ES2329324A1 - Borde de ataque de aeronave de material compuesto reforzado. - Google Patents
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Abstract
La invención se refiere a un borde ataque (1) para aeronave fabricado en material compuesto caracterizado porque comprende en su cara interior un refuerzo (2) de tipo metálico adherido firmemente a la citada cara interior del borde de ataque (1) dispuesto de tal forma que confiere al borde de ataque (1) una mejor capacidad de adaptación a la deformabilidad y una mayor absorción de energía frente a impactos. Asimismo, la invención se refiere a un método de fabricación de un borde de ataque (1) tal con un refuerzo metálico (2) para aeronave realizado en material compuesto.
Description
Borde de ataque de aeronave de material
compuesto reforzado.
La presente invención se refiere a un borde de
ataque para aeronave realizado en material compuesto reforzado, así
como a un método de fabricación del mismo.
El material más comúnmente empleado para la
realización de bordes de ataque de aeronaves reforzados es el
Glare, un laminado metálico de fibras reforzadas con fibra de
vidrio, compuesto de varias finas capas de metal, normalmente
aluminio, interpuestas entre capas de fibra de vidrio
pre-impregnadas, unidas mediante una matriz de
resina de tipo epoxy. Las capas pre-impregnadas
unidireccionales pueden alinearse en distintas direcciones para
cumplir con las condiciones de esfuerzo requeridas.
El Glare pertenece a los materiales metálicos
aeroespaciales, no siendo un material compuesto. Así, la aplicación
y fabricación del Glare es muy próxima a la del aluminio, teniendo
muy poco en común con las estructuras de material compuesto en lo
que se refiere a diseño, fabricación, inspección o
mantenimiento.
En las aeronaves modernas, el coste de
implementación del Glare es muy elevado, al tiempo que su capacidad
de adaptación al requerimiento de deformabilidad y su capacidad de
absorción de energía proveniente de impactos son extremadamente
complejas.
Así, la presente invención está orientada a la
resolución de estos inconvenientes para el caso de bordes de ataque
de aeronave de material compuesto reforzados.
La presente invención propone así, según un
primer aspecto, un borde ataque para aeronave fabricado en material
compuesto por el interior de la piel del cual se fija un refuerzo
de tipo metálico, de tal forma que el coste de implementación de
este material y de su refuerzo es mucho menor que el del Glare, al
tiempo que posee una mejor capacidad de adaptación a la
deformabilidad y una mayor absorción de energía frente a impactos,
típicamente frente a impactos de pájaro.
Así, los bordes de ataque de material compuesto
según la invención poseen una elevada inercia ante la deformación
por un determinado impacto, al tiempo que facilitan la distribución
de la carga de impacto en mayor superficie que la superficie
impactada, siendo además dichos bordes de ataque fácilmente
configurables en espesor y distribución, proporcionado el refuerzo
de tipo metálico de los citados bordes de ataque un componente
extra de resistencia al impacto que aporta una resistencia
progresiva a la deformación.
Según un segundo aspecto de la invención, se
propone un método de fabricación de un borde de ataque reforzado
para aeronave realizado en material compuesto.
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 le acompañan.
La Figura 1 muestra un borde de ataque de
aeronave en material compuesto con un refuerzo metálico de tipo
reticular según la invención.
La Figura 2 muestra una plantilla para la
obtención de un borde de ataque de aeronave en material compuesto
reforzado según la invención.
La Figura 3 muestra el posicionado de la
plantilla en el borde de ataque de material compuesto a reforzar
según la invención.
La Figura 4 muestra en esquema la boquilla
empleada en el procedimiento de obtención de un borde de ataque de
aeronave en material compuesto reforzado según la invención.
La presente invención propone así un borde
ataque 1 para aeronave fabricado en material compuesto por el
interior de la piel del cual se fija un refuerzo 2 de tipo
metálico, de tal forma que el borde de ataque 1 obtenido posee una
mejor capacidad de adaptación a la deformabilidad y una mayor
absorción de energía frente a impactos, típicamente frente a
impactos de pájaro.
El objeto de la invención consiste en fijar por
el interior del borde ataque 1 un refuerzo 2 de tipo metálico,
preferiblemente de tipo reticular, de tal forma que confiera al
borde de ataque 1 reforzado las propiedades y ventajas
siguientes:
- -
- el coste de implementación de este material y de su refuerzo es mucho menor que el del Glare;
- -
- posee una mejor capacidad de adaptación a la deformabilidad frente a impactos;
- -
- posee una mayor absorción de energía frente a impactos;
- -
- facilita la distribución de la carga de impacto en mayor superficie que la superficie impactada, de tal forma que no sea sólo el punto del impacto el que sufra por efecto del mismo, sino que quede repartido en la mayor parte de la superficie;
- -
- la retícula metálica adherida es fácilmente configurable en espesor y distribución;
- -
- proporciona un componente extra de resistencia al impacto que aporta una resistencia progresiva a la deformación.
\vskip1.000000\baselineskip
Esta solución se realiza mediante un
procedimiento de metalización de superficies denominado "Metal
Spraying" cuya tecnología e instalaciones se emplean para la
protección superficial de diversos tipos de superficies. Este
procedimiento consiste en fundir preferiblemente por arco eléctrico
8 una varilla 7 de aluminio u otro metal, en el seno de un intenso
flujo de gas inerte 6, lo cual genera un fino rociado de metal
fundido expulsado por una boquilla 9 que se adhiere firmemente a la
superficie en cuestión. El procedimiento de Metal Spraying anterior
es un procedimiento de revestimiento de superficies mediante el
cual se pulverizan sobre un material sustrato preparado materiales
de revestimiento en finas partículas metálicos o no metálicos,
fundidos o semi-fundidos.
El material del revestimiento puede
proporcionarse en varilla 7, en polvo, en cordón o en cable con
alma. El equipo térmico de pulverización genera el calor necesario
junto con una combinación de gases y un arco eléctrico 8. Cuando se
funden las partículas de material de revestimiento se proyectan a
velocidad de forma que constituyan un flujo de pulverización 5 sobre
el material del sustrato que se va a tratar. Cuando las partículas
alcanzan el material del sustrato forman una serie de capas planas
que se combinan para formar una estructura laminar.
El flujo 5 de material fundido se solidifica
sobre la superficie del componente para formar un revestimiento
denso y fuertemente adherido al mismo.
Una de las principales ventajas de este proceso
es que los revestimientos pueden utilizarse casi al instante sin
tiempos de curado o de secado, no habiendo riesgo de dañar al
componente. Además, los revestimientos poseen un alto nivel de
fijación al material sustrato al tiempo que el uso solamente de
aire comprimido 6 y electricidad hace que los revestimientos sean
más económicos.
Interponiendo una plantilla 3 en el camino del
rociado, siendo preferiblemente esta plantilla desechable tras cada
utilización, se puede obtener, después de varias capas con
distintas plantillas 3, una retícula de espesor variable, mayor
cuanto más nos alejamos de la nariz del borde de ataque, o de
tamaño de cuadro de retícula 4 variable, por ejemplo menor cuanto
más nos alejemos de la nariz del borde de ataque, con la intención
de conseguir facilidad en la deformación del borde de ataque,
involucración de la mayor superficie posible en la absorción de
energía y, por consiguiente, menor probabilidad de rotura.
De manera análoga, es posible metalizar
empleando el procedimiento de "Metal Spraying" sobre
una plantilla 3 autónoma realizada en material soluble, de manera
que, una vez obtenida la retícula metálica 2, la citada retícula 2
se pueda implantar por partes en el interior del borde de ataque 1
para reforzarlo.
La plantilla 3 debe poder manipularse para su
ubicación, utilización y retirada, por lo que se construye
preferiblemente en chapa de material metálico de bajo espesor.
Según un segundo aspecto de la invención, se
propone un método de fabricación de un borde de ataque 1 con un
refuerzo metálico 2 para aeronave realizado en material compuesto,
que comprende las etapas siguientes:
- a)
- preparación de una plantilla 3 con el negativo del refuerzo o reticulado 2 a posicionar contra el interior en el borde de ataque 1;
- b)
- posicionado de la plantilla 3 en el interior del borde de ataque 1 a reforzar;
- c)
- pulverización mediante metal spraying de un fino rociado de metal fundido sobre la plantilla 3 situada en el interior del borde de ataque 1 a reforzar;
\newpage
- d)
- solidificación del material fundido sobre la superficie del borde de ataque 1 para formar un revestimiento denso y fuertemente adherido al mismo;
- e)
- retirada de la plantilla 3 del borde de ataque 1.
\vskip1.000000\baselineskip
En la realización preferente que acabamos de
describir pueden introducirse aquellas modificaciones comprendidas
dentro del alcance definido por las siguientes
reivindicaciones.
Claims (10)
1. Borde ataque (1) para aeronave fabricado en
material compuesto caracterizado porque comprende en su cara
interior un refuerzo (2) de tipo metálico adherido firmemente a la
citada cara interior del borde de ataque (1) dispuesto de tal forma
que confiere al borde de ataque (1) una mejor capacidad de
adaptación a la deformabilidad y una mayor absorción de energía
frente a impactos.
2. Borde de ataque (1) para aeronave fabricado
en material compuesto según la reivindicación 1
caracterizado porque el refuerzo (2) metálico tiene forma de
retícula (4).
3. Borde de ataque (1) para aeronave fabricado
en material compuesto según cualquiera de las reivindicaciones
anteriores caracterizado porque el refuerzo (2) es de
aluminio.
4. Borde de ataque (1) para aeronave fabricado
en material compuesto según cualquiera de las reivindicaciones
anteriores caracterizado porque el refuerzo (2) es de
espesor variable.
5. Borde de ataque (1) para aeronave fabricado
en material compuesto según la reivindicación 4
caracterizado porque el espesor del refuerzo (2) es mayor a
medida que nos alejamos de la nariz del borde de ataque (1).
6. Borde de ataque (1) para aeronave fabricado
en material compuesto según la reivindicación 2
caracterizado porque el tamaño de la retícula (4) metálica
es variable.
7. Borde de ataque (1) para aeronave fabricado
en material compuesto según la reivindicación 6
caracterizado porque el tamaño de la retícula (4) metálica
es menor cuanto más nos alejemos de la nariz del borde de ataque
(1), con objeto de facilitar la deformación del borde de ataque (1)
e involucrar la mayor superficie posible en la absorción de energía
tras un impacto.
8. Método de fabricación de un borde de ataque
(1) con un refuerzo metálico (2) para aeronave realizado en
material compuesto, que comprende las etapas siguientes:
- a)
- preparación de una plantilla (3) con el negativo del refuerzo o reticulado (2, 4) a posicionar contra el interior del borde de ataque 1;
- b)
- posicionado de la plantilla (3) en el interior del borde de ataque 1 a reforzar;
- c)
- pulverización mediante metal spraying de un fino rociado de metal fundido sobre la plantilla (3) situada en el interior del borde de ataque (1) a reforzar;
- d)
- solidificación del material fundido sobre la superficie del borde de ataque (1) para formar un revestimiento denso y fuertemente adherido al mismo;
- e)
- retirada de la plantilla (3) del borde de ataque (1).
\vskip1.000000\baselineskip
9. Método de fabricación de un borde de ataque
(1) con un refuerzo metálico (2) para aeronave realizado en
material compuesto según la reivindicación 8 caracterizado
porque la plantilla (3) es una plantilla autónoma realizada en
material soluble, de manera que, una vez obtenida la retícula o
refuerzo metálico (2, 4), la citada retícula o refuerzo metálico
(2, 4) se implanta por partes en el interior del borde de ataque
(1) para reforzarlo.
10. Método de fabricación de un borde de ataque
(1) con un refuerzo metálico (2) para aeronave realizado en
material compuesto según la reivindicación 9 caracterizado
porque la plantilla (3) se construye en chapa de material metálico
de bajo espesor para facilitar su ubicación, utilización y
retirada.
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