REVESTIMIENTO DE CAJÓN DE TORSIÓN RIGIDIZADO CON LARGUERILLOS NO PARALELOS.

REVESTIMIENTO DE CAJÓN DE TORSiÓN RIGIDIZADO CON

LARGUERILLOS NO PARALELOS CAMPO DE LA INVENCiÓN 5 La presente invención se refiere a un revestimiento de cajón de torsión rigidizado con larguerillos no paralelos de sección transversal variable y, más en particular, a un revestimiento de cajón de torsión de un estabilizador horizontal o vertical de cola de una aeronave realizado con un material 10 compuesto. ANTECEDENTES DE LA INVENCiÓN La estructura principal de las superficies sustentadoras de una aeronave 15 está constituida por un borde de ataque, un cajón de torsión, un borde de salida, una raíz de unión y una punta. El cajón de torsión está constituido por varios elementos estructurales: revestimientos superior e inferior rigidizados por larguerillos por un lado, largueros y costillas por otro lado. Los elementos estructurales que forman un cajón de torsión se fabrican, típicamente, por 2 O separado y se unen con la ayuda de un utillaje complicado para alcanzar las tolerancias requeridas que vienen dadas por los requerimientos aerodinámicos, estructurales y de ensamblaje. En la actualidad y particularmente en la industria aeronáutica se utilizan de forma masiva materiales compuestos de matriz orgánica y fibras continuas, 25 especialmente CFRP (Fibra de Carbono Reforzada con Plástico) en una gran diversidad de elementos estructurales. Por ejemplo, todos los elementos constituyentes de los cajones de torsión anteriormente citados (costillas, larguerillos, largueros y revestimientos) pueden ser fabricados usando CFRP. Los revestimientos que forman parte de los cajones de torsión están 3 O reforzados mediante elementos longitudinales, en sentido de la envergadura, denominados larguerillos, que mejoran tanto la resistencia como el comportamiento a pandeo de los revestimientos, teniendo diferentes secciones transversales en forma de "T", "1" "J" o omega. Existen varios tipos de distribución de los larguerillos a lo largo del revestimiento, siendo la más utilizada en revestimientos de cajones de torsión 5 aquella en que los larguerillos son paralelos al larguero posterior y entre sí. Esta configuración permite orientar los larguerillos en la dirección principal de carga, así como incrementar su número en la zona de mayor responsabilidad estructural. Esta configuración de larguerillos en paralelo, junto con el hecho de que 10 ambos largueros no son paralelos entre sí provoca que, mientras los larguerillos más cercanos al larguero posterior abarcan toda la longitud del revestimiento, aquellos más cercanos al larguero frontal tienen una longitud menor porque son interrumpidos por la presencia de dicho larguero. El fin de un larguerillo, bien por encontrarse con el larguero frontal o bien 15 por cualquier otra razón, es una característica estructural critica que debe evitarse por dos motivos principales. En primer término, porque la carga soportada por el larguerillo debe transferirse al revestimiento dando lugar a fuerzas y momentos que pueden desencadenar en la rotura de la unión física entre revestimiento y larguerillo y, como consecuencia, poner en peligro la 2 O integridad estructural del estabilizador. En segundo término, porque, debido a la ausencia de larguerillo en una zona del revestimiento, dicha zona requiere de un espesor mayor tanto para resistir la carga adicional procedente del larguerillo como para estabilizar dicha zona; quedando como consecuencia la zona penalizada en peso. 25 La presente invención está orientada a la solución de este problema. SUMARIO DE LA INVENCiÓN Es un objeto de la presente invención proporcionar un cajón de torsión 3 O

de una superficie sustentadora de una aeronave con revestimientos rigidizados optimizados en peso.

Es otro objeto de la presente invención proporcionar un cajón de torsión

de una superficie sustentadora de una aeronave con revestimientos rigidizados por un número reducido de larguerillos. Estos y otros objetos se consiguen con un cajón de torsión de una 5 superficie sustentadora de una aeronave que comprende un larguero delantero, un larguero trasero, costillas y revestimientos rigidizados superior e inferior en el que al menos uno de dichos revestimientos está rigidizado con una pluralidad de larguerillos que se extienden todos ellos a lo largo de la envergadura completa del revestimiento y que tienen una sección transversal decreciente 10 hacia el borde exterior del revestimiento. En realizaciones de la presente invención, todos los larguerillos tienen una traza a lo largo de la envergadura del revestimiento en la que las proporciones entre la cuerda del revestimiento y las distancias en el sentido de la cuerda entre la traza de cada larguerillo y los largueros frontal y trasero 15 permanecen sustancialmente constantes. Por tanto, la distribución de los larguerillos sobre el revestimiento es una distribución "cónica" -en oposición a la distribución "paralela" de la técnica anterior, lo que, junto con la sección transversal decreciente hacia el borde extremo del revestimiento, permite una reducción del número requerido de larguerillos que contribuye a una 2 O optimización en peso. En realizaciones de la presente invención, el número de dichos larguerillos se define como el número de larguerillos que, teniendo una sección transversal mínima predeterminada, pueden ser colocados en el borde exterior del revestimiento. El número de larguerillos es pues dependiente de la 25 geometría seleccionada para el larguerillo y de su sección mínima a partir de los requerimientos de rigidización, permitiendo pues diferentes opciones si ello resulta conveniente teniendo en cuenta restricciones de diseño y/o de fabricación. En realizaciones preferentes de la presente invención, dichos larguerillos 30

son larguerillos con forma de omega debido a las propiedades rigidizadoras de los larguerillos con forma de omega. Sin embargo, larguerillos con forma de T, larguerillos con forma de I o larguerillos con forma de J también son larguerillos apropiados para esta invención. En realizaciones preferentes de la presente invención, la superficie estabilizadora en un estabilizador horizontal de cola o un estabilizador vertical 5 de cola. En realizaciones preferentes de la presente invención dicho revestimiento y dichos larguerillos están realizados con un material compuesto, particularmente CFRP. Otras características y ventajas de la presente invención se 10 desprenderán de la siguiente descripción detallada de una realización ilustrativa y no limitativa de su objeto en relación con las figuras que se acompañan. DESCRIPCiÓN DE LAS FIGURAS 15 La Figura 1 muestra la configuración estructural típica de un cajón de torsión, excepto por el revestimiento superior que se ha retirado para mejorar la visibilidad del interior. La Figura 2 muestra una porción de un revestimiento de un cajón de 2 O torsión típico en el que varios larguerillos terminan cerca del larguero frontal. La Figura 3 muestra una vista esquemática en planta de un cajón de torsión rigidizado con larguerillos de sección variable distribuidos "cónicamente" según la presente invención. La Figura 4 muestra una vista isométrica de un cajón de torsión 25 rigidizado con larguerillos con forma de omega de sección variable distribuidos "cónicamente" según la presente invención. Las Figuras 5a y 5b muestran, respectivamente, los secciones transversales en omega de un larguerillo según la presente invención en los

bordes interior y exterior del cajón de torsión.

La Figura 6 muestra un revestimiento de un cajón de torsión rigidizado -La minimización del tamaño de las zonas de revestimiento sin soporte forma de omega 35, 37, correspondientes a los bordes interior y exterior del

con larguerillos paralelos con forma de omega destacando las regiones del revestimiento sin soporte de larguerillos. 5 DESCRIPTION DETALLADA DE LA INVENCiÓN En las siguiente descripción detallada de la invención...

1. Cajón de torsión de una superficie sustentadora de una aeronave que

comprende un larguero delantero (15) , un larguero trasero (17) , costillas (21) Y 5 revestimientos rigidizados superior e inferior, caracterizado porque al menos uno de dichos revestimientos (31) está rigidizado con una pluralidad de larguerillos (33, 43) que se extienden todos ellos a lo largo de la envergadura completa del revestimiento y que tienen una sección transversal decreciente hacia el borde exterior del revestimiento (37) . 10 2. Cajón de torsión de una superficie sustentadora de una aeronave según la reivindicación 1, en que todos los larguerillos (33, 43) tienen una traza a lo largo de la envergadura del revestimiento en la que las proporciones entre la cuerda del revestimiento y las distancias en el sentido de la cuerda entre la 15 traza de cada larguerillo (33, 43) Y los largueros frontal y trasero (15, 17) permanecen sustancialmente constantes. 3. Cajón de torsión de una superficie sustentadora de una aeronave según cualquiera de las reivindicaciones 1-2, en el que el número de dichos 2 O larguerillos (33, 43) se define como el número de larguerillos que, teniendo una sección transversal mínima predeterminada, pueden ser colocados en el borde exterior (37) del revestimiento. 4. Cajón de torsión de una superficie sustentadora de una aeronave 25 según cualquiera de las reivindicaciones 1-3, en el que en el que dichos larguerillos (43) son larguerillos con forma de omega. 5. Cajón de torsión de una superficie sustentadora de una aeronave según cualquiera de las reivindicaciones 1-3, en el que dichos larguerillos (33) 3 O son uno de los siguientes: - Larguerillos con forma de omega de T;

- Larguerillos con forma de omega de 1; -Larguerillos con forma de omega de J.

6. Cajón de torsión de una superficie sustentadora de una aeronave 5 según cualquiera de las reivindicaciones 1-5, en el que dicha superficie sustentadora es un estabilizador horizontal de cola.

7. Cajón de torsión de una superficie sustentadora de una aeronave según cualquiera de las reivindicaciones 1-5, en el que dicha superficie 10 sustentadora es un estabilizador vertical de cola.

8. Cajón de torsión de una superficie sustentadora de una aeronave según cualquiera de las reivindicaciones 1-7, en el que dicho revestimiento (31) Y dichos larguerillos (33, 43) están realizados con un material compuesto.