Placa de protección de impactos, para vehículos, en particular aeronaves.

Placa de protección de impactos (10), prevista para la disposición en la estructura de un vehículo (AC),

en particular un avión, con las siguientes características:

- comprende una primera capa (1) de plástico reforzado con fibras, que presenta un patrón de forma ondulada de elevaciones (WB) y cavidades (WT) alternando, en la que la resistencia a la tracción transversal del plástico reforzado con fibras es mayor que 50 MPa,

- comprende una segunda capa (5) dispuesta sobre la primera capa (1) de un plástico reforzado con fibras, en la que la dilatación a rotura de la fibras de refuerzo es mayor que 3 %.

Placa de protección de impactos, para vehículos, en particular aeronaves

La invención se refiere a una placa de protección de impactos, prevista para la disposición en la estructura de un vehículo en particular de una aeronave.

Los vehículos de transporte militares, por ejemplo el C160 TRANSALL, son utilizados cada vez con mayor frecuencia para aplicaciones de ayuda humanitaria y en catástrofes en regiones de crisis. En la realización de estas aplicaciones no es poco frecuente realizar aterrizajes en pistas no compactadas, puesto que la infraestructura, en particular en la zona de las pistas de despegue y de aterrizaje, en los países afectados no está constituida con frecuencia en una medida suficiente. Estos aterrizajes exteriores conducen a una pluralidad de daños por impactos de piedra en el lado inferior del fuselaje así como en las antenas y válvulas que se encuentran allí. Los impactos de piedra en las antenas tienen con frecuencia repercusiones negativas sobre la seguridad del vuelo, puesto que los daños pueden conducir a que no se pueda garantizar ya una capacidad funcional perfecta de los aparatos de navegación y de radio. Por lo demás, estos impactos de piedra tienen como consecuencia costes de reparación a menudo altos. En el caso de vuelos en condiciones de heladas, los aviones de hélices están amenazados también por el impacto de trozos de hielo, que se desprenden desde las hélices.

En el documento DE 10 2007 038 634 B3 se describe un componente de absorción de impulsos como parte de la estructura de una aeronave, que comprende una primera capa de forma ondulada y absorbente de impulsos y dispuesta encima una capa de cubierta lisa. En este caso, el material de la capa de forma ondulada se selecciona de tal manera que ésta presenta una dilatación a rotura más elevada que la capa de cubierta. Cuando durante la incidencia de una pieza de masa se perfora la capa de cubierta exterior, se forma desde la capa de forma ondulada una bolsa colectora, con la que se disipa la energía cinética de la pieza de masa.

La invención tiene el cometido de crear una protección contra impactos para un vehículo, en particular una aeronave, con la que se pueden evitar con seguridad daños por impacto de piedras, impacto de hielo de las hélices, etc., de manera que no se perjudica especialmente la seguridad funcional y se puede reducir el gasto de mantenimiento y de reparación de los vehículos afectados por daños de impacto de piedra.

El cometido se soluciona con la placa de protección de impactos de acuerdo con la reivindicación 1. Las formas de realización ventajosas de la invención son objeto de reivindicaciones dependientes.

Con la placa de protección de impactos de acuerdo con la invención se pueden absorber bien las fuerzas y energías que aparecen en el caso de impacto de piedra (en el caso de una aeronave especialmente durante el despegue y el aterrizaje) o en el caso de impacto de hielo de las hélices y se pueden amortiguar elásticamente. La acción de resorte se consigue en este caso especialmente por la capa de forma ondulada próxima al vehículo, que presenta, además, una buena rigidez. La palca de protección de impactos de acuerdo con la invención representa, por lo tanto, una especie de "zona deformable" para piezas de masas de impacto.

Puesto que la zona crítica para los impactos de piedras en un avión se encuentra especialmente en el lado inferior del fuselaje, se disponen una o varias placas de protección de impacto con preferencia en esta zona del fuselaje del avión. Para la protección contra impacto de hielo de las hélices se dispone la placa de protección de impacto especialmente en la zona del plano de las hélices en el fuselaje del avión.

En el caso de un avión, se puede tratar en este caso, además de los aviones de transporte o de pasajeros, también de los llamados UVAs (Vehículos Aéreos no Tripulados). Además, del empleo de aviones, la placa de protección de impactos de acuerdo con la invención se puede utilizar también para la protección de otros aviones cargados con impacto de piezas de masas como vehículos todo terreno, camiones y trenes.

Con la placa de protección de impacto de acuerdo con la invención se consigue una reducción de los costes de reparación en el vehículo y se pueden reducir los tiempos de fallo del vehículo. Presenta un peso muy reducido con propiedades muy buenas absorbentes de impactos.

Las placas de protección de impactos de acuerdo con la invención se pueden disponer en vehículos existentes sin mayores transformaciones.

La placa de protección de impactos de acuerdo con la invención presenta, en particular, la siguiente estructura de capas.

Primera capa (designada a continuación también "perfil ondulado"): Ésta está constituida por un plástico reforzado con fibra y está configurada de forma ondulada en la sección transversal con un patrón regular de elevaciones y cavidades alternas. La resistencia a la tracción transversal del plástico reforzado con fibra es mayor que 50 MPa. En la resistencia a la tracción transversal se trata de la resistencia a la tracción del material en dirección transversal a la fibra de refuerzo. Esta resistencia a la tracción transversal es una buena medida para la calidad de la unión de la

fibra y la matriz dentro del material de plástico reforzado con fibra. En virtud de la zona de parámetros seleccionada se asegura que se mantenga la integridad de la capa y, por lo tanto, el efecto de resorte pretendido de esta capa también en el caso de carga alta a través de impactos. Las elevaciones y las cavidades individuales pueden presentar especialmente una forma trapezoidal, pero también son posibles otras forma. La estructura ondulada de esta capa tiene la ventaja adicional de que se garantiza una buena ventilación del espacio intermedio entre la placa de protección de impactos y el revestimiento exterior del vehículo, de manera que allí se evitan o al menos se dificultan los procesos de corrosión.

Segunda capa (designada a continuación también "capa de cubierta"): Ésta está dispuesta como capa de protección sobre la primera capa. En este caso se trata de una capa lisa, que está adaptada en su curvatura con preferencia a la curvatura de la estructura del avión. Está constituida de la misma manera de un plástico reforzado con fibras, de manera que la dilatación a rotura de las fibras de refuerzo es mayor que 3 %. Con la dilatación a rotura alta se consigue que se pueda evitar un fallo de esta capa de cubierta con las cargas previsibles a través de impactos con alta seguridad.

En una forma de realización preferida, la dilatación a rotura de las fibras de refuerzo de la segunda capa es mayor que la dilatación de rotura de las fibras de refuerzo de la primera capa.

La sección de los espesores de capa se selecciona en función del caso de aplicación. En la mayoría de los caos, el espesor del perfil ondulado aparecerá menor que el espesor de la capa de cubierta. Zonas preferidas de espesores son:

Perfil ondulado; entre 0,4 y 0,8 mm.

Capa de cubierta: entre 0,9 mm y 2,0 mm.

Para el perfil ondulado se pueden emplear de manera especialmente ventajosa las siguientes combinaciones de fibras y matriz.

E-vidrio/PEEK E-vidrio/PPS E-vidrio/Epoxi S2-vidrio/PEEK S2vidrio/PPS S2-vidrio/Epoxi Vidrio de cuarzo/PEEK Vidrio de cuarzo/PPS Vidrio de cuarzo/Epoxi

Para la capa de cubierta son especialmente adecuadas las siguientes combinaciones de fibra y matriz:

S2-Vidrio/PEEK

S2-Vidrio/PPS

S2-Vidrio/Epoxi

Vidrio de cuarzo/PEEK

Vidrio de cuarzo/PPS

Vidrio de cuarzo/Epoxi

Aramida/PEEK

Aramida/PPS

Aramida/PE

Aramida/PP

Una forma de realización especialmente ventajosa de la placa de protección de impacto de acuerdo con la invención presenta como material S2-vidrio/Epoxi para ambas capas.

Especialmente para las variantes con matriz de resina epoxi es especialmente adecuado, como procedimiento de fabricación, el llamado procedimiento de inyección de resina-VAP, como se describe por ejemplo en el documento EP 1 181 149 B1. En este procedimiento, el espacio del componente definido a través de la lámina de vacío exterior, se divide a través de una membrana permeable al aire, pero impermeable a la resina en dos espacios parciales.

La invención se explica en detalle a continuación con la ayuda de ejemplos de realización concretos con referencia a las figura. En este caso:

La figura 1 muestra una sección transversal a través de una placa de protección de impactos de acuerdo con la invención.

La figura 2 muestra una placa de protección de impactos de acuerdo con la invención en el fuselaje... [Seguir leyendo]

1.- Placa de protección de impactos (10), prevista para la disposición en la estructura de un vehículo (AC), en particular un avión, con las siguientes características:

comprende una primera capa (1) de plástico reforzado con fibras, que presenta un patrón de forma 5 ondulada de elevaciones (WB) y cavidades (WT) alternando, en la que la resistencia a la tracción

transversal del plástico reforzado con fibras es mayor que 50 MPa,

comprende una segunda capa (5) dispuesta sobre la primera capa (1) de un plástico reforzado con fibras, en la que la dilatación a rotura de la fibras de refuerzo es mayor que 3 %.

2.- Placa de protección de impactos de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada por que la fibra de refuerzo de 10 la segunda capa (5) presenta una dilatación a rotura más elevada que la fibra de refuerzo de la primera capa (1).

3.- Placa de protección de impactos de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada por que el espesor de la primera capa (1) está en el intervalo entre 0,4 y 0,8 mm y el espesor de la segunda capa (5) está entre 0,9 mm y 2,0 mm, estando realizada la capa de protección de impactos para ser fijada en la zona de la cavidades (WT) de la primera capa (1) en una estructura de vehículo.

4.- Placa de protección de impactos de acuerdo con la reivindicación 3, caracterizada por que a nivel con el lugar,

que está previsto para la fijación en la estructura del vehículo, está presenta una abertura en la segunda capa (5), para posibilitar la accesibilidad de la fijación desde el exterior.

5.- Placa de protección de impactos de acuerdo con la reivindicación 4, caracterizada por que la abertura se cierra con una tapa elástica (56).

6.- Placa de protección de impactos de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que

presenta escotaduras para montajes posteriores en la estructura del vehículo (AC).

7.- Placa de protección de impactos de acuerdo con la reivindicación 6, caracterizada porque las escotaduras están cubiertas por campanas de protección (20), que están fijadas en el lado de la segunda capa (5), que está dirigido hacia la primera capa, por medio de una unión adhesiva.

8.- Placa de protección de impactos de acuerdo con la reivindicación 7, caracterizada por que en el lado de la

segunda capa (5), que está alejado de la primera capa, a lo largo de la juntura entre la campana de protección (20) y la segunda capa (5) está presente una unión de soldadura de termoplástico circundante (30).