BRPI0712751A2

BRPI0712751A2 - longarina de reforço para uam asa de avião e um método para sua formação

Info

Publication number: BRPI0712751A2
Application number: BRPI0712751-0A
Authority: BR
Inventors: Thomas Childs
Original assignee: Airbus Uk Ltd
Priority date: 2006-06-15
Filing date: 2007-05-23
Publication date: 2012-09-11
Also published as: JP2009539696A; EP2027013A1; CA2652661A1; CA2652661C; US8087614B2; RU2009101117A; RU2424155C2; GB0611875D0; US20100230542A1; CN101466596B; JP5418775B2; CN101466596A; WO2007144563A1

Abstract

LONGARINA DE REFORçO PARA UMA ASA DE AVIãO E UM MéTODO PARA SUA FORMAçãO. A presente invenção refere-se a uma longarina de reforço (105) para uma asa de avião e a um método de formação dessa longarina de reforço em que a longarina de reforço (105) é formada de uma peça única de material e tem resistência diferencial ao longo de seu comprimento.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "LONGARINA DE REFORÇO PARA UMA ASA DE AVIÃO E UM MÉTODO PARA SUA FORMAÇÃO".

Campo da Invenção

A presente invenção refere-se a uma Iongarina de reforço para uma asa de avião e a um método de formação dessa longarina. Antecedentes da Invenção

O núcleo de uma asa de avião é uma seção chamada caixa da asa. A caixa da asa é fabricada na fuselagem do avião e se estende da ori- gem até a ponta da asa. A caixa da asa proporciona as seções centrais das superfícies superior e inferior do aerofólio para a asa, em adição aos pontos de fixação para motores e superfícies de controle, tais como ailerões, flaps de centragem e aerofreios. As superfícies do aerofólio da caixa da asa são proporcionadas por painéis referidos como revestimentos das asas. Os re- vestimentos das asas incluem um número de elementos estruturais chama- dos Iongarinas de reforço, que se estendem dentro da estrutura da caixa da asa da origem em direção à ponta. As Iongarinas de reforço são dispostas para proporcionar as necessárias estabilidade e integridade estrutural para permitir que os revestimentos da asa correspondam às cargas operacionais sobre a asa.

Quando da construção de estruturas de avião, uma das muitas considerações é o equilíbrio entre peso e resistência. Em outras palavras, as estruturas precisam ser tão leves quanto possíveis, ao mesmo tempo em que proporcionam a resistência e a integridade estrutural necessárias para desempenho apropriado sob cargas operacionais. As cargas sobre uma asa variam ao longo de seu vão e, tipicamente, se reduzem em direção à ponta da asa. Portanto, Iongarinas de reforço podem ser construídas para terem uma resistência que varia ao longo do seu comprimento, assim, reduzindo seu peso global. As Iongarinas de reforço são criadas, comumente, pela jun- ção ou união de seções de longarina, cada seção tendo características de peso moldadas a sua carga esperada. Alternativamente, uma única longari- na de reforço pode ser proporcionada e usinada até um grau variável ao Ion- go do vão de modo a redução o peso desnecessário.

Um problema com as seções de união ou junção da longarina de reforço é que isso adiciona peso extra e complexidade à caixa da asa. Um problema com a usinagem de uma única Iongarina de reforço é que a quan- tidade pela qual a longarina de reforço pode ser modificada é limitada.

Sumário da Invenção

Uma modalidade da invenção proporciona uma longarina de re- forço para uma asa de avião compreendendo: dois flanges espaçados para fixação a um painel de revestimento da asa, os flanges tendo extremidades internas opostas; dois painéis laterais, cada um integral com uma respectiva das extremidades internas dos flanges e se estendendo para longe dos flan- ges em planos convergentes; um painel de topo disposto em um plano em geral paralelo aos flanges e sendo integral com e interunindo os painéis late- rais; e pelo menos um dos painéis laterais sendo perfurado para formar um conjunto de furos espaçados ao longo do comprimento da longarina de re- forço.

O volume dos furos pode variar ao longo da longarina de reforço. O volume dos furos pode aumentar em direção à extremidade da ponta da asa da longarina de reforço. O volume dos furos pode diminuir em torno de um ponto de entrada de carga para a Iongarina de reforço. Os furos podem ser centralizados ao longo de uma linha reta. Os furos podem ser centraliza- dos ao longo de uma linha curva. Ambos os painéis laterais podem ser per- furados. O conjunto de furos em cada painel lateral pode ter o mesmo tama- nho e configuração. Os furos podem ser circulares. Os centros dos furos po- dem ser espaçados uniformemente.

Outra modalidade proporciona um método para a criação de uma Iongarina de reforço para uma asa de avião compreendendo as etapas de: a) formação de uma peça bruta de Iongarina de reforço tendo: um par de flanges espaçados para fixação a um painel de revestimento da asa, os flan- ges tendo extremidades internas opostas; um par de painéis laterais, cada um integral com uma respectiva de uma extremidade interna dos flanges e se estendendo para longe dos flanges em planos convergentes; um painel de topo, dispostos em um plano geralmente paralelo aos flanges e sendo integral com e interunindo os painéis laterais; e b) perfuração de pelo menos um dos painéis laterais para formar um conjunto de furos espaçados ao lon- go do comprimento da longarina de reforço.

A peça bruta de longarina de reforço pode ser formada por ex- trusão. A peça bruta de longarina de reforço pode ser formada de um metal ou de uma liga de metal. Breve Descrição dos Desenhos

Modalidades da invenção serão agora descritas, à guisa de e- xemplo apenas, com referência aos desenhos anexos, em que: A figura 1 é uma vista de plano de um avião; a figura 2 é uma vista seccional transversal de uma caixa da asa do avião da figura 1; A figura 3 mostra uma vista em perspectiva lateral de uma longarina de reforço na caixa da asa da figura 2; a figura 4 mostra uma vista lateral da longarina de reforço da figura 3; e a figura 5 mostra uma vista lateral de uma longarina de reforço em outra mo- dalidade.

Descrição Detalhada de Modalidades da Invenção

Com referência à figura 1, um avião 101 compreende asas 102 presas a uma fuselagem 103. As asas 102 compreendem um elemento es- trutural central 104 na forma de uma caixa da asa. A caixa da asa 104 se estende da origem até a ponta de cada asa 102 e entre as bordas dianteira e traseira da asa. A caixa da asa 104 compreende um número de elementos estruturais 105 na forma de longarinas de reforço, que se estendem da ori- gem até a ponta de cada caixa da asa 104.

Com referência à figura 2, a caixa da asa 104 é construída de dois elementos laterais 201 na forma de traves, que proporcionam pontos de fixação para as estruturas de borda dianteira e traseira (não mostradas) da asa 102. As superfícies superior e inferior 202, 203 da caixa da asa 104 são formadas, cada uma delas, de painéis de revestimento de asa, que propor- cionam as superfícies superior e inferior de aerofólio da asa 102. As longari- nas de reforço 105 são presas à superfície interior dos painéis de revesti- mento de asa 202, 203. Com refrigerante à figura 3, as longarinas de reforço 105 são formadas pela extrusão de longarinas de reforço de peças em bruto de liga de alumínio. As longarinas de reforço de peças em bruto têm dois elementos de fixação espaçados 301 na forma de flanges para fornecimento de pontos de fixação a um revestimento de asa 203. Os painéis laterais se estendem para longe das extremidades interiores dos flanges 301 em planos conver- gentes. Os painéis laterais 302 são unidos por um painel de topo 303, que forma uma coroa para a seção transversal da peça em bruto da longarina de reforço. Uma vez que as peças em bruto das longarinas de reforço são ex- trudadas, os flanges 301, os painéis laterais 302 e a coroa 303 são formados integralmente. A longarina de reforço acabada 105 é produzida por usina- gem de furos 304 nos painéis laterais 302 da longarina de reforço em bruto para remover quantidades de material ao longo do seu comprimento. Os fu- ros 301 servem para minimizar o peso da longarina de reforço, enquanto o padrão e o tamanho dos furos 304 são projetados para se moldarem à inte- gridade estrutural transmitida pela longarina de reforço 105 ao longo do comprimento de um painel de revestimento da asa anexo.

Na longarina de reforço da figura 3, o tamanho dos furos 304 aumenta na direção da extremidade de ponta de asa da longarina de reforço 105 indicada pela seta Τ. O padrão dos furos é tal que suas bordas são i- gualmente espaçadas uma da outra e seus centros são alinhados em uma linha reta substancialmente paralela ao plano de fixação com o revestimento de asa 203, conforme mostrado na figura 4. Desse modo, um painel de asa preso à longarina de reforço 105 terá uma capacidade de carga relativamen- te alta em sua extremidade perto da origem da asa e progressivamente me- nos capacidade na direção T para a extremidade da ponta da asa. OS furos 304 removem quantidades crescentes de material dos painéis laterais 302 na direção T, desse modo, minimizando o peso da caixa da asa.

Em outra modalidade mostrada na figura 5, a longarina de refor- ço 105 tem um conjunto de furos 501 formados em seus painéis laterais 302, que são relativamente grandes na extremidade de origem da asa e, então, reduzem em tamanho antes de se tornarem relativamente grandes mais uma vez, em direção à extremidade de ponta da asa da longarina de reforço 105. A porção central da longarina de reforço onde os furos 501 são menores, desse modo, proporcionará maior integridade estrutural a um painel de asa anexo de modo a permitir carga adicional na parte central da asa. Isso pode ser requerido, por exemplo, para proporcionar um ponto de fixação para um motor ou outro equipamento onde há um ponto de entrada de carga para a longarina de reforço.

Em outra modalidade, os furos são centralizados ao longo de uma linha curva no plano dos painéis laterais. Em uma outra modalidade, os furos são centralizados em uma linha que converge com o plano do revesti- mento de asa. Em outra modalidade, os furos são de tamanho ou área ou volume constantes. Em uma outra modalidade, os furos são espaçados por distâncias variadas. Em outra modalidade, a área ou volume ou espaçamen- to dos furos é modificado em torno de um ponto de carga na longarina de reforço. Em outra modalidade, os conjuntos de furos são os mesmos em ca- da painel lateral, mas escalonados em relação um ao outro. Esse escalona- mento facilita a fixação de itens na longarina de reforço, como grampos de nervuras, que podem ser fixados sem usar fixações ocultas. Em outra moda- lidade, os furos são não circulares. Por exemplo, os furos podem ser ovói- des, triangulares, rombóides ou outra forma poliédrica. Em uma outra moda- lidade, os furos são proporcionados em apenas uma parte de um dos painéis laterais para pelo menos uma parte da longarina de reforço.

Os furos proporcionados nas modalidades da invenção também permitem a inspeção das superfícies interiores da longarina de reforço e ca- so contrário, seções ocultas de revestimento de asa. Além disso, os furos proporcionam ventilação para o espaço de outro modo encerrado. A ausên- cia dessa ventilação pode levar à corrosão. O controle ou a modificação do desempenho de uma longarina de reforço na maneira descrita reduz o ta- manho do envoltório de extrusão requerido para formar a longarina de refor- ço. Isso, portanto, reduz o material requerido para produzir uma longarina de reforço, quando comparado com processos de fabricação em que a seção transversal de uma longarina de reforço extrudada é modificada. Como será compreendido por aqueles habilitados na técnica, a usinagem da peça bruta de Iongarina de reforço pode ser realizada por qual- quer processo adequado, tal como laminação, gravação, abrasão, punção ou perfuração. Além disso, as Iongarinas de reforço podem ser formadas de qualquer material adequado, tal como um metal, liga de metal ou outro mate- rial não metálico adequado.

Embora a presente invenção tenha sido ilustrada pela descrição de suas modalidades, e embora as modalidades tenham sido descritas em detalhes consideráveis, não é a intenção do requerente restringir ou limitar de qualquer maneira o escopo das reivindicações anexas a esses detalhes. Vantagens e modificações adicionais prontamente aparecerão para aqueles habilitados na técnica. Portanto, a invenção em seus aspectos mais amplos não está limitada aos detalhes específicos de aparelho e método representa- tivos e exemplos ilustrativos mostrados e descritos. Em conseqüência, afas- tamentos podem ser feitos desses detalhes sem afastamento do espírito ou do escopo do conceito geral da invenção do requerente.

Claims

1. Longarina de reforço para uma asa de avião, compreendendo: dois flanges espaçados para fixação a um painel de revestimento da asa, os referidos flanges tendo extremidades internas opostas; dois painéis laterais, cada um integral com uma respectiva das extremidades internas dos referi- dos flanges e se estendendo para longe dos referidos flanges em planos convergentes; um painel de topo disposto em um plano em geral paralelo aos flanges e sendo integral com e interunindo os referidos painéis laterais; e pelo menos um dos referidos painéis laterais sendo perfurado para formar um conjunto de furos espaçados ao longo do comprimento da longarina de reforço.

2. Longarina de reforço de acordo com a reivindicação 1, em que o volume dos referidos furos varia ao longo da longarina de reforço.

3. Longarina de reforço de acordo com qualquer uma das reivin- dicações precedentes, em que o volume dos referidos furos aumenta em direção à extremidade da ponta da asa da referida longarina de reforço.

4. Longarina de reforço de acordo com qualquer uma das reivin- dicações precedentes, em que o volume dos referidos furos diminui em torno de um ponto de entrada de carga para a longarina de reforço.

5. Longarina de reforço de acordo com qualquer uma das reivin- dicações precedentes, em que os referidos furos são centralizados ao longo de uma linha reta.

6. Longarina de reforço de acordo com qualquer uma das reivin- dicações precedentes, em que os referidos furos são centralizados ao longo de uma linha curva.

7. Longarina de reforço de acordo com qualquer uma das reivin- dicações precedentes, em que ambos os referidos painéis laterais são perfu- rados.

8. Longarina de reforço de acordo com a reivindicação 7, em que o referido conjunto de furos em cada um dos referidos painéis laterais tem o mesmo tamanho e configuração.

9. Longarina de reforço de acordo com qualquer uma das reivin- dicações precedentes, em que os referidos furos circulares.

10. Longarina de reforço de acordo com qualquer uma das rei- vindicações precedentes, em que os centros dos referidos furos são espa- çados uniformemente.

11. Método para criar uma Iongarina de reforço para uma asa de avião compreendendo as etapas de: a) formação de uma peça bruta de Ion- garina de reforço tendo: um par de flanges espaçados para fixação a um painel de revestimento da asa, os flanges tendo extremidades internas opos- tas; um par de painéis laterais, cada um integral com uma respectiva de uma extremidade interna dos flanges e se estendendo para longe dos flanges em planos convergentes; um painel de topo, dispostos em um plano geralmente paralelo aos flanges e sendo integral com e interunindo os painéis laterais; e b) perfuração de pelo menos um dos painéis laterais para formar um conjun- to de furos espaçados ao longo do comprimento da Iongarina de reforço.

12. Método de acordo com a reivindicação 11, em que o volume dos referidos furos varia ao longo da Iongarina de reforço.

13. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 11 ou 12, em que o volume dos referidos furos aumenta em direção à extremi- dade da ponta da asa da referida Iongarina de reforço.

14. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações de 11 a 13, em que o volume dos referidos furos diminui em torno de um ponto de entrada de carga para a Iongarina de reforço.

15. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações de 11 a 14, em que os referidos furos são centralizados ao longo de uma linha reta.

16. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações de 11 a 15, em que os referidos furos são centralizados ao longo de uma linha curva.

17. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações de 11 a 16, em que ambos os referidos painéis laterais são perfurados.

18. Método de acordo com a reivindicação 17, em que o referido conjunto de furos em cada um dos referidos painéis laterais tem o mesmo tamanho e configuração.

19. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações de -11 a 18, em que os referidos furos são circulares.

20. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações de -11 a 19, em que os centros dos referidos furos são uniformemente espaça- dos.

21. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações de -11 a 20, em que a referida peça bruta de Iongarina de reforço é formada por extrusão.

22. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações de -11 a 21, em que a referida peça bruta de Iongarina de reforço é formada de um metal ou de uma liga de metal.