Fuselados de carenado de unión de aeronave con porciones fijas y móviles, y sistemas y métodos asociados.

Un sistema de aeronave, que comprende;

un ala (110) que tiene una superficie superior (111),

una porción interior y una porción exterior;un alerón hipersustentador desplegable (140) portado por el ala en la porción interior, teniendo el alerónhipersustentador una superficie superior y pudiendo moverse en relación con el ala entre una posición replegada yuna posición desplegada, extendiéndose el alerón hipersustentador hacia la popa del ala cuando se encuentra en laposición desplegada;

y caracterizado por

un carenado de unión (120, 620) para formar un fuselado aerodinámico en una unión cuerpo-ala entre el ala y elfuselaje (101), incluyendo el carenado de unión:

una porción hacia delante (121, 621) fijada en relación con el ala, proyectándose la porción hacia delante haciaarriba a partir de la superficie superior de ala; y

una porción de popa (122, 622) que está fijada a, y puede moverse con, el alerón hipersustentador, proyectándosela porción de popa hacia arriba a partir de la superficie superior del alerón hipersustentador y estando alineada, engeneral, con la porción hacia delante en una dirección axial.

Fuselados de carenado de unión de aeronave con porciones fijas y móviles, y sistemas y métodos asociados

Campo de la técnica La presente divulgación se dirige, en general, a fuselados de carenado de unión de aeronave (por ejemplo, para uniones cuerpo–ala) con porciones fijas y móviles, y a sistemas y métodos asociados.

Antecedentes Las aeronaves de alta velocidad modernas tienen, en general, unas alas delgadas que proporcionan un perfil de resistencia bajo durante el vuelo de alta velocidad o de crucero. Las alas de estas aeronaves incluyen, a menudo, varias superficies móviles para proporcionar a las aeronaves control y/o para configurar las aeronaves para las operaciones a baja velocidad (por ejemplo, despegue y aterrizaje) . Por ejemplo, además de portar combustible, las alas de una aeronave de transporte de alta velocidad incluyen, típicamente, unas superficies de alerón, superficies de reductor de sustentación, dispositivos de borde de entrada y superficies de alerón hipersustentador de borde de salida. Estas superficies móviles se encuentran a menudo en, o cerca de, los dispositivos de borde de entrada y de salida del ala, y cada una puede moverse entre una posición replegada y una variedad de posiciones desplegadas, dependiendo de las condiciones de vuelo particulares de las aeronaves.

Las alas de las aeronaves de transporte de alta velocidad modernas se unen al fuselaje en una unión cuerpo–ala. Debido a que cada una de las superficies del ala y el fuselaje tiene unas orientaciones diferentes en la unión cuerpo–ala, esta región incluye, en general, unas interacciones de flujo más complejas que las que son típicas o bien para el ala o bien para el fuselaje en unas regiones separadas de la unión cuerpo–ala. El flujo en esta región puede volverse incluso más complejo cuando unos dispositivos desplegables están colocados en esta región debido a que tales dispositivos aumentan la tridimensionalidad del flujo local.

Un enfoque para reducir los efectos del flujo tridimensional en la unión cuerpo–ala es incluir un carenado de unión o fuselado con el lateral del fuselaje, que proporciona una transición suave para las superficies de flujo externas en la conexión. Cuando unos dispositivos desplegables se encuentran en la región de unión, enfoques de diseño previos han incorporado varias soluciones de compromiso que intentan reducir la complejidad del flujo en esta región, a la vez que mantienen un grado alto de efectividad para los dispositivos desplegados. Un enfoque de este tipo incluye un carenado de unión que está diseñado principalmente para condiciones de crucero. Un inconveniente con el

presente enfoque es que el flujo en esta región puede no llegar a ser óptimo, desde el punto de vista del comportamiento, cuando los alerones hipersustentadores de ala y/u otros dispositivos se despliegan en unas condiciones no de crucero. Otro enfoque es proporcionar una junta entre los dispositivos móviles y el fuselaje, estando la junta configurada para funcionar en condiciones tanto de crucero como no de crucero. El presente enfoque requiere, típicamente, unas protuberancias o superficies de “barrido” grandes que cierran la superficie de contacto entre las superficies de dispositivo desplegable hacia el interior y el fuselaje, de una forma que tiene en cuenta el movimiento relativo entre estos componentes. Tales superficies pueden ser complejas de diseñar, y/o pueden añadir peso a las aeronaves. Por consiguiente, existe una necesidad de unos dispositivos mejorados que manejen el flujo en la unión cuerpo–ala.

Se proporcionan ejemplos de la técnica anterior en los documentos US 2526929, US 4471925, US 4576347.

Sumario El siguiente sumario se proporciona solo para el beneficio del lector, y no se pretende que limite en modo alguno la invención tal como se expone en las reivindicaciones. Un sistema de aeronave de acuerdo con la presente invención se reivindica en la reivindicación 1.

En una realización particular, el ala se conecta a un fuselaje y un primer espacio se encuentra entre el alerón hipersustentador y la estructura hacia delante del alerón hipersustentador cuando el alerón hipersustentador se 55 encuentra en la posición desplegada, estando colocado el primer espacio para permitir el flujo de aire entre el alerón hipersustentador y la estructura hacia delante. Un segundo espacio se encuentra entre la porción de popa del carenado de unión y el fuselaje cuando el alerón hipersustentador se encuentra en la posición desplegada. El sistema comprende además un reductor de sustentación y una porción intermedia entre la porción hacia delante y la porción de popa del carenado de unión, pudiendo moverse la porción intermedia por lo menos aproximadamente de acuerdo con el movimiento del reductor de sustentación, y con la porción intermedia que se proyecta hacia arriba a partir de la superficie superior de alerón hipersustentador. La porción hacia delante, la porción de popa y la porción intermedia se encuentran alineadas, en general, una con otra a lo largo de un eje de popa a proa, y la porción intermedia del carenado de unión no está unida directamente al reductor de sustentación. Una unión mecánica está colocada entre el alerón hipersustentador y la porción intermedia y está colocada para mover la porción intermedia 65 de acuerdo con el movimiento del alerón hipersustentador. El reductor de sustentación puede estar acoplado operativamente con el alerón hipersustentador con una disposición de pilotaje por mandos electrónicos para moverse de acuerdo con el movimiento del alerón hipersustentador.

Otros aspectos de la divulgación se dirigen a un método para controlar el flujo de aire de aeronave de acuerdo con la reivindicación 15. 5

Breve descripción de los dibujos La figura 1 es una ilustración isométrica parcialmente esquemática de una aeronave que tiene una unión cuerpo–ala configurada de acuerdo con una realización de la divulgación. La figura 2 es una vista posterior isométrica ampliada, parcialmente esquemática, de una realización de la aeronave que se muestra en la figura 1. Las figuras 3A y 3B ilustran un fuselaje, un carenado de unión y un ala que tiene un alerón hipersustentador de borde de salida que se muestra en una posición replegada y una posición desplegada, respectivamente. La figura 4 es una vista posterior en sección transversal, parcialmente esquemática, del fuselaje, el ala, el alerón hipersustentador y el carenado de unión que se muestran en la figura 3B. Las figuras 5A y 5B ilustran una porción intermedia de carenado de unión, un alerón hipersustentador y el varillaje asociado, con el alerón hipersustentador en una posición replegada y una posición desplegada, respectivamente. La figura 5C ilustra esquemáticamente una porción intermedia de carenado de unión que funciona de acuerdo con otra realización de la divulgación. La figura 6 es una ilustración en vista lateral parcialmente esquemática de una porción de carenado de unión móvil configurada de acuerdo con otra realización de la divulgación.

Descripción detallada La siguiente divulgación describe unos fuselados de carenado de unión de aeronave con porciones fijas y móviles, y sistemas y métodos asociados. Ciertos detalles específicos se exponen en la siguiente descripción y en las figuras 1–6 para proporcionar una comprensión exhaustiva de varias realizaciones de la divulgación. Otros detalles que describen unas estructures y sistemas bien conocidos, asociados a menudo con las aeronaves, las alas de aeronaves y los dispositivos desplegables asociados, no se exponen en la siguiente descripción para evitar complicar innecesariamente la descripción de las varias realizaciones.

Muchos de los detalles, dimensiones, ángulos y otras especificaciones que se muestran en las figuras son meramente ilustrativos de realizaciones particulares. Por consiguiente, otras realizaciones pueden tener otros 35 detalles, dimensiones y especificaciones sin alejarse de la presente divulgación. Además, otras realizaciones pueden ponerse en práctica sin varios de los detalles que se describen a continuación.

La figura 1 es una vista isométrica desde arriba de una aeronave 100 que tiene unas alas 110 y un fuselaje 101. Las porciones exteriores de las alas 110 pueden incluir, de forma opcional, unas aletas de borde marginal. Las porciones interiores de las alas 110 están afianzadas al fuselaje en unas uniones cuerpo–ala 103 correspondientes. El fuselaje 101 puede estar alineado a lo largo de un eje longitudinal 105 y puede incluir un compartimento de pasajeros 102 configurado para portar una pluralidad de pasajeros (que no se muestran) . En una realización, el compartimento... [Seguir leyendo]

1. Un sistema de aeronave, que comprende; un ala (110) que tiene una superficie superior (111) , una porción interior y una porción exterior;

un alerón hipersustentador desplegable (140) portado por el ala en la porción interior, teniendo el alerón hipersustentador una superficie superior y pudiendo moverse en relación con el ala entre una posición replegada y una posición desplegada, extendiéndose el alerón hipersustentador hacia la popa del ala cuando se encuentra en la posición desplegada; y caracterizado por un carenado de unión (120, 620) para formar un fuselado aerodinámico en una unión cuerpo–ala entre el ala y el fuselaje (101) , incluyendo el carenado de unión: una porción hacia delante (121, 621) fijada en relación con el ala, proyectándose la porción hacia delante hacia arriba a partir de la superficie superior de ala; y una porción de popa (122, 622) que está fijada a, y puede moverse con, el alerón hipersustentador, proyectándose la porción de popa hacia arriba a partir de la superficie superior del alerón hipersustentador y estando alineada, en general, con la porción hacia delante en una dirección axial.

2. El sistema de acuerdo con la reivindicación 1, que además comprende un reductor de sustentación (130) portado por el ala y colocado por lo menos parcialmente hacia delante del alerón hipersustentador, teniendo el reductor de sustentación una superficie superior y pudiendo moverse en relación con el ala entre una posición replegada y múltiples posiciones desplegadas, incluyendo una primera posición desplegada con el reductor de sustentación proyectándose hacia debajo a partir de la superficie superior de ala, y una segunda posición desplegada con el reductor de sustentación proyectándose hacia arriba a partir de la superficie superior de ala.

3. El sistema de acuerdo con la reivindicación 2, en el que el carenado de unión incluye además una porción intermedia (123) entre la porción hacia delante y la porción de popa, pudiendo moverse la porción intermedia por lo menos aproximadamente de acuerdo con el movimiento del reductor de sustentación hacia la primera posición desplegada pero no la segunda posición desplegada.

4. El sistema de acuerdo con la reivindicación 2, en el que la porción hacia delante (621, 623) se extiende en una dirección hacia popa junto a, y hacia, el interior del reductor de sustentación, y en el que la porción de popa (622) se extiende en una dirección hacia delante junto al reductor de sustentación hacia el interior de la porción hacia delante, pudiendo moverse la porción de popa en el interior de una ranura hacia el interior de la porción hacia delante.

5. El sistema de acuerdo con la reivindicación 4, en el que el reductor de sustentación puede moverse hacia arriba y hacia debajo en relación con, y junto a, la porción hacia delante del carenado de unión.

6. El sistema de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el alerón hipersustentador tiene un borde de entrada redondeado, y en el que la porción de popa del carenado de unión se extiende a partir de la superficie superior del alerón hipersustentador alrededor de por lo menos una porción del borde de entrada redondeado del alerón hipersustentador.

7. Una aeronave (100) , que comprende:

un fuselaje (101) ; y un sistema de aeronave de acuerdo con la reivindicación 1; y en la que el ala se proyecta a partir del fuselaje y forma una unión cuerpo–ala con el fuselaje; el alerón hipersustentador desplegable es un alerón hipersustentador de borde de salida de baja velocidad desplegable, pudiendo moverse el alerón hipersustentador en relación con el ala entre una posición replegada y múltiples posiciones desplegadas, con un espacio de flujo de aire (142) ubicado entre el alerón hipersustentador y el ala cuando el alerón hipersustentador se encuentra en por lo menos una de las posiciones desplegadas; comprendiendo además el sistema de aeronave un reductor de sustentación (130) portado por el ala y colocado por lo menos parcialmente hacia delante del alerón hipersustentador, pudiendo moverse el reductor de sustentación en relación con el ala entre una posición replegada y múltiples posiciones desplegadas y teniendo 55 una superficie superior; la porción hacia delante del carenado de unión está fijada al fuselaje y al ala; la porción de popa está fijada a, y puede moverse con, el alerón hipersustentador, y está colocada entre la superficie superior del alerón hipersustentador y el fuselaje para por lo menos restringir un flujo de aire sobre la superficie superior del alerón hipersustentador frente a la exposición a perturbaciones de flujo en una región entre el alerón hipersustentador y el fuselaje; y una porción intermedia entre la porción hacia delante y la porción de popa, pudiendo moverse la porción intermedia por lo menos aproximadamente de acuerdo con el movimiento del reductor de sustentación, proyectándose la porción intermedia en una dirección hacia arriba lejos de la superficie superior de alerón hipersustentador, en la que la porción hacia delante, la porción de popa y la porción intermedia se encuentran 65 alineadas, en general, una con otra a lo largo de un eje de popa a proa.

8. La aeronave de acuerdo con la reivindicación 7, en la que la porción intermedia del carenado de unión no está unida directamente al reductor de sustentación, y en la que la aeronave comprende además una unión mecánica (126) entre el alerón hipersustentador y la porción intermedia, estando colocada la unión mecánica para mover la porción intermedia de acuerdo con el movimiento del alerón hipersustentador, y en la que el reductor de sustentación está acoplado operativamente con el alerón hipersustentador para moverse de acuerdo con el movimiento del alerón hipersustentador.

9. La aeronave de acuerdo con la reivindicación 8, en la que el reductor de sustentación está acoplado con un controlador de pilotaje por mandos electrónicos, y en la que el controlador se programa con instrucciones para 10 mover el reductor de sustentación de acuerdo con el movimiento del alerón hipersustentador.

10. La aeronave de acuerdo con la reivindicación 7, en la que la porción intermedia está fijada a, y puede moverse con, el reductor de sustentación.

11. La aeronave de acuerdo con la reivindicación 7, en la que el carenado de unión tiene una forma en sección transversal generalmente triangular con una superficie orientada hacia el exterior que está orientada en un ángulo obtuso en relación con la superficie superior de ala.

12. La aeronave de acuerdo con la reivindicación 7, en la que una superficie orientada hacia el exterior de la porción intermedia es generalmente coplanaria con una superficie orientada hacia el exterior de la porción hacia delante cuando el reductor de sustentación se encuentra en la posición replegada, y en la que una superficie orientada hacia el exterior de la porción de popa es generalmente coplanaria con la superficie orientada hacia el exterior de la porción intermedia cuando cada uno del reductor de sustentación y el alerón hipersustentador se encuentra en sus posiciones replegadas respectivas.

13. La aeronave de acuerdo con la reivindicación 7, en la que una superficie orientada hacia el exterior de la porción de popa del carenado de unión forma un espacio (146) con la superficie orientada hacia el exterior de la porción intermedia del carenado de unión cuando cada uno del reductor de sustentación y el alerón hipersustentador está desplegado hacia debajo en relación con sus posiciones replegadas respectivas.

14. La aeronave de acuerdo con la reivindicación 13, en la que una porción del carenado de unión que se extiende hacia delante del alerón hipersustentador está colocada entre la porción intermedia del carenado de unión y el fuselaje cuando el alerón hipersustentador y el reductor de sustentación están replegados.

15. Un método para controlar el flujo de aire de aeronave, que comprende:

dirigir el flujo de aire adyacente a un fuselaje (101) , un ala (110) y un alerón hipersustentador de borde de salida (140) de una aeronave (100) ; y caracterizado por

dirigir el flujo de aire a lo largo de una superficie superior (111) del ala con una porción de carenado de unión hacia delante (121, 621) que se proyecta hacia arriba a partir de la superficie superior de ala y colocada en una conexión entre el fuselaje y la superficie superior de ala; mientras que el alerón hipersustentador de borde de salida se encuentra en una posición replegada, usando una porción de carenado de unión de popa (122, 622) que se proyecta hacia arriba a partir de la superficie 45 superior de alerón hipersustentador y que está alineada, en general, con la porción hacia delante en dirección axial para por lo menos restringir el flujo de aire a lo largo de una superficie superior del alerón hipersustentador frente a la exposición a perturbaciones de flujo en una región entre el alerón hipersustentador y el fuselaje; y mientras que el alerón hipersustentador de borde de salida se encuentra en una posición desplegada, por lo menos restringir el flujo de aire a lo largo de la superficie superior del alerón hipersustentador frente a la 50 exposición a perturbaciones de flujo en una región entre el alerón hipersustentador y el fuselaje moviendo la porción de carenado de unión de popa de una forma que está coordinada con el movimiento del alerón hipersustentador.