BR102021012477A2 - Superfície móvel de uma aeronave, e, método de fabricação de uma superfície móvel de uma aeronave - Google Patents

Superfície móvel de uma aeronave, e, método de fabricação de uma superfície móvel de uma aeronave Download PDF

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Abstract

superfície móvel de uma aeronave, e, método de fabricação de uma superfície móvel de uma aeronave. uma superfície móvel de uma aeronave tem uma longarina dianteira que se estende ao longo de uma direção no sentido da envergadura entre as extremidades opostas da superfície móvel. a superfície móvel também inclui uma pluralidade de nervuras definindo uma pluralidade de compartimentos entre pares adjacentes das nervuras. cada nervura se estende entre a longarina dianteira e uma porção da borda de fuga da superfície móvel. a superfície móvel inclui adicionalmente painéis de revestimento superior e inferior de acoplados às nervuras e à longarina dianteira. além disso, a superfície robusta inclui uma pluralidade de reforçadores de friso acoplados a uma superfície interna de pelo menos um dentre o painel de revestimento superior e o painel de revestimento inferior. os reforçadores de friso dentro dos compartimentos são espaçados uns dos outros e são orientados não paralelos à longarina dianteira e têm uma tampa do reforçador de friso com extremidades opostas da tampa, respectivamente, localizadas próximas à longarina dianteira e à porção da borda de fuga.

Description

SUPERFÍCIE MÓVEL DE UMA AERONAVE, E, MÉTODO DE FABRICAÇÃO DE UMA SUPERFÍCIE MÓVEL DE UMA AERONAVE CAMPO
[001] A presente descrição se refere no geral a superfícies móveis de uma aeronave e, mais particularmente, a uma superfície móvel tendo painéis de revestimento que são reforçados com reforçadores de friso discretos.
FUNDAMENTOS
[002] Aeronaves tipicamente incluem vários tipos de superfícies de controle de voo (isto é, superfícies móveis) para controlar a direção e orientação da aeronave durante o voo. Por exemplo, as asas de uma aeronave podem incluir ailerons para controle de rolamento da aeronave em torno de um eixo geométrico longitudinal. Os ailerons podem ser acoplados a pivô às asas e podem ser defletidos para cima e/ou para baixo para girar a aeronave em torno do eixo geométrico longitudinal para alterar o ângulo de inclinação da aeronave para iniciar uma curva ou retornar a aeronave ao orientação de nível das asas. A porção da cauda de uma aeronave pode incluir um elevador para controle de arfagem da aeronave em torno de um eixo geométrico lateral. Um elevador pode ser acoplado a pivô a um estabilizador horizontal e pode ser defletido para cima e para baixo para girar a aeronave em torno do eixo geométrico lateral para alterar o ângulo de arfagem da aeronave para uma orientação nariz para cima ou nariz para baixo para, respectivamente, subir ou descer. A porção de cauda pode também incluir um leme para controle de guinada da aeronave em torno de um eixo geométrico vertical. O leme pode ser acoplado a pivô a um estabilizador vertical e pode ser defletido para a direita e para a esquerda para girar a aeronave em torno do eixo geométrico vertical para controlar a orientação de guinada da aeronave em coordenação com a deflexão dos ailerons durante a curva da aeronave.
[003] Convencionalmente, as superfícies de controle de voo (isto é, superfícies móveis) são fabricadas em um de diversos diferentes arranjos estruturais. Por exemplo, um arranjo estrutural para um aileron pode ser descrito como um arranjo em sanduíche-alveolar em que painéis de revestimento superior e inferior de compósito (por exemplo, fibra de carbono) são interconectados por um núcleo alveolar de profundidade total. Embora o arranjo sanduíche alveolar forneça uma estrutura de alta resistência, o núcleo alveolar apresenta desafios associados à fabricação e capacidade de reparo. Outro exemplo de um arranjo estrutural para uma superfície móvel (por exemplo, um aileron) é um arranjo de múltiplas nervuras que combina o uso de titânio e materiais compósitos. Embora provendo uma estrutura de alta resistência, o arranjo de múltiplas nervuras é pesado, complexo e demorado para fabricar devido ao grande número de peças e aos diferentes tipos de operações de montagem que são necessárias devido ao uso misto de materiais. Além disso, o arranjo de várias nervuras apresenta desafios associados com a capacidade de reparo. Por exemplo, o reparo de uma superfície móvel com um arranjo de múltiplas nervuras pode implicar na substituição de toda a superfície móvel.
[004] Como pode ser visto, existe uma necessidade na técnica de uma superfície móvel (por exemplo, uma superfície de controle de voo) que evite os desafios supramencionados associados com a fabricação, capacidade de reparo e peso de superfícies móveis convencionais.
SUMÁRIO
[005] As necessidades supramencionadas associadas com as superfícies móveis de uma aeronave são abordadas especificamente pela presente descrição que fornece uma superfície móvel tendo uma longarina dianteira que se estende ao longo de uma direção no sentido da envergadura entre as extremidades opostas da superfície móvel. Além disso, a superfície móvel inclui uma pluralidade de nervuras localizadas em intervalos espaçados entre as extremidades da superfície móvel e que definem uma pluralidade de compartimentos entre pares adjacentes das nervuras. Cada nervura se estende entre a longarina dianteira e uma porção da borda de fuga da superficie móvel. A superfície móvel também inclui um painel de revestimento superior e um painel de revestimento inferior acoplados à pluralidade de nervuras e à longarina dianteira. Além disso, a superfície móvel inclui uma pluralidade de reforçadores de friso acoplados a uma superfície interna de pelo menos um dentre o painel de revestimento superior e o painel de revestimento inferior. Os reforçadores de friso dentro dos compartimentos são espaçados uns dos outros e são orientados não paralelos à longarina dianteira e têm uma tampa do reforçador de friso com extremidades de tampa opostas, respectivamente, localizadas próximas à longarina dianteira e à porção da borda de fuga.
[006] É também descrito um método de fabricação de uma superfície móvel de uma aeronave. O método inclui acoplar uma pluralidade de nervuras a uma longarina dianteira da superfície móvel. Como aqui mencionado, cada nervura se estende entre a longarina dianteira e uma porção da borda de fuga da superfície móvel. A longarina dianteira se estende ao longo de uma direção no sentido da envergadura entre as extremidades opostas da superfície móvel da superfície móvel. As nervuras são localizadas em intervalos espaçados entre as extremidades da superfície móvel e definem uma pluralidade de compartimentos entre pares adjacentes das nervuras. O método inclui adicionalmente acoplar uma pluralidade de reforçadores de friso a uma superfície interna de pelo menos um dentre um painel de revestimento superior e um painel de revestimento inferior da superfície móvel. Os reforçadores de friso dentro de um ou mais dos compartimentos são espaçados uns dos outros e têm uma tampa do reforçador de friso tendo extremidades de tampa opostas, respectivamente, localizadas próximas à longarina dianteira e à porção da borda de fuga. O método também inclui acoplar o painel de revestimento superior e o painel de revestimento inferior à pluralidade de nervuras e à longarina dianteira.
[007] Além do mais, é descrito um método para carregar uma superficie móvel de uma aeronave. O método inclui prover uma superficie móvel como aqui descrito. O método inclui adicionalmente colocar a superfície móvel em uma condição não carregada e colocar a superfície móvel em uma condição carregada. A condição não carregada é associada com a aeronave em um estado substancialmente imóvel e sob uma carga estática do solo em que a superfície móvel é submetida à força gravitacional por causa de uma massa estrutural da superfície móvel. A condição carregada é associada com a aeronave em movimento em que a superfície móvel é submetida a cargas, tais como cargas aerodinâmicas e/ou cargas atribuídas à força gravitacional ou força inercial por causa da massa estrutural da superfície móvel.
[008] Os aspectos, funções e vantagens que foram discutidos podem ser alcançados independentemente em várias modalidades da presente descrição ou podem ser combinados em ainda outras modalidades, detalhes adicionais das quais podem ser vistos com referência à descrição seguinte e desenhos a seguir.
BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS
[009] Esses e outros aspectos da presente descrição ficarão mais evidentes com referência aos desenhos, em que números semelhantes se referem a partes semelhantes e em que:
a Figura 1 é uma vista em perspectiva de um exemplo de uma aeronave tendo uma ou mais superfícies móveis de compósito como descrito no presente documento;
a Figura 2 é uma vista seccional de um exemplo de uma asa da aeronave feita ao longo da linha 2-2 da Figura 1 e mostrando um exemplo da superfície móvel na forma de um aileron acoplado a pivô à asa;
a Figura 3 é uma vista de cima do aileron da Figura 2;
a Figura 4 é uma vista em perspectiva parcialmente explodida do aileron da Figura 3 mostrando o painel de revestimento superior separado do aileron;
a Figura 5 é uma vista ampliada da porção do aileron identificada pelo número de referência 5 da Figura 4, e mostrando uma pluralidade de reforçadores de friso discretos acoplados a uma superfície interna do painel de revestimento inferior dentro de um compartimento definido entre duas das nervuras do aileron;
a Figura 6 é uma vista de cima da porção do aileron identificada pelo número de referência 6 da Figura 5, e mostrando uma porção de um reforçador de friso e uma nervura acoplada ao painel de revestimento inferior e à longarina dianteira do aileron;
a Figura 7 é uma vista seccional de uma porção do aileron feita ao longo da linha 7-7 da Figura 6, e mostrando um exemplo de uma nervura de asa, painéis de revestimento superior e inferior e um dos reforçadores de friso;
a Figura 8 é uma vista seccional de um exemplo adicional de um reforçador de friso tendo uma largura de friso e uma altura de friso que é diferente da largura de friso e da altura de friso do reforçador de friso da Figura 7;
a Figura 9 é uma vista seccional no sentido da envergadura do aileron feita ao longo da linha 9-9 da Figura 3, e mostrando três reforçadores de friso acoplados a cada um dos painéis de revestimento superior e inferior dentro de um compartimento do aileron, e ainda mostrando em cada um dos painéis de revestimento inferior um exemplo de uma área transversal da porção de revestimento-friso correspondendo a uma rigidez flexural de revestimento-friso combinada de uma porção de painel de revestimento e reforçador de friso associado;
a Figura 10 é uma vista seccional longitudinal do aileron feita ao longo da linha 10-10 da Figura 3, e mostrando um reforçador de friso acoplado a cada um dos painéis de revestimento superior e inferior, e ainda mostrando os painéis de revestimento superior e inferior acoplados à longarina dianteira em uma porção dianteira do aileron, e mostrando os painéis de revestimento superior e inferior acoplados um ao outro em uma porção da borda de fuga do aileron;
a Figura 11 é uma vista ampliada da porção do aileron identificada pelo número de referência 11 da Figura 10 e ilustrando um exemplo de uma longarina dianteira tendo camadas 0 grau intercaladas nas camadas de tecido dos flanges externos da longarina;
a Figura 12 é uma vista seccional montada de um exemplo de uma configuração híbrida da longarina dianteira tendo cordas superior e inferior da longarina interconectados por uma tela de longarina;
a Figura 13 é uma vista desmontada da longarina dianteira da Figura 12;
a Figura 14 é uma vista ampliada da porção do aileron identificada pelo número de referência 14 da Figura 10, e ilustrando um exemplo de um espaçador da borda de fuga instalado entre os painéis de revestimento superior e inferior na porção da borda de fuga;
a Figura 15 é uma vista seccional montada de um outro exemplo da porção da borda de fuga tendo uma longarina traseira à qual os painéis de revestimento superior e inferior são acoplados, e mostrando adicionalmente uma cunha da borda de fuga configurada para ser afixável de forma removível à longarina traseira;
a Figura 16 é uma vista desmontada do exemplo da porção da borda de fuga da Figura 15;
a Figura 17 é um fluxograma de um método de fabricação de uma superfície móvel de uma aeronave;
a Figura 18 é um fluxograma de um método de carregamento de uma superfície móvel de uma aeronave.
DESCRIÇÃO DETALHADA
[0010] Com referência agora aos desenhos que ilustram diversos exemplos da descrição, é mostrada na Figura 1 uma vista em perspectiva de um exemplo de uma aeronave 100 tendo uma ou mais superfícies de controle de voo de compósito, aqui referidas como superfícies móveis 200. A aeronave 100 inclui um fuselagem 106, um par de asas 108 que se estendem para fora da fuselagem 106 e uma empenagem 114 na extremidade traseira da fuselagem 106. Na presente descrição, as asas 108 podem ser referidas como membros aerodinâmicos 102 e podem incluir uma ou mais superfícies móveis 200 incluindo, mas não se limitando a ailerons 110, flapes 112 e outras superfícies móveis 200. A empenagem 114 inclui uma cauda vertical que compreende um estabilizador vertical 116 (isto é, o membro aerodinâmico 102) e uma superfície móvel 200 configurada como um leme 118 acoplada a pivô ao estabilizador vertical 116. A empenagem 114 pode incluir adicionalmente uma cauda horizontal compreendendo estabilizadores horizontais 120, cada um tendo um elevador 122 acoplado a pivô ao estabilizador horizontal 120. Na presente descrição, os estabilizadores horizontais 120 podem ser referidos como membros aerodinâmicos 102. Embora descrita no contexto de um aileron 110, a superfície móvel 200 descrita no presente documento pode ser provida em qualquer um dentre uma variedade de configurações alternativas e não está limitado a um aileron 110, um leme 118 ou um elevador 122.
[0011] Vantajosamente, a superfície móvel 200 (ver Figura 2) é configurada em um arranjo que resulta em uma estrutura de baixo custo, alta resistência e leve com alto desempenho de fadiga sob carregamento. A superfície móvel 200 inclui painéis de revestimento superior e inferior 250, 252, cada um tendo uma pluralidade de reforçadores de friso discretos 300 para reforçar os painéis de revestimento 250, 252 de uma maneira econômica e estruturalmente eficiente. Além do mais, a superfície móvel 200 tem uma contagem de peças relativamente pequena e um sistema de material comum (por exemplo, material compósito) que permite que a superficie móvel 200 seja fabricada a altas taxas de produção e baixo custo. Como descrito a seguir, a superfície móvel 200 pode ser configurada em um arranjo que evita os desafios de capacidade de reparo supramencionados associados com as superfícies móveis convencionais 200 tendo uma construção em sanduíche alveolar ou uma construção de múltiplas nervuras.
[0012] Com referência às Figuras 2-5, é mostrado um exemplo da superfície móvel 200 configurada como um aileron 110 e tendo uma longarina dianteira 202, uma pluralidade de nervuras 230 e um painel de revestimento superior 250 e um painel de revestimento inferior 252. No exemplo mostrado, a longarina dianteira 202 pode ser formada de material compósito e pode ter uma seção transversal em formato de canal. No entanto, em outros exemplos não mostrados, a longarina dianteira 202 pode ter um formato em seção transversal diferente de uma seção transversal em formato de canal. A longarina dianteira 202 se estende ao longo de uma direção no sentido da envergadura entre as extremidades opostas da superfície móvel 240.
[0013] Com referência à Figura 2, a superfície móvel 200 pode incluir uma pluralidade de adaptadores de fixação 124 montados na longarina dianteira 202 para acoplar a superfície móvel 200 (por exemplo, um aileron 110) a um elemento aerodinâmico 102 (por exemplo, uma asa 108). No exemplo mostrado, os adaptadores de fixação 124 são configurados como adaptadores de articulação 126 para permitir que o aileron 110 seja defletido a pivô para cima e para baixo. Um leme 118 (Figura 1) também pode incluir adaptadores de articulação 126 para acoplar a pivô o leme 118 a um estabilizador vertical 116 (Figura 1). Similarmente, um elevador 122 (Figura 1) pode incluir adaptadores de articulação 126 para acoplar a pivô o elevador 122 a um estabilizador horizontal 120 (Figura 1). Entretanto, uma superfície móvel 200 pode incluir adaptadores de fixação 124 tendo uma configuração não pivô. Por exemplo, no caso em que a superficie móvel 200 é um flape 112, os adaptadores de fixação 124 podem ser configurados como cursos de flape (não mostrados) acoplando o flape 112 a uma porção posterior da asa. Esses cursos de flape podem ser configurados para transladar a flape 112 para trás ainda simultaneamente pivotando a borda de fuga da flape 112 para baixo à medida que o flape 112 é movimentado de uma posição retraída para uma posição estendida.
[0014] Com referência às Figuras 4-7, a superfície móvel 200 inclui uma pluralidade de nervuras 230 localizadas em intervalos espaçados entre as extremidades da superfície móvel 240 e definindo uma pluralidade de compartimentos 242 entre pares adjacentes das nervuras 230. Cada nervura 230 pode ser formada de material compósito, e se estende entre a longarina dianteira 202 e uma porção da borda de fuga 216 da superfície móvel 200. Cada uma das nervuras 230 pode ser orientada no geral paralela a uma direção no sentido da corda ou direção de fluxo da superfície móvel 200, e que pode ser no geral paralela a um eixo geométrico longitudinal 104 (Figura 1) da aeronave 100 (Figura 1). Um par de nervuras 230 pode ser configurado como nervuras de fechamento 232 localizadas respectivamente nas extremidades opostas da superfície móvel 240. As nervuras 230 também podem ser configuradas como nervuras intermediárias 234 localizadas em intervalos espaçados entre as nervuras de fechamento 232. No exemplo mostrado, as nervuras 230 são espaçadas em intervalos não uniformes entre as nervuras de fechamento 232. Em um exemplo não mostrado, as nervuras intermediárias 234 podem ser espaçadas em intervalos uniformes entre as nervuras de fechamento 232. A localização no sentido da envergadura de cada uma das nervuras 230 pode ser baseada, pelo menos em parte, na distribuição de carga na superfície móvel 200. As nervuras intermediárias 234 podem ser localizadas no mesmo local no sentido da envergadura dos adaptadores de fixação 124 que acoplam a superfície móvel 200 (por exemplo, aileron) ao membro aerodinâmico 102 (por exemplo, asa).
[0015] Como aqui mencionado, a superfície móvel 200 inclui um painel de revestimento superior 250 e um painel de revestimento inferior 252, cada um compreendido de material compósito. O painel de revestimento superior 250 e o painel de revestimento inferior 252 podem se estender em uma direção no sentido da envergadura entre as extremidades da superfície móvel 240 e em uma direção no sentido da corda entre a longarina dianteira 202 e a porção da borda de fuga 216. A este respeito, a porção posterior dos painéis de revestimento superior e inferior 250, 252 pode definir a porção da borda de fuga 216 da superfície móvel 200. O painel de revestimento superior 250 e o painel de revestimento inferior 252 podem ser acoplados às nervuras 230 e à longarina dianteira 202 por meio de ligação e/ou prendedores mecânicos 450.
[0016] Com referência ainda às Figuras 4-7, a superfície móvel 200 inclui uma pluralidade de reforçadores de friso 300 acoplados à superfície interna do painel de revestimento superior 250 e uma pluralidade de reforçadores de friso 300 acoplados ao painel de revestimento inferior 252. Como aqui mencionado, os reforçadores de friso 300 aumentam a rigidez flexural no sentido da corda dos painéis de revestimento 250, 252 e, assim, ajudam os painéis de revestimento 250, 252 a resistir às cargas de pressão devido à pressão aerodinâmica na superfície móvel 200. Cada um dos reforçadores de friso 300 é composto de material compósito e pode ser ligado e/ou mecanicamente fixado aos painéis de revestimento 250, 252. Dentro de cada compartimento 242 (Figura 4), o painel de revestimento superior 250 e/ou o painel de revestimento inferior 252 tem pelo menos um reforçador de friso 300 montado no painel de revestimento superior 250 ou painel de revestimento inferior 252. Mais preferivelmente, a porção de cada painel de revestimento dentro de cada compartimento 242 tem dois ou mais reforçadores de friso 300. No exemplo da Figura 3, cada compartimento 242 tem de 1 a 3 reforçadores de friso 300 acoplados ao painel de revestimento superior 250 e/ou ao painel de revestimento inferior 252. No entanto, um painel de revestimento 250, 252 pode incluir qualquer número de reforçadores de friso 300 dentro de um compartimento 242 da superfície móvel 200.
[0017] Como aqui mencionado, os componentes da superfície móvel 200 são formados de material compósito. O material compósito usado na fabricação da superfície móvel 200 pode ser na forma de camadas compósitas 400 (ver, por exemplo, Figuras 7-8) de material de matriz de polímero reforçado com fibra (por exemplo, fibras de carbono pré-impregnadas com material de resina epóxi). As camadas de compósito 400 (ou seja, prepreg) podem ser colocadas em uma formação empilhada e curadas para formar um laminado compósito na forma da longarina dianteira 202 (Figura 7), o espaçador de borda de fuga opcional 218 (Figura 14), a longarina traseira opcional 204 (Figuras 15-16) e cunha de borda de fuga 220 (Figuras 15-16), o painel de revestimento superior 250 (Figura 7) e o painel de revestimento inferior 252 (Figura 7) e os reforçadores de friso 300 (Figura 7). Cada camada composta pode ter uma espessura de 0,127 milímetro (0,005 polegada) ou mais. O material da matriz polimérica das camadas compósitas 400 pode ser uma resina de termocura ou uma resina termoplástica. As fibras das camadas de compósito 400 podem ser fibras de carbono ou as fibras podem ser formadas de materiais alternativos, como vidro, boro, aramida, cerâmica ou outros materiais não metálicos ou materiais metálicos. Vantajosamente, as superfícies móveis 200 formadas de material compósito têm resistência a corrosão melhorada e resistência a fadiga melhorada em relação à resistência a corrosão e resistência a fadiga de superfícies móveis formadas de materiais metálicos (por exemplo, alumínio).
[0018] As camadas de compósito 400 (Figura 7) de um componente da superfície móvel 200 (Figura 7) podem ser camadas unidirecionais 404 (Figura 7) e/ou camadas de tecido 402 (Figura 7). Por exemplo, o painel de revestimento superior 250 (Figura 7) e/ou o painel de revestimento inferior 252 (Figura 7) e o espaçador da borda de fuga 218 (Figura 14) podem ser compreendidos principalmente por camadas unidirecionais 404. Cada camada unidirecional pode conter uma pluralidade de fibras no geral paralelas orientadas em uma única direção. As camadas unidirecionais 404 de um painel de revestimento 250, 252 podem incluir camadas 0 grau 406 (Figura 7), camadas +45 graus, camadas -45 graus e camadas 90 graus e/ou outras orientações de fibra. Outros componentes da superfície móvel 200 podem ser compreendidos principalmente por camadas de tecido 402. Por exemplo, a longarina dianteira 202 (Figura 11), as nervuras 230 (Figura 11), a longarina traseira 204 (Figuras 15-16) e/ou a cunha da borda de fuga 220 (Figuras 1516) podem ser compostas principalmente por camadas de tecido 402. Na presente descrição, uma camada de tecido 402 pode ser descrita como tendo fibras multidirecionais. Por exemplo, uma camada de tecido 402 pode incluir um arranjo de tecido de fibras bidirecionais em que as fibras são orientadas perpendicularmente umas às outras.
[0019] Os reforçadores de friso 300 (Figura 4) podem ser orientados no geral paralelos (por exemplo, ±20 graus) entre si e não são paralelos à longarina dianteira 202 (Figura 4). Em um exemplo, os reforçadores de friso 300 podem ser orientados paralelos ou no geral paralelos às nervuras 230 (Figura 4). Os reforços de friso 300 dentro de um ou mais dos compartimentos 242 podem ser espaçados em um espaçamento transversal 316 (Figura 5) de 152,4 a 279,4 milímetros (6 a 11 polegadas). Em outros exemplos, os reforçadores de friso 300 podem ser espaçados em um espaçamento no sentido da envergadura 316 de 190,5 a 241,3 milímetros (7,5 a 9,5 polegadas). O espaçamento no sentido da envergadura 316 entre os reforçadores de friso 300 pode ser ditado pelas exigências de rigidez do painel de revestimento, que podem ser ditados pelas cargas de pressão aerodinâmica máxima previstas no painel de revestimento durante o voo, como descrito em mais detalhes a seguir.
[0020] Com referência às Figuras 7-8, o reforçador de friso 300 tem flanges do reforçador de friso opostos 302 interconectados por uma tampa do reforçador de friso 304. A este respeito, cada flange reforçador de friso 302 pode ser conectado à tampa do reforçador de friso 304 por uma porção arredondada 212. Os flanges do reforçador de friso 302 estendem-se longitudinalmente ao longo dos lados do reforçador de friso 300. Os flanges do reforçador de friso 302 podem se estender adicionalmente através de cada uma das extremidades opostas do reforçador de friso 300, como mostrado nas Figuras 5-6.
[0021] Como mostrado nas Figuras 5-6, cada reforçador de friso 300 tem uma extremidade da tampa 306 em cada extremidade do reforçador de friso 300. As extremidades da tampa 306 podem ser fechadas para melhorar a rigidez torsional do reforçador de friso 300 em relação à rigidez torsional do reforçador de friso 300 se as extremidades da tampa 306 forem abertas. Um orifício de drenagem 308 pode ser incluído em uma ou ambas as extremidades da tampa 306 para permitir que a umidade e/ou contaminantes sejam lavados para fora da cavidade do reforçador de friso 310. Cada reforçador de friso 300 pode ser montado em um painel de revestimento 250, 252 de maneira que as extremidades da tampa 306 fiquem respectivamente localizadas próximas à longarina dianteira 202 e à porção da borda de fuga 216. Por exemplo, a extremidade da tampa 306 em uma extremidade de um reforçador de friso 300 pode ser localizada dentro de 25,4 milímetros (uma polegada) da longarina dianteira 202 e da extremidade da tampa 306 em uma extremidade oposta do reforçador de friso 300 pode ser localizada dentro de 50,8 milímetros (2 polegadas) da borda de fuga da porção da borda de fuga 216.
[0022] Os flanges do reforçador de friso 302 podem ser ligados a um painel de revestimento e/ou acoplados ao painel de revestimento por meio de prendedores mecânicos 450. Como mostrado nas Figuras 5-6, os flanges do reforçador de friso 302 podem ser alargados localmente ou alargados em cada extremidade do reforçador de friso 300 para prover área de superfície adicional sobre a qual a tensão de desprendimento na linha de união (por exemplo, camada adesiva) pode ser distribuída no painel de revestimento 250, 252. A esse respeito, o alargamento dos flanges do reforçador de friso 302 nas extremidades pode reduzir a tensão de destacamento na linha de união e pode, assim, minimizar ou prevenir a ocorrência de trincas na linha de adesão (por exemplo, camada adesiva), e que podem se propagar ao longo do comprimento do reforçador de friso 300, resultando potencialmente na separação do reforçador de friso 300 do painel de revestimento e/ou perda da contribuição de rigidez do reforçador de friso 300 ao painel de revestimento 250, 252.
[0023] Com referência à Figura 7, a tampa do reforçador de friso 304 pode ter um formato seccional transversal arredondado. Por exemplo, a Figura 7 mostra um exemplo de um reforçador de friso 300 tendo um formato seccional transversal semielíptico. No entanto, em outros exemplos, os reforçadores de friso 300 podem ter um formato seccional transversal semicircular ou um formato seccional transversal semioval. A tampa do reforçador de friso 304 pode ter uma largura de friso 318 e uma altura de friso 320. Em alguns exemplos do reforçador de friso 300, a proporção da largura de friso 318 para a altura de friso 320 pode ser não inferior a 2. A capacidade de carga flexural (ou seja, rigidez do friso) do reforçador de friso 300 na direção no sentido da corda pode ser uma função da largura de friso 318, da altura de friso 320 e/ou do raio de curvatura da tampa do reforçador de friso 304.
[0024] A tampa do reforçador de friso 304 pode ser no geral oca e pode definir uma cavidade do reforçador de friso 310. A tampa do reforçador de friso 304 de cada reforçador de friso 300 pode ter uma seção transversal que é constante ao longo de uma direção longitudinal do reforçador de friso 300 e que pode simplificar a fabricação dos reforçadores de friso 300. Em alguns exemplos, cada reforçador de friso 300 da superfície móvel 200 pode ter o mesmo formato seccional transversal, mesmo tamanho seccional transversal e/ou mesma espessura. Além disso, cada reforçador de friso 300 pode ter a mesma quantidade de camadas de compósito 400 arranjadas na mesma sequência de empilhamento de camadas. No entanto, para acomodar as superfícies móveis 200 que têm uma largura afunilada, os reforçadores de friso 300 podem ser providos em diferentes comprimentos complementares às diferentes larguras da superfície móvel 200 em diferentes locais no sentido da envergadura.
[0025] Com referência à Figura 8, em alguns exemplos, a cavidade do reforçador de friso 310 pode conter um membro de espuma 312 que pode preencher a cavidade do reforçador de friso 310. O membro de espuma 312 pode ter um contorno complementar a um formato final do reforçador de friso e pode assim funcionar como uma ferramenta ou mandril sobre o qual o reforçador de friso 300 pode ser disposto e curado. Em alguns exemplos, o membro de espuma 312 pode ser retido na cavidade do reforçador de friso 310 após o reforçador de friso 300 ter sido curado e fixado (por exemplo, ligado e/ou mecanicamente preso) ao painel de revestimento. Ao ocupar a cavidade do reforçador de friso 310, o membro de espuma 312 pode aumentar a rigidez final do friso do reforçador de friso 300. O material de espuma do membro de espuma 312 pode ser uma espuma leve de célula fechada. O material de espuma pode ter uma densidade na faixa de 53,13 a 265,65 kg/m3 (3 a 15 libras por pé cúbico).
[0026] Como mencionado no presente documento, os reforçadores de friso 300 podem ser dispostos usando uma quantidade de camadas de tecido 402 que provêm o nível desejado de rigidez flexural do friso. Em um exemplo, cada reforçador de friso 300 pode incluir de 4 a 6 camadas de tecido 402 e pode ser desprovido de camadas unidirecionais 404. O uso de camadas de tecido 402 pode melhorar a formabilidade das superficies altamente curvas que definem o reforçador de friso 300, e pode evitar empeno e/ou enrugamento associado a camadas unidirecionais 404 usadas em componentes curvos. Os reforçadores de friso 300 podem ser configurados para ser compatíveis com os painéis de revestimento 250, 252 com relação à rigidez flexural e rigidez axial. Os reforçadores de friso 300 e os painéis de revestimento 250, 252 podem ser fabricados e montados usando um dos diversos métodos de fabricação diferentes. Em um exemplo, os reforçadores de friso 300 podem ser dispostos separadamente e coligados a um painel de revestimento curado 250, 252. Em outro exemplo, os reforçadores de friso 300 e um painel de revestimento 250, 252 podem ser dispostos e cocurados em um ciclo de cura. Em ainda outro exemplo, os reforçadores de friso 300 podem ser separadamente dispostos e curados e, em seguida, ligados de forma secundária a um painel de revestimento curado 250, 252 por meio de uma camada adesiva. Em qualquer um dos exemplos supradescritos, os flanges do reforçador de friso 302 podem ser fixados mecanicamente a um painel de revestimento 250, 252, além da ligação do reforçador de friso 300 ao painel de revestimento 250, 252.
[0027] Referindo-se brevemente de novo à Figura 7, é mostrado um exemplo de uma nervura 230 da superfície móvel 200. A nervura 230 tem uma seção transversal em formato de canal tendo uma tela de nervura 238 interconectando um par oposto de flanges de nervura 236. No exemplo mostrado, os flanges de nervura 236 são orientados aproximadamente perpendiculares à tela de nervura 238. Cada flange de nervura 236 pode ser conectado à tela de nervura 238 por uma porção arredondada 212. Como aqui mencionado, uma nervura 230 pode ser compreendida de camadas de tecido 402 para evitar o empeno da nervura 230 durante a cura, tal como recuperação elástica dos flanges da nervura 236 em direção à tela da nervura 238 que pode ocorrer durante o resfriamento da nervura 230 da cura. No exemplo mostrado, cada flange de nervura 236 pode incluir uma ou mais camadas 0 grau 406 localizadas aproximadamente em um plano médio do flange de nervura 236. As camadas 0 grau 406 são excluídas da porção arredondada 212 e excluídas da tela de nervura 238. Vantajosamente, as camadas 0 grau 406 nos flanges de nervura 236 podem aumentar a resistência ao cisalhamento dos flanges de nervura 236 na conexão aos painéis de revestimento superior e inferior 250, 252.
[0028] Com referência às Figuras 7 e 9, o painel de revestimento superior 250 e o painel de revestimento inferior 252 podem ter uma espessura de painel 254 que é constante ao longo da direção no sentido da corda entre a longarina dianteira 202 (Figura 4) e a porção da borda de fuga 216 (Figura 4), e também constante ao longo da direção no sentido da envergadura entre as extremidades opostas da superfície móvel 240 (Figura 4) da superfície móvel 200. A espessura de painel constante 254 pode ser alcançada eliminando desníveis de camada (não mostradas) nas camadas de compósito 400 que constituem o painéis de revestimento 250, 252. Ao eliminar os desníveis de camadas, a fabricação pode ser simplificada, o que pode reduzir o custo e aumentar a taxa de produção.
[0029] Vantajosamente, a espessura de painel 254 do painel de revestimento superior 250 e do painel de revestimento inferior 252 pode ser relativamente pequena em comparação com os painéis de revestimento mais espessos usados em superfícies móveis convencionais. A bitola relativamente pequena dos painéis de revestimento 250, 252 na presente descrição resulta em desempenho de carregamento de fadiga melhorado (isto é, durabilidade) em relação ao desempenho de carregamento de fadiga reduzido associado a painéis de revestimento mais espessos e pesados. A bitola relativamente pequena dos painéis de revestimento 250, 252 na presente descrição é um resultado do uso de reforçadores de friso 300 para reforçar os painéis de revestimento 250, 252 e também por causa dos painéis de revestimento 250, 252 (isto é, com reforços de friso 300) sendo projetados para deformar na carga limite ou acima. A carga limite pode ser descrita como a carga máxima prevista na superfície móvel 200 durante o serviço. Projetar os painéis de revestimento 250, 252 da superfície móvel 200 para dobrar na carga limite ou superior vai de encontro à prática convencional de projetar painéis de revestimento para dobrar na carga final máxima ou superior (por exemplo, carga limite multiplicada por um fator de segurança), e que necessita o uso de painéis de revestimento mais espessos em superfícies móveis convencionais, o que aumenta o peso do painel e resulta em cargas dinâmicas mais altas com desempenho de carregamento de fadiga reduzido.
[0030] Embora a espessura de painel 254 dos painéis de revestimento superior e inferior 250, 252 possa ser constante, o painel de revestimento superior e/ou inferior 252 pode opcionalmente incluir regiões almofadadas localizadas (não mostradas) nos locais onde os painéis de revestimento 250, 252 são acoplados à longarina dianteira 202. Uma região acolchoada pode ser descrita como um aumento local na quantidade de camadas de compósito 400 na superfície interna do painel de revestimento 250, 252. Os painéis de revestimento 250, 252 podem incluir uma região almofadada no local da envergadura de cada adaptador de fixação 124 (por exemplo, adaptador de articulação 126). O aumento da espessura do painel de revestimento 250, 252 nas regiões almofadadas pode facilitar a transferência de cargas dos painéis de revestimento 250, 252 para a longarina dianteira 202 e para os adaptadores de fixação 124 (Figura 3) acoplando a superfície móvel 200 (por exemplo, aileron) ao membro aerodinâmico 102 (por exemplo, asa).
[0031] Com referência à Figura 9, é mostrado um exemplo de um compartimento 242 do aileron 110 da Figura 3 e ilustrando uma pluralidade de reforçadores de friso 300 acoplados a cada um dentre o painel de revestimento superior 250 e o painel de revestimento inferior 252 dentro do compartimento 242. O Os reforçadores de friso 300 da superfície móvel 200 podem ser configurados para flexionar com os painéis de revestimento 250, 252 durante a flexão no sentido da corda dos painéis de revestimento 250, 252. A flexão no sentido da corda pode ocorrer devido ao carregamento fora do plano dos painéis de revestimento 250, 252 em resposta à pressão aerodinâmica nos painéis de revestimento 250, 252, tal como quando a superfície móvel 200 é defletida de acordo com a corrente de ar durante o voo. Configurar os reforçadores de friso 300 para flexionar com os painéis de revestimento 250, 252 pode evitar alta tensão de desprendimento na linha de ligação entre os flanges do reforçador de friso 302 e a superfície interna dos painéis de revestimento 250, 252 e que pode, de outra forma, resultar na iniciação de trincas dentro da linha de ligação e/ou separação dos reforçadores de friso 300 dos painéis de revestimento 250, 252. Para isso, os reforçadores de friso 300 podem ser especificamente configurados para ter uma rigidez flexural do friso na direção no sentido da corda que é inferior à rigidez flexural do revestimento-friso combinada dos painéis de revestimento 250, 252 e reforçadores de friso 300 na direção no sentido da corda.
[0032] Por exemplo, a superfície móvel 200 pode ser configurada de modo que cada reforçador de friso 300 tenha uma rigidez flexural do friso que é de aproximadamente 40-60 por cento (mais preferivelmente, 45-55 por cento) da rigidez flexural revestimento-friso combinada do reforçador de friso 300 e uma porção de painel de revestimento 256 (isto é, do painel de revestimento superior 250 ou do painel de revestimento inferior 252) suportada pelo reforçador de friso 300 (por exemplo, Figura 9). Como aqui mencionado, a rigidez flexural do friso e a rigidez flexural do revestimento são na direção no sentido da corda. A rigidez flexural do friso pode ser medida no ponto médio 258 ao longo do comprimento do reforçador de friso 300. A rigidez flexural do revestimento é a rigidez da porção do painel de revestimento 256 localizada diretamente abaixo e afixada ou suportada pelo reforçador de friso 300, e pode ser medida na mesma localização no sentido da corda na qual a rigidez flexural do reforçador de friso 300 é medida. Manter uma razão de rigidez flexural de 40-60 por cento da rigidez flexural do friso para a rigidez flexural revestimento-friso combinada pode limitar a magnitude da tensão de desprendimento na linha de união friso-revestimento, ainda também permitindo que os reforçadores de friso 300 forneçam rigidez flexural, o que evita o empeno dos painéis de revestimento 250, 252 (isto é, reforçados pelos reforçadores de friso 300) quando a superfície móvel 200 está na carga igual ou abaixo do limite.
[0033] Como aqui mencionado, o uso dos reforçadores de friso 300 permite que os painéis de revestimento 250, 252 tenham um bitola ou espessura de painel relativamente pequena 254. A rigidez dos reforçadores de friso 300 pode limitar a deflexão fora do plano dos painéis de revestimento 250, 252 a um valor relativamente pequeno (por exemplo, menos de 0,0127 milímetro (0,0005 polegada)) a partir do contorno projetado da linha de molde externa dos painéis de revestimento 250, 252. Limitar a deflexão fora do plano dos painéis de revestimento 250, 252 pode resultar em fluxo laminar natural da corrente de ar sobre a superfície móvel 200, o que pode melhorar a eficiência aerodinâmica, reduzindo ou impedindo a separação do fluxo de ar da linha de molde externa da superfície móvel 200, por meio disso reduzindo o arrasto aerodinâmico criado de outra forma pelo fluxo turbulento separado.
[0034] Como aqui mencionado, cada reforçador de friso 300 pode ter uma rigidez flexural do friso que é de aproximadamente 40-60 por cento da rigidez flexural do friso-revestimento combinada do reforçador de friso 300 e uma porção do painel do revestimento 256 suportada pelo reforçador de friso 300. A área seccional transversal de um dos reforçadores de friso 300 e porção do painel de revestimento associado 256 são representadas pela área hachurada na Figura 9 e identificada como a área seccional transversal 262 da porção de friso-revestimento. Para reforçadores de friso 300 que estão localizados entre um par adjacente dos reforçadores de friso 300, a porção do painel de revestimento 256 tem uma largura da porção de painel 264 que se estende entre os pontos médios 258, respectivamente, localizados em lados opostos do reforçador de friso 300. Cada ponto médio 258 é localizado a meio caminho entre a borda do flange de reforçador de friso 302 do friso reforçador 300, e a borda do flange do reforçador de friso 302 de um reforçador de friso 300 imediatamente adjacente, como mostrado no painel de revestimento superior 250 da Figura 9. Para reforçadores de friso 300 que estão localizados entre uma nervura 230 e outro reforçador de friso 300, a largura da porção de painel 264 se estende entre a borda do flange de nervura 236 ou a tela de nervura 238 da nervura 230 em um lado do reforçador de friso 300 e, em um lado oposto do reforçador de friso 300, o ponto médio 258 entre a borda do flange de reforçador de friso 302 do reforçador de friso 300 e um reforçador de friso 300 imediatamente adjacente, como mostrado no painel de revestimento inferior 252 da Figura 9. Em cada exemplo, a largura da porção de painel 264 da porção de painel de revestimento 256 é centralizada no reforçador de friso 300.
[0035] A magnitude da rigidez flexural do revestimento no sentido da corda de uma porção de painel de revestimento 256 pode ser ditada pelo menos em parte pela composição de camadas, quantidade de camadas e sequência de empilhamento de camadas das camadas de compósito 400 que constituem o painel de revestimento 250, 252 e pela área seccional transversal da porção do painel, que pode ser uma função da largura da porção do painel 264 e da espessura do painel 254. Similarmente, a magnitude da rigidez flexural do friso no sentido da corda (isto é, no sentido do comprimento) de um reforçador de friso 300 pode ser ditada pelo menos em parte pela composição de camadas, quantidade de camadas e sequência de empilhamento de camadas das camadas de compósito 400 que constituem o reforçador de friso 300, e também pelo tamanho (por exemplo, largura de friso 318, altura de friso 320, etc.) e formato (por exemplo, raio de curvatura da tampa do reforçador de friso 304) da área seccional transversal do reforçador de friso.
[0036] Além de uma razão de rigidez flexural de 40-60 por cento preferida da rigidez flexural do friso para a rigidez flexural de revestimento-friso combinada, os reforçadores de friso 300 também podem ter uma razão de rigidez axial de 40-60 por cento (mais preferivelmente, 45-55 por cento) da rigidez axial do friso para a rigidez axial do friso para a porção combinada do revestimento do friso. A rigidez axial do friso é a rigidez ao longo da direção longitudinal do reforçador de friso 300. A rigidez axial do friso-revestimento combinada é a rigidez axial do friso combinada com a rigidez no plano da porção do painel do revestimento 256 que é suportada pelo reforçador de friso 300. A rigidez no plano da porção do painel de revestimento 256 é medida paralelamente à direção longitudinal do reforçador de friso 300. A rigidez axial é uma medida da resistência de um membro estrutural à deformação no plano quando submetido a uma carga axial. O carregamento axial dos reforçadores de friso 300 e painéis de revestimento 250, 252 pode ocorrer em resposta à flexão no sentido da corda devido ao carregamento aerodinâmico supradescrito dos painéis de revestimento 250, 252. Por exemplo, durante a deflexão para cima de um aileron 110, a pressão aerodinâmica na superfície superior do aileron 110 induz a flexão no sentido da corda do aileron 110, o que pode resultar em tensão axial (isto é, no plano) no painel de revestimento superior 250 e reforçadores de friso associados 300, e compressão axial (isto é, no plano) no painel de revestimento inferior 252 e reforçadores de friso associados 300.
[0037] Com referência às Figuras 10-11, mostrado na Figura 10 é uma vista seccional transversal no sentido da corda de um exemplo de um aileron 110. No exemplo mostrado, os reforçadores de friso 300 são acoplados ao painel de revestimento superior 250 e painel de revestimento inferior 252 por meio de ligação e prendedores mecânicos 450. É também mostrado o acoplamento dos painéis de revestimento superior e inferior 250, 252 à longarina dianteira 202. Na porção da borda de fuga 216 do aileron 110, os painéis de revestimento superior e inferior 250, 252 podem ser unidos entre si por meio de um espaçador da borda de fuga 218 instalado entre os painéis de revestimento superior e inferior 250, 252, como descrito em mais detalhes a seguir.
[0038] Com referência à Figura 11, é mostrado um exemplo da longarina dianteira 202 formada em uma configuração de peça única tendo uma seção transversal em formato de canal incluindo uma tela de longarina 206 e um par oposto de flanges externos da longarina 208. Cada um dos flanges externos da longarina 208 é interconectado à tela da longarina 206 por uma porção arredondada 212. A tela da longarina 206, as porções arredondadas 212 e os flanges externos da longarina 208 são compreendidos de camadas de tecido 402, sem camadas unidirecionais 404 na tela da longarina 206 ou nas porções arredondadas 212. Os flanges externos da longarina 208 podem incluir uma ou mais camadas 0 grau 406 intercaladas nas camadas de tecido 402 dos flanges externos da longarina 208. As camadas 0 grau 406 são excluídas da porção arredondada 212 e da tela da longarina 206 para evitar empeno (por exemplo, efeito mola) do flange externo da longarina em direção à tela da longarina durante a cura. As camadas 0 grau 406 podem ser localizadas aproximadamente no plano médio do flange externo da longarina 208 e podem aumentar a resistência ao cisalhamento dos flanges externos da longarina 208 na conexão aos painéis de revestimento superior e inferior 250, 252.
[0039] Com referência às Figuras 12-13, é mostrado um exemplo da longarina dianteira 202 em uma configuração de múltiplas peças. As Figuras 12 e 13 mostram, respectivamente, a configuração de múltiplas peças da longarina dianteira 202 em um estado montado (Figura 12) e um estado desmontado (Figura 13). A longarina dianteira 202 tem um par de cordas de longarinas 214 (superior e inferior) interconectadas por uma tela da longarina 206. Cada uma das cordas de longarinas 214 pode incluir um flange interno da longarina 210 e um flange externo da longarina 208 interconectados por uma porção arredondada 212. O flange interno da longarina 210 de cada corda de longarina 214 pode ser acoplado à tela da longarina 206 por meio de fixação mecânica, tal como por meio de uma única ou dupla fileira de prendedores mecânicos 450 estendidos através do flange interno da longarina 210 e da tela da longarina 206. O flange externo da longarina 208 de cada corda de longarina 214 pode ser acoplado a um painel de revestimento (por exemplo, o painel de revestimento superior 250 ou o painel de revestimento inferior 252). Os flanges externos da longarina 208 podem ser ligados (por exemplo, coligados) a um dos painéis de revestimento 250, 252, e podem, adicionalmente, ser presos mecanicamente por meio de uma fileira única ou dupla de prendedores mecânicos 450 que podem ser estendidos através do flange externo da longarina 208 e do painel de revestimento. Cada uma das cordas de longarina 214 é compreendida de camadas de tecido 402. A tela da longarina 206 pode ser compreendida de camadas unidirecionais 404.
[0040] Em alguns exemplos da longarina dianteira 202, os flanges externos da longarina 208 das cordas longarina 214 nas Figuras 12-13 podem incluir opcionalmente uma ou mais camadas 0 grau 406 para aumentar a resistência ao cisalhamento dos flanges externos da longarina 208, semelhante às camadas 0 grau 406 na longarina dianteira 202 das Figuras 10-11. A configuração de múltiplas peças da longarina dianteira 202 pode simplificar a fabricação da superfície móvel 200, permitindo que o flange externo da longarina 208 de cada uma das cordas de longarina 214 seja ligada (por exemplo, coligada ou ligada de forma secundária), respectivamente, aos painéis de revestimento superior e inferior 250, 252, após o que os painéis de revestimento superior e inferior 250, 252 e as cordas de longarina 214 podem ser acoplados à pluralidade de nervuras 230. As cordas de longarina 214 (superior e inferior) podem ser interconectadas prendendo a tela da longarina 206 aos flanges internos da longarina 210 das cordas de longarina 214. Embora as Figuras 12-13 mostrem a tela da longarina 206 montada no lado posterior da longarina dianteira 202, em um exemplo não mostrado, a tela da longarina 206 no lado oposto ou dianteiro da longarina dianteira 202.
[0041] Com referência à Figura 14, é mostrado um exemplo de um arranjo da porção da borda de fuga 216 da superfície móvel 200. No exemplo mostrado, a superfície móvel 200 inclui o espaçador da borda de fuga 218 supramencionado posicionado entre o painel de revestimento superior 250 e o painel de revestimento inferior 252. O espaçador da borda de fuga 218 pode se estender em uma direção no sentido da envergadura entre as nervuras de fechamento 232. O espaçador da borda de fuga 218 pode ser provido em um formato seccional transversal triangular complementar ao ângulo entre as superfícies internas da parte superior e painéis de revestimento inferior 250, 252 na porção da borda de fuga 216. O espaçador da borda de fuga 218 pode ser formado como um laminado de camadas unidirecionais 404 que, uma vez curado, pode ser usinado no formato triangular supramencionado. Os painéis de revestimento superior e inferior 250, 252 podem ser ligados e/ou mecanicamente presos ao espaçador de borda de fuga 218. O espaçador de borda de fuga 218 pode prover um meio simples e de baixo custo para interconectar os painéis de revestimento superior e inferior 250, 252 à porção da borda de fuga 216.
[0042] Com referência às Figuras 15-16, é mostrado mais um exemplo de um arranjo da porção da borda de fuga 216 tendo uma longarina traseira 204 se estendendo ao longo de uma direção no sentido da envergadura entre as extremidades da superfície móvel 240 (por exemplo, entre as nervuras de fechamento 232). A longarina traseira 204 pode incluir um par de flanges externos da longarina 208 nos lados superior e inferior da longarina traseira 204. Os flanges externos da longarina 208 podem ser espaçados uns dos outros e orientados respectivamente paralelos ao painel de revestimento superior 250 e ao painel de revestimento inferior 252. Os flanges externos da longarina 208 podem ser interconectados por uma tela da longarina 206 que pode ser orientada não paralela aos flanges externos da longarina 208, embora a longarina traseira 204 possa ter um formato seccional transversal diferente do formato mostrado nas Figuras 15-16. Embora não mostrado nas Figuras 15-16, as nervuras 230 da superfície móvel 200 podem ser afixadas à longarina traseira 204. Além do mais, o painel de revestimento superior 250 e o painel de revestimento inferior 252 podem, cada um, ser acoplados à longarina traseira 204, tal como por ligação e/ou por meio de prendedores mecânicos 450 acoplando o painel de revestimento superior 250 e o painel de revestimento inferior 252 aos flanges externos da longarina 208, respectivamente, nos lados superior e inferior da longarina traseira 204.
[0043] Ainda com referência às Figuras 15-16, a superfície móvel 200 pode incluir uma cunha da borda de fuga 220 configurada para ser acoplada de forma removível à longarina traseira 204. A cunha da borda de fuga 220 pode se estender ao longo de uma direção no sentido da envergadura e pode ter um comprimento igual ao comprimento da longarina traseira 204. A cunha da borda de fuga 220 pode ser formada de material compósito, tais como camadas de tecido 402, e pode ter um formato seccional transversal definido por um flange superior da cunha 222 e um flange inferior da cunha 224 orientados em um ângulo agudo um em relação ao outro. O flange superior da cunha 222 e o flange inferior da cunha 224 podem ser paralelos, respectivamente, ao painel de revestimento superior 250 e ao painel de revestimento inferior 252. Quando a cunha da borda de fuga 220 é afixada à longarina traseira 204, a superfície externa do flange superior da tela e o flange inferior da cunha 224 podem ser nivelados (por exemplo, sem degraus) com a superfície externa, respectivamente, do painel de revestimento superior 250 e do painel de revestimento inferior 252 para prover uma superfície aerodinamicamente lisa para o fluxo de ar.
[0044] O flange superior da cunha 222 e o flange inferior da cunha 224 podem ser afixados aos flanges externos da longarina 208, respectivamente, nos lados superior e inferior da longarina traseira 204. Por exemplo, a cunha da borda de fuga 220 pode ser acoplada à longarina traseira 204 por meios de prendedores mecânicos 450 (por exemplo, parafusos, pernos, outros prendedores rosqueados) instalados em furos de prendedores formados nos flanges superior e inferior de cunha 222, 224 e nos flanges externos da longarina 208. Os prendedores mecânicos 450 podem ser engatados de forma rosqueada a recipientes rosqueados mostrado), tais como placas de porca ou insertos rosqueados montados permanentemente ou instalados na longarina traseira 204. Pela configuração da cunha da borda de fuga 220 para ser facilmente removível da longarina traseira 204, qualquer dano à porção da borda de fuga 216 da superfície móvel 200 pode ser abordado simplesmente removendo e substituindo a cunha da borda de fuga 220. A este respeito, a cunha da borda de fuga 220 evita uma das desvantagens associadas às superfícies móveis convencionais, que requerem remoção de toda a superfície móvel se a borda de fuga for danificado, e a substituição por uma nova superfície móvel.
[0045] Com referência agora à Figura 17, é mostrado um método 500 de fabricação de uma superfície móvel 200 (por exemplo, uma superfície de controle de voo) de uma aeronave 100. Como aqui mencionado, em alguns exemplos, a superfície móvel 200 pode ser fabricada como um aileron 110, como mostrado nas figuras. Alternativamente, a superfície móvel 200 pode ser fabricada como um elevador 122, um leme 118, um flape 112 ou qualquer um dentre uma variedade de outros tipos de superfícies móveis 200.
[0046] O método 500 pode incluir a fabricação de uma longarina dianteira 202 dispondo uma pluralidade de camadas de tecido 402 para resultar na longarina dianteira 202 tendo um formato de canal. A longarina dianteira 202 pode ter uma configuração de peça única tendo uma tela da longarina 206 e um par oposto de flanges de longarina externa 208, cada qual interconectado à tela da longarina 206 por uma porção arredondada 212. Para melhorar a capacidade de cisalhamento das flanges externos da longarina 208, o método 500 pode incluir intercalar uma ou mais camadas 0 grau 406 nas camadas de tecido 402 dos flanges externos da longarina 208. Uma ou mais camadas 0 grau 406 pode ser intercalada em um plano médio aproximado de cada flange externa da longarina 208, e pode ser excluída da porção arredondada 212.
[0047] Em alguns exemplos, a longarina dianteira 202 pode ser fabricada em uma configuração de múltiplas peças, que pode incluir a disposição de uma tela da longarina 206 e, separadamente, a disposição de um par de cordas de longarina 214, cada qual tendo um flange externo da longarina 208 e um flange interno da longarina 210 interligados por uma porção arredondada 212. O flange externo de longarina 208 pode ser orientado aproximadamente 90 graus (± 30 graus) com o flange interno da longarina 210. O método 500 pode incluir ligar o flange externo de longarina 208 das cordas de longarina 214, respectivamente, ao painel de revestimento superior 250 ou ao painel de revestimento inferior 252 como aqui mencionado, após o que os painéis de revestimento superior e inferior 250, 252 podem ser acoplados às nervuras 230 (descritas a seguir) e a tela da longarina 206 pode ser presa aos flanges internos da longarina 210 para interconectar as cordas de longarina 214.
[0048] O método 500 também pode incluir montar um ou mais adaptadores de fixação 124 na longarina dianteira 202. Os adaptadores de fixação 124 podem ser compreendidos de material metálico (por exemplo, alumínio ou titânio) ou material compósito (por exemplo, grafite-epóxi), e podem ser montados na longarina dianteira 202 em locais que são alinhados com as nervuras 230. Como aqui mencionado, os adaptadores de fixação 124 podem acoplar a superficie móvel 200 (por exemplo, um aileron) a um membro aerodinâmico 102 (por exemplo, uma asa).
[0049] O método 500 pode incluir adicionalmente dispor uma pluralidade de camadas de tecido 402 para resultar em uma pluralidade de nervuras 230. As nervuras 230 podem, cada uma, ser dispostas em uma seção transversal em formato de canal tendo uma tela de nervura 238 e um par oposto de flanges de nervura 236 em uma configuração de peça única. Semelhante à longarina dianteira 202 supradescrita, cada flange de nervura 236 pode ser interconectado à tela de nervura 238 por uma porção arredondada 212. O método pode incluir adicionalmente intercalar uma ou mais camadas 0 grau 406 nas camadas de tecido 402 dos flanges de nervura 236 para melhorar a capacidade de cisalhamento dos flanges de nervura 236. As camadas 0 grau 406 podem ser intercaladas em um plano médio aproximado de cada flange de nervura 236. As camadas 0 grau 406 podem ser excluídas da porção arredondada 212 e da tela da nervura 238.
[0050] O método 500 inclui a etapa 502 de acoplar as nervuras 230 à longarina dianteira 202 da superfície móvel 200. Como aqui mencionado, a longarina dianteira 202 se estende ao longo de uma direção no sentido da envergadura entre as extremidades opostas da superfície móvel 240 da superfície móvel 200. Cada nervura 230 se estende entre a longarina dianteira 202 e uma porção da borda de fuga 216 da superfície móvel 200. Cada nervura 230 pode ser orientada ao longo de uma direção no sentido da corda ou do fluxo da superfície móvel 200. As nervuras 230 incluem uma nervura de fechamento 232 em cada uma das extremidades da superfície móvel 240 e uma pluralidade de nervuras intermediárias 234 localizadas em intervalos espaçados entre as nervuras de fechamento 232. As nervuras 230 podem estar localizadas na longarina dianteira 202 em intervalos espaçados entre as extremidades da superfície móvel 240. Uma pluralidade de compartimentos 242 pode ser definido entre pares adjacentes das nervuras 230.
[0051] O método 500 pode incluir adicionalmente dispor uma pluralidade de camadas de tecido 402 para resultar em uma pluralidade de reforçadores de friso 300. Cada reforçador de friso 300 pode ser desprovido de camadas unidirecionais 404, o que pode evitar empeno e/ou enrugamento indesejáveis que podem ocorrer nos reforçadores de friso 300. Como aqui descrito, cada reforçador de friso 300 pode ser instalado de modo que o reforçador de friso 300 tenha uma tampa do reforçador de friso 304 com um formato seccional transversal arredondado e de modo que as extremidades da tampa 306 sejam fechadas. O formato seccional transversal arredondado pode ser um formato seccional transversal semicircular, um formato seccional transversal semielíptico, um formato seccional transversal semioval ou outro formato seccional transversal.
[0052] A disposição dos reforçadores de friso 300 pode incluir dispor os reforçadores de friso 300 tendo uma tampa do reforçador de friso 304 com uma seção transversal que é constante ao longo de uma direção longitudinal do reforçador de friso 300. A este respeito, uma maior quantidade de reforçadores de friso 300 para superfície móvel 200 pode ser disposta para ter uma configuração comum. Por exemplo, cada reforçador de friso 300 dentro de uma maior quantidade pode ter o mesmo tamanho seccional transversal, mesmo formato seccional transversal, mesma composição de camada, mesma quantidade de camadas e mesma sequência de empilhamento de camadas, o que pode reduzir significativamente o custo e o tempo necessário para a fabricação de uma superfície móvel 200. Para superfícies móveis 200 tendo uma largura afunilada, como o aileron 110 mostrado nas figuras, os reforçadores de friso 300 podem ser fabricados com diferentes comprimentos correspondentes à largura da superfície móvel 200 em cada um dos locais de montagem dos reforçadores de friso 300.
[0053] Os reforçadores de friso 300 podem ser dispostos para ter uma rigidez flexural do friso que é de aproximadamente 40-60 por cento da rigidez flexural da porção de friso-revestimento combinada do reforçador de friso 300 e a porção de painel de revestimento 256 (isto é, do painel de revestimento superior 250 ou painel de revestimento inferior 252) suportada pelo reforçador de friso 300, como aqui descrito. Mais preferivelmente, os reforçadores de friso 300 podem ser dispostos para ter uma rigidez flexural do friso que é de aproximadamente 45-55 por cento da rigidez flexural da porção de friso-revestimento combinada. Além da razão de rigidez flexural supramencionada, os reforçadores de friso 300 também podem ser dispostos para ter uma razão de rigidez axial de 40-60 por cento (mais preferivelmente, 45-55 por cento) de rigidez axial do friso para a rigidez axial da porção de friso-revestimento. Como aqui descrito, configurar cada reforçador de friso 300 para ter uma rigidez de friso (ou seja, rigidez flexural e/ou rigidez axial) que é inferior à rigidez da porção de friso-revestimento combinada (ou seja, rigidez flexural e/ou rigidez axial) da porção do painel de revestimento 256 e o reforçador de friso 300 podem evitar alta tensão de desprendimento na linha de ligação entre os flanges do reforçador de friso 302 e a superfície interna dos painéis de revestimento 250, 252, e que podem de outra forma resultar na separação do reforçador de friso 300 da porção do painel de revestimento 256.
[0054] Em alguns exemplos, os reforçadores de friso 300 podem ser dispostos sobre um membro de espuma 312. Como aqui mencionado, o membro de espuma 312 pode ser compreendido de espuma de célula fechada, embora outros materiais possam ser usados. O membro de espuma 312 pode ser contornado complementarmente a um formato final do reforçador de friso 300 e pode servir como um mandril de disposição e/ou um mandril de cura para o reforçador de friso 300. Cada reforçador de friso 300 pode ser disposto separadamente sobre um membro de espuma 312 e, em seguida, cocurado com um painel de revestimento superior ou inferior 250, 252 em um único ciclo de cura. Em outro exemplo, cada um dos reforçadores de friso 300 pode ser disposto sobre um membro de espuma 312 e, em seguida, coligado no estado não curado (por exemplo, estado verde) a um painel de revestimento curado (por exemplo, painel de revestimento superior ou inferior 250, 252). Em ainda um exemplo adicional, os reforçadores de friso 300 no estado curado podem ser coligados a um painel de revestimento 250, 252 no estado não curado. Ainda adicionalmente, reforçadores de friso 300 no estado curado podem ser secundariamente ligados a um painel de revestimento 250, 252 no estado curado usando uma camada adesiva entre os flanges do reforçador de friso 302 e o painel de revestimento 250, 252.
[0055] O método 500 pode incluir opcionalmente remover o membro de espuma 312 de cada reforçador de friso 300 após a cura do reforçador de friso 300. No entanto, em outros exemplos, o membro de espuma 312 pode ser retido dentro dos reforçadores de friso 300 após a cura e pode permanecer dentro da cavidade do reforçador de friso 310 durante a vida da superfície móvel 200. Em um arranjo como esse em que o membro de espuma 312 permanece dentro da cavidade do reforçador de friso 310, o membro de espuma 312 pode aumentar a rigidez flexural dos reforçadores de friso 300. O membro de espuma 312 é retido dentro da cavidade do reforçador de friso 310, os reforçadores de friso 300 podem ser acoplados aos painéis de revestimento 250, 252 por meio de ligação (por exemplo, cocura, coligação ou ligação secundária) e/ou por meio de fixação mecânica dos flanges do reforçador de friso 302 nos painéis de revestimento 250, 252.
[0056] O método 500 pode incluir dispor uma pluralidade de camadas unidirecionais 404 para resultar no painel de revestimento superior 250 e/ou no painel de revestimento inferior 252. Como aqui mencionado, cada painel de revestimento 250, 252 pode vantajosamente ser disposto sem solturas de camada (não mostradas), e que pode resultar nos painéis de revestimento 250, 252 cada um tendo uma espessura de painel 254 que é constante na direção no sentido da corda e constante na direção no sentido da envergadura, como aqui descrito. As camadas de tecido 402 podem ser omitidas dos painéis de revestimento 250, 252 para evitar o potencial empeno e/ou enrugamento dos painéis de revestimento 250, 252 durante a cura.
[0057] A etapa 504 do método 500 inclui acoplar uma pluralidade de reforçadores de friso 300 a uma superfície interna de pelo menos um dentre um painel de revestimento superior 250 e um painel de revestimento inferior 252, como aqui mencionado. O método 500 pode incluir localizar um ou mais reforçadores de friso 300 dentro de um ou mais dos compartimentos 242 da superfície móvel 200. Mais preferivelmente, dois ou mais reforçadores de friso 300 podem ser acoplados a cada um dos painéis de revestimento superior e inferior 250, 252 dentro de cada compartimento 242 da superfície móvel 200. Os reforçadores de friso 300 podem ser orientados paralelos ou no geral paralelos entre si e não são paralelos à longarina dianteira 202. Cada reforçador de friso 300 pode ser localizado de modo que as extremidades de tampa opostas 306 estejam localizadas em proximidade imediata, mas sem contato, respectivamente, com a longarina dianteira 202 e a porção da borda de fuga 216.
[0058] A etapa 504 de acoplar os reforçadores de friso 300 ao painel de revestimento superior ou inferior 250, 252 pode incluir espaçar os reforçadores de friso 300 uns dos outros em um espaçamento no sentido da envergadura 316 de 152,4 a 279,4 milímetros (6 a 11 polegadas) entre as linhas de centro do friso 314. Mais preferivelmente, o espaçamento no sentido da envergadura 316 pode ser entre 190,5 a 241,3 milímetros (7,5 a 9,5 polegadas). No entanto, como aqui indicado, o espaçamento no sentido da envergadura 316 pode ser ditado pelas exigências de rigidez do painel de revestimento, que pode ser ditado pela carga máxima prevista (isto é, carga limite) na superfície móvel 200 durante o voo. Por exemplo, a rigidez flexural de um membro estrutural é uma função do segundo momento de inércia do membro estrutural, que é uma função da área seccional transversal. Como aqui observado, a área seccional transversal de uma porção do painel de revestimento 256 pode ser uma função (isto é, o produto) da largura da porção de painel 264 e da espessura do painel 254.
[0059] A etapa 506 do método 500 inclui acoplar o painel de revestimento superior 250 e o painel de revestimento inferior 252 à pluralidade de nervuras 230 e à longarina dianteira 202. Para exemplos da superfície móvel 200 tendo um espaçador de borda de fuga 218, o método pode incluir dispor o espaçador de borda de fuga 218 em um formato triangular que é complementar às orientações do painel de revestimento superior 250 e painel de revestimento inferior 252. O método pode incluir dispor camadas unidirecionais 404 para resultar no espaçador de borda de fuga 218, após o que o espaçador da borda de fuga 218 pode ser curado e usinado em um formato triangular que é complementar ao ângulo definido entre o painel de revestimento superior e inferior 250, 252. O painel de revestimento superior 250 e o painel de revestimento inferior 252 podem ser acoplados ao espaçador de borda de fuga 218 via fixação e/ou fixadores mecânicos 450.
[0060] Como uma alternativa a um espaçador de borda de fuga 218, o método 500 pode incluir dispor uma longarina traseira 204. A longarina traseira 204 pode ser disposta de camadas de tecido 402 de forma similar à operação supradescrita para dispor a longarina dianteira 202. A longarina traseira 204 pode incluir flanges externos da longarina 208 nos lados superior e inferior da longarina traseira 204. Os flanges externos da longarina 208 podem ser interconectados por uma tela da longarina 206. O método 500 pode incluir acoplar o painel de revestimento superior 250 e o painel de revestimento inferior 252 às porções dianteiras dos flanges externos da longarina 208 da longarina traseira 204. O método 500 pode ainda incluir anexar de forma removível uma cunha da borda de fuga 220 à longarina traseira 204. Mais especificamente, o flange superior da cunha 222 e o flange inferior da cunha 224 da cunha da borda de fuga 220 podem ser respectivamente acoplados aos flanges externos da longarina 208 nos lados superior e inferior da longarina traseira 204. A cunha da borda de fuga 220 pode ser acoplada à longarina traseira 204 por meio de prendedores mecânicos 450. Os prendedores 450 podem incluem prendedores rosqueados ou não rosqueados. Exemplos de prendedores rosqueados incluem parafusos, pernos ou outros tipos de prendedores rosqueados permitindo a remoção e/ou substituição no campo da cunha da borda de fuga 220.
[0061] Com referência agora à Figura 18, é mostrado um fluxograma de um método 600 de carregamento (ou seja, aplicação de uma carga a) uma superfície móvel 200 de uma aeronave 100. O método inclui a etapa 602 de prover a superfície móvel 200 que, como aqui descrito, inclui uma longarina dianteira 202 que se estende entre as extremidades opostas da superfície móvel 240. Além disso, a superfície móvel 200 inclui uma pluralidade de nervuras 230 localizadas em intervalos espaçados entre as extremidades da superfície móvel 240 e que definem uma pluralidade de compartimentos 242 entre pares adjacentes das nervuras 230. Cada nervura 230 se estende entre a longarina dianteira 202 e uma porção da borda de fuga 216 da superfície móvel 200. A superfície móvel 200 inclui adicionalmente um painel de revestimento superior 250 e um painel de revestimento inferior 252, cada um acoplado à pluralidade de nervuras 230 e à longarina dianteira 202. Além disso, a superfície móvel 200 inclui uma pluralidade de reforçadores de friso 300 acoplados a uma superfície interna do painel de revestimento superior 250 e/ou painel de revestimento inferior 252. Os reforçadores de friso 300 dentro um ou mais dos compartimentos 242 são espaçados uns dos outros e são orientados de forma não paralela à longarina dianteira 202 e têm uma tampa do reforçador de friso 304 com extremidades de tampa opostas 306, respectivamente, localizadas próximas à longarina dianteira 202 e a porção da borda de fuga 216.
[0062] A etapa 604 do método 600 inclui colocar a superfície móvel 200 em uma condição não carregada. A condição não carregada pode ser associada à aeronave 100 no estado substancialmente imóvel (por exemplo, estacionada em um portão de um aeroporto) e/ou sob uma carga estática do solo em que a superfície móvel 200 é submetida à força gravitacional por causa da massa estrutural da superfície móvel 200. O método 600 inclui adicionalmente a etapa 606 de colocar a superfície móvel 200 em uma condição carregada em que a aeronave 100 está em movimento e a superfície móvel 200 é submetida a uma ou mais cargas dinâmicas. Por exemplo, a aeronave 100 em movimento pode submeter a superfície móvel 200 à força gravitacional e forças inerciais por causa da massa estrutural da superfície móvel 200. Outros exemplos de cargas dinâmicas incluem cargas aerodinâmicas na superfície móvel 200 quando a aeronave 100 está em voo, e/ou cargas na superfície móvel 200 em decorrência da deflexão em voo da superfície móvel 200, como durante a deflexão de um aileron 110 para controle de rolamento, deflexão de um leme 118 para controle de guinada e/ou deflexão de um elevador 122 para controle de arfagem da aeronave 100.
[0063] O método 600 pode incluir adicionalmente remover e substituir a cunha da borda de fuga 220 da superfície móvel 200. Vantajosamente, a cunha da borda de fuga 220 pode ser afixada de forma removível à longarina traseira 204 removendo os prendedores mecânicos 450 fixando a cunha da borda de fuga 220 à longarina traseira 204. Como aqui mencionado, os prendedores 450 podem incluir prendedores rosqueados ou não rosqueados. Exemplos de prendedores rosqueados incluem parafusos, pernos ou outros tipos de prendedores rosqueados que podem ser facilmente acessíveis para remoção em campo da cunha da borda de fuga 220 para reparo e/ou substituição.
[0064] Adicionalmente, a descrição compreende modalidades de acordo com as cláusulas seguintes.
[0065] Cláusula 1. Uma superfície móvel (200) de uma aeronave (100), compreendendo:
uma longarina dianteira (202) que se estende ao longo de uma direção no sentido da envergadura entre as extremidades opostas da superfície móvel (240);
uma pluralidade de nervuras (230) localizadas em intervalos espaçados entre as extremidades da superfície móvel (240) e definindo uma pluralidade de compartimentos (242) entre pares adjacentes das nervuras (230), cada nervura (230) se estendendo entre a longarina dianteira (202 ) e uma porção da borda de fuga (216) da superfície móvel (200);
um painel de revestimento superior (250) e um painel de revestimento inferior (252) acoplados à pluralidade de nervuras (230) e à longarina dianteira (202); e
uma pluralidade de reforçadores de friso (300) acoplados a uma superfície interna de pelo menos um dentre o painel de revestimento superior (250) e o painel de revestimento inferior (252), os reforçadores de friso (300) dentro dos compartimentos (242) sendo espaçados uns dos outros e orientados de forma não paralela à longarina dianteira (202) e tendo uma tampa do reforçador de friso (304) tendo extremidades de tampa opostas (306), respectivamente, localizadas próximas à longarina dianteira (202) e à porção da borda de fuga (216).
[0066] Cláusula 2. A superfície móvel (200) da Cláusula 1, compreendendo adicionalmente:
uma longarina traseira (204) localizada próxima à porção da borda de fuga (216) e se estendendo entre as extremidades opostas da superfície móvel (240);
pelo menos algumas da pluralidade de nervuras (230) se estendendo entre a longarina dianteira (202) e a longarina traseira (204);
o painel de revestimento superior (250) e o painel de revestimento inferior (252) acoplados à pluralidade de nervuras (230), a longarina dianteira (202) e a longarina traseira (204); e
as extremidades de tampa opostas (306) de cada um dos reforçadores de friso (300) respectivamente localizadas próximas à longarina dianteira (202) e à longarina traseira (204).
[0067] Cláusula 3. A superfície móvel (200) da Cláusula 2, compreendendo adicionalmente:
uma cunha da borda de fuga (220) afixável de forma removível à longarina traseira (204) e se estendendo ao longo da direção no sentido da envergadura da longarina traseira (204).
[0068] Cláusula 4. A superfície móvel (200) de qualquer uma das Cláusulas 1 a 3, em que:
pelo menos um dentre o painel de revestimento superior (250) e o painel de revestimento inferior (252) tem uma espessura de painel (254) que é constante ao longo da direção no sentido da envergadura entre as extremidades da superfície móvel (240).
[0069] Cláusula 5. A superfície móvel (200) de qualquer uma das Cláusulas 1 a 4, em que:
a tampa do reforçador de friso (304) de pelo menos alguns dos reforçadores de friso (300) tem um formato seccional transversal arredondado.
[0070] Cláusula 6. A superfície móvel (200) de qualquer uma das Cláusulas 1 a 5, em que:
cada reforçador de friso (300) tem uma rigidez flexural do friso que é de aproximadamente 40-60 por cento de uma rigidez flexural da porção de friso-revestimento combinada do reforçador de friso (300) e uma porção de painel de revestimento (256) do painel de revestimento superior (250) ou painel de revestimento inferior (252) suportada pelo reforçador de friso (300); e
a porção de painel de revestimento (256) tendo uma largura da porção de painel (264) definida como uma dentre as seguintes:
a largura da porção do painel (264) se estendendo entre os pontos médios (258), respectivamente localizados em lados opostos do reforçador de friso (300), cada ponto médio (258) localizado a meio caminho entre o reforçador de friso (300) e um reforçador de friso imediatamente adjacente (300);
a largura da porção do painel (264) se estendendo entre uma nervura (230) em um lado do reforçador de friso (300) e, em um lado oposto do reforçador de friso (300), um ponto médio (258) entre o reforçador de friso (300) e um reforçador de friso imediatamente adjacente (300).
[0071] Cláusula 7. A superfície móvel (200) de qualquer uma das Cláusulas 1 a 6, em que:
uma ou mais das nervuras (230) tem uma seção transversal em formato de canal tendo uma tela de nervuras (238) e um par oposto de flanges de nervuras (236);
a tela de nervura (238) e os flanges de nervura (236) são compreendidas de camadas de tecido (402); e
o flange de nervura (236) de pelo menos uma das nervuras (230) tendo uma ou mais camadas 0 grau (406).
[0072] Cláusula 8. A superfície móvel (200) de qualquer uma das Cláusulas 1 a 7, em que:
a longarina dianteira (202) tem uma seção transversal em formato de canal tendo uma tela de longarina (206) e um par oposto de flanges externos de longarina (208);
a tela da longarina (206) e os flanges externos da longarina (208) são compreendidas de camadas de tecido (402); e
o flange externo da longarina (208) tendo uma ou mais camadas 0 grau (406).
[0073] Cláusula 9. A superfície móvel (200) de qualquer uma das Cláusulas 1 a 8, em que:
a superficie móvel (200) é um aileron (110).
[0074] Cláusula 10. Método de fabricação de uma superfície móvel (200) de uma aeronave (100), compreendendo:
acoplar uma pluralidade de nervuras (230) a uma longarina dianteira (202) de uma superfície móvel (200), cada nervura (230) se estendendo entre a longarina dianteira (202) e uma porção da borda de fuga (216) da superfície móvel (200 ), a longarina dianteira (202) se estendendo ao longo de uma direção no sentido da envergadura entre as extremidades opostas da superfície móvel (240) da superfície móvel (200), as nervuras (230) sendo localizadas em intervalos espaçados entre as extremidades da superfície móvel (240) e definindo uma pluralidade de compartimentos (242) entre pares adjacentes das nervuras (230);
acoplar uma pluralidade de reforçadores de friso (300) a uma superfície interna de pelo menos um dentre um painel de revestimento superior (250) e um painel de revestimento inferior (252) da superfície móvel (200), os reforçadores de friso (300) dentro dos compartimentos (242) sendo espaçados uns dos outros em um espaçamento no sentido da envergadura (316) e tendo uma tampa do reforçador de friso (304) tendo extremidades de tampa opostas (306) respectivamente localizadas próximas à longarina dianteira (202) e a porção da borda de fuga (216); e
acoplar o painel de revestimento superior (250) e o painel de revestimento inferior (252) à pluralidade de nervuras (230) e à longarina dianteira (202).
[0075] Cláusula 11. O método da Cláusula 10, compreendendo adicionalmente:
acoplar o painel de revestimento superior (250) e o painel de revestimento inferior (252) a uma longarina traseira (204) localizada próximo à porção da borda de fuga (216) e se estendendo ao longo de uma direção no sentido da envergadura entre as extremidades da superficie móvel (240).
[0076] Cláusula 12. O método da Cláusula 11, compreendendo adicionalmente:
acoplar de forma removível uma cunha da borda de fuga (220) à longarina traseira (204), a cunha da borda de fuga (220) se estendendo ao longo da direção de envergadura da longarina traseira (204) e definindo a porção da borda de fuga (216).
[0077] Cláusula 13. O método de qualquer uma das Cláusulas 10 a 12, em que:
dispor uma pluralidade de camadas unidirecionais (404) para resultar em pelo menos um dentre o painel de revestimento superior (250) e o painel de revestimento inferior (252) tendo uma espessura de painel (254) que é constante.
[0078] Cláusula 14. O método de qualquer uma das Cláusulas 10 a 13, em que:
dispor uma pluralidade de camadas de tecido (402) para resultar nos reforçadores de friso (300), cada um tendo uma tampa do reforçador de friso (304) tendo um formato seccional transversal arredondado.
[0079] Cláusula 15. O método de qualquer uma das Cláusulas 10 a 14, em que:
dispor uma pluralidade de camadas de tecido (402) para resultar nas nervuras (230) tendo uma seção transversal em formato de canal tendo uma tela de nervura (238) e um par oposto de flanges de nervuras (236); e
intercalar uma ou mais camadas 0 grau (406) nas camadas de tecido (402) dos flanges de nervura (236).
[0080] Cláusula 16. O método de qualquer uma das Cláusulas 10 a 15, compreendendo adicionalmente:
dispor uma pluralidade de camadas de tecido (402) para resultar na longarina dianteira (202) tendo uma seção transversal em formato de canal tendo uma tela de longarina (206) e um par oposto de flanges externos de longarina (208); e
intercalar uma ou mais camadas 0 grau (406) nas camadas de tecido (402) dos flanges externos da longarina (208).
[0081] Cláusula 17. O método de qualquer uma das Cláusulas 10 a 16, em que:
a superfície móvel (200) é um aileron (110).
[0082] Cláusula 18. Método de carregamento de uma superfície móvel (200) de uma aeronave (100), compreendendo:
prover uma superfície móvel (200), incluindo:
uma longarina dianteira (202) que se estende entre as extremidades opostas da superfície móvel (240);
uma pluralidade de nervuras (230) localizadas em intervalos espaçados entre as extremidades da superfície móvel (240) e definindo uma pluralidade de compartimentos (242) entre pares adjacentes das nervuras (230), cada nervura (230) se estendendo entre a longarina dianteira (202 ) e uma porção da borda de fuga (216) da superfície móvel (200) e orientada no geral paralela a uma direção no sentido da corda da superfície móvel (200);
um painel de revestimento superior (250) e um painel de revestimento inferior (252) acoplados à pluralidade de nervuras (230) e à longarina dianteira (202);
uma pluralidade de reforçadores de friso (300) acoplados a uma superfície interna de pelo menos um dentre o painel de revestimento superior (250) e o painel de revestimento inferior (252) dentro de um ou mais dos compartimentos (242), os reforçadores de friso (300) dentro dos compartimentos (242) sendo espaçados uns dos outros e tendo uma tampa do reforçador de friso (304) tendo extremidades de tampa opostas (306) respectivamente localizadas próximas à longarina dianteira (202) e a porção da borda de fuga (216);
colocar a superfície móvel (200) em uma condição não carregada; e
colocar a superfície móvel (200) em uma condição carregada.
[0083] Cláusula 19. O método da Cláusula 18, em que:
a condição não carregada é associada com a aeronave (100) sendo substancialmente imóvel e sob uma carga estática do solo em que a superfície móvel (200) é submetida à força gravitacional devido a uma massa estrutural da superfície móvel (200); e
a condição carregada é associada com a aeronave (100) em movimento na qual a superfície móvel (200) é submetida a pelo menos um dentre:
força gravitacional e força inercial por causa da massa estrutural da superfície móvel (200); e
cargas aerodinâmicas na superfície móvel (200).
[0084] Cláusula 20. O método da Cláusula 18 ou Cláusula 19, compreendendo adicionalmente:
remover e substituir uma cunha da borda de fuga (220) afixada a uma longarina traseira (204) da superfície móvel (200).
[0085] Modificações e melhorias adicionais da presente descrição podem ser evidentes aos versados na técnica. Assim, a combinação particular de partes descritas e ilustradas neste documento devem representar apenas certas modalidades da presente descrição e não devem servir como limitações de modalidades ou dispositivos alternativos dentro do espírito e escopo da descrição.

Claims (10)

  1. Superficie móvel (200) de uma aeronave (100), caracterizada pelo fato de que compreende:
    uma longarina dianteira (202) que se estende ao longo de uma direção no sentido da envergadura entre as extremidades opostas da superfície móvel (240);
    uma pluralidade de nervuras (230) localizadas em intervalos espaçados entre as extremidades da superfície móvel (240) e definindo uma pluralidade de compartimentos (242) entre pares adjacentes das nervuras (230), cada nervura (230) se estendendo entre a longarina dianteira (202) e uma porção da borda de fuga (216) da superfície móvel (200);
    um painel de revestimento superior (250) e um painel de revestimento inferior (252) acoplados à pluralidade de nervuras (230) e à longarina dianteira (202); e
    uma pluralidade de reforçadores de friso (300) acoplados a uma superfície interna de pelo menos um dentre o painel de revestimento superior (250) e o painel de revestimento inferior (252), os reforçadores de friso (300) dentro dos compartimentos (242) sendo espaçados uns dos outros e orientado de forma não paralela à longarina dianteira (202) e tendo uma tampa do reforçador de friso (304) tendo extremidades de tampa opostas (306), respectivamente, localizadas próximas à longarina dianteira (202) e a porção da borda de fuga (216).
  2. Superfície móvel (200) de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que compreende adicionalmente:
    uma longarina traseira (204) localizada próxima à porção da borda de fuga (216) e se estendendo entre as extremidades opostas da superfície móvel (240);
    pelo menos algumas da pluralidade de nervuras (230) se estendendo entre a longarina dianteira (202) e a longarina traseira (204);
    o painel de revestimento superior (250) e o painel de revestimento inferior (252) acoplados à pluralidade de nervuras (230), a longarina dianteira (202) e a longarina traseira (204); e
    as extremidades de tampa opostas (306) de cada um dos reforçadores de friso (300) respectivamente localizadas próximas à longarina dianteira (202) e à longarina traseira (204).
  3. Superfície móvel (200) de acordo com a reivindicação 2, caracterizada pelo fato de que compreende adicionalmente:
    uma cunha da borda de fuga (220) afixável de forma removível à longarina traseira (204) e se estendendo ao longo da direção no sentido da envergadura da longarina traseira (204).
  4. Superfície móvel (200) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizada pelo fato de que:
    pelo menos um dentre o painel de revestimento superior (250) e o painel de revestimento inferior (252) tem uma espessura de painel (254) que é constante ao longo da direção no sentido da envergadura entre as extremidades da superfície móvel (240).
  5. Superfície móvel (200) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizada pelo fato de que:
    cada reforçador de friso (300) tem uma rigidez flexural do friso que é de aproximadamente 40-60 por cento de uma rigidez flexural da porção de friso-revestimento combinada do reforçador de friso (300) e uma porção de painel de revestimento (256) do painel de revestimento superior (250) ou painel de revestimento inferior (252) suportada pelo reforçador de friso (300); e
    a porção de painel de revestimento (256) tendo uma largura da porção de painel (264) definida como uma dentre as seguintes:
    a largura da porção do painel (264) se estendendo entre os pontos médios (258), respectivamente localizados em lados opostos do reforçador de friso (300), cada ponto médio (258) localizado a meio caminho entre o reforçador de friso (300) e um reforçador de friso imediatamente adjacente (300);
    a largura da porção do painel (264) se estendendo entre uma nervura (230) em um lado do reforçador de friso (300) e, em um lado oposto do reforçador de friso (300), um ponto médio (258) entre o reforçador de friso (300) e um reforçador de friso imediatamente adjacente (300).
  6. Superfície móvel (200) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizada pelo fato de que:
    uma ou mais das nervuras (230) tem uma seção transversal em formato de canal tendo uma tela de nervuras (238) e um par oposto de flanges de nervuras (236);
    a tela de nervura (238) e os flanges de nervura (236) são compreendidos de camadas de tecido (402); e
    o flange de nervura (236) de pelo menos uma das nervuras (230) tendo uma ou mais camadas de 0 grau (406).
  7. Superfície móvel (200) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizada pelo fato de que:
    a longarina dianteira (202) tem uma seção transversal em formato de canal tendo uma tela de longarina (206) e um par oposto de flanges externos de longarina (208);
    a tela da longarina (206) e os flanges externos da longarina (208) são compreendidas de camadas de tecido (402); e o flange externo da longarina (208) tendo uma ou mais camadas de 0 grau (406).
  8. Método de fabricação de uma superfície móvel (200) de uma aeronave (100), caracterizado pelo fato de que compreende:
    acoplar uma pluralidade de nervuras (230) a uma longarina dianteira (202) de uma superfície móvel (200), cada nervura (230) se estendendo entre a longarina dianteira (202) e uma porção da borda de fuga (216) da superfície móvel (200 ), a longarina dianteira (202) se estendendo ao longo de uma direção no sentido da envergadura entre as extremidades opostas da superfície móvel (240) da superfície móvel (200), as nervuras (230) sendo localizadas em intervalos espaçados entre as extremidades da superfície móvel (240) e definindo uma pluralidade de compartimentos (242) entre pares adjacentes das nervuras (230);
    acoplar uma pluralidade de reforçadores de friso (300) a uma superfície interna de pelo menos um dentre um painel de revestimento superior (250) e um painel de revestimento inferior (252) da superfície móvel (200), os reforçadores de friso (300) dentro dos compartimentos (242) sendo espaçados uns dos outros em um espaçamento no sentido da envergadura (316) e tendo uma tampa do reforçador de friso (304) tendo extremidades de tampa opostas (306), respectivamente, localizadas próximas à longarina dianteira (202) e a porção da borda de fuga (216); e
    acoplar o painel de revestimento superior (250) e o painel de revestimento inferior (252) à pluralidade de nervuras (230) e à longarina dianteira (202).
  9. Método de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente:
    acoplar o painel de revestimento superior (250) e o painel de revestimento inferior (252) a uma longarina traseira (204) localizada próxima à porção da borda de fuga (216) e se estendendo ao longo de uma direção no sentido da envergadura entre as extremidades da superfície móvel (240).
  10. Método de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente:
    acoplar de forma removível uma cunha da borda de fuga (220) à longarina traseira (204), a cunha da borda de fuga (220) se estendendo ao longo da direção no sentido da envergadura da longarina traseira (204) e definindo a porção da borda de fuga (216).
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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US20220266977A1 (en) * 2021-02-19 2022-08-25 Raytheon Technologies Corporation Bifuracting layup for airfoil rib, methods of manufacture thereof and articles comprising the same

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3775238A (en) * 1971-06-24 1973-11-27 J Lyman Structural composite material
US3995081A (en) 1974-10-07 1976-11-30 General Dynamics Corporation Composite structural beams and method
US6244542B1 (en) * 1999-07-20 2001-06-12 Northrop Grumman Corporation Rotor driven edge
US8636252B2 (en) * 2010-06-25 2014-01-28 The Boeing Company Composite structures having integrated stiffeners with smooth runouts and method of making the same
AT516211A1 (de) 2014-08-11 2016-03-15 Facc Ag Steuerflächenelement
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