BR102015012341A2

BR102015012341A2 - cabo de estai frangível de um mastro de aeroporto

Info

Publication number: BR102015012341A2
Application number: BR102015012341A
Authority: BR
Inventors: Sami Heikkinen
Original assignee: Exel Composites Oyj
Priority date: 2014-05-28
Filing date: 2015-05-27
Publication date: 2016-03-01
Also published as: CN105275250B; AU2015202491B2; US20150345169A1; ES2721444T3; CN105275250A; EP2949839B1; FI126294B; FI20145491A; EP2949839A1; BR102015012341B1; US9580925B2; AU2015202491A1

Abstract

cabo de estai frangível de um mastro de aeroporto. um cabo de estai frangível de um mastro de aeroporto que quebra em impacto sem apresentar um perigo ou provocar dano físico ao objeto que se choca com ele. o cabo de estai consiste de um tubo ou perfil tubular feito de material compósito, cujas proporções das dimensões e materiais foram selecionadas de tal maneira que no caso de impacto o tubo (4) ou perfil tubular irá quebrar por faturamento, isto é, quebrar em pedaços. a espessura de parede do tubo, ou perfil tubular, é selecionada para ser tão fina que o fraturamento desejado é alcançado.

Description

“CABO DE ESTAI FRANGÍVEL DE UM MASTRO DE AEROPORTO” [0001] O objetivo da invenção é um cabo de estai frangível de um mastro de aeroporto, que quebra em impacto sem apresentar um perigo ou provocar dano crítico ao objeto que se choca com ele. [0002] É conhecido que mastros de aeroportos são fabricados de tubos de compósitos, nos quais fibra de vidro é utilizada como reforço. O objetivo é produzir um mastro de peso leve, que é facilmente frangível em impacto, para impedir que o mastro apresente um perigo ou provoque dano critico no caso de impacto com uma aeronave. O Manual de Projeto ICAO, Parte 6, especifica que o modo de falha na estrutura suporte deveria ser fratura, janelamento (formação de janelas), ou dobramento. Fraturar cabos de estai, isto é, quebrar em pedaços, é nova invenção como mecanismo de quebra de mastro estaiado conhecido utilizado atualmente e é baseado em janelamento. Cabos de estai de aço, ou outros, são tipicamente utilizados quando o mecanismo de quebra do estai está baseado nos pontos de quebra específicos do cabo de estai, no meio e na base. [0003] O objetivo da invenção é fornecer uma estrutura de estai melhorada, de material compósito, baseada em mecanismo de quebra com fratura, que significa que o estai pode ser utilizado, por exemplo, para outras aplicações exigentes que requerem certificação ICAO ou FAA. [0004] Este objetivo é alcançado com base nas características divulgadas na reivindicação 1 anexa. As reivindicações dependentes divulgam modalidades preferidas da invenção. [0005] Portanto, o cabo de estai de acordo com a invenção é um tubo ou perfil tubular feito de material compósito que, quando de impacto, fragmenta em diversos componentes, e a massa destes componentes deveria ser tão baixa quanto possível, e sua maneira de liberação não deveria provocar um perigo secundário para a aeronave (por exemplo, penetrar através do pára-brisa (quebra vento), fuselagem, superfícies de cauda, etc.) e não apresentar o tipo de perigo que apresentam cabos de estai feitos de materiais aço ou alumínio. [0006] A invenção é mostrada no que segue com referência aos desenhos que acompanham, nos quais: [0007] A figura 1 mostra uma vista em perspectiva de um mastro tubular estaiado que pode ser utilizado, por exemplo, como um mastro de luz de aproximação, ou um mastro meteorológico, para aeronaves, [0008] As figuras 1A até 1 D mostram ampliações detalhadas de seções A até D da figura 1. [0009] A figura 2 mostra em uma escala maior a parte tubular do estai de acordo com a invenção, como vista a partir do lado, e a figura 3 mostra uma seção da figura 2 ao longo da linha A-A. [0010] Na figura 1, um mastro tubular de aeroporto 1 é rodeado com estais 2 e 3. Os estais consistem de seis tubos de compósito 4 cuja coloração alterna entre vermelho e branco. De acordo com regulamentos ICAO, a coloração de estruturas suporte que têm um comprimento que excede 2 metros, deve ser alternadamente vermelho e branco dividida em sete partes. Na modalidade mostrada, a cor da sétima parte é determinada pelo topo do mastro que é pintado em uma cor do ponto de ligação do estai. Estais 2 e 3 também compreendem um cabo curto 5 junto à base do estai. As extremidades de topo dos estais são fixadas ao mastro 1 por meio de um flange de estai 6, ao qual as extremidades de topo dos estais se ligam com manilhas 7. Entre os tubos de compósito 4 existem manilhas 7, e a extremidade de fundo do tubo de compósito inferior 4 é conectada ao cabo 5 por meio de uma manilha 7. Os cabos 5 são por sua vez conectados a um parafuso de ancoragem (chumbador) 11 por meio de esticadores de estai 10. O parafuso de ancoragem é fixado a uma âncora de estai 8. [0011] As figuras 2 e 3 mostram em maior detalhe o tubo de compósito 4 utilizado em estais 2 e 3. O comprimento do tubo de compósito 4 pode variar de acordo com a necessidade. Contudo, a parte principal do comprimento do estai consiste de tubos 4 feitos de materiais compósitos. Um perfil tubular, por exemplo um perfil em C pode, alternatívamente, também ser utilizado. O que é essencial é que os materiais e as proporções das dimensões do tubo, ou perfil tubular, sejam selecionados de tal maneira que, em impacto, ele irá quebrar por fragmentação, isto é, quebrar em pedaços. Neste caso, são formados fragmentos secundários, cuja dimensão e massa são suficientemente pequenas para não provocar dano crítico a uma aeronave no caso de impacto. A manilha 7 e o olhai de fixação 12 são fixados ás extremidades do tubo de compósito 4 por meio de insertos extremos 13 que não devem se tornar destacados no impacto, uma vez que o próprio material do tubo fratura (quebra em pedaços). As manilhas 7 e os olhais de fixação 12 podem ser substituídas por outros tipos de meios de ligação com os quais os tubos de compósito 4 podem ser conectados em sucessão para formar um estai contínuo que suporta tração. [0012] A espessura de parede do tubo, ou perfil tubular, deve ser suficientemente fina para provocar fratura. A espessura de parede está tipicamente dentro da faixa de 1 a 3 mm, preferivelmente dentro da faixa de 1,5 a 2,5 mm. O diâmetro do tubo 4 está tipicamente dentro da faixa de 20 a 40 mm, preferivelmente dentro da faixa de 20 a 30 mm. Os materiais compósitos podem ser um reforço de fibra de vidro e uma resina de cura térmica. A quantidade de reforço no material compósito pode ser maior que 35% do peso. Tipicamente, a quantidade de reforço está dentro da faixa de 35 a 80% do peso, preferivelmente dentro da faixa de 60 a 80% do peso. O tubo, ou perfil de tubo, utilizado para o estai pode ser fabricado por meio de método de pultrusão, bobinamento por tração, bobinamento conjunto, bobinamento com filamento, ou “prepreg”. [0013] O mecanismo de quebra do tubo estaiado é baseado em ambos, geometria do perfil e comportamento do material. Por meio dos valores guia e testes divulgados acima, alguém versado na técnica será capaz de encontrar as proporções requeridas das dimensões e relações de materiais componentes para proporcionar o fraturamento desejado. [0014] Como uma matriz de cura térmica pode ser usado, por exemplo, poliéster, vinil éster, poliuretano, epóxi, acrílico ou fenol. O reforço de fibra pode ser constituído de fibras contínuas ou curtas. [0015] O mastro de aeroporto 1 é também feito de material compósito por meio do método de pultrusão, bobinamento por tração. Ele tem uma forma tubular e as proporções das dimensões e materiais do tubo foram selecionadas de tal maneira que no caso de impacto o mastro irá também quebrar por fraturamento. Especialmente a espessura de parede deveria ser fina em relação ao diâmetro. Tal dimensionamento é possível quando o maestro é suficientemente envolvido com cabos de estai.

Claims

1. Cabo de estai frangível de um mastro de aeroporto que quebra em impacto sem apresentar um perigo ou provocar dano critico ao objeto que se choca com ele, caracterizado pelo fato de a parte principal do comprimento do estai (2, 3) consistir de um tubo (4) ou perfil tubular, feito de material compósito, cujas proporções das dimensões e materiais foram selecionadas de tal maneira que no caso de impacto, o tubo (4) ou perfil tubular irá quebrar por fraturamento, isto é, quebrar em pedaços.

2. Cabo de estai de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de a espessura de parede do tubo (4) ou perfil tubular ser selecionada para ser tão fina que o fraturamento desejado é alcançado.

3. Cabo de estai de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de os materiais compósitos serem um reforço de fibra de vidro e uma matriz termoplástica, e em que a quantidade de reforço de fibra de vidro é de 35 a 80% em peso.

4. Cabo de estai de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de cada cabo de estai {2, 3) ser constituído de pelo menos seis tubos compósitos (4) conectados em sucessão por meio de manilhas (7) e olhais de fixação (12), ou meios de fixação similares.

5. Cabo de estai de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de o tubo (4) ou perfil tubular ser fabricado por um dos seguintes métodos: pultrusão, bobinamento por tração, bobinamento conjunto, bobinamento por filamento ou “prepreg”.

6. Mastro de aeroporto feito de material compósito, caracterizado pelo fato de o mastro (1) ser suportado por cabos de estai (2, 3) do tipo definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 5, e em que o mastro tubular (1) é feito de material compósito e as proporções das dimensões e materiais do tubo são selecionadas de tal maneira que, em impacto, o mastro irá quebrar por fraturamento.