Sistema de anillos múltiples para la formación de barriles de fuselaje.

Un método de formación de un barril (10) del fuselaje de un avión que comprende un revestimiento yal menos una fijación de seguridad residiendo dentro del mencionado revestimiento y está integralmente formadacon el mismo,

comprendiendo el método las etapas de:

laminación de fijaciones de seguridad (18) en una diversidad de anillos de molde (50) de un molde;construcción de al menos una estructura de soporte (80);

unión de la diversidad de anillos de molde a y sobre dicha al menos una estructura de soporte;construcción del mencionado molde;

fabricación y laminación de al menos un larguero (14) en configuración Hat sobre el molde;

laminación de material sobre el mencionado molde para formar un revestimiento (12) del barril y co-curado elbarril del fuselaje para formar un barril del fuselaje formado integralmente de una pieza.

Sistema de anillos múltiples para la formación de barriles de fuselaje.

CAMPO TÉCNICO La presente invención se refiere en general a los fuselajes de aviones. Más particularmente, la presente invención está relacionada con la formación integral en una sola pieza de un barril del fuselaje de un avión.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN El fuselaje de un avión moderno suele incluir múltiples barriles de fuselaje que tienen un revestimiento exterior, que está soportado mediante las estructuras de un armazón circular. Las estructuras del armazón residen dentro del revestimiento y se colocan en una configuración paralela y a intervalos dados. Las estructuras del armazón se unen al revestimiento mediante fijaciones de seguridad que se abrochan al revestimiento. Se forman largueros integrados con el revestimiento y extendidos entre las fijaciones de seguridad para proporcionar una mayor rigidez y resistencia. También se forman refuerzos con el revestimiento para proporcionar una mayor resistencia en las áreas de las entradas y las ventanas.

Un barril del fuselaje de una sola pieza o formado integralmente a 360º puede, por ejemplo, ser una estructura en forma de sándwich o tener la forma de una estructura monolítica. El utillaje utilizado para formar un barril del fuselaje de una sola pieza que tiene un revestimientos, largueros y refuerzos, utiliza una serie de segmentos del mandril grandes, que están unidos entre sí en una orientación radial. Por ejemplo, el utillaje para un barril del fuselaje de un avión que es de aproximadamente 40 pies (12, 192 m) de largo puede tener seis segmentos del mandril que son cada uno de 40 pies (12, 192 m) de largo y están acoplados en serie circunferencialmente. El revestimiento, largueros y refuerzos se “laminan” sobre los segmentos y se curan para formar el fuselaje. Después del curado, los mandriles se desacoplan y se retiran del barril del fuselaje. Los segmentos son pesadas y difíciles de manejar y extraer del barril del fuselaje. Cada barril del fuselaje en la industria aeronáutica típicamente tiene su propio conjunto de segmentos del mandril.

Se han utilizado otros procedimientos para formar una barril del fuselaje en una sola pieza. Uno de estos procedimientos utiliza segmentos del mandril que son relativamente más pequeños en diámetro en comparación con el método descrito anteriormente. Los segmentos del mandril se envuelven con una bolsa hinchable. La estructura del barril del fuselaje en forma de sándwich, incluyendo los revestimientos exterior e interior, el núcleo y los refuerzos, se lamina sobre la bolsa. Se colocan carenados estables sobre la estructura en forma de sándwich y se infla la bola para aplicar una presión hacia fuera sobre la estructura en forma de sándwich y para presionar el revestimiento contra los carenados. Tras el curado del barril del fuselaje la bolsa se deshincha y se retiran los segmentos del mandril. Aunque este procedimiento facilita algo la manipulación de los segmentos del mandril debido a que reduce el diámetro y el peso de los mandriles, en general se adapta mejor a las estructuras sándwich y no se puede aplicar fácilmente a estructuras monolíticas complejas.

Otro procedimiento utiliza largos segmentos de mandril continuos. Los revestimientos, largueros y refuerzos se laminan sobre los segmentos del mandril y se aplican placas de carenado y se presiona sobre ellos. Se extiende una bolsa sobre el exterior de las placas de carenado. La bolsa aplica presión sobre las placas de carenado mediante un vacío generado en la misma. Aunque este procedimiento permite la formación integral de los revestimientos, largueros y refuerzos, no permite la integración de las fijaciones de seguridad y/o armazones. Además, debido al tamaño y peso, este procedimiento también utiliza segmentos de mandril que son difíciles de manejar y extraer.

Por lo tanto, existe una necesidad de una técnica mejorada, simplificada y eficiente para formar en una sola pieza un barril del fuselaje de un avión.

SUMARIO DE LA INVENCIÓN El documento EP 1.149.687 A2 concierne a un método para producir una estructura de cuerpo que comprende un revestimiento, elementos de larguero longitudinales y los dos elementos exterior e interior del armazón.

El documento US 6.613.258 concierne a un fuselaje de avión en el que los rieles y armazones longitudinales y circunferenciales forman el armazón del fuselaje.

El documento US 4.725.334 concierne a una estructura del revestimiento integralmente rígida en la que los elementos de nervadura se cruzan entre sí, ya sea en un patrón geométrico triangular o en un patrón rectangular o reticular.

El documento US 6.190.484 B1 concierne a un método de fabricación de una ala de material compuesto monolítica en la que los mástiles y costillas se utilizan para ensamblar conjuntos de alas.

El documento US 4.633.632 concierne a un componente estructural adecuado para un fuselaje de un avión o tubo, en el que los largueros se cruzan con costillas en una estructura de malla por la cual el tablero se une a la estructura de malla resultante.

La invención se define en la reivindicación independiente. Las características preferidas u opcionales se fijan en las reivindicaciones dependientes de la misma. Una realización que se utiliza para comprender la presente invención proporciona una barril del fuselaje de un avión que incluye un revestimiento y una fijación de seguridad. La fijación de seguridad se coloca dentro y se forma integralmente con el revestimiento. La fijación de seguridad está separada de y configurada para la unión con el mismo armazón.

Se proporciona un sistema de anillos múltiples para la formación del barril del fuselaje. El sistema incluye un molde con un anillo. El anillo tiene una anchura aproximadamente igual a una distancia de separación entre dos armazones adyacentes de un barril del fuselaje e incluye un módulo que tiene una longitud circunferencial que es mayor que una distancia circunferencial entre dos largueros del fuselaje. Se acopla al molde una estructura de soporte que lo soporta.

Según la presente invención, se proporciona un método para la formación de un barril del fuselaje de un avión que incluye la construcción de una estructura de soporte. Los anillos de un molde se unen a y sobre la estructura de soporte. Se construye el molde. Se lamina el material sobre el molde para formar integralmente un barril del fuselaje en una sola pieza que incluye un larguero en configuración Hat.

El método de formación del fuselaje de la presente invención proporciona varias ventajas. Una de tales ventajas es la provisión de un barril del fuselaje de una sola pieza incluyendo los revestimientos, largueros, refuerzos y fijaciones de seguridad. Esta formación integral de un barril fuselaje, como se dijo, simplifica el proceso de fabricación de un barril del fuselaje de un avión al reducir el número de piezas, eliminar la necesidad de fabricar por separado las fijaciones de seguridad, y eliminar la necesidad de abrochar las fijaciones de seguridad a un barril del fuselaje del avión.

Otra ventaja de la presente invención es la provisión de un sistema de molde de anillos múltiples para laminar los materiales del fuselaje. El sistema de molde único de anillos múltiples permite la formación de varios barriles del fuselaje que tienen diferentes longitudes. Esto simplifica la cantidad de componentes que forman el fuselaje y reduce los requerimientos de almacenamiento asociados con los mismos.

Todavía otra ventaja es la provisión de la formación de un barril del fuselaje integral en una sola pieza que tiene fijaciones de seguridad y no armazones. Esto simplifica el utillaje requerido para formar un barril del fuselaje de una sola pieza.

Sin embargo otra ventaja de la presente invención es la provisión de un sistema de molde que tiene múltiples anillos. Los anillos son ligeros y de pequeño tamaño en relación con los tradicionales segmentos del mandril y así son más fáciles de manejar, manipular y extraer de un barril del fuselaje. La utilización de los anillos y los módulos incrementa la flexibilidad de diseño al permitir que se ejecuten cambios fáciles y eficientes en el diseño mediante la alteración aislada de los módulos y/o anillos deseados que están afectados por los cambios. El uso de anillos y módulos también reduce los costes asociados con tales cambios, ya que se altera una cantidad mínima del molde o... [Seguir leyendo]

1. Un método de formación de un barril (10) del fuselaje de un avión que comprende un revestimiento y

al menos una fijación de seguridad residiendo dentro del mencionado revestimiento y está integralmente formada con el mismo, comprendiendo el método las etapas de:

laminación de fijaciones de seguridad (18) en una diversidad de anillos de molde (50) de un molde; construcción de al menos una estructura de soporte (80) ;

unión de la diversidad de anillos de molde a y sobre dicha al menos una estructura de soporte; construcción del mencionado molde; fabricación y laminación de al menos un larguero (14) en configuración Hat sobre el molde; laminación de material sobre el mencionado molde para formar un revestimiento (12) del barril y co-curado el barril del fuselaje para formar un barril del fuselaje formado integralmente de una pieza.

2. Un método según la reivindicación 1, en el que la unión de al menos un anillo (50) y la construcción del mencionado molde comprenden:

el deslizamiento de la mencionada diversidad de anillos sobre la mencionada estructura de soporte (80) ; y 20 el acoplamiento de cada uno de los anillos mencionados entre sí.

3. Un método según la reivindicación 1, en el que la unión de al menos un anillo (50) y la construcción del mencionado molde comprenden:

la unión individual de cada uno de los anillos de la diversidad de anillos mencionada sobre una estructura de soporte asociada (80) ; la alineación de la mencionada diversidad de anillos; y el acoplamiento de la mencionada diversidad de anillos entre sí.

30 4. Un método según la reivindicación 3, en el que cada anillo de molde (50) puentea el vano axial del barril del fuselaje (10) entre dos fijaciones de seguridad (18) adyacentes.

5. Un método según la reivindicación 3, en el que el mencionado barril del fuselaje (10) es co-curado.

35 6. Un método según la reivindicación 3, en el que el anillo de molde (50) incluye múltiples módulos (52) que están acoplados entre sí.

7. Un método según la reivindicación 6 en el que los módulos (52) se forman de acero inoxidable, aluminio, invar, material compuesto o una combinación de los mismos.

8. Un método según la reivindicación 6, en el que los módulos (52) se acoplan o pegan uno a otro con fijaciones o abrazaderas.

9. Un método según la reivindicación 3, en el que la estructura de soporte (80) se forma con barras, incluyendo 45 múltiples barras longitudinales (84) y barras circunferenciales (86) que se atraen unas hacia otras.

10. Un método según la reivindicación 9, en el que las mencionadas barras (80) forman una malla estructural.