ES2199590T3 - Un metodo de construir un revestimiento para un miembro de un cuerpo, tal como una aeronave. - Google Patents

Abstract

Un método de construcción de un revestimiento para un elemento de un cuerpo tal como un avión, estando el método caracterizado por proporcionar, a partir de un tejido multiaxial (10, 12), primera y segunda piezas (A, A1) conformadas para corresponderse respectivamente con la forma del elemento (30), que ha de ser recubierto por el revestimiento y con la forma de un elemento similar (32) en el lado opuesto del cuerpo (33), e invertir una de las piezas (A) y situarla sobre la otra (A1), para formar un revestimiento (SK) para el elemento (30).

Description

Un método de construir un revestimiento para un miembro de un cuerpo, tal como una aeronave.

La invención se refiere a un método de construcción de un revestimiento para una parte o elemento de un cuerpo, por ejemplo, el revestimiento de un ala de un avión.

Es conocida la producción de revestimientos de ala a partir de compuestos estratificados. Tales estratificados o laminados son producidos por un proceso conocido en el estado de la técnica como ``laying up'' (deposición en capas) usando, por ejemplo, cinta de fibra de carbón. La cinta es depositada por capas de una manera multi-axial por una máquina de deposición de cintas, que proporciona un alto grado de exactitud. El término multi-axial significa que son colocadas capas alternas de cinta por la máquina en varias distintas direcciones para producir un tejido de revestimiento que proporciona una resistencia óptima en las direcciones requeridas. Las direcciones más comúnmente usadas para la fabricación del revestimiento de un ala son 0º (en el sentido de la envergadura del ala), \pm 45º, -45º y 90º (sustancialmente en el sentido de la cuerda). Tal método es, por ejemplo, revelado en la patente US-A-4741943 y representa el preámbulo de la reivindicación 1.

Para que el revestimiento pueda exhibir características correctas cuando está en posición de funcionamiento, es decir, el ala completamente construida, es deseable que el estratificado que forma los revestimientos esté equilibrado o compensado. Por ejemplo, considerando el caso de un revestimiento multi-axial, que tiene ocho capas o pliegues, una deposición en capas equilibrada de lado a lado podría ser como sigue:

+ 45º . - 45º . 90º . 0º . 0º . 90º . - 45º . + 45º

El proceso de deposición en capas es lento y un objeto de la presente invención es permitir una disposición del estratificado equilibrado para que sea construido más rápida y fácilmente que el conocido hasta ahora.

De acuerdo con un primer aspecto de la invención, se proporciona un método de construcción de un revestimiento para un elemento de un cuerpo, tal como un avión comprendiendo el método proporcionar, a partir de un tejido multi-axial, primera y segunda piezas conformadas para corresponderse, respectivamente, con la forma del elemento que ha de ser cubierto por el revestimiento y a la de un elemento similar del lado opuesto del cuerpo, así como invertir una de las piezas y situarla contra la otra para proporcionar el revestimiento.

Usando el método en concordancia con la invención, la colocación de una de las piezas contra la otra produce una disposición equilibrada del estratificado como se ha descrito más arriba. Asimismo, un revestimiento que sustancialmente duplica el espesor de cada una de las piezas separadas puede ser fabricado sin tener que producir el revestimiento por un simple proceso de deposición en capas, reduciéndose así el tiempo de producción.

El método puede incluir formas tercera y de cuarta piezas a partir de un tejido multiaxial, conformado

\hbox{para}

corresponderse, respectivamente, con la forma del elemento que ha de ser cubierto por el revestimiento y con la forma de la parte similar en el lado opuesto del cuerpo, e invertir una de las piezas tercera y cuarta y situarla sobre la otra para formar un revestimiento para el elemento similar.

El método puede incluir además formar las piezas a partir de áreas del tejido que se sitúan cada una a lo largo de las otras. De este modo, las pérdidas del tejido son minimizadas.

Las áreas del tejido son preferentemente alargadas y preferiblemente extendidas sustancialmente en una dirección longitudinal común. En tal caso, el método puede incluir formar el tejido multiaxial con una capa de fibras de 0º extendidas en la dirección longitudinal de dichas áreas.

Preferiblemente, el método incluye formar el tejido multiaxial uniendo conjuntamente los bordes de una pluralidad de tejidos fabricados por un proceso de deposición en capas. En tal caso, el método puede incluir la producción de al menos una de las piezas primera y segunda de tal forma que dicha pieza sea formada parcialmente a partir de uno de dicha pluralidad de tejidos y parcialmente a partir del otro unido al mismo. La unión entre los dos tejidos discurre preferiblemente en una de las direcciones axiales del tejido multiaxial. Por ejemplo, en la dirección de 0º.

En una realización preferida, el elemento es una superficie sustentadora o perfil aerodinámico como el ala de un cuerpo y el método incluye conformar la primera y segunda piezas de modo que se correspondan, respectivamente, con la forma de la vista en planta de la superficie sustentadora y a la de una superficie sustentadora similar del lado opuesto del cuerpo, invertir una de las piezas y situarla contra la otra para proporcionar el revestimiento de una de las superficies sustentadoras.

De acuerdo al segundo aspecto de la invención, se proporciona un revestimiento para un elemento de un cuerpo, tal como un avión, siendo el revestimiento construido en concordancia con el método del primer aspecto de la invención o de cualquiera de las cláusulas relacionadas con ella.

De acuerdo al tercer aspecto de la invención, se proporciona una superficie sustentadora aerodinámica de avión que tiene un revestimiento fabricado en concordancia con el método del primer aspecto de la invención o cualquiera de las cláusulas relacionadas con ella.

Un método en concordancia con la invención será ahora descrito por medio de un ejemplo con referencia a los dibujos que se acompañan, en los que:

La figura 1 es una vista en planta de un tejido multiaxial que tiene en él un patrón de revestimiento de las alas para ambos lados de las alas de un avión y mostrado parcialmente arrancado;

La figura 2 es una vista en perspectiva en la forma de un corte parcial que muestra la forma en la que dos piezas recortadas a partir del tejido han sido invertidas y situadas una sobre la otra para formar un revestimiento de ala;

La figura 3 muestra una sección transversal a mayor escala a través del revestimiento de ala mostrado en la figura 2, tomada por la línea III-III en la figura 2; y

La figura 4 es una vista frontal esquemática de un avión que tiene revestimientos de ala fabricado por el método de la presente invención.

\newpage

Mirando la figura 1, se proporcionan dos secciones o tramos 10, 12 del tejido multiaxial. Cada tramo del tejido tiene una capa de 0º, 14, una capa de -45º, 16, y una capa de + 45º, 18. Tal tejido es también revelado en el documento EP-A-1112176.

Las dos secciones o tramos de tejido 10, 12 son unidos conjuntamente a lo largo de una línea de junta 20. Asimismo, la línea de junta es revelada en la anteriormente mencionada solicitud y el lector es dirigido a la memoria de ella para detalles más completos de la junta. La junta no será descrita en detalle en la presente solicitud.

Los dos tramos del material 10, 12 son unidos conjuntamente de tal forma que sus capas de 0º, 14, forman la superficie superior del tejido como es visto en la figura 1, y las capas de + 45º forman la superficie inferior del tejido.

Un patrón de revestimiento de ala alargado es aplicado a los tejidos unidos 10, 12 para formar cuatro áreas discretas B, B1 y A, A1. Las áreas A, A1 son sustancialmente imágenes especulares cada una de la otra y las áreas B, B1 son, del mismo modo, sustancialmente imágenes especulares cada una de la otra. Los patrones A, A1 corresponden sustancialmente a formas vistas en planta del revestimiento de ala para las alas del lado derecho e izquierdo 30, 32, respectivamente, y los patrones B, B1 corresponden similarmente a formas vistas en planta del revestimiento de la ala para las respectivas alas del lado derecho e izquierdo.

Las áreas son entonces recortadas para producir cuatro piezas. En la realización ilustrada se indica que la línea de junta 20 discurre a lo largo de cada pieza. La capa de 0º discurre longitudinalmente hacia las cuatro áreas preferiblemente en paralelo con la línea de junta 20.

La pieza recortada A, que corresponde a la forma del ala del lado derecho 30, puede ser invertida alrededor de su borde interior 22 y colocarse por encima sobre la pieza recortada A1 que corresponde a la forma del ala del lado izquierdo 32 o puede ser invertida alrededor de su borde delantero o de ataque 24 y ser situada sobre B1. Similarmente, la pieza cortada B, que corresponde a la forma del ala del lado derecho 30, puede ser invertida alrededor de su borde exterior 26 y situada sobre la pieza recortada B1, que corresponde a la forma del ala del lado izquierdo o ser invertida alrededor de su borde de ataque 28 y ser situada sobre A1. Esta última disposición está mostrada en la figura 2. Siguiendo el proceso de inversión, el corte transversal del revestimiento del ala adoptará la forma mostrada en la figura 3, que muestra una disposición equilibrada del estratificado como sigue:

\dotable{\tabskip\tabcolsep#\hfil\+\hfil#\+\hfil#\+\hfil#\+\hfil#\+\hfil#\+\hfil#\tabskip0ptplus1fil\dddarstrut\cr}{
 Estratificado \+ 18 \+ 16 \+ 14 \+ 14 \+ 16 \+ 18\cr  Ejes \+ + 45º
\+ - 45º \+ 0º \+ 0º \+ - 45º \+ +
45º\cr}

Las secciones en corte transversal de varios tejidos, como se muestran en la figura 3, pueden ser producidas y colocadas una encima de otra para formar un revestimiento todavía más grueso del ala y, si se desea, el revestimiento del ala puede ser gradualmente estrechado desde el extremo de raíz del ala hasta el extremo de punta del ala, reduciendo el número de estratificados hacia el extremo de punta del ala. Cuando se usa cinta para producir el tejido, la cinta es normalmente pre-impregnada con resina epoxídica, que esté en un estado no curado en el proceso de deposición en capas y cuando se recorta para producir las piezas A, A1, B, B1. Una vez que se alcanza el espesor deseado de revestimiento, los revestimientos de ala son entonces colocados en un autoclave bajo calor y presión para comprimir las capas del tejido, creando una unión entre ellas y efectuar el curado de la resina epoxídica, para completar el revestimiento. El revestimiento del ala puede, sin embargo, ser formado a partir de capas de tejido para las cuales una matriz de unión apropiada es aplicada como se describe en nuestra anteriormente descrita solicitud.

Construyendo cuatro revestimientos del ala como se muestra en la figura 2 y como se indica en SK, los revestimientos, cuando son curados, pueden ser orientados y usados para formar las superficies inferiores y superiores sobre las alas 30, 32, que se extienden desde el fuselaje 33 de un avión, como se muestra en la figura 4.

Si se desea, las piezas A, B pueden ser fabricadas a partir de la primera pieza de tejido 34 y las piezas A, B a partir de una segunda pieza separada del tejido 35, en lugar de a partir de una pieza continua.

Disponiendo las áreas A, B y A1 y B1 cada una a lo largo de las otras, de la manera mostrada en la figura 1, se hace el máximo uso del tejido con el mínimo desperdicio. Asimismo, como el espesor del revestimiento puede ser efectivamente duplicado mediante la colocación de una pieza sobre otra, es necesario solamente colocar el tejido básico 10, 12, en lugar de tener que colocar los tejidos de doble espesor, ahorrando así el tiempo de deposición.

Si se desean piezas discretas más pequeñas de A, A1, B, B1, pueden ser fabricadas a partir de sencillas longitudes del tejido no unidas en 20 y pueden ser dispuestas de una manera similar para minimizar las pérdidas. Sin embargo, el uso de tejidos unidos 10, 12, es particularmente más ventajoso, ya que el tiempo de construcción del revestimiento del ala es reducido al hacerlo así.

Claims (14)

1. Un método de construcción de un revestimiento para un elemento de un cuerpo tal como un avión, estando el método caracterizado por proporcionar, a partir de un tejido multiaxial (10, 12), primera y segunda piezas (A, A1) conformadas para corresponderse respectivamente con la forma del elemento (30), que ha de ser recubierto por el revestimiento y con la forma de un elemento similar (32) en el lado opuesto del cuerpo (33), e invertir una de las piezas (A) y situarla sobre la otra (A1), para formar un revestimiento (SK) para el elemento (30).

2. Un método de acuerdo con la reclamación 1, que se caracteriza por proporcionar tercera y cuarta piezas (B, B1) a partir de un tejido multiaxial (10, 12), siendo las piezas conformadas de tal forma que se correspondan respectivamente con la forma del elemento (30) que ha de ser recubierto por el revestimiento y con la forma de un elemento similar (32) en el lado opuesto del cuerpo (33), e invertir una de las piezas tercera y cuarta (B) y situarla sobre la otra (B1) para formar un revestimiento (SK) para el elemento similar (32).

3. Un método de acuerdo con la reivindicación 2, que se caracteriza por formar la primera pieza (A) y la tercera piezas (B) a partir de áreas del tejido que se sitúan cada una a lo largo de la otra.

4. Un método de acuerdo con la reivindicación 2 ó 3, que se caracteriza por formar la segunda pieza (A1) y la cuarta pieza (B1) a partir de las áreas del tejido (10, 12) que se sitúan cada una a lo largo de la otra.

5. Un método de acuerdo con la reivindicación 3 ó 4, en la cual las piezas son de forma alargada y las áreas del tejido son alargadas y se extienden sustancialmente en una dirección longitudinal común.

6. Un método de acuerdo a la reivindicación 4 ó 5, que se caracteriza por formar un tejido multiaxial (10, 12) con una capa de fibras de 0º que se extienden en la dirección longitudinal de las dichas áreas
de la misma.

7. Un método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, que se caracteriza por formar un tejido multiaxial uniendo conjuntamente los bordes de una pluralidad de tejidos, por ejemplo, mediante un proceso de deposición en capas (laying up).

8. Un método de acuerdo a la reivindicación 7, que se caracteriza por producir al menos una de la primera y segunda piezas (A, A1), en tal forma que dicha pieza (A) se forma parcialmente a partir de una de la mencionada pluralidad de tejidos (10, 12) y parcialmente de otro unido a él.

9. Un método de acuerdo a la reivindicación 7 u 8, en la cual una junta o unión (20) entre los dos tejidos (10, 12) discurre en una de las direcciones axiales del tejido multiaxial.

10. Un método de acuerdo a la reivindicación 9, en la cual la junta (20) entre los dos tejidos (10, 12) discurre en la dirección de 0º.

11. Un método de acuerdo a cualquiera de las precedentes reivindicaciones, en el que el elemento es una superficie sustentadora o perfil aerodinámico en el cuerpo y porque el método incluye conformar la primera y segunda piezas (A, A1) de tal forma que se correspondan respectivamente con la forma de la vista en planta de la superficie sustentadora (30) y con la de una superficie sustentadora similar en el lado opuesto del cuerpo (33), e invertir una de las piezas (A) y situarla sobre la otra (A1) para proporcionar un revestimiento para una de las superficies sustentadoras.

12. Un método de acuerdo a cualquiera de las reivindicaciones precedentes, que se caracteriza por unir conjuntamente las piezas (A, A1; B, B1) después de colocarlas una sobre otra.

13. El uso de un revestimiento obtenible por el método de cualquiera de las reivindicaciones 1 al 11 para una superficie sustentadora, tal como un ala.

14. El uso de un revestimiento obtenible por el método de cualquiera de las reivindicaciones 1 al 11 para un avión.