BRPI0809851A2 - Extremidade principal para aeronave feita de material composto - Google Patents
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Description
Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "BORDO DE ATAQUE PARA AERONAVE FEITO DE MATERIAL REFORÇADO DE COMPÓSITO".
Campo da Invenção
A presente invenção refere-se a um bordo de ataque para aero
nave feita de material compósito reforçado, além de um método de fabricação da mesma.
Antecedentes da Invenção
O material mais comumente utilizado para os bordos de ataque 10 reforçadas para aeronave é Glare, um laminado metálico de fibras reforçadas com fibra de vidro feitas de várias camadas finas de metal, normalmente alumínio, colocadas entre camadas pré-impregnadas de fibra de vidro, unidas por meio de uma resina tipo epóxi. As camadas pré-impregnadas unidirecionais podem ser alinhadas em diferentes direções para corresponder às 15 condições de reforço necessárias.
Glare pertence aos materiais aeroespaciais metálicos; não é um material compósito. Portanto, a aplicação e fabricação de Glare é muito similar ao do alumínio, possuindo muito pouco em comum com as estruturas de material compósito em termos de desenho, fabricação, inspeção e manutenção.
Nas aeronaves modernas, o custo de implementação de Glare é muito alto enquanto, ao mesmo tempo, sua capacidade de adaptação à exigência de capacidade de deformação e sua capacidade de absorção de energia proveniente dos impactos são extremamente complexas.
A presente invenção é, portanto, focada na solução dessas des
vantagens para o caso de os bordos de ataque para aeronave feitas de material compósito reforçado.
Sumário da Invenção
A presente invenção, portanto, propõe em um primeiro aspecto um bordo de ataque para aeronave feita de um material compósito no interior do revestimento ao qual é fixado um reforço tipo metálico, de forma que o custo de implementação desse material e de reforço do mesmo é muito menor do que o do Glare enquanto, ao mesmo tempo, possui uma capacidade melhor de adaptação à capacidade de deformação e uma maior absorção de energia decorrente de impactos, tipicamente devido a impactos com aves.
Portanto, os bordos de ataque feitas de um material compósito 5 de acordo com a invenção apresentam maior inércia antes da deformação devido a um determinado impacto, enquanto que, ao mesmo tempo, facilitam a distribuição da carga de impacto em uma superfície maior do que a superfície impactada, os ditos bordos de ataque sendo adicionalmente e facilmente configurados em termos de espessura e distribuição, fornecendo o reforço 10 tipo metálico dos bordos de ataque mencionados com um componente adicional para resistência contra o impacto fornecendo resistência progressiva à deformação.
De acordo com um segundo aspecto da invenção, um método de fabricação de um bordo de ataque reforçado para aeronave feita de um material compósito é proposto.
Outras características e vantagens da presente invenção serão deduzidas a partir da descrição detalhada a seguir de uma modalidade ilustrativa de seu objetivo com relação às figuras em anexo.
Descrição dos Desenhos A figura 1 ilustra um bordo de ataque para aeronave feita de ma
terial compósito com um reforço metálico tipo gradeado de acordo com a invenção;
A figura 2 ilustra um gabarito para obtenção de um bordo de ataque para aeronave feita de material compósito reforçado de acordo com a invenção;
A figura 3 ilustra o posicionamento do gabarito no bordo de ataque feito de material compósito a ser reforçado de acordo com a invenção;
A figura 4 ilustra de forma esquemática um bocal utilizado no processo de obtenção de um bordo de ataque para aeronave feita de material compósito de acordo com a invenção.
Descrição Detalhada da Invenção
A presente invenção, portanto, fornece um bordo de ataque 1 para aeronave feita de material compósito no interior do revestimento ao qual é fixado um reforço tipo metálico 2, de forma que o bordo de ataque 1 obtido tenha maior capacidade de se adaptar à capacidade de deformação e maior absorção de energia devido a impactos, tipicamente devido a impactos com aves.
O objetivo da invenção consiste na fixação no interior do bordo de ataque 1 de um reforço tipo metálico 2, preferivelmente uma grade, de forma que confira ao bordo de ataque reforçado 1 as propriedades e vantagens a seguir:
o custo de implementação desse material e o custo de seu refor
ço é muito menor do que o do Glare;
tem maior capacidade de adaptar à capacidade de deformação devido a impactos;
tem maior absorção de energia devido a impactos;
facilita a distribuição da carga de impacto em uma superfície
maior do que a superfície impactada, de forma que não é apenas o ponto de impacto que sofrerá devido ao efeito, mas, ao invés disso, é distribuída na maior parte das superfícies;
o gradeado metálico aderido pode ser facilmente configurado na espessura e distribuição;
fornece um componente adicional para resistência contra impacto fornecido pela resistência progressiva à deformação.
Essa solução é realizada por meio de um processo de metalização de superfície referido como pulverização metálica, a tecnologia e insta25 lações do qual são utilizadas para proteção superficial de vários tipos de superfícies. Esse processo consiste de fundição preferivelmente por meio de um arco elétrico 8, uma haste 7 de alumínio ou outro material, dentro de um fluxo intenso de gás inerte 6, que gera um jato fino de metal fundido expulso por um bocal 9 que adere firmemente à superfície em questão. O processo 30 de pulverização metálica anterior é um processo de revestimento de superfícies por meio do qual os materiais de revestimento em partículas metálicas ou não metálicas finas, fundidas ou semifundidas, são pulverizadas em um material de substrato preparado.
O material de revestimento pode ser fornecido em uma haste 7, um pó em uma corda ou cabo com um fio central. O equipamento de jato térmico gera o calor necessário juntamente com uma combinação de gases 5 e um arco elétrico 8. Quando as partículas de material de revestimento são fundidas, as mesmas são pulverizadas em tal velocidade que formam um fluxo 5 de jato no material de substrato a ser tratado. Quando as partículas alcançam o material de substrato, as mesmas formam uma série de camadas planas que combinam para formar uma estrutura laminar.
O fluxo 5 do material fundido solidifica na superfície do compo
nente para formar um revestimento denso aderido de forma firme ao mesmo.
Uma das vantagens principais desse processo é que os revestimentos podem ser utilizados quase que imediatamente sem tempo de cura ou secagem, não havendo qualquer risco de danos ao componente. Os re15 vestimentos possuem adicionalmente um alto nível de fixação ao material de substrato enquanto, ao mesmo tempo, o uso de apenas ar comprimido 6 e eletricidade torna o custo-benefício desses revestimentos melhor.
Pela colocação de um gabarito 3 no percurso do jato, esse gabarito sendo preferivelmente descartável após cada uso, um gradeado com 20 espessura variável pode ser obtido depois de várias camadas com diferentes gabaritos 3, a espessura sendo maior quanto mais distante o nariz estiver do bordo de ataque, ou o tamanho quadrado do gradeado 4 sendo variável, por exemplo, sendo menor quanto mais distante o nariz estiver do bordo de ataque, para fins de obtenção da facilidade de deformação do bordo de ataque, 25 envolvendo a maior superfície possível na absorção de energia, e, portanto, menor probabilidade de quebra.
É, da mesma forma, possível se metalizar utilizando-se o processo de pulverização de metal em um gabarito autônomo 3 feito de um material solúvel, de forma que uma vez que o gradeado metálico 2 é obtido, o gradeado mencionado 2 pode ser implementado em partes no interior do bordo de ataque 1 de modo a reforçar a mesma.
O gabarito 3 deve ser capaz de ser manuseado para fins de sua instalação, uso e remoção, de modo que seja preferivelmente construído a partir de um material metálico laminado fino.
De acordo com um segundo aspecto da invenção, um método de fabricação de um bordo de ataque 1 com um reforço metálico 2 para a aeronave feita de material compósito é proposto, compreendendo as seguintes etapas:
a) preparação de um gabarito 3 com a placa de estêncil de reforço ou gradeado 2 a ser posicionado contra o interior no bordo de ataque 1;
b) posicionamento do gabarito 3 no interior do bordo de ataque 1
a ser reforçada;
c) pulverização por meio de pulverização metálica de um jato fino de metal fundido no gabarito 3 localizado dentro do bordo de ataque 1 a ser reforçada;
d) solidificação de material fundido na superfície do bordo de
ataque 1 para formar um revestimento denso aderido fortemente ao mesmo;
e) remoção do gabarito 3 do bordo de ataque 1.
Quaisquer modificações compreendidas dentro do escopo definido pelas reivindicações em anexo podem ser introduzidas na modalidade
preferida descrita acima.
Claims (10)
1. Bordo de ataque (1) para aeronave, feito de material compósito, caracterizado pelo fato de que este compreende, em sua face interna, um reforço do tipo metálico (2) firmemente aderido à face interna mencionada do bordo de ataque (1) disposta de tal forma que confere ao bordo de ataque (1) melhor capacidade para adaptar-se a deformabilidade e maior absorção de energia devido a impactos.
2. Bordo de ataque (1) para aeronave feita de material compósito, de acordo com reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o reforço metálico (2) tem uma forma de grade (4).
3. Bordo de ataque (1) para aeronave feita de material compósito, de acordo com as reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o reforço (2) é feito de alumínio.
4. Bordo de ataque (1) para aeronave feita de material compósito, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que o reforço (2) tem espessura variável.
5. Bordo de ataque (1) para aeronave feito de material compósito, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que a espessura do reforço (2) é maior à medida que o nariz está mais distante do bordo de ataque (1).
6. Bordo de ataque (1) para aeronave feito de material compósito, de acordo com reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o tamanho da grade metálica (4) é variável.
7. Bordo de ataque (1) para aeronave feito de material compósito, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que o tamanho da grade metálica (4) é menor à medida que o nariz está mais distante do bordo de ataque (1), com o propósito de facilitar a deformação do bordo de ataque (1) e envolver a superfície maior possível na absorção de energia após um impacto.
8. Método de fabricação de um bordo de ataque (1) com um reforço metálico (2) para aeronave, feito de material compósito, compreendendo as seguintes etapas: a) preparar um modelo (3) com a chapa estêncil do reforço ou grade (2, 4) a ser posicionado contra o interior no bordo de ataque (1); b) posicionar o modelo (3) no lado de dentro do bordo de ataque (1) para ser reforçada; c) pulverizar por meio de uma metalização por projeção um jato fino de metal derretido no modelo (3) localizado dentro do bordo de ataque (1) para ser reforçado; d) solidificar o material derretido na superfície do bordo de ataque (1) para formar um revestimento denso aderido fortemente a esta; e) remover o modelo (3) do bordo de ataque (1).
9. Método de fabricação de um bordo de ataque (1) com um reforço metálico (2) para aeronave feito de material compósito, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que o modelo (3) é um modelo independente feito de um material solúvel, de tal forma que uma vez que o reforço metálico ou a grade (2, 4) é obtida, o reforço metálico mencionado ou a grade (2, 4) é implementada em peças no interior do bordo de ataque (1) de modo a reforçá-la.
10. Método de fabricação de um bordo de ataque (1) com um reforço metálico (2) para aeronave, feito de material compósito, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que o modelo (3) é construído com um material de metal de folha fina para facilitar sua colocação, uso e remoção.
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