ES2279663B1 - Avion con escudo de proteccion del fuselaje trasero. - Google Patents
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Abstract
Avión con escudo de protección de fuselaje trasero (25), realizado de material compuesto que, para la realización de ensayos de impacto de cola, incluye, además de un amortiguador de cola (1), un escudo (11) formado por una pluralidad de piezas (21) unidas a unos soportes (23) fijados al fuselaje trasero (25) por detrás del amortiguador de cola (1), teniendo dichas piezas (21) una estructura laminar con una lámina exterior (13) de acero, una lámina interior (17) de material compuesto y una lámina intermedia (15) de silicona de alta resistencia.
Description
Avión con escudo de protección del fuselaje
trasero.
La presente invención se refiere a un avión con
un escudo de protección de su fuselaje trasero para realización de
ensayos de impacto de cola.
Para la certificación del avión y su
demostración a las Autoridades Aeronáuticas es necesario realizar,
entre otros, ensayos de impacto de cola como los ensayos VMU
("Velocity of Minimum Unstick") y TOP ("Take Off
Performance").
Durante estos ensayos, en la fase de despegue,
la cola del avión se pone en contacto con la pista con el propósito
de asegurar el máximo ángulo de ataque y en consecuencia la máxima
sustentación por lo que es necesario proteger la estructura del
avión del impacto contra la pista.
En los aviones tradicionales con fuselaje
metálico, tal protección se lleva a cabo mediante un amortiguador
de cola, siendo innecesario proteger la parte del fuselaje del
avión por detrás del amortiguador de cola.
En los aviones con el fuselaje de fibra de
carbono, tal protección se lleva a cabo mediante un amortiguador de
cola en una zona reforzada del revestimiento inferior del fuselaje.
Este amortiguador absorbe las principales cargas inducidas por el
impacto y evita el contacto directo del fuselaje con el suelo.
Sin embargo, debido a la
sobre-rotación del avión, es posible que se
produzca un ligero contacto del fuselaje por detrás del amortiguador
de cola con la pista de despegue con los inconvenientes que ello
supone.
La presente invención está orientada a la
solución de ese problema.
Para proteger el fuselaje trasero del impacto y
la abrasión así como de los impactos de piedras, chispas y llamas
desprendidos por el amortiguador de cola, la presente invención
propone dotar al avión de un escudo exterior que proteja su
revestimiento, formado por una pluralidad de piezas unidas a unos
soportes fijados al fuselaje, teniendo dichas piezas una estructura
laminar con una lámina exterior de acero, una lámina interior de
material compuesto y una lámina intermedia de silicona de alta
resistencia.
Mediante ese escudo se consigue proteger la
estructura del fuselaje trasero del avión de los impactos y
aislarla de las temperaturas generadas por la fricción que pueden
llegar a 600°C.
Dado que el escudo se instala durante la
realización de los ensayos de vuelo del avión, su diseño ha de ser
compatible con las puertas de acceso al interior del avión así como
no requerir re-trabajado ni modificación de la
estructura original del avión una vez finalizada la campaña de
ensayos en vuelo. También se requiere que su instalación y
desmontaje sea lo mas rápido y sencillo posible.
Otras características y ventajas de la presente
invención se desprenderán de la descripción detallada que sigue de
una realización ilustrativa de su objeto en relación con las
figuras que se acompañan.
La Figura 1 muestra esquemáticamente un
amortiguador de cola utilizado en aviones con fuselaje de material
compuesto.
La Figura 2 muestra la disposición del escudo
según la invención sobre el fuselaje trasero.
La Figura 3 muestra los soportes del escudo
fijados a la estructura básica del avión.
La Figura 4 muestra una pieza del escudo con
rigidizadores estabilizadores que se utilizan como medios de apoyo
sobre la estructura básica del avión.
La Figura 5 muestra la estructura laminar del
escudo.
Para la realización de ensayos de impacto de
cola, los aviones con fuselaje de material compuesto van equipados
con un amortiguador de cola 1 como el mostrado en la Figura 1 que
incluye una estructura formada por refuerzos 3 y rigidizadores 5 y
un patín 7 con una estructura charnela 9 en su parte trasera.
Según la invención, el avión también va equipado
durante la realización de los ensayos de impacto de cola con un
escudo 11 para proteger la estructura de fibra de carbono del
impacto contra la pista y de los impactos de objetos, chispas y
llamas desprendidos durante el contacto del amortiguador de cola
contra la pista.
El escudo 11 está realizado con un laminado
híbrido que incluye una lámina exterior 13 de acero inoxidable de
alta resistencia, preferentemente de un espesor de 0.8 mm, una
lámina interior 17 de fibra de carbono y una resina de altas
prestaciones a alta temperatura (p.ej. bismaleimida),
preferentemente de un espesor de 1.2 mm y una lámina intermedia de
silicona, preferentemente de un espesor de 0.5 mm.
El escudo 11 se forma con piezas 21 atornilladas
a unos soportes 23 que se remachan al fuselaje trasero 25 del
avión.
Con esa estructura, el escudo 11 constituye un
medio de protección resistente contra los impactos y la abrasión,
siendo al mismo un medio ligero y un medio de aislamiento
térmico.
En ese sentido hay que señalar que la lámina
exterior 13 de acero permite resolver el problema de la abrasión y
que la construcción laminada con los tres componentes mencionados
permite optimizar su comportamiento contra impactos, permitiendo la
lámina interior 17 de material compuesto minimizar su peso.
Por su parte, el aislamiento térmico se consigue
fundamentalmente con la lámina intermedia 15 de silicona aislante
que, al mismo tiempo, hace de adhesivo entre la lamina exterior 13
de acero y la lamina interior 17 de fibra de carbono.
La estructuración del escudo 11 mediante piezas
21 de fácil montaje y desmontaje en unos soportes 23 consistentes
preferentemente en unos perfiles doblados a partir de chapas de
aluminio permiten que no se dañe el revestimiento del fuselaje
trasero 25 del avión en caso de abolladura del escudo 11 y mejora
su aislamiento térmico. Adicionalmente, el escudo puede incluir
rigidizadores estabilizadores 27 que sirven para facilitar el apoyo
de las piezas 21 sobre el fuselaje 25.
El escudo 11 según la presente invención cumple
los siguientes fines operacionales:
- Protección de la zona inferior del mamparo de
presión (RPB) y del revestimiento de fibra de carbono.
- Protección de la superficie del avión de calor
y llamas hasta una temperatura de 600°C.
- Protección contra chispas.
- Protección contra la erosión en el contacto
con la pista.
- Protección para no dañar la estructura interna
del avión (cuadernas, vigas...).
- Asegurar la protección durante toda la campaña
de ensayos del avión.
- Tener un peso mínimo
- No influir en la aerodinámica del avión.
El escudo 11 según la presente invención
responde a los siguientes requerimientos para su instalación en el
avión:
- La máxima altura del escudo respecto a la
superficie aerodinámica del avión es menor de 40 mm.
- Accesibilidad a las puertas del avión situadas
en la zona protegida con el escudo instalado.
- Facilidad de montaje y desmontaje.
- Mínima influencia en la estructura original
del avión.
- Permitir el funcionamiento del dispositivo de
indicación de impacto de cola.
- No interferencia con los sistemas de medida
durante los ensayos en vuelo y, en particular con el telémetro
láser instalado en la puerta de mantenimiento.
Finalmente, el escudo 11 según la presente
invención responde a los siguientes requerimientos de diseño:
- Es una estructura no sometida a cargas salvo a
las derivadas de las presiones aerodinámicas a las que esté
sometido durante su uso.
- Mínimo factor de seguridad: 1.5
- Debe permitir un fácil reajuste de la
estructura para volver a su diseño original tras el desmontaje del
escudo, una vez terminados los ensayos en
vuelo.
vuelo.
En la realización preferente que acabamos de
describir pueden introducirse aquellas modificaciones comprendidas
dentro del alcance definido por las siguientes
reivindicaciones.
Claims (2)
1. Aeronave con el fuselaje trasero (25) de
material compuesto que, para la realización de ensayos de impacto
de cola, comprende un amortiguador de cola (1),
caracterizada porque también comprende, para la realización
de dichos ensayos, un escudo (11) formado por una pluralidad de
piezas (21) unidas a unos soportes (23) fijados al fuselaje trasero
(25) por detrás del amortiguador de cola (1), teniendo dichas
piezas (21) una estructura laminar con una lámina exterior (13) de
acero, una lámina interior (17) de material compuesto y una lámina
intermedia (15) de silicona de alta resistencia.
2. Aeronave según la reivindicación 1,
caracterizada porque el escudo 11 también comprende
elementos rigidizadores estabilizadores (27) para facilitar el
apoyo de sus piezas (21) en el fuselaje trasero (25).
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