ES2236460T3 - Dispositivo de recuperacion de esfuerzos generados por un motor de aeronave. - Google Patents

Dispositivo de recuperacion de esfuerzos generados por un motor de aeronave.

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ES2236460T3 ES02291443T ES02291443T ES2236460T3 ES 2236460 T3 ES2236460 T3 ES 2236460T3 ES 02291443 T ES02291443 T ES 02291443T ES 02291443 T ES02291443 T ES 02291443T ES 2236460 T3 ES2236460 T3 ES 2236460T3
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Abstract

Dispositivo de recuperación de esfuerzos generados por un motor de aeronave, que comprende un mástil de reactor (10) susceptible de ser fijado a una estructura de la aeronave, y al menos un dispositivo de enganche (12) fijado al mástil de reactor (10) y capacitado para soportar el motor, incluyendo el dispositivo de enganche (12) un herraje intermedio (24) fijado al mástil de reactor (10) con primeros medios de fijación (28), que se caracteriza porque el mástil de reactor (10) incluye, frente al dispositivo de enganche (12), varios herrajes de mástil (30) independientes unos de otros, estando el herraje intermedio (24) fijado a cada uno de los herrajes de mástil (30) a través de los primeros medios de fijación (28).

Description

Dispositivo de recuperación de esfuerzos generados por un motor de aeronave.
Campo técnico
La invención se refiere a un dispositivo concebido para recuperar los esfuerzos generados por un motor de aeronave, con el fin de retransmitirlos a una estructura de la aeronave, tal como un elemento del plano de sustentación o del fuselaje, a través de un mástil de reactor.
De manera más precisa, la invención se refiere a un dispositivo encargado de recuperar el par motor, así como los esfuerzos generados por el motor según las direcciones lateral y vertical con relación a un eje longitudinal del motor.
Estado de la técnica
Los motores que equipan las aeronaves, están suspendidos bajo el plano de sustentación, o enganchados lateralmente en el fuselaje por medio de un mástil de reactor.
La unión entre el motor y el mástil de reactor, está asegurada por sistemas generalmente constituidos por dos o tres dispositivos de enganche complementarios, cada uno de los cuales cumple una función distinta.
Los documentos US-A-5 620 154, US-A-5 275 357 y US-A-6 059 227, describen diferentes dispositivos de enganche conocidos. Cada uno de estos dispositivos comprende una estructura de enganche principal y una estructura de enganche de socorro. La estructura de enganche principal asegura la transmisión de los esfuerzos durante el funcionamiento normal, es decir, cuando todas las piezas del dispositivo están intactas. La estructura de enganche de socorro ha sido prevista para asegurar la continuidad de la función de transmisión de los esfuerzos entre el motor y el avión en caso de rotura de una de las piezas de la estructura de enganche principal.
Los dispositivos de enganche existentes, tales como los que se ilustran mediante los documentos citados anteriormente, comprenden habitualmente un herraje intermedio, fijado al mástil de reactor, por ejemplo mediante tornillos, y al menos dos bielas provistas de rótula, que aseguran la unión entre el herraje y el motor. El montaje con rótula de las bielas sobre el herraje y sobre el motor, permite evitar que la estructura recupere esfuerzos según el eje longitudinal del motor.
Los dispositivos de enganche existentes, se fijan por una parte al motor y por otra parte al mástil de reactor. Éste constituye la interfaz de conexión entre el conjunto propulsor, constituido por el motor y la barquilla que lo rodea, y la estructura de la aeronave, constituida por el plano de sustentación o el fuselaje.
De manera más precisa, el mástil de reactor permite transmitir al avión los esfuerzos generados por el motor. También asegura el direccionamiento del carburante, de la electricidad, de la hidráulica y del aire entre el motor y la aeronave. Por añadidura, debe cumplir con diferentes limitaciones tales como una resistencia aerodinámica, una masa y un coste mínimos para una seguridad máxima.
Habitualmente, un mástil de reactor comprende dos sub-conjuntos formados por una estructura primaria y una estructura secundaria, así como los equipamientos.
La estructura primaria del mástil de reactor está constituida por un esqueleto y por paneles laterales. La misma asegura la transmisión a la estructura de la aeronave, de los esfuerzos ejercidos por el motor. Por esta razón, su rigidez debe ser importante.
La estructura secundaria del mástil de reactor comprende todos los elementos de chapistería que se han añadido a la estructura primaria. Estos elementos cumplen diferentes funciones, tales como funciones aerodinámicas (con el fin de limitar la resistencia aerodinámica debida al mástil de reactor), funciones de protección y de segregación de los sistemas que atraviesan el mástil de reactor, funciones de accesibilidad a los órganos de la estructura primaria, etc.
En los aviones modernos, la estructura primaria del mástil de reactor es de tipo "cajón". La misma comprende un larguero inferior, un larguero superior delantero, un larguero superior trasero, y nervaduras de conexión de los citados largueros y de los paneles laterales que encierran el mástil de reactor. En ciertos casos, se interpone un herraje intermedio entre el dispositivo de enganche del motor y el mástil de reactor. Éste se fija generalmente en uno de los herrajes por medio de cuatro bulones.
En esta disposición conocida, los esfuerzos generados por el motor son transmitidos desde el herraje intermedio hasta el cajón del mástil, y después al plano de sustentación o al fuselaje a través de los cuatro bulones, de la nervadura y de los paneles laterales del mástil de reactor. La nervadura cumple con la función de estabilización de los paneles laterales, solicitados en cuanto a tracción y compresión.
Si se utiliza un motor que genera esfuerzos más importantes que en los aviones ya existentes, tal como un motor que presente una masa y un nivel de empuje incrementados con relación a los motores existentes, todos los elementos activos del dispositivo de enganche del motor y del mástil de reactor deben ser capaces de recuperar estos esfuerzos y transmitirlos al plano de sustentación o al fuselaje.
Para poder recuperar los esfuerzos generados por el aumento de la masa y del nivel de empuje de nuevos motores, es necesario aumentar el número de fijaciones entre el mástil y el dispositivo de enganche del motor. El número de fijaciones puede ser doblado, por ejemplo. A causa de este aumento, se puede aumentar el tamaño del herraje que recibe estas fijaciones, y rigidizarlo.
Esto puede entonces conducir a aumentar las dimensiones de la nervadura del mástil de reactor a través de la cual son transmitidos habitualmente los esfuerzos al plano de sustentación o al fuselaje, para tener en cuenta el cambio de dimensiones del herraje intermedio y el aumento de los esfuerzos a recuperar.
Sin embargo, las grandes dimensiones alcanzadas entonces por la nervadura, conducirían a problemas importantes. Así, la mecanización de una pieza de tan grandes dimensiones, es difícil y muy larga, puesto que hay que mecanizar en la masa. Además, una pieza de este tipo es pesada, voluminosa y cara. Por otra parte, resulta difícil de montar. Por último, los esfuerzos transitan a través de todo el herraje, y no tienen dirección de encaminamiento privilegiada. Esto impone utilizar un herraje rígido en su totalidad, para evitar problemas de grietas y de rotura, lo que aumenta aún más su masa.
Exposición de la invención
La invención tiene precisamente por objeto un dispositivo de recuperación de esfuerzos generados por un motor de aeronave, cuya concepción original le permite simplificar su mecanización y su montaje, y limitar su masa, su volumen y su coste, cuando el dimensionamiento del motor conduce a un aumento de las dimensiones del herraje intermedio.
De acuerdo con la invención, este resultado se obtiene por medio de un dispositivo de recuperación de esfuerzos generados por un motor de aeronave, que comprende un mástil de reactor capacitado para ser fijado a una estructura de la aeronave, y al menos un dispositivo de enganche fijado al mástil de reactor y capaz de soportar el motor, incluyendo el dispositivo de enganche un herraje intermedio fijado al mástil por medio de primeros medios de fijación, que se caracteriza porque el mástil de reactor incorpora, frente al dispositivo de enganche, varios herrajes de mástil independientes unos de otros, estando el herraje intermedio fijado a cada uno de los herrajes de mástil por medio de los primeros medios de fija-
ción.
Esta disposición permite transmitir los esfuerzos a través de herrajes de mástil simétricos y de pequeñas dimensiones, cuya mecanización es fácil y rápida. Además, estos herrajes de mástil independientes son más ligeros y por ello más fáciles de manipular y montar en el mástil.
La independencia de los herrajes de mástil permite canalizar el direccionamiento de los esfuerzos del dispositivo de enganche hacia el plano de sustentación o el fuselaje, en una sola dirección principal. Se asegura así una mejor repartición de los esfuerzos. Cada uno de los herrajes de mástil está así solicitado de manera equilibrada, lo que le evita una fatiga estructural perjudicial.
De manera convencional, el mástil de reactor incluye generalmente también un larguero inferior. Los primeros medios de fijación comprenden también, ventajosamente, bulones que unen el herraje intermedio con los herrajes de mástil a través del larguero inferior.
Habitualmente, el mástil de reactor incluye también, por lo general, dos paneles laterales. Con preferencia, estos paneles están entonces, respectivamente, fijados a los herrajes de mástil independientes por medio de segundos medios de fijación.
En un modo de realización preferido de la invención, el herraje intermedio se fija a dos pares de herrajes de mástil independientes, por medio de los primeros medios de fijación.
Ventajosamente, en este modo de realización preferida de la invención, el mástil de reactor incluye, además, una nervadura de rigidización, situada entre los dos pares de herrajes de mástil independientes, y fijada a éstos por medio de terceros medios de fijación.
Breve descripción de los dibujos
Ahora se va a describir, a título de ejemplo ilustrativo y no limitativo, un modo de realización preferida de la invención, con referencia a los dibujos anexos, en los que:
La Figura 1 es una vista en perspectiva, despiezada, que representa un dispositivo de recuperación de esfuerzos conforme a la invención, y
La Figura 2 es una vista en perspectiva que representa, con mayor detalle, la parte baja de un herraje de mástil utilizado en el dispositivo de la Figura 1, así como las piezas contiguas.
Descripción detallada de un modo de realización preferida de la invención
Según ilustra esquemáticamente, y de forma intencionadamente incompleta la Figura 1, un dispositivo de recuperación de esfuerzos conforme a la invención comprende un mástil de reactor 10 y un dispositivo de enganche 12.
El mástil de reactor 10 está previsto para ser fijado a un elemento de la estructura de una aeronave, tal como un elemento de plano de sustentación o de fuselaje. Esta fijación está asegurada con medios conocidos, que no forman parte de la invención. Para facilitar la lectura de la Figura 1, la parte superior del mástil de reactor 10 que integra los medios de fijación de éste a la estructura de la aeronave, ha sido omitida voluntariamente.
Más precisamente, en la Figura 1 se ha representado únicamente el larguero inferior 14, uno sólo de los dos paneles laterales, y las piezas del mástil de reactor 10 que aseguran la recuperación de los esfuerzos, conforme a la invención. Estas piezas serán descritas con mayor detalle en lo que sigue.
El dispositivo de enganche 12 sirve de interfaz entre el motor (no representado) de la aeronave, y el mástil de reactor 10. De manera más precisa, en el modo de realización representado a título de ejemplo en las Figuras, ha sido concebido para recuperar el par motor, así como los esfuerzos ejercidos según las direcciones lateral y vertical (en el caso de un motor suspendido del plano de sustentación) con relación al eje longitudinal del motor. A este efecto, el dispositivo de enganche 12 ha sido previsto para ser fijado al motor a través de medios conocidos (no representados), y se ha fijado al mástil de reactor 10 de la manera que se describirá con mayor detalle en lo que
sigue.
La estructura y disposición del dispositivo de enganche 12 son, en lo esencial, convencionales. No serán, por tanto, objeto de descripción detallada.
Para la buena comprensión de la invención, se recuerda que este dispositivo comprende una zapata 18, así como al menos dos bielas con rótula 20, que aseguran la conexión entre el motor y la zapata 18 según direcciones circunferenciales con relación al motor. En el modo de realización representado, el dispositivo de enganche 12 comprende igualmente dos bielas con rótula 22 que unen la zapata 18 con el motor según direcciones orientadas oblicuamente con relación al eje longitudinal del motor.
La zapata 18 del dispositivo de enganche 12 se fija al mástil de reactor 10 con la interposición de un herraje intermedio 24. De manera más precisa, la zapata 18 se fija a un herraje intermedio 24 con medios de fijación materializados, por ejemplo, mediante bulones 26.
La invención se aplica, en especial, al caso en que los esfuerzos generados por el motor, por ejemplo debidos a su empuje y a su masa, son más elevados que en la mayor parte de los aviones existentes. Por esta razón, se puede aumentar el tamaño del herraje intermedio 24, doblando sus dimensiones, por ejemplo con respecto a las de los herrajes intermedios utilizados habitualmente, con el fin de obtener una rigidez satisfactoria. En consecuencia, se utilizan, con preferencia, ocho bulones 26 para fijar el herraje intermedio 24 a la zapata 18, en lugar de los cuatro
habituales.
El herraje intermedio 24 se fija al mástil de reactor 10 con medios de fijación tales como los bulones 28. En el caso representado, en el que las dimensiones del herraje intermedio 24 se han doblado con respecto a las de un herraje convencional de la técnica anterior, se utilizan ocho bulones 28 en lugar de los cuatro habituales.
Como muestran claramente las Figuras 1 y 2, el mástil de reactor 10 incluye asimismo, de acuerdo con la invención, herrajes de mástil independientes 30 que aseguran la recuperación de los esfuerzos transmitidos al mástil de reactor por el herraje intermedio 24.
De manera más precisa, cuatro herrajes de mástil independientes 30 han sido montados encima del larguero inferior 14, en la parte de éste que está suspendida por encima del herraje intermedio 24. Así, un par de herrajes de mástil independientes 30 se extienden hacia arriba a partir del larguero inferior 14, a lo largo de cada uno de los paneles laterales 16, y por el interior de éste.
El herraje intermedio 24, se ha fijado a cada uno de los mástiles 30 por medio de dos bulones 28, de tal modo que cada bulón 28 atraviesa orificios alineados (no representados), formados a este efecto en el herraje intermedio 24, en el larguero inferior 14, y en el herraje de mástil 30.
Además, medios de fijación tales como los bulones 32, atraviesan orificios alineados (no representados) formados en los herrajes de mástil 30 y en los paneles laterales 16. Estos bulones 32 solidarizan los herrajes de mástil independientes 30 con los paneles laterales 16.
Según ilustran las Figuras, se ha montado una nervadura de sostén 34 entre los dos pares de herrajes de mástil independientes 30, con el fin de conservar la geometría del mástil. La nervadura de sostenimiento 34 no hace transitar ningún esfuerzo. La misma no tiene necesidad de ser rígida, ni estar dimensionada en función de los esfuerzos a transmitir entre el motor y la estructura del avión.
La nervadura de rigidización 34 se ha fijado a los herrajes de mástil independientes 30 con medios de fijación tales como los bulones 36. La misma se ha fijado igualmente al larguero inferior 14 del mástil de reactor 10 con medios de fijación tales como los bulones 38. Además, la nervadura de rigidización 34 incluye, de manera conocida, un vaciado central 40 que permite el paso de cables, canalizaciones u otros, tales como cables eléctricos, por el interior del mástil de reactor 10.
En la disposición que se acaba de describir con referencia a las Figuras 1 y 2, los bulones 26 permiten hacer transitar los esfuerzos generados por el motor hacia el herraje intermedio 24. Estos esfuerzos, son transmitidos a continuación desde el herraje intermedio 24 hacia los herrajes de mástil 30, a través de los bulones 28. Para terminar, los esfuerzos citados anteriormente son transmitidos desde los herrajes de mástil 30 hasta los paneles laterales 16 por medio de los bulones 32.
Por consiguiente, a diferencia de los dispositivos de recuperación de esfuerzo convencionales, los herrajes de mástil 30 permiten direccionar los esfuerzos según una dirección de encaminamiento principal privilegiada. La mayor parte de los esfuerzos transita así por los herrajes de mástil 30 y los bulones 32, hacia los paneles laterales 16. A la inversa, sólo una pequeña parte de los esfuerzos transita hacia la nervadura de rigidización 34 a través de los bulones 36, lo que no afecta a la integridad de la citada nervadura, la cual está presente solamente para rigidizar el conjunto y no ha sido dimensionada para hacer transitar los esfuerzos.
Bien entendido, la invención no está limitada al modo de realización que se acaba de describir a título de ejemplo. En particular, los bulones 26, 28, 32 y 36 pueden ser reemplazados por medios de fijación técnicamente equivalentes tales como remaches, tornillos, etc., sin apartarse del marco de la invención.

Claims (5)

1. Dispositivo de recuperación de esfuerzos generados por un motor de aeronave, que comprende un mástil de reactor (10) susceptible de ser fijado a una estructura de la aeronave, y al menos un dispositivo de enganche (12) fijado al mástil de reactor (10) y capacitado para soportar el motor, incluyendo el dispositivo de enganche (12) un herraje intermedio (24) fijado al mástil de reactor (10) con primeros medios de fijación (28), que se caracteriza porque el mástil de reactor (10) incluye, frente al dispositivo de enganche (12), varios herrajes de mástil (30) independientes unos de otros, estando el herraje intermedio (24) fijado a cada uno de los herrajes de mástil (30) a través de los primeros medios de fijación (28).
2. Dispositivo según la reivindicación 1, en el que el mástil de reactor (10) incorpora además un larguero inferior (14), incluyendo los primeros medios de fijación, bulones (28) que unen el herraje intermedio (24) con los herrajes de mástil (30) a través del larguero inferior (14).
3. Dispositivo según una cualquiera de las reivindicaciones 1 y 2, en el que el mástil de reactor (10) incluye, además, dos paneles laterales (16), respectivamente fijados a los herrajes de mástil independientes (30) por medio de dos segundos medios de fijación (32).
4. Dispositivo según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el herraje intermedio (24) se ha fijado a dos pares de herrajes de mástil (30) independientes, por medio de los primeros medios de fijación (28).
5. Dispositivo según la reivindicación 4, en el que el mástil de reactor (10) incluye además una nervadura de sostenimiento (34), situada entre los dos pares de herrajes de mástil (30) independientes, y fijada a éstos con la utilización de terceros medios de fijación (36).
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