BR102018067478B1 - Tanque conformável, e, sistema de água potável para uma aeronave - Google Patents

Abstract

Um tanque conformável inclui um corpo com uma pluralidade de paredes compósitas formadas em torno de uma cavidade e um suporte interno conectado a uma da pluralidade de paredes compósitas e posicionado na cavidade. A pluralidade de paredes compostas inclui uma parede lateral plana disposta oposta a uma parede lateral curva. Uma primeira seção de uma da pluralidade de paredes compósitas inclui um faceamento externo, um faceamento interno e um núcleo posicionado entre o faceamento externo e o faceamento interno.

Description

FUNDAMENTOS

[001] A presente invenção se refere geralmente a tanques pressurizados e, mais particularmente, a tanques pressurizados usados em uma aeronave para água potável.

[002] A indústria aeronáutica emprega atualmente tanques pressurizados construídos de ligas metálicas densas para transportar e fazer uso de água potável a bordo de uma aeronave. A água potável em uma aeronave pode ser usada para consumo humano direto, preparação de alimentos, atividades higiênicas e saneamento. Por exemplo, água pode ser usada para a preparação de bebidas quentes e frias para consumo, reconstituição de alimentos desidratados, ingestão de torneiras ou bebedouros de água gelada, escovação de dentes, lavagem das mãos, limpeza de utensílios, uso de lavatório e instalações de chuveiros.

[003] Em geral, qualquer tanque para uso em uma aeronave está sujeito a pressão, vibração, cargas de voo e tensões de choques. A pressão, em particular, pode criar grandes tensões de flexão nas paredes planas dos tanques. Os tanques de metal têm um reforço interno para suportar várias seções e juntas que estão sob essas tensões, especialmente aquelas porções com paredes planas e cantos agudos. No entanto, os tanques de metal são relativamente pesados. Quanto mais alto o peso total de uma aeronave, mais combustível é necessário para voar. Assim, é desejável encontrar um tanque conformável de peso leve que possa suportar a pressão, vibração, cargas de voo e tensões de choque encontradas a bordo de uma aeronave para melhorar sua eficiência de combustível.

SUMÁRIO

[004] Um tanque conformável inclui um corpo com uma pluralidade de paredes compósitas formadas em torno de uma cavidade e um suporte interno conectado a uma da pluralidade de paredes compósitas e posicionado na cavidade. A pluralidade de paredes compostas inclui uma parede lateral plana disposta oposta a uma parede lateral curva. Uma primeira seção de uma da pluralidade de paredes compósitas inclui um faceamento externo, um faceamento interno e um núcleo posicionado entre o faceamento externo e o faceamento interno.

[005] Um sistema de água potável para uma aeronave inclui um tanque conformável posicionado adjacente a uma fuselagem da aeronave que é configurado para reter água potável, um indutor de fluxo de fluido conectado ao tanque conformável que é configurado para bombear água através do sistema de água potável e uma válvula de controle conectada ao indutor de fluxo de fluido e ao tanque conformável que é configurada para controlar o fluxo de água. O tanque conformável inclui um corpo com uma pluralidade de paredes compósitas formadas em torno de uma cavidade e um suporte interno conectado a uma da pluralidade de paredes compósitas e posicionado na cavidade. Uma primeira seção de uma da pluralidade de paredes compósitas inclui um faceamento externo, um faceamento interno e um núcleo posicionado entre o faceamento externo e o faceamento interno.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[006] A FIG. 1A é um esquemático de uma aeronave com uma primeira modalidade de um sistema de água potável.

[007] A FIG. 1B é um esquemático de uma aeronave com uma segunda modalidade de um sistema de água potável.

[008] A FIG. 1C é uma vista em seção transversal de uma fuselagem de aeronave mostrando um tanque conformável.

[009] A FIG. 2 é uma vista em perspectiva do tanque conformável da FIG. 1B.

[0010] A FIG. 3A é uma vista em seção transversal lateral de uma primeira modalidade do tanque conformável tomada ao longo da linha A-A da FIG. 2.

[0011] A FIG. 3B é uma vista em seção transversal lateral da primeira modalidade do tanque conformável tomada ao longo da linha 3B-3B da FIG. 3A.

[0012] A FIG. 4A é uma vista em seção transversal lateral de uma segunda modalidade do tanque conformável tomada ao longo da linha A-A da FIG. 2.

[0013] A FIG. 4B é uma vista em seção transversal lateral da segunda modalidade do tanque conformável tomada ao longo da linha 4B-4B da FIG. 4A.

[0014] A FIG. 5 é uma vista em seção transversal de uma parede de tanque incluindo uma estrutura de sanduíche.

[0015] A FIG. 6A é uma vista em seção transversal de uma parede de tanque com um suporte interno integralmente conectado a um faceamento externo de uma estrutura de sanduíche.

[0016] A FIG. 6B é uma vista em seção transversal de uma parede de tanque com um suporte interno integralmente conectado a um faceamento interno de uma estrutura de sanduíche.

[0017] A FIG. 6C é uma vista em seção transversal de uma parede de tanque com um suporte interno conectado a uma estrutura de sanduíche por um prendedor mecânico.

[0018] A FIG. 7A é uma vista em seção transversal de uma primeira modalidade de um tanque conformável tendo uma estrutura de sanduíche.

[0019] A FIG. 7B é uma vista em seção transversal de uma segunda modalidade de um tanque conformável tendo uma estrutura de sanduíche. DESCRIÇÃO DETALHADA

[0020] A FIG. 1A é um esquemático da aeronave 10 com uma primeira modalidade do sistema de água potável 12 que inclui bomba hidráulica 14A, válvula de controle 16, ponto de uso 17 e tanque conformável 18. A FIG. 1B é um esquemático da aeronave 10 com uma segunda modalidade do sistema de água potável 12 que inclui fonte de ar comprimido 14B, válvula de controle 16, ponto de uso 17 e tanque conformável 18. A FIG. 1C é uma vista em seção transversal da aeronave 10 mostrando o tanque conformável 18, a fuselagem 20 e a estrutura interna 22.

[0021] Situado em uma porção traseira da aeronave 10 está o sistema de água potável 12. Na primeira modalidade mostrada na FIG. 1A, o sistema de água potável 12 inclui bomba hidráulica 14A, válvula de controle 16, ponto de uso 17 e tanque conformável 18 que são conectados uns aos outros por tubos, linhas ou mangueiras hidráulicas. O fluxo de fluido no sistema de água potável 12 é induzido utilizando a bomba hidráulica 14A. O fluxo de fluido dentro do sistema de água potável 12 é controlado usando a válvula de controle 16. A água potável para uso no sistema de água potável 12 é armazenada em um tanque conformável 18. Na modalidade mostrada na FIG. 1B, o sistema de água potável 12 inclui fonte de ar comprimido 14B, válvula de controle 16, ponto de uso 17 e tanque conformável 18 que são conectados uns aos outros por tubos, linhas ou mangueiras hidráulicas. O fluxo de fluido dentro do sistema de água potável 12 é induzido pela fonte de ar comprimido 14B. O fluxo de fluido dentro do sistema de água potável 12 é controlado usando a válvula de controle 16. A água potável para uso no sistema de água potável 12 é armazenada num tanque conformável 18 a uma pressão elevada, em comparação com a pressão ambiente fora do tanque conformável 18.

[0022] Como mostrado na FIG. 1C, o tanque conformável 18 é configurado para se conformar tanto à fuselagem 20 quanto à estrutura interna 22. Uma parede curvada num primeiro lado do tanque conformável 18 é configurada para se conformar à curvatura da fuselagem 20. Do mesmo modo, uma parede plana num segundo lado do tanque conformável 18 oposto da parede curvada é configurada para se conformar à estrutura interna 22. A FIG. 1C mostra uma modalidade do tanque conformável 18 e não se destina a limitar a divulgação a uma única modalidade. O tanque conformável 18 é conformável para uso em uma pluralidade de espaços de aeronave irregulares. A descrição seguinte detalha duas modalidades possíveis do tanque conformável 18.

[0023] A FIG. 2 é uma vista em perspectiva do tanque conformável 18. O tanque conformável 18 inclui corpo 24 e orifício 26. O corpo 24 inclui parede frontal 28, parede traseira 30, parede superior 32, parede inferior 34, parede lateral curvada 36 e a parede lateral plana 38. Na modalidade mostrada na FIG. 2, a parede frontal 28, a parede traseira 30 e a parede superior 32 são mostradas como paredes planas e a parede inferior 34 é mostrada como uma parede curvada. Em modalidades alternativas, a parede frontal 28, a parede traseira 30, a parede superior 32 e a parede inferior 34 podem ser paredes planas, paredes curvadas ou paredes de formas irregulares.

[0024] O tanque conformável 18 é feito de um compósito reforçado com filamento de fibra contínua que é produzido usando um processo de modelagem de deposição fundida na modalidade mostrada na FIG. 2. Em modalidades alternativas, o tanque conformável 18 pode ser fabricado de qualquer material adequado usando qualquer processo adequado. O tanque conformável 18 inclui corpo 24 que forma um alojamento para o tanque conformável 18. Um fluido pode ser armazenado no corpo 24 do tanque conformável 18. O orifício 26 se estende através do corpo 24 do tanque conformável 18. O orifício 26 é uma entrada/saída para o tanque conformável 18 que permite que um fluido flua para dentro e para fora do tanque conformável 18. Quando o tanque conformável 18 é um tanque pressurizado, o orifício 26 é usado para permitir que o fluido flua para dentro e para fora do tanque conformável 18 embora mantendo a pressão no tanque conformável 18. Em modalidades alternativas, outros mecanismos podem ser usados para permitir que o fluido flua para dentro e para fora do tanque conformável 18.

[0025] O corpo 24 do tanque conformável 18 inclui parede frontal 28 que está posicionada oposta à parede traseira 30, à parede superior 32 que está posicionada oposta à parede inferior 34 e à parede lateral curvada 36 que está posicionada oposta à parede lateral plana 38. A parede frontal 28 está em contato e se conecta à parede superior 32, parede inferior 34, parede lateral curvada 36 e parede lateral plana 38. A parede traseira 30 está em contato com e se conecta à parede superior 32, parede inferior 34, parede lateral curvada 36 e parede lateral plana 38. A parede superior 32 se estende entre e se conecta à parede frontal 28, parede traseira 30, parede lateral curvada 36 e parede lateral plana 38. A parede inferior 34 se estende entre e se conecta à parede frontal 28, parede traseira 30, parede lateral curvada 36 e parede lateral plana 38. A parede lateral curvada 36 está em contato com e se conecta à parede frontal 28, parede traseira 30, parede superior 32 e parede inferior 34. A parede lateral plana 38 está em contato com e se conecta à parede frontal 28, parede traseira 30, parede superior 32 e parede inferior 34.

[0026] Na modalidade mostrada na FIG. 2, o orifício 26 está situada na parede superior 32. Em modalidades alternativas, o orifício 26 pode estar situado em qualquer das paredes do corpo 24, tal como parede frontal 28, parede traseira 30, parede superior 32, parede inferior 34, parede lateral curvada 36 ou parede lateral plana 38. Além disso, na modalidade mostrada na FIG. 2 há apenas um orifício 26. Em modalidades alternativas, pode haver uma pluralidade de orifícios 26 se estendendo através da mesma parede ou de paredes diferentes do corpo 24. O orifício 26 é configurado para auxiliar no enchimento e esvaziamento do tanque conformável 18. Na modalidade mostrada na FIG. 2, o tanque conformável 18 é projetado para armazenar água potável para uso na aeronave 10 como parte do sistema de água potável 12 (mostrado na FIG. 1A). O orifício 26 do tanque conformável 18 pode ser conectado por um tubo à bomba hidráulica 14A do sistema de água potável 12, como mostrado na FIG. 1A. Do mesmo modo, o orifício 26 do tanque conformável 18 pode ser conectado por um tubo à fonte de ar comprimido 14B e à válvula de controle 16 do sistema de água potável 12, como mostrado na FIG. 1B.

[0027] A FIG. 3A é uma vista em seção transversal lateral de uma primeira modalidade do tanque conformável 18 tomada ao longo da linha A- A da FIG. 2. A FIG. 3B é uma vista em seção transversal lateral da primeira modalidade do tanque conformável 18 tomada ao longo da linha 3B-3B da FIG. 3A. O tanque conformável 18 inclui corpo 24 e orifício 26. O corpo 24 inclui parede frontal 28, parede traseira 30, parede superior 32, parede inferior 34, parede lateral curvada 36 e a parede lateral plana 38. A parede frontal 28, parede traseira 30, parede superior 32, parede inferior 34, parede lateral curvada 36 e a parede lateral plana 38 incluem superfícies internas 40A, 40B, 40C, 40D, 40E e 40F, e superfícies externas 42A, 42B, 42C 42D, 42E e 42F, respectivamente. O tanque conformável 18 inclui ainda primeiro defletor 44, segundo defletor 46, primeira cavidade 48, segunda cavidade 50, terceira cavidade 52, primeira abertura 54, segunda abertura 56 e terceira abertura 58.

[0028] O tanque conformável 18 inclui corpo 24 que forma um alojamento do tanque conformável 18. O orifício 26 se estende através do corpo 24 do tanque conformável 18 para proporcionar uma entrada/saída para o tanque conformável 18. O corpo 24 do tanque conformável 18 inclui parede frontal 28 que está posicionada oposta à parede traseira 30, à parede superior 32 que está posicionada oposta à parede inferior 34 e à parede lateral curvada 36 que está posicionada oposta à parede lateral plana 38.

[0029] A parede frontal 28 inclui superfície interna 40A e superfície externa 42A. A parede traseira 30 inclui superfície interna 40B e superfície externa 42B. A parede superior 32 inclui superfície interna 40C e superfície externa 42C. A parede inferior 34 inclui superfície interna 40D e superfície externa 42D. A parede lateral curva 36 inclui superfície interna 40E e superfície externa 42E. A parede lateral plana 38 inclui superfície interna 40F e superfície externa 42F. As superfícies internas 40A, 40B, 40C, 40D, 40E e 40F formam um interior do tanque conformável 18 e as superfícies externas 42A, 42B, 42C, 42D, 42E e 42F formam um exterior do tanque conformável 18.

[0030] O tanque conformável 18 inclui ainda primeiro defletor 44 e segundo defletor 46 se estendendo através de um interior do tanque conformável 18. O primeiro defletor 44 se estende da superfície interna 40E da parede lateral curva 36 até a superfície interna 40F da parede lateral plana 38. O primeiro defletor 44 também se estende da superfície interna 40A da parede frontal 28 para a superfície interna 40B da parede traseira 30. O segundo defletor 46 se estende da superfície interna 40E da parede lateral curva 36 até à superfície interna 40F da parede lateral plana 38. O segundo defletor 46 também se estende da superfície interna 40A da parede frontal 28 para a superfície interna 40B da parede traseira 30.

[0031] O primeiro defletor 44 e o segundo defletor 46 são configurados para agir como suportes internos e proporcionar suporte estrutural ao corpo 24 do tanque conformável 18. Sem o primeiro defletor 44 e o segundo defletor 46, o tanque conformável 18 poderia deformar sob pressão interna. Na modalidade mostrada, o tanque conformável 18 inclui dois defletores. Em modalidades alternativas, o tanque conformável 18 pode incluir qualquer número de defletores.

[0032] O primeiro defletor 44 e o segundo defletor 46 dividem o interior do tanque conformável 18 na primeira cavidade 48, segunda cavidade 50 e terceira cavidade 52. A primeira cavidade 48 é definida como o volume encerrado pela parede frontal 28, parede traseira 30, parede superior 32, parede lateral curva 36, parede lateral plana 38 e primeiro defletor 44. A segunda cavidade 50 é definida como o volume encerrado pela parede frontal 28, parede traseira 30, parede lateral curvada 36, parede lateral plana 38, primeiro defletor 44 e segundo defletor 46. A terceira cavidade 52 é definida como o volume encerrado pela parede frontal 28, parede traseira 30, parede inferior 34, parede lateral curva 36, parede lateral plana 38 e segundo defletor 46. A primeira cavidade 48, segunda cavidade 50 e terceira cavidade 52 são configuradas para armazenar água potável, ou qualquer outro fluido, a uma pressão elevada no tanque conformável 18.

[0033] Estendendo-se através do primeiro defletor 44 e conectando fluidamente a primeira cavidade 48 e a segunda cavidade 50 está a primeira abertura 54. Estendendo-se através do segundo defletor 46 e conectando fluidamente a segunda cavidade 50 e a terceira cavidade 52 está a segunda abertura 56. A modalidade mostrada nas FIGS. 3A-3B mostra uma única abertura que se estende através de cada defletor. Modalidades alternativas podem incluir qualquer número de aberturas se estendendo através de cada defletor. Além disso, as aberturas podem ser de forma e tamanho iguais ou forma e tamanho variáveis.

[0034] Estendendo-se através da parede superior 32 está a terceira abertura 58. A terceira abertura 58 proporciona um meio para encher e esvaziar o tanque conformável 18. A terceira abertura 58 pode ser equipada com o orifício 26 ou qualquer outro componente usado para auxiliar no enchimento e esvaziamento do tanque conformável 18. De acordo com a modalidade mostrada nas FIGS. 3A-3B, a terceira abertura 58 se estende através da parede superior 32. Em modalidades alternativas, a terceira abertura 58 pode se estender através de qualquer uma das paredes do corpo 24, tal como parede frontal 28, parede traseira 30, parede superior 32, parede inferior 34, parede lateral curva 36 ou parede lateral plana 38.

[0035] O tanque conformável 18 é configurado para armazenar fluidos, particularmente água potável, a uma pressão elevada em comparação com a pressão ambiente fora do tanque conformável 18. Os defletores dentro do tanque conformável 18 proporcionam suporte estrutural para evitar deformação excessiva pela pressão interna enquanto ainda permitem que fluido passe de cavidade para cavidade. O tanque conformável 18 pode ser projetado para encaixar e se conformar a uma pluralidade de espaços de aeronave irregulares.

[0036] A FIG. 4A é uma vista em seção transversal lateral de uma segunda modalidade do tanque conformável 18 tomada ao longo da linha A-A da FIG. 2. A FIG. 4B é uma vista em seção transversal lateral da segunda modalidade do tanque conformável 18 tomada ao longo da linha 4B-4B da FIG. 4A. O tanque conformável 18 inclui corpo 24 e orifício 26. O corpo 24 inclui parede frontal 28, parede traseira 30, parede superior 32, parede inferior 34, parede lateral curvada 36 e a parede lateral plana 38. A parede frontal 28, parede traseira 30, parede superior 32, parede inferior 34, parede lateral curvada 36 e a parede lateral plana 38 incluem superfícies internas 40A, 40B, 40C, 40D, 40E e 40F, e superfícies externas 42A, 42B, 42C 42D, 42E e 42F, respectivamente. O tanque conformável 18 inclui ainda cavidade interna 60, primeira nervura 62, segunda nervura 64, terceira nervura 66 e quarta nervura 68.

[0037] O tanque conformável 18 inclui corpo 24 que forma um alojamento do tanque conformável 18. O orifício 26 se estende através do corpo 24 do tanque conformável 18 para proporcionar uma entrada/saída para o tanque conformável 18. O corpo 24 do tanque conformável 18 inclui parede frontal 28 que está posicionada oposta à parede traseira 30, à parede superior 32 que está posicionada oposta à parede inferior 34 e à parede lateral curvada 36 que está posicionada oposta à parede lateral plana 38.

[0038] A parede frontal 28 inclui superfície interna 40A e superfície externa 42A. A parede traseira 30 inclui superfície interna 40B e superfície externa 42B. A parede superior 32 inclui superfície interna 40C e superfície externa 42C. A parede inferior 34 inclui superfície interna 40D e superfície externa 42D. A parede lateral curva 36 inclui superfície interna 40E e superfície externa 42E. A parede lateral plana 38 inclui superfície interna 40F e superfície externa 42F. As superfícies internas 40A, 40B, 40C, 40D, 40E e 40F formam um interior do tanque conformável 18 e as superfícies externas 42A, 42B, 42C, 42D, 42E e 42F formam um exterior do tanque conformável 18. A cavidade interna 60 é formada no interior do tanque conformável 18.

[0039] O tanque conformável 18 inclui primeira nervura 62, segunda nervura 64, terceira nervura 66 e quarta nervura 68 na cavidade 60 para proporcionar suporte estrutural para o tanque conformável 18. A primeira nervura 62 se estende ao longo da superfície interna 40B da parede traseira 30 e encosta na superfície interna 40F da parede lateral plana 38 e se projeta para a cavidade interna 60. A segunda nervura 64 se estende ao longo da superfície interna 40F da parede lateral plana 38 e se projeta para a cavidade interna 60. A terceira nervura 66 se estende ao longo da superfície interna 40B da parede traseira 30 e se projeta para a cavidade interna 60. A quarta nervura 68 se estende da superfície interna 40D da parede inferior 34 e se projeta para a cavidade interna 60.

[0040] A modalidade mostrada nas FIGS. 4A-4B é uma modalidade do tanque conformável 18 com nervuras utilizadas como suportes internos. As nervuras fornecem suporte estrutural ao tanque conformável 18 e impedem que ele deforme excessivamente sob pressão interna. Esta modalidade não pretende limitar a divulgação a uma única modalidade. Em modalidades alternativas, o tanque conformável 18 pode incluir uma pluralidade de nervuras de formas e tamanhos variados. As nervuras podem conectar a qualquer das paredes do corpo 24 e se estender ao longo das ou se projetar das paredes de qualquer maneira adequada.

[0041] O tanque conformável 18 é configurado para armazenar fluidos, particularmente água potável, a uma pressão elevada em comparação com a pressão ambiente fora do tanque conformável 18. As nervuras dentro do tanque conformável 18 fornecem suporte estrutural para evitar deformação excessiva da pressão interna, embora ainda permitindo fluxo de fluido dentro da cavidade interna. O tanque conformável 18 pode ser projetado para encaixar e se conformar a uma pluralidade de espaços de aeronave irregulares.

[0042] A FIG. 5 é uma vista em seção transversal de uma parede de tanque 100 incluindo estrutura de sanduíche 102. A estrutura de sanduíche 102 inclui faceamento interno 104, faceamento externo 106 e o núcleo 108. O faceamento interno 104 inclui superfície interna 110 e o faceamento externo 106 inclui superfície externa 112.

[0043] A parede do tanque 100 pode ser qualquer uma da parede frontal 28, parede traseira 30, parede superior 32, parede inferior 34, parede lateral curvada 36 e parede lateral plana 38, como discutido em referência às FIGS. 2-4B. A parede de tanque 100 inclui a estrutura de sanduíche 102. A estrutura de sanduíche 102 é construída com o faceamento interno 104 separado do faceamento externo 106 pelo núcleo 108. O faceamento interno 104 e o faceamento externo 106 são um material compósito, tal como termoplástico, fibra de vidro, plástico reforçado com fibra de carbono, fibras sintéticas (como Kevlar® ou fibras de aramida), ou qualquer combinação dos mesmos. O núcleo 108 é deslocado entre e fisicamente os contata o faceamento interno 104 e o faceamento externo 106. O núcleo 108 pode ser feito de colmeia compósita, espuma, material semelhante ou qualquer combinação dos mesmos. Quando o núcleo 108 inclui colmeia compósita, a colmeia compósita pode ser feita de termoplástico, fibra de vidro, materiais de carbono, fibras sintéticas (tal como Kevlar® ou fibras de aramida), material semelhante, ou qualquer combinação dos mesmos. O tamanho de célula, a densidade e a forma da colmeia ou espuma do núcleo 108 também podem variar a fim de atender às especificações de projeto do tanque. O faceamento interno 104 forma a superfície interna 110 da parede de tanque 100, a superfície interna 110 sendo posicionada para facear um interior do tanque conformável 18. O faceamento externo 106 forma a superfície externa 112 da parede de tanque 100, a superfície externa 112 sendo posicionada para facear um exterior do tanque conformável 18. A superfície interna 110 e a superfície externa 112 podem ser cobertas com materiais não estruturais para impedir vazamento de água, como uma barreira química, para estética, para isolamento térmico ou para condutividade elétrica.

[0044] O núcleo 108 é feito de material leve que suporta o faceamento interno 104 e o faceamento externo 106. A estrutura de sanduíche 102 aumenta a rigidez relativa e a resistência da parede de tanque 100 sem aumentar substancialmente o peso da parede de tanque 100. Isto resulta num tanque conformável 18 (mostrado nas FIGS. 1A-4B) que é leve em relação a um tanque de metal construído de forma semelhante, embora ainda sendo capaz de atender às especificações rigorosas de pressão (por exemplo, pressão de operação, pressão de prova, pressão de estouro), montagem, vibração, carga de voo e choque exigidas para uma aplicação tal como uso de aeronave. A parede da estrutura de sanduíche 102 é particularmente útil para o tanque conformável 18 com paredes planas e cantos agudos onde pressões internas podem causar grandes tensões de flexão.

[0045] A FIG. 6A é uma vista em seção transversal da parede de tanque 100 com suporte interno 114 integralmente conectado a um faceamento externo 106 da estrutura de sanduíche 102. A FIG. 6B é uma vista em seção transversal da parede de tanque 100 com um suporte interno 114 integralmente conectado a um faceamento interno 104 da estrutura de sanduíche 102. A FIG. 6C é uma vista em seção transversal de uma parede de tanque 100 com suporte interno 114 conectado integralmente à estrutura de sanduíche 102 por prendedor mecânico 116. A parede de tanque 100 inclui a estrutura de sanduíche 102. A estrutura de sanduíche 102 inclui faceamento interno 104, faceamento externo 106 e o núcleo 108. O faceamento interno 104 inclui superfície interna 110 e o faceamento externo 106 inclui superfície externa 112. As FIGS. 6A-6B mostram ainda o suporte interno 114. A FIG. 6C também mostra o prendedor mecânico 116. O prendedor mecânico 116 inclui cabeça 118.

[0046] Com referência às FIGS. 6A-6C, a parede de tanque 100 é feita da estrutura de sanduíche 102. A estrutura de sanduíche 102 é construída com o faceamento interno 104 separado do faceamento externo 106 pelo núcleo 108. O faceamento interno 104 forma a superfície interna 110 da parede de tanque 100, a superfície interna 110 sendo posicionada em um interior do tanque conformável 18. O faceamento externo 106 forma a superfície externa 112 da parede de tanque 100, a superfície externa 112 sendo posicionada em um exterior do tanque conformável 18. O suporte interno 114 é fixado à parede de tanque 100. O suporte interno 114 pode ser uma nervura (como mostrado nas FIGS. 4A-4B) ou um defletor (como mostrado nas FIGS. 3A-3B) consistindo em qualquer material compósito, tal como termoplástico, fibra de vidro, plástico reforçado com fibra de carbono, fibras sintéticas (tal como Kevlar® ou fibras de aramida), ou qualquer combinação dos mesmos.

[0047] Com referência agora à FIG. 6A, o suporte interno 114 é fixado à parede de tanque 100 por estar integralmente conectado ao faceamento externo 106 e se estendendo através do faceamento interno 104 e do núcleo 108. Uma forma de conectar integralmente o suporte interno 114 à face externa 106 é tecendo o suporte interno 114 no faceamento externo 106. Tecelagem, como usado aqui, significa trançar, tricotar, costurar, tecelagem de contorno, tecelagem orientada e tecelagem através da espessura.

[0048] Com referência agora à FIG. 6B, o suporte interno 114 pode ser fixado à parede 100 estando integralmente conectado ao faceamento interno 104. A conexão integral do suporte interno 114 ao faceamento interno 104 pode ser realizada tecendo o suporte interno 114 no faceamento interno 104.

[0049] Em outra modalidade mostrada na FIG. 6C, o suporte interno 114 é fixado à parede de tanque 100 pelo prendedor mecânico 116. O prendedor mecânico 116 se estende através do faceamento externo 106, núcleo 108 e faceamento interno 104. O prendedor mecânico 116 é fixado ao suporte interno 114 e mantém o suporte interno 114 no lugar. O prendedor mecânico 116 pode ser fixado ao suporte interno 114 por uma porca embutida disposta no suporte interno 114. Quando é utilizada uma porca embutida, o prendedor mecânico 116 é roscado na porca embutida para conectar o prendedor mecânico 116 ao suporte interno 114. O prendedor mecânico 116 inclui cabeça 118, que é maior do que o furo que se estende através da parede de tanque 100 na qual o prendedor mecânico 116 é colocado. Assim, o prendedor mecânico 116 pode ser fixado no lugar pela parede de tanque 100 e fixado ao suporte interno 114.

[0050] Suportes internos 114 proporcionam suporte à parede de tanque 100 e evitam flexão excessiva das paredes planas devido a forças internas ou externas. As FIGS. 6A-6C representam três formas de fixar os suportes internos 114 à parede de tanque 100 compreendendo a estrutura de sanduíche 102.

[0051] A FIG. 7A é uma vista em seção transversal de uma primeira modalidade de um tanque conformável 18 tendo estrutura de sanduíche 102. A FIG. 7B é uma vista em seção transversal de uma segunda modalidade de tanque conformável 18 tendo estrutura de sanduíche 102. O tanque conformável 18 inclui corpo 24. O corpo 24 inclui parede frontal 28 (mostrada na FIG. 2), parede traseira 30, parede superior 32, parede inferior 34, parede lateral curvada 36 e parede lateral plana 38. O tanque conformável 18 inclui ainda primeiro defletor 44, segundo defletor 46, primeira cavidade 48, segunda cavidade 50, terceira cavidade 52, estrutura de sanduíche 102, estrutura compósita de faceamento simples 120 e cantos 122.

[0052] Como mostrado nas FIGS. 7A-7B, o tanque conformável 18 inclui corpo 24. O corpo 24 do tanque conformável 18 inclui parede frontal 28 que está posicionada oposta à parede traseira 30, à parede superior 32 que está posicionada oposta à parede inferior 34 e à parede lateral curvada 36 que está posicionada oposta à parede lateral plana 38. O tanque conformável 18 inclui ainda primeiro defletor 44 e segundo defletor 46 se estendendo através de um interior do tanque conformável 18. O primeiro defletor 44 se estende da parede lateral curvada 36 para a parede lateral plana 38 e da parede frontal 28 para a parede traseira 30. O segundo defletor 46 se estende da superfície interna 40E da parede lateral curva 36 até à superfície interna 40F da parede lateral plana 38. O segundo defletor 46 também se estende da superfície interna 40A da parede frontal 28 para a superfície interna 40B da parede traseira 30.

[0053] O tanque conformável 18 tem áreas com estrutura de sanduíche 102 e áreas com estrutura compósita de faceamento simples 120. A estrutura compósita de faceamento simples 120 compreende um faceamento que pode ser termoplástico, fibra de vidro, plástico reforçado com fibra de carbono, Kevlar, aramida ou qualquer combinação dos mesmos. A estrutura de faceamento compósita simples 120 é mais fina e mais leve do que a estrutura de sanduíche 102, O tanque conformável 18 também inclui cantos 122. Os cantos 122 podem incluir quaisquer cantos onde qualquer uma da parede frontal 28, parede traseira 30, parede superior 32, parede inferior 34, parede lateral curvada 36 e parede lateral plana 38 se encontram. A estrutura de sanduíche 102 pode ser posicionada nos cantos 122. É possível que os cantos 122 incluam um mínimo ou nenhum núcleo 108 (mostrado na FIG. 5) da estrutura de sanduíche 102. Isto reduz a rigidez de flexão local dos cantos 122 e reduz a tensão compressiva local no faceamento interno 104 e no faceamento externo 106.

[0054] Na FIG. 7A, a parede frontal 28 (não mostrada na FIG. 7A), a parede traseira 30, a parede superior 32, a parede lateral curvada 36 e a parede lateral plana 38 são feitas da estrutura de sanduíche 102. A parede inferior 34 é feita da estrutura compósita de faceamento simples 120. A parede inferior 34 é arredondada e é uma área onde as tensões compressivas são baixas o suficiente que o suporte adicional da estrutura de sanduíche 102 não é necessário para atender às especificações de projeto do tanque conformável 18. A parede inferior 34 incorre em tensões de flexão mais baixas em relação à parede lateral curvada 36 e à parede lateral plana 38 do tanque conformável 18. Assim, a estrutura compósita de faceamento simples 120 pode ser usada para reduzir o peso global do tanque conformável 18, embora ainda atendendo às pressões de operação, de prova e de estouro requeridas do tanque conformável 18.

[0055] Na FIG. 7B, a parede frontal 28 (não mostrada na FIG. 7A), a parede traseira 30, a parede superior 32, a parede inferior 34, a parede lateral curvada 36 e a parede lateral plana 38 são feitas na maior parte da estrutura de sanduíche 102. Nas áreas onde o primeiro defletor 44 e o segundo defletor 46 conectam à parede frontal 28, à parede traseira 30, à parede lateral curvada 36 e à parede lateral plana 38, o tanque conformável 18 é feito da estrutura compósita de faceamento simples 120. A parede frontal 28, a parede traseira 30, a parede lateral curvada 36 e a parede lateral plana 38 incluem a estrutura em sanduíche 102 posicionada entre as áreas onde o primeiro defletor 44 e o segundo defletor 46 conectam à parede frontal 28, parede traseira 30, parede lateral curvada 36 e parede lateral plana 38.

[0056] Como visto nas FIGS. 7A-7B, o tanque conformável 18 pode ter estrutura de sanduíche 102 localizada nas primeiras seções e estrutura compósita de faceamento simples 120 localizada em segundas seções. As FIGS. 7A-7B são duas modalidades do tanque conformável 18, no entanto, em modalidades alternativas, o tanque conformável 18 pode ter primeiras seções com estrutura de sanduíche 102 e segundas seções com estrutura compósita de faceamento simples 120 localizadas em quaisquer áreas do tanque conformável 18.

[0057] É vantajoso reduzir a quantidade de estrutura de sanduíche 102 usada no tanque conformável 18, porque a estrutura de sanduíche 102 é mais pesada e mais espessa do que a estrutura de faceamento compósita simples 120. A estrutura de sanduíche 102 é usada para resistência e rigidez adicionais. A estrutura compósita de faceamento simples 120 é usada onde elevada resistência e rigidez é menos desejável em relação às áreas planas do tanque conformável 18. Assim, o peso total do tanque conformável 18 pode ser reduzido utilizando a estrutura compósita de faceamento simples 120 embora ainda atendendo as pressões de operação, de prova e de estouro requeridas do tanque conformável 18.

DISCUSSÃO DE MODALIDADES POSSÍVEIS

[0058] São apresentadas a seguir as descrições não exclusivas de possíveis modalidades da presente invenção.

[0059] Um tanque conformável inclui um corpo com uma pluralidade de paredes compósitas formadas em torno de uma cavidade e um suporte interno conectado a uma da pluralidade de paredes compósitas e posicionado na cavidade. A pluralidade de paredes compostas inclui uma parede lateral plana disposta oposta a uma parede lateral curva. Uma primeira seção de uma da pluralidade de paredes compósitas inclui um faceamento externo, um faceamento interno e um núcleo posicionado entre o faceamento externo e o faceamento interno.

[0060] O conformable tank do parágrafo anterior pode opcionalmente, adicionalmente e/ou alternativamente incluir qualquer uma ou mais das características, configurações e/ou componentes adicionais:

[0061] Em que a pluralidade de paredes compósitas inclui uma parede superior conectada à parede lateral curvada e à parede lateral plana; uma parede inferior conectada à parede lateral curvada e à parede lateral plana; uma parede frontal conectada à parede lateral curvada, à parede superior, à parede lateral plana e à parede inferior; e uma parede traseira conectada à parede lateral curvada, à parede superior, à parede lateral plana e à parede inferior.

[0062] Em que a primeira seção de uma da pluralidade de paredes compósitas é uma primeira seção da parede lateral plana.

[0063] Em que uma segunda seção da parede lateral plana inclui uma estrutura compósita de faceamento simples.

[0064] Em que a parede inferior compreende uma estrutura compósita de faceamento simples.

[0065] Em que o suporte interno é um defletor.

[0066] Em que o defletor se estende através do faceamento interno e do núcleo da primeira seção de uma da pluralidade de paredes compósitas e é formado integralmente com o faceamento externo.

[0067] Em que o defletor é conectado à primeira seção de uma da pluralidade de paredes compósitas por um prendedor mecânico que se estende através do faceamento externo, do núcleo e do faceamento interno da primeira seção de uma da pluralidade de paredes compósitas.

[0068] Em que o suporte interno é uma nervura.

[0069] Em que a nervura se estende através do faceamento interno e do núcleo da primeira seção de uma da pluralidade de paredes compósitas e é formado integralmente com o faceamento externo.

[0070] Em que a nervura é conectada à primeira seção de uma da pluralidade de paredes compósitas por um prendedor mecânico que se estende através do faceamento externo, do núcleo e do faceamento interno da primeira seção de uma da pluralidade de paredes compósitas.

[0071] Em que o núcleo é selecionado do grupo que consiste em colmeia, espuma ou qualquer combinação das mesmas.

[0072] Um sistema de água potável para uma aeronave inclui um tanque conformável posicionado adjacente a uma fuselagem da aeronave que é configurado para reter água potável, um indutor de fluxo de fluido conectado ao tanque conformável que é configurado para bombear água através do sistema de água potável e uma válvula de controle conectada ao indutor de fluxo de fluido e ao tanque conformável que é configurada para controlar o fluxo de água. O tanque conformável inclui um corpo com uma pluralidade de paredes compósitas formadas em torno de uma cavidade e um suporte interno conectado a uma da pluralidade de paredes compósitas e posicionado na cavidade. Uma primeira seção de uma da pluralidade de paredes compósitas inclui um faceamento externo, um faceamento interno e um núcleo posicionado entre o faceamento externo e o faceamento interno.

[0073] O sistema de água potável do parágrafo anterior pode opcionalmente, adicionalmente e/ou alternativamente incluir qualquer uma ou mais das características, configurações e/ou componentes adicionais:

[0074] Em que o corpo do tanque conformável inclui uma segunda seção de uma da pluralidade de paredes compósitas inclui uma estrutura compósita de faceamento simples.

[0075] Em que a segunda seção de uma da pluralidade de paredes compósitas é conectada ao suporte interno.

[0076] Em que o suporte interno se estende através do faceamento interno e do núcleo da primeira seção de uma da pluralidade de paredes compósitas e é formado integralmente com o faceamento externo.

[0077] Em que o suporte interno é conectado à primeira seção de uma da pluralidade de paredes compósitas por um prendedor mecânico que se estende através do faceamento externo, do núcleo e do faceamento interno da primeira seção de uma da pluralidade de paredes compósitas.

[0078] Em que o núcleo é selecionado do grupo que consiste em colmeia, espuma ou qualquer combinação das mesmas.

[0079] Em que o suporte interno é um defletor ou uma nervura.

[0080] Em que o indutor de fluxo de fluido é uma bomba hidráulica ou um sistema de ar comprimido.

[0081] Embora a invenção tenha sido descrita com referência a modalidades exemplares, será compreendido por aqueles versados na técnica que várias alterações podem ser feitas e equivalentes podem ser substituídos por elementos dos mesmos sem se afastar do escopo da invenção. Além disso, muitas modificações podem ser feitas para adaptar uma situação ou material particular aos ensinamentos da invenção sem afastamento do escopo essencial da mesma. Portanto, pretende-se que a invenção não seja limitada à(s) modalidade(s) particular(es) divulgada(s), mas que a invenção inclua todas as modalidades caindo dentro do escopo das reivindicações anexas.

Claims (20)

1. Tanque conformável (18), compreendendo: um corpo (24) com uma pluralidade de paredes compósitas formadas em torno de uma cavidade, em que a pluralidade de paredes compósitas inclui uma parede lateral plana (38) disposta oposta a uma parede lateral curvada (36); e um suporte interno conectado a uma da pluralidade de paredes compósitas e posicionado na cavidade; em que uma primeira seção de uma da pluralidade de paredes compósitas inclui um faceamento externo, um faceamento interno e um núcleo posicionado entre o faceamento externo e o faceamento interno; e caracterizadopelo fato de que o suporte interno se estende através do faceamento interno e do núcleo da primeira seção de uma da pluralidade de paredes compósitas e é formado integralmente com o faceamento externo.

2. Tanque conformável de acordo com a reivindicação 1, caracterizadopelo fato de que a pluralidade de paredes compósitas inclui ainda: uma parede superior (32) conectada à parede lateral curvada (36) e à parede lateral plana (38); uma parede inferior (34) conectada à parede lateral curvada (36) e à parede lateral plana (38); uma parede frontal (28) conectada à parede lateral curvada (36), à parede superior (32), à parede lateral plana (38) e à parede inferior (34); e uma parede traseira (30) conectada à parede lateral curvada (36), à parede superior (32), à parede lateral plana (38) e à parede inferior (34).

3. Tanque conformável de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que a primeira seção de uma da pluralidade de paredes compósitas é uma primeira seção da parede lateral plana (38).

4. Tanque conformável de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que uma segunda seção da parede lateral plana (38) inclui uma estrutura compósita de face simples.

5. Tanque conformável de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que a parede inferior (34) compreende uma estrutura compósita de faceamento simples.

6. Tanque conformável de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o suporte interno é um defletor (44, 46).

7. Tanque conformável de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que o defletor (44, 46) se estende através do faceamento interno e do núcleo da primeira seção de uma da pluralidade de paredes compósitas e é formado integralmente com o faceamento externo.

8. Tanque conformável de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que o defletor (44, 46) é conectado à primeira seção de uma da pluralidade de paredes compósitas por um prendedor mecânico (116) que se estende através do faceamento externo, do núcleo e do faceamento interno da primeira seção de uma da pluralidade de paredes compósitas.

9. Tanque conformável de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o suporte interno é uma nervura (62, 64, 66, 68).

10. Tanque conformável de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que a nervura (62, 64, 66, 68) se estende através do faceamento interno e do núcleo da primeira seção de uma da pluralidade de paredes compósitas e é formado integralmente com o faceamento externo.

11. Tanque conformável de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que a nervura (62, 64, 66, 68) é conectada à primeira seção de uma da pluralidade de paredes compósitas por um prendedor mecânico (116) que se estende através do faceamento externo, do núcleo e do faceamento interno da primeira seção de uma da pluralidade de paredes compósitas.

12. Tanque conformável de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o núcleo é selecionado do grupo que consiste em colmeia, espuma ou qualquer combinação das mesmas.

13. Sistema de água potável (12) para uma aeronave, caracterizado pelo fato de que o sistema de água potável (12) compreende: o tanque conformável (18) como definido pela reivindicação 1 posicionado adjacente a uma fuselagem da aeronave que está configurado para reter água potável; um indutor de fluxo de fluido conectado ao tanque conformável que está configurado para bombear água através do sistema de água potável (12); e uma válvula de controle conectada ao indutor de fluxo de fluido e ao tanque conformável (18) que é configurada para controlar o fluxo de água.

14. Sistema de água potável (12) de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que o corpo do tanque conformável (18) compreende ainda: uma segunda seção de uma da pluralidade de paredes compósitas inclui uma estrutura compósita de faceamento simples.

15. Sistema de água potável (12) de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que a segunda seção de uma da pluralidade de paredes compósitas é conectada ao suporte interno.

16. Sistema de água potável (12) de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que o suporte interno se estende através do faceamento interno e do núcleo da primeira seção de uma da pluralidade de paredes compósitas e é formado integralmente com o faceamento externo.

17. Sistema de água potável (12) de acordo com a reivindicação 13, caracterizadopelo fato de que o suporte interno é conectado à primeira seção de uma da pluralidade de paredes compósitas por um prendedor mecânico (116) que se estende através do faceamento externo, do núcleo e do faceamento interno da primeira seção de uma da pluralidade de paredes compósitas.

18. Sistema de água potável (12) de acordo com a reivindicação 13, caracterizadopelo fato de que o núcleo é selecionado do grupo que consiste em colmeia, espuma ou qualquer combinação das mesmas.

19. Sistema de água potável (12) de acordo com a reivindicação 13, caracterizadopelo fato de que o suporte interno é um defletor (44, 46) ou uma nervura (62, 64, 66, 68).

20. Sistema de água potável (12) de acordo com a reivindicação 13, caracterizadopelo fato de que o indutor de fluxo de fluido é uma bomba hidráulica (14A) ou um sistema de ar comprimido.