Un panel estructural (210) que comprende:

una chapa (320);

un primer refuerzo (330a) que tiene una primera parte de pestaña (331a) acoplada a la chapa y una primeraparte elevada (334) que se proyecta alejándose de la chapa (320);

al menos un segundo refuerzo (330b) separado del primer refuerzo (330a),

teniendo el segundo refuerzo (330b)una segunda parte de pestaña (331b) acoplada a la chapa y una segunda parte elevada (334) que se proyectaalejándose de la chapa (320); y

un miembro soporte (341) que tiene una parte base (344) acoplada a la primera parte de pestaña (331a) delprimer refuerzo y la segunda parte de pestaña (331b) del segundo refuerzo sin estar acoplada a la chapa (320)entre la primera parte elevada del primer refuerzo y la segunda parte elevada del segundo refuerzo.

Paneles estructurales para su uso en fuselajes de aviones y otras estructuras

5 Campo técnico

La siguiente divulgación se refiere generalmente a paneles estructurales y, más particularmente, a paneles estructurales para su uso en fuselajes de aviones y otras estructuras.

Antecedentes

Los fabricantes de aviones se esfuerzan continuamente por alcanzar maneras para mejorar la actuación de los aviones 15 y reducir los costes de fabricación. Un método bien conocido para mejorar la actuación de los aviones es reducir el peso del armazón del avión mediante el uso de materiales del estado de la técnica, tales como

compuestos, que tienen una relación resistencia-peso relativamente alta. Los métodos convencionales para fabricar armazones de avión con materiales compuestos, sin embargo, requieren a menudo utillaje relativamente caro y procedimientos 20 de montaje que requieren mucha mano de obra.

La Figura 1 es una vista isométrica de un panel metálico de avión 100 configurado de acuerdo con la técnica anterior. El panel 100 incluye un armazón 106 y una pluralidad de refuerzos 104 unidos a una chapa 102 en una configuración “semi-monocasco”. Los refuerzos 104 son refuerzos con “sección de sombrero” que tienen una parte elevada 103 y partes de pestañas opuestas 102. Las partes de pestañas 105 están unidas directamente a la chapa 102

El armazón 106 incluye una primera sección de armazón 107 y una segunda sección de armazón 108. La primera sección de armazón 107 incluye una parte base 109 y una parte de pata en pie 110. La parte de pata en pie 110 se fija a la segunda sección de armazón 108, e incluye una pluralidad de aberturas o “ratoneras” 114 a través de las cuales las partes elevadas 103 de los refuerzos 104 se extienden. La parte base 109 se une a la partes de pestañas del refuerzo 105 y a la chapa 102. La parte base 109 incluye una pluralidad de escalones o “sacudidas” 112 colocadas justo fueraborda de las partes de pestañas del refuerzo 105. Las sacudidas 112 permiten que la parte base 109 se baje de las partes de pestañas del refuerzo 105 y pise la chapa 102. Esto permite que la parte base 109 se fije directamente a la chapa 102 entre los refuerzos 104 sin provocar espacios o una precarga excesiva entre la parte base 109 y la chapa 102.

Un defecto del panel de la técnica anterior 100 es que puede ser caro de fabricar. La formación de sacudidas 112 en la primera sección de armazón 107, por ejemplo, añade costes adicionales cuando se compara con una sección de armazón similar sin sacudidas. Esto es especialmente verdad si la primera sección de armazón 107 se fabrica a partir de materiales compuestos en lugar de metal, porque la formación de sacudidas en materiales compuestos típicamente requiere utillaje especial y/o trabajos a máquina después de la vulcanización. El documento US 6.613.258 desvela un proceso para fabricar partes con grandes dimensiones formadas por una chapa y refuerzos tales como segmentos de fuselaje de avión hechos de un material compuesto con una matriz termoplástica. Después de que los refuerzos se hayan hecho por separado mediante almacenamiento, consolidación y moldeo, los refuerzos se colocan sobre una herramienta y la chapa se fabrica y monta simultáneamente con los refuerzos mediante soldadura por difusión.

Resumen

De acuerdo con un primer aspecto de la presente invención se proporciona un panel estructural de acuerdo con la reivindicación 1 y las reivindicaciones dependientes de la misma y un fuselaje de avión como el reivindicado en la reivindicación 14, y las reivindicaciones dependientes de la misma, el fuselaje de avión que comprende una pluralidad de paneles estructurales de acuerdo con la presente invención.

El panel estructural incluye una chapa y al menos un primer y un segundo refuerzo. El primer refuerzo incluye una primera parte de pestaña acoplada a la chapa y una primera parte elevada que se proyecta alejándose de la chapa.

55 El segundo refuerzo está separado del primer refuerzo y tiene una segunda parte de pestaña acoplada a la chapa y una segunda parte elevada que se proyecta alejándose de la chapa. El panel estructural incluye además una sección de armazón que tiene una parte base acoplada a la primera parte de pestaña del primer refuerzo y la segunda parte de pestaña del segundo refuerzo sin acoplarse a la chapa entre la primer parte elevada del primer refuerzo y la segunda parte elevada del segundo refuerzo. Al menos una de la primera parte de pestaña del primer refuerzo y la segunda parte de pestaña del segundo refuerzo se extiende hacia la otra para formar al menos una superficie de soporte aproximadamente continua que se extiende entre la primera parte elevada del primer refuerzo y la segunda parte elevada del segundo refuerzo.

El fuselaje del avión incluye una cabina de pasajeros y una pluralidad de paneles estructurales de acuerdo con la 65 presente invención unidos operativamente para formar una parte de la cabina de pasajeros.

De acuerdo con un segundo aspecto de la invención se proporciona un método para fabricar un panel estructural como el reivindicado en la reivindicación 20 y las reivindicaciones dependientes de la misma. El método incluye acoplar al menos una primera parte de pestaña de un primer refuerzo a una chapa, y acoplar al menso una segunda parte de pestaña de un segundo refuerzo a la chapa. El primer refuerzo incluye una primera parte elevada que se

proyecta alejándose de la chapa, y el segundo refuerzo incluye una segunda parte elevada que se proyecta alejándose de la chapa. El método incluye además acoplar una parte base de un armazón a la primer parte de pestaña del primer refuerzo y la segunda parte de pestaña del segundo refuerzo sin acoplarse la parte base a la chapa entre la primera parte elevada del primer refuerzo y la segunda parte elevada del segundo refuerzo.

Breve descripción de los dibujos

La Figura 1 es una vista isométrica de un panel metálico de avión configurado de acuerdo con la técnica anterior. La Figura 2 es una vista isométrica parcialmente oculta de un avión que tiene un fuselaje que incluye una

pluralidad de paneles estructurales configurados de acuerdo con una realización de la invención. Las Figuras 3A y 3B son una vista isométrica parcialmente en despiece y una vista isométrica montada, respectivamente, de un panel estructural configurado de acuerdo con una realización de la invención. Las Figuras 4A y 4B son una vista superior y una vista final, respectivamente, de una parte de una panel estructural configurado de acuerdo con otra realización de la invención. Las Figuras 5A y 5B son una vista superior y una vista final, respectivamente, de una parte de una panel estructural configurado de acuerdo con otra realización de la invención. Las Figuras 6A y 6B son vistas finales en sección transversal de partes de paneles estructurales configurados de acuerdo con otras realizaciones de la invención.

25 Descripción detallada

La siguiente divulgación describe paneles estructurales para su uso en la fabricación de aviones y otras estructuras. En la siguiente descripción y en las Figuras 2-6B se exponen ciertos detalles para proporcionar una compresión sólida de varias realizaciones de la invención. Otros detalles que describen estructuras y sistemas bien conocidos asociados a menudo con estructuras de aviones y materiales compuestos no se exponen en la siguiente divulgación para evitar que la descripción de las diversas realizaciones de la invención se oculte innecesariamente.

Muchos de los detalles, dimensiones, ángulos y otras características mostradas en las Figuras son meramente ilustrativos de realizaciones particulares de la invención. Por consiguiente, otras realizaciones pueden tener otros

detalles, dimensiones, ángulos y características sin partir del alcance de la presente invención. Además, pueden practicarse otras realizaciones sin varios de los detalles descritos más abajo.

En las Figuras, los números idénticos de referencia identifican elementos idénticos o al menos elementos generalmente similares. Para facilitar la exposición de cualquier elemento particular, el dígito o dígitos más significativos de cualquier número de referencia se refiere a la Figura en la que el elemento se introduce por primera vez. Por ejemplo, el elemento 210 se introduce por primera vez y se analiza con referencia... [Seguir leyendo]

1. Un panel estructural (210) que comprende:

una chapa (320) ; un primer refuerzo (330a) que tiene una primera parte de pestaña (331a) acoplada a la chapa y una primera parte elevada (334) que se proyecta alejándose de la chapa (320) ; al menos un segundo refuerzo (330b) separado del primer refuerzo (330a) , teniendo el segundo refuerzo (330b) una segunda parte de pestaña (331b) acoplada a la chapa y una segunda parte elevada (334) que se proyecta alejándose de la chapa (320) ; y un miembro soporte (341) que tiene una parte base (344) acoplada a la primera parte de pestaña (331a) del primer refuerzo y la segunda parte de pestaña (331b) del segundo refuerzo sin estar acoplada a la chapa (320) entre la primera parte elevada del primer refuerzo y la segunda parte elevada del segundo refuerzo.

15 2. El panel estructural de la reivindicación 1 en el que al menos una de la primera parte de pestaña (331a) del primer refuerzo y la segunda parte de pestaña (331b) del segundo refuerzo se extiende hacia la otra para formar al menos una superficie de soporte aproximadamente continua (335) que se extiende entre la primera parte elevada (334) del primer refuerzo (330a) y la segunda parte elevada (334) del segundo refuerzo (330a)

3. El panel estructural de la reivindicación 1 en el que la parte base (344) del miembro soporte (341) incluye una superficie de contacto (343) sin una sacudida, y en el que la superficie de contacto (343) se pone en contacto con la primera parte de pestaña (331a) del primer refuerzo (330a) y la segunda parte de pestaña (331b) del segundo refuerzo (330b) .

25 4. El panel estructural de la reivindicación 1 en el que la primera parte de pestaña (331a) del primer refuerzo (330a) tiene un primer borde exterior (333a) y la segunda parte de pestaña (331b) del segundo refuerzo (330b) tiene un segundo borde exterior (333b) orientado al primer borde exterior (333a) , y en el que el primer borde exterior (333a) está separado del segundo borde exterior (333b) por una distancia de 12, 7 mm (0, 5 pulgada) o menos.

5. El panel estructural de la reivindicación 1 en el que la primera parte de pestaña (331a) del primer refuerzo (330a) tiene un primer borde exterior (333a) y la segunda parte de pestaña (331b) del segundo refuerzo (330b) tiene un segundo borde exterior (333b) orientado al primer borde exterior (333a) , y en el que el primer borde exterior (333a) está separado del segundo borde exterior (333b) por una distancia de 5, 08 mm (0, 2 pulgada) o menos.

35 6. El panel estructural de la reivindicación 1 en el que la primera parte de pestaña (331a) del primer refuerzo (330a) tiene un primer borde exterior (333a) y la segunda parte de pestaña (331b) del segundo refuerzo (330b) tiene un segundo borde exterior (333b) orientado al primer borde exterior (333a) , y en el que el primer borde exterior (333a) está separado del segundo borde exterior (333b) por una distancia de 2, 54 mm (0, 1 pulgada) o menos.

7. El panel estructural de la reivindicación 1 en el que el miembro soporte (341) incluye además al menos una primera y una segunda abertura (348) , y en el que la primera parte elevada (334) del primer refuerzo (330a) se extiende a través de la primera abertura y la segunda parte elevada (334) del segundo refuerzo (330b) se extiende a través de la segunda abertura.

45 8. El panel estructural de la reivindicación 1 en el que el miembro soporte (341) es una primera sección de armazón que además incluye una parte en pie (346) que se proyecta alejándose de la parte base (344) , y en el que el panel estructural (210) incluye además una segunda sección de armazón (342) unida a la parte en pie (346) de la primera sección de armazón (341) .

9. El panel estructural de la reivindicación 1 en el que el miembro soporte (341) es una primera sección de armazón

(341) que además incluye una parte en pie (346) que se proyecta alejándose de la parte base (344) , y en el que el panel estructural (210) incluye además una segunda sección de armazón (342) unida a la parte en pie (346) de la primera sección de armazón (341) , teniendo la segunda sección de armazón (342) una sección transversal en forma de “C”.

10. El panel estructural de la reivindicación 1 en el que el primer y segundo refuerzo (330a, 330b) son al menos aproximadamente idénticos.

11. El panel estructural de la reivindicación 1 en el que el primer y segundo refuerzo (330a, 330b) tienen secciones transversales en forma de sombrero.

12. El panel estructural de la reivindicación 1 en el que el primer y segundo refuerzo (330a, 330b) están unidos adhesivamente a la chapa (320) .

65 13. El panel estructural de la reivindicación 1 en el que al menos la chapa (320) y el primer y segundo refuerzo (330a, 330b) incluyen un material compuesto.

14. Un fuselaje de avión (202) que comprende:

una cabina de pasajeros; y una pluralidad de paneles estructurales (210) operativamente unidos para formar una parte de la cabina de 5 pasajeros (204) , en los que cada uno de los paneles estructurales es como se reivindica en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13.

15. El fuselaje de avión (202) de la reivindicación 14 en el que la pluralidad de paneles están operativamente unidos para formar una parte exterior de la cabina de pasajeros (204) .

16. El fuselaje de avión (202) de la reivindicación 14 en el que la chapa incluye un material compuesto, y en el que la pluralidad de paneles estructurales (210) están operativamente unidos para formar una parte exterior de la cabina de pasajeros (204) .

17. El fuselaje de avión (202) de la reivindicación 14, que además comprende una pluralidad de asientos de pasajeros (206) colocados en la cabina de pasajeros que oscilan en número desde aproximadamente 50 asientos a aproximadamente 700 asientos.

18. El fuselaje de avión (202) de la reivindicación 14, que además comprende una pluralidad de asientos de pasajeros (206) colocados en la cabina de pasajeros que oscilan en número desde aproximadamente 50 asientos a aproximadamente 700 asientos, y en el que la chapa y los refuerzos incluyen materiales compuestos.

19. El fuselaje de avión (202) de la reivindicación 14, en el que la pluralidad de paneles estructurales están

operativamente unidos para formar un suelo de la cabina de pasajeros. 25

20. Un método para fabricar un panel estructural (250) , comprendiendo el método:

acoplar al menos una primera parte de pestaña (331a) de un primer refuerzo (330a) a una chapa (320) ; incluyendo además el primer refuerzo (330a) una primera parte elevada (334) que se proyecta alejándose de la chapa (320) ; acoplar al menos una segunda parte de pestaña (331b) de un segundo refuerzo (330b) a la chapa (320) ; incluyendo además el segundo refuerzo (330b) una segunda parte elevada (334) que se proyecta alejándose de la chapa (320) ; y acoplar una parte base (334) de un miembro soporte (341) y la primera parte de pestaña (331a) del primer

refuerzo (330a) y a la segunda parte de pestaña del segundo refuerzo (330b) sin acoplar la parte base a la chapa (320) entre la primera parte elevada (334) del primer refuerzo (330a) y la segunda parte elevada (334) del segundo refuerzo (330b) .

21. El método de la reivindicación 20, que además comprende:

colocar la primera parte de pestaña del primer refuerzo al menos próxima a la segunda parte de pestaña del segundo refuerzo para formar al menos una superficie de soporte aproximadamente continua que se extiende entre la primera parte elevada del primer refuerzo y la segunda parte elevada del segundo refuerzo; y colocar la parte base del miembro soporte en contacto con la superficie de soporte.

22. El método de la reivindicación 20 que además comprende la fabricación del miembro soporte (210) a partir de materiales compuestos.

23. El método de la reivindicación 20 que además comprende la fabricación de la chapa (320) y el primer y segundo refuerzo (330a, 330b) a partir de materiales compuestos.

24. El método de la reivindicación 20 en el que la unión de al menos una primera parte de pestaña (331a) de un primer refuerzo (330a) a una chapa (320) incluye unir adhesivamente la primera parte de pestaña (331a) del primer refuerzo (330a) a la chapa (320) , y en el que la unión de al menos una segunda parte de pestaña (331b) de un

55 segundo refuerzo (330b) a la chapa (320) incluye unir adhesivamente la segundo parte de pestaña (331b) del segundo refuerzo (330b) a la chapa (320) .

25. El método de la reivindicación 20 en el que la unión de al menos una primera parte de pestaña (331a) de un primer refuerzo (330a) a una chapa (320) incluye unir adhesivamente la primera parte de pestaña (331a) del primer refuerzo (330a) a la chapa (320) , en el que la unión de al menos una segunda parte de pestaña (331b) del segundo refuerzo (330b) a la chapa (320) incluye unir adhesivamente la segunda parte de pestaña (331b) del segundo refuerzo (330b) a la chapa, y en el que la unión de una parte base (344) de un miembro soporte (341) a la primera parte de pestaña (331a) del primer refuerzo (330a) y la segunda pestaña la primera parte de pestaña (331a) del primer refuerzo (330a) y la segunda parte de pestaña (331b) del segundo refuerzo (330b) incluye unir

65 adhesivamente (344) la parte base a la primera y segunda parte de pestaña (331a, 331b) .

26. El método de la reivindicación 20 en el que la unión de al menos una primera pestaña de un segundo refuerzo a la chapa incluye la co-vulcanización del primer refuerzo, el segundo refuerzo, y la chapa para adherir la primera y segunda parte de pestaña a la chapa.

27. El método de la reivindicación 20 en el que el miembro soporte es una primera sección de armazón (341) , y en el que el método comprende además unir una segunda sección de armazón (342) a la primera sección de armazón (341) .

28. El método de la reivindicación 20 en el que el miembro soporte es una primera sección de armazón (341) , y en el 10 que el método comprende además unir una segunda sección de armazón (342) a la primera sección de armazón

(341) después de acoplar la parte base (344) de la primera sección de armazón (341) a la primera parte de pestaña (331a) del primer refuerzo (330a) y la segunda parte de pestaña (331b) del segundo refuerzo (330b) .

29. El método de la reivindicación 20 en el que el miembro soporte es una primera sección de armazón (341) que

además incluye una parte en pie (346) que se proyecta alejándose de la parte base (344) , y en el que el método comprende además la unión de una segunda sección de armazón (342) a la parte en pie (346) de la primera sección de armazón.

30. El método de la reivindicación 20 en el que el miembro soporte es una primera sección de armazón (341) que

además incluye una parte en pie (346) que se proyecta alejándose de la parte base (344) , y en el que el método comprende además la unión de una segunda sección de armazón (342) a la parte en pie (346) de la primera sección de armazón (341) , teniendo la segunda sección de armazón (342) una sección transversal en forma de “C”.