Aeroestructura ventilada, aeronave y métodos asociados.

Una aeroestructura ventilada, que comprende:

una estructura de micro-celosía que tiene un primer lado y un segundo lado,

donde la estructura de micro-celosía incluye una pluralidad de elementos de armadura, y donde la pluralidad de elementos de armadura define una pluralidad de nodos en intersecciones de dos o más elementos de armadura; y

un núcleo alveolar acoplado operativamente al primer lado de la estructura de micro-celosía, donde el núcleo alveolar incluye una pluralidad de paredes que definen una pluralidad de células alargadas;

donde una interfaz entre el núcleo alveolar y la estructura de micro-celosía se configura para permitir el flujo de aire hacia y desde el núcleo alveolar a través de la estructura de micro-celosía.

Aeroestructura ventilada, aeronave y métodos asociados

Campo

La presente divulgación se refiere a aeroestructuras ventiladas.

Antecedentes

Las estructuras alveolares se utilizan a menudo en la construcción de aeronaves, debido a que normalmente tienen altas relaciones de resistencia a peso. Típicamente, las estructuras alveolares se intercalan y se unen entre paneles opuestos, o láminas frontales, lo que da como resultado volúmenes cerrados de aire dentro de las células de las estructuras alveolares. Las células cerradas son susceptibles a la recogida de humedad y no permiten el flujo de aire para aplicaciones de ventilación, refrigeración o calefacción. La entrada de humedad puede contribuir al fallo de la unión entre la estructura alveolar y los paneles adyacentes, así como a la separación y a la degradación de las células de la estructura alveolar. Las estructuras alveolares no ventiladas pueden ser difíciles de procesar en operaciones de unión en autoclave, que utilizan la presión de gas y/o vacío para aplicar fuerzas a la estructura para conseguir la unión, debido a que las presiones pueden construir y colapsar la estructura alveolar.

Sumario

Las aeroestructuras ventiladas de acuerdo con la presente divulgación incluyen una estructura de micro-celosía y un núcleo alveolar acoplado operativamente a al menos un lado de la estructura de micro-celosía. La interfaz entre el núcleo alveolar y la estructura de micro-celosía se configura para permitir el flujo de aire hacia y desde el núcleo alveolar a través de la estructura de micro-celosía. Las aeronaves de acuerdo con la presente divulgación incluyen una aeroestructura ventilada y un sistema de ventilación configurado para hacer circular aire a través de la aeroestructura ventilada.

Los métodos de construcción de aeroestructuras ventiladas de acuerdo con la presente divulgación incluyen el acoplamiento de una estructura de micro-celosía a un núcleo alveolar. Los métodos de montar aeronaves de acuerdo con la presente divulgación incluyen la utilización de una aeroestructura ventilada para definir una porción del fuselaje de la aeronave.

Breve descripción de los dibujos

La Figura 1 es una vista isométrica de una aeronave. La Figura 2 es un diagrama esquemático que representa aeroestructuras ventiladas de acuerdo con la presente divulgación. La Figura 3 es una vista esquemática en planta que representa un ejemplo ilustrativo, no exclusivo de una aeroestructura ventilada que incluye una serie de proyecciones separadas entre sí. La Figura 4 es una vista isométrica de una porción de un ejemplo ilustrativo, no exclusivo de una aeroestructura de acuerdo con la presente divulgación. La Figura 5 es una vista isométrica de una estructura de micro-celosía con una cuadrícula de adherencia.

La Figura 6 es una vista esquemática en planta que ilustra una interfaz entre una cuadrícula de adherencia y una estructura de núcleo alveolar. La Figura 7 es una vista lateral esquemática que ilustra una interfaz entre una cuadrícula de adherencia y una estructura de núcleo alveolar. La Figura 8 es una vista lateral esquemática en sección transversal que representa ejemplos ilustrativos, no exclusivos de aeroestructuras de acuerdo con la presente divulgación que definen un borde de ataque de un perfil aerodinámico. La Figura 9 es otra vista en sección transversal esquemática lateral que representa ejemplos ilustrativos, no exclusivos de aeroestructuras de acuerdo con la presente divulgación que definen un borde de ataque de un perfil aerodinámico.

La Figura 10 es un diagrama de flujo que representa esquemáticamente ejemplos ilustrativos, no exclusivos de métodos de acuerdo con la presente divulgación. La Figura 11 es una vista esquemática en planta que representa ejemplos ilustrativos, no exclusivos de máscaras que se pueden utilizar para formar una estructura de adherencia sobre una estructura de microcelosía. La Figura 12 es otra vista esquemática en planta que representa ejemplos ilustrativos, no exclusivos de máscaras que se pueden utilizar para formar una estructura de adherencia sobre una estructura de microcelosía. La Figura 13 es una vista lateral esquemática que representa una etapa de curado de los métodos de acuerdo con la presente divulgación.

La Figura 14 es una vista lateral esquemática que representa ejemplos ilustrativos, no exclusivos de moldes que se pueden utilizar para formar una estructura de adherencia sobre una estructura de micro-celosía.

Descripción

Las aeroestructuras ventiladas, aeronaves con aeroestructuras ventiladas, métodos de construcción de aeroestructuras ventiladas, y métodos de montar aeronaves se desvelan en el presente documento. En la Figura 1 5 un ejemplo de una aeronave 10 se ilustra genéricamente y, generalmente, de forma esquemática. La aeronave 10 de acuerdo con la presente divulgación puede adoptar cualquier forma adecuada, incluyendo aeronaves comerciales, aeronaves militares, o cualquier otra aeronave adecuada. Si bien la Figura 1 ilustra la aeronave 10 en la forma de una aeronave de ala fija, otros tipos y configuraciones de aeronaves están dentro del alcance de las aeronaves 10 de acuerdo con la presente divulgación, incluyendo (pero sin limitarse a) helicópteros y misiles. Una 10 aeronave 10 incluye un fuselaje 12 y un sistema de ventilación 14 que se soporta por el fuselaje 12. El fuselaje 12 incluye una o más aeroestructuras ventiladas 16, y el sistema de ventilación 14 se configura para hacer circular aire a través de las aeroestructuras ventiladas 16, por ejemplo, para controlar la humedad dentro del fuselaje 12, para el deshielo de las superficies externas 18 de la aeronave 10, o para cualquier otra finalidad adecuada para la que aire circulado a través del fuselaje 12 es deseable. Como ejemplos ilustrativos, no exclusivos, una aeroestructura ventilada 16 se puede utilizar en la construcción del borde de ataque 20 y/o del borde de salida 21 de un perfil aerodinámico 22, el estabilizador vertical 23 de la aeronave 10, el morro 24 de la aeronave 10, y/o los pisos internos 25 de la aeronave 10; sin embargo, otras porciones de un fuselaje 12 y de la aeronave 10 pueden incluir también aeroestructuras ventiladas 16 de acuerdo con la presente divulgación, tales como (pero sin limitarse a) flaps, elevadores, y carenajes.

Como se ilustra esquemáticamente en la Figura 2, las aeroestructuras ventiladas 16 incluyen una estructura de micro-celosía 26 y un núcleo alveolar 28 que se acopla operativamente a la estructura de micro-celosía 26. Una estructura de micro-celosía 26 puede adoptar cualquier forma adecuada e incluye, típicamente, una pluralidad de elementos de armadura 30 que definen una pluralidad de nodos 32 en las intersecciones de dos o más armazones 30. La estructura de micro-celosía 26 se puede describir adicional o alternativamente como estructuras de microarmaduras 26 y los elementos de armadura 30 se pueden describir adicional o alternativamente como elementos de armadura 30 o puntales 30. La representación de los elementos de armadura 30 y de los nodos 32 en la Figura 2 es de naturaleza esquemática y no limitan las estructuras de micro-celosía 26 a la configuración esquemáticamente ilustrada.

Las estructuras de micro-celosía 26 tienen una estructura celular abierta, ordenada, y se puede construir de cualquier material adecuado, siendo los polímeros ejemplos ilustrativos de materiales adecuados. En algunos ejemplos, las estructuras de micro-celosía 26 se pueden crear por un proceso óptico que forma un patrón tridimensional de intersección de guías de ondas en un volumen de monómero curable por UV. Ejemplos ilustrativos, no exclusivos de estructuras de micro-celosía 26 que se pueden utilizar para construir aeroestructuras ventiladas 16 se desvelan en las Patentes de Estados Unidos Nº 7.382.959 y 7.653.279, las Publicaciones de Solicitud de Patente de Estados Unidos Nº 2010/0291466 y 2010/0300669, y las Solicitudes de Patentes de Estados Unidos Nº 11/801.908 y 12/757.965.

Como un ejemplo ilustrativo, no exclusivo, una estructura de micro-celosía 26 se puede construir utilizando un diámetro de armadura y separación de nodo definido por una fotomáscara con aberturas de aproximadamente 1, 6 milímetros (mm) de diámetro en una separación diagonal de aproximadamente 8mm. Los elementos de armadura 30 se pueden formar en un ángulo de inclinación de aproximadamente 58 grados, lo que da como resultado un espesor de una sola fila de elementos de armadura 30 de aproximadamente 6, 4mm. Otras configuraciones y construcciones 45 de estructuras de micro-celosía 26 se pueden utilizar también y están dentro del alcance de la presente divulgación. Las aplicaciones típicas... [Seguir leyendo]

1. Una aeroestructura ventilada, que comprende:

una estructura de micro-celosía que tiene un primer lado y un segundo lado, donde la estructura de micro-celosía incluye una pluralidad de elementos de armadura, y donde la pluralidad de elementos de armadura define una pluralidad de nodos en intersecciones de dos o más elementos de armadura; y un núcleo alveolar acoplado operativamente al primer lado de la estructura de micro-celosía, donde el núcleo alveolar incluye una pluralidad de paredes que definen una pluralidad de células alargadas; donde una interfaz entre el núcleo alveolar y la estructura de micro-celosía se configura para permitir el flujo de aire hacia y desde el núcleo alveolar a través de la estructura de micro-celosía.

2. La aeroestructura ventilada de la reivindicación 1, que comprende además:

una estructura de adherencia formada en el primer lado de la estructura de micro-celosía, donde la estructura de adherencia define una superficie de adherencia que se adhiere al núcleo alveolar.

3. La aeroestructura ventilada de la reivindicación 2, donde un subconjunto de la pluralidad de nodos coincide con el primer lado de la estructura de micro-celosía y define una pluralidad de nodos del primer lado; y donde la estructura de adherencia interconecta al menos un subconjunto de la pluralidad de nodos del primer lado.

4. La aeroestructura ventilada de la reivindicación 3,

donde la superficie de adherencia define una de una cuadrícula, o una pluralidad de tiras alargadas separadas. 25

5. La aeroestructura ventilada de la reivindicación 3, donde la superficie de adherencia está definida por una pluralidad de superficies separadas entre sí, donde cada una de la pluralidad de superficies separadas interconecta un subconjunto de la pluralidad de nodos del primer lado.

6. La aeroestructura ventilada de la reivindicación 2, donde la estructura de adherencia está compuesta de un polímero formado a partir de un monómero curable por UV.

7. La aeroestructura ventilada de la reivindicación 2, que comprende además:

una capa superficial acoplada operativamente al segundo lado de la estructura de micro-celosía.

8. La aeroestructura ventilada de la reivindicación 2, donde el núcleo alveolar se acopla además operativamente al segundo lado de la estructura de micro-celosía; donde la estructura de adherencia es una primera estructura de adherencia y la superficie de adherencia es una primera superficie de adherencia; y donde la aeroestructura ventilada comprende además:

una segunda estructura de adherencia formada en el segundo lado de la estructura de micro-celosía, donde la segunda estructura de adherencia define una segunda superficie de adherencia en el segundo lado que se 45 adhiere al núcleo alveolar.

9. La aeroestructura ventilada de la reivindicación 8, donde un segundo subconjunto de la pluralidad de nodos coincide con el segundo lado de la estructura de microcelosía y define una pluralidad de nodos del segundo lado; donde la segunda estructura de adherencia interconecta al menos un subconjunto de la pluralidad de nodos del segundo lado; y donde la segunda superficie de adherencia define una de una cuadrícula, o una pluralidad de tiras alargadas separadas 55 10. La aeroestructura ventilada de la reivindicación 9, donde la segunda superficie de adherencia está definida por una pluralidad de superficies del segundo lado separadas, donde cada una de la pluralidad de superficies del segundo lado separadas interconecta un subconjunto de la pluralidad de nodos del segundo lado.

11. La aeroestructura ventilada de la reivindicación 8, donde la segunda estructura de adherencia está compuesta de un polímero formado a partir de un monómero curable por UV.

12. La aeroestructura ventilada de cualquier reivindicación anterior, que comprende además:

una pluralidad de proyecciones separadas entre sí que se extienden desde la estructura de micro-celosía en al menos un subconjunto de las células alargadas del núcleo alveolar.

13. Un método de construcción de una aeroestructura ventilada, comprendiendo el método:

acoplar una estructura de micro-celosía a un núcleo alveolar para definir una porción de un fuselaje de una aeronave. 5

14. El método de la reivindicación 13, que comprende además:

antes del acoplamiento, unir una estructura de adherencia a un primer lado de una estructura de micro-celosía; donde el acoplamiento incluye adherir la estructura de adherencia al núcleo alveolar. 10

15. El método de la reivindicación 13, que comprende además:

después de la unión y antes del acoplamiento, formar la estructura de micro-celosía y la estructura de adherencia en una forma predeterminada correspondiente a una sección del fuselaje. 15