entrada de aire y perturba la conducción del aire hacia el ventilador.

Una solución para descarchar o deshelar la superficie externa consiste en evitar que se forme hielo sobre esta superficie externa.

Así, es conocido extraer el aire caliente a nivel del compresor del turborreactor y llevarlo a nivel del labio de entrada de aire a fin de calentar las paredes. Sin embargo, dicho dispositivo necesita un sistema de conductos de llegada de aire caliente entre el turborreactor y la entrada de aire, así como un sistema de evacuación del aire caliente a nivel del labio de entrada de aire. Esto aumenta la masa del conjunto de propulsión, lo que no es deseable.

En la patente EP 1 495 963 se propone aplicar una resistencia de calentamiento sobre una pared externa del labio de entrada de aire. Esta tecnología obliga a añadir una protección anti-erosión por encima de la resistencia de calentamiento de descarche.

Dicha solución presenta varios inconvenientes. En primer lugar, el producto anti-erosión no es compatible con la calidad de la superficie requerida para la pared externa del labio. Después, en caso de recubrimiento parcial del labio de entrada de aire, éste presente una discontinuidad que es nefasta para la línea aerodinámica de la entrada de aire. Finalmente, tal sistema contribuye a aumentar el grosor total del labio, lo que puede conllevar una degradación de los rendimientos de atenuación acústicos, estando éstos relacionados con el grosor del labio de entrada de aire.

Se conoce asimismo una estructura para un labio de una entrada de aire de una góndola de turborreactor que comprende una capa externa y una capa interna entre las cuales está presente un elemento eléctrico de calentamiento.

Un inconveniente de esta estructura es que el elemento eléctrico de calentamiento debe estar permanentemente alimentado eléctricamente para evitar que se forme hielo sobre la estructura.

Un objetivo de la presente invención es proporcionar un conjunto de labio de una entrada de aire de una góndola de turborreactor que presenta un descarche y un deshielo eficaces, sin riesgo de dañar el turborreactor, sin incrementar la masa de la góndola, sin perturbar la línea aerodinámica o la atenuación acústica y que no necesita una alimentación eléctrica permanente.

Una primera solución, parcial, se describe en particular en el documento EP 1 734 090 que consiste en aplicar un revestimiento antihielo, recubriendo por lo menos una parte de la superficie externa.

Por "superficie externa" se entiende la superficie expuesta a la formación del hielo atmosférico.

Por "superficie interna" se entiende la superficie expuesta a la formación del hielo atmosférico.

El revestimiento antihielo o también denominado revestimiento "icephobic" se destina a impedir la formación de la capa de hielo o para mejorar el vertido de hielo, una vez formada la capa de hielo.

Así, el revestimiento antihielo permite limitar el grosor del hielo que se agarra sobre esta superficie externa a un grosor que no supera los 2 mm.

Paralelamente, el revestimiento antihielo presenta unas interacciones bajas con el hielo, de modo que la energía necesaria para romper la capa de hielo formada es más baja que la habitualmente necesaria cuando el hielo recubre directamente la superficie externa. Así, la acción del viento sobre el avión en vuelo basta para evacuar la capa de hielo atmosférico.

Dicha solución no presenta sin embargo propiedades de descarche que permitan eliminar el hielo formado.

La patente US nº 5.172.024 describe por su parte un sistema de descarche mediante la aplicación de elementos piezoeléctricos pero que no poseen propiedades antihielo.

El conjunto de labio según la invención limita bastante la formación del hielo y sólo una capa de bajo grosor fácilmente eliminable debe, a veces, ser retirada. Siendo esta capa de hielo fina, el hielo se desprende de la superficie externa en forma de pequeños trozos del orden de 2 mm de grosor, que no tienen peligro para el turborreactor.

El peso del conjunto de labio no es incrementado por la presencia del revestimiento antihielo. La línea aerodinámica y la atenuación acústica del conjunto de labio no son perturbadas por la presencia del revestimiento antihielo ya que este último sigue la línea aerodinámica.

Además, el descarche se efectúa sin necesitar una alimentación eléctrica permanente.

Según otras características de la invención según la reivindicación 1, el conjunto de labio comprende una o varias de las características siguientes:

- los medios de descarche comprenden además unos medios de accionamiento piezoeléctrico, que permiten ventajosamente romper y evacuar el hielo de manera muy eficaz sin hacer incrementar de manera sustancial la góndola de turborreactor;

- los medios de accionamiento piezoeléctrico comprenden por lo menos un accionador piezoeléctrico y unos medios de alimentación eléctrica, que permiten romper el hielo depositado en capas finas en trozos equivalentes a unos granizos de algunos milímetros de diámetro, no susceptibles de dañar el turborreactor, sin tener que recurrir a una alimentación eléctrica permanente;

- el revestimiento antihielo comprende asimismo uno o varios accionadores piezoeléctricos, que permiten una aplicación fácil del conjunto de labio según la invención;

- al menos un accionador piezoeléctrico, que comprende en particular un gato y un dipolo, está en contacto con la superficie interna, permitiendo un ajuste preciso de las vibraciones aplicadas sobre una zona de la superficie externa;

- el revestimiento antihielo se selecciona de entre unas pinturas que comprenden poliuretano, unas pinturas que comprenden fluoropoliuretano, unas resinas tales como unas resinas que comprenden polidimetilsiloxano o unos plásticos que comprenden Téflon®, que induce una fuerza de agarre con la capa de hielo atmosférico baja;

- el grosor del revestimiento antihielo está comprendido entre 20 µm y 100 µm, lo que permite un compromiso entre la sostenibilidad de la capa de revestimiento antihielo sobre la superficie externa, el peso generado por esta capa y el precio de coste;

- al menos una parte del conjunto de labio está realizada en un material que comprende un compuesto o un metal y unas nanopartículas aptos para hacer que la superficie del conjunto de labio sea antihielo, a saber impidiendo o limitando muy fuertemente la formación de capa de hielo sobre esta superficie.

Según un segundo aspecto, la invención... [Seguir leyendo]

1. Conjunto de labio (1) de una entrada de aire de una góndola de turborreactor, que comprende una superficie interna (9) , una superficie externa (11) y unos medios de descarche, caracterizado porque los medios de descarche

comprenden un revestimiento antihielo (13) , que recubre por lo menos una parte de la superficie externa (11) , comprendiendo dicho revestimiento antihielo uno o varios accionadores piezoeléctricos en la matriz de dicho revestimiento y aptos para hacer vibrar la superficie externa.

2. Conjunto (1) según la reivindicación 1, caracterizado porque los medios de accionamiento piezoeléctricos 10 comprenden por lo menos un accionador piezoeléctrico (21) y unos medios de alimentación eléctrica (23) .

3. Conjunto (1) según cualquiera de las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado porque por lo menos un accionador piezoeléctrico (21) está en contacto con la superficie interna (9) .

15 4. Conjunto (1) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el o los accionadores piezoeléctricos (21) comprenden un gato y un dipolo.

5. Conjunto (1) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el revestimiento antihielo

(13) se selecciona de entre pinturas de poliuretano, de fluoropoliuretano, resinas tales como unas resinas que 20 comprenden polidimetilsiloxano o unos plásticos que comprenden Téflon®.

6. Conjunto (1) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque por lo menos una parte del conjunto de labio está realizada en un material que comprende un compuesto o un metal y unas nanopartículas aptos para hacer que la superficie del conjunto de labio sea antihielo.

7. Conjunto (1) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el grosor (e) del revestimiento antihielo (13) está comprendido entre 20 µm y 100 µm.

8. Góndola de turborreactor, que comprende un conjunto de labio (1) según cualquiera de las reivindicaciones 30 anteriores.