ES2335837A1 - Cubierta para boca de acceso de aeronave. - Google Patents
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Abstract
Cubierta para boca de acceso de aeronave. Cubierta para boca de acceso en estructura de aeronave de material compuesto caracterizada porque comprende los siguientes elementos: - cubierta exterior (18) dispuesta sobre la parte exterior del revestimiento (28) de la aeronave, estando las capas (14) de fibra de carbono que forman el revestimiento (28) deformadas hacia la parte interior de la estructura de la aeronave dejando espacio suficiente entre la estructura de la aeronave y la parte exterior del revestimiento (28) para el asiento de la cubierta exterior (18). - placa (15) de material compuesto dispuesta sobre la parte exterior del revestimiento (28) y rodeando la zona de instalación de la cubierta exterior (18); - cubierta interior (27) dispuesta sobre la parte interior del revestimiento (28) de la aeronave.
Description
Cubierta para boca de acceso de aeronave.
La presente invención se refiere a una cubierta
para boca de acceso en estructura de aeronave de material
compuesto.
Las bocas de acceso a los depósitos de
combustible de aeronaves y las cubiertas de dichas bocas de acceso
en estructuras aeronáuticas son necesarias tanto para el montaje
como para las tareas posteriores de mantenimiento e inspección de
las aeronaves, durante toda la vida de las mismas. Los
requerimientos de estos accesos varían en función del tipo de acceso
que han de permitir y de la frecuencia de su uso.
Para el caso particular de alas y
estabilizadores de aeronaves, este acceso se realiza típicamente a
través de cubiertas de acceso, que han de cumplir los requisitos
siguientes:
- -
- el tamaño ha de ser acorde a los requerimientos de accesibilidad;
- -
- la cubierta ha de estar sellada con objeto de evitar pérdidas de combustible;
- -
- se deben cumplir los requerimientos de impacto;
- -
- el montaje y desmontaje de las cubiertas debe ser lo más rápido y fácil posible;
- -
- las cubiertas han de ser intercambiables.
Existen diversas soluciones conocidas para este
tipo de cubiertas para bocas de acceso localizadas en la parte
inferior de estructuras de los estabilizadores y de las alas. Las
estructuras de los estabilizadores y de las alas de las aeronaves
han sido hasta la fecha típicamente metálicas. Sin embargo, estas
estructuras se realizan en la actualidad en materiales compuestos,
principalmente en fibra de carbono, con lo cual el diseño y la
concepción de las cubiertas para bocas de acceso ha de ser
distinto.
Las propiedades de la fibra de carbono y del
metal son diferentes, siendo además la capacidad de mecanización de
la fibra de carbono muy inferior a la del metal. De este modo, la
solución conocida para las cubiertas de las bocas de acceso en
estructuras aeronáuticas metálicas, que comprende la realización de
cavidades en los revestimientos para la posterior instalación de las
cubiertas de las bocas de acceso, no es factible en revestimientos
realizados en fibra de carbono. Es por tanto necesario un nuevo
diseño de cubierta para bocas de acceso en estructuras aeronáuticas
en fibra de carbono que no comprenda cavidades en los
revestimientos. Por otro lado, en el diseño típico sobre estructuras
de fibra de carbono, el revestimiento se taladra en varias
posiciones para la instalación de los tornillos que cerrarán la
cubierta de la boca de acceso. Estos taladros sobre el revestimiento
para el caso de estructuras en fibra de carbono no es conveniente ni
fácil de realizar. Por otro lado, el hecho de tener que emplear
taladros para fijar la cubierta al revestimiento complica la
intercambiabilidad del elemento. Al intentar adaptar la cubierta de
boca de acceso típica de estructuras aerodinámicas metálicas a
estructuras aerodinámicas en fibra de carbono, el principal problema
a resolver al adaptar la cubierta al revestimiento de fibra es el
modo de disponer la cubierta externa en el interior del contorno
aerodinámico del perfil del estabilizador o del ala, al tener en
cuenta, como se ha mencionado, que la fibra de carbono no es de
fácil mecanización.
La presente invención está orientada a la
satisfacción de esa demanda.
Así, la presente invención se refiere a una
cubierta para boca de acceso en estructura de aeronave de material
compuesto, en particular en fibra de carbono. Este tipo de cubiertas
se emplean fundamentalmente en estabilizadores y alas de aeronaves,
típicamente en zonas de depósitos de combustible, y permiten el
acceso completo de todo el cuerpo de una persona a la estructura
interna del componente de la aeronave en cuestión.
El tipo de cubierta para boca de acceso en
estructura de aeronave de material compuesto comprende los
siguientes elementos:
- -
- una cubierta exterior y una interior;
- -
- una arandela de ajuste entre la cubierta interior y el revestimiento;
- -
- perfiles de sellado entre la cubierta interior y la arandela de ajuste y entre la cubierta exterior y el revestimiento;
- -
- una placa entre el revestimiento y la cubierta exterior.
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 una cubierta para la boca de
acceso de una estructura de aeronave metálica conocida.
La Figura 2 muestra un detalle de la instalación
de una cubierta para la boca de acceso de una estructura de aeronave
metálica conocida.
La Figura 3 muestra una cubierta para la boca de
acceso de una estructura de aeronave en material compuesto
conocida.
La Figura 4 muestra un detalle de la instalación
de una cubierta para la boca de acceso de una estructura de aeronave
en material compuesto conocida.
La Figura 5 muestra la deformación de capas de
material compuesto para la adaptación a la superficie de la
estructura de aeronave en la instalación de una cubierta para la
boca de acceso de una estructura de aeronave en material compuesto
según la invención.
La Figura 6 muestra en detalle la placa empleada
para la instalación de una cubierta para la boca de acceso de una
estructura de aeronave en material compuesto según la invención.
La Figura 7 muestra un detalle de la línea de
las bocas de acceso y la disposición de la placa de una cubierta
para la boca de acceso de una estructura de aeronave en material
compuesto según la invención.
La Figura 8 muestra en detalle la arandela de
ajuste de una cubierta para la boca de acceso de una estructura de
aeronave en material compuesto según la invención.
La Figura 9 muestra un detalle de la disposición
de la arandela de ajuste de una cubierta para la boca de acceso de
una estructura de aeronave en material compuesto según la
invención.
La Figura 10 muestra un detalle del montaje de
la cubierta para la boca de acceso de una estructura de aeronave en
material compuesto según la invención.
La Figura 11 muestra un despiece de la cubierta
para la boca de acceso de una estructura de aeronave en material
compuesto según la invención.
Según se observa en la Figura 1, una de las
soluciones típicamente empleadas para las cubiertas de bocas de
acceso de estructuras de aeronave metálicas, en particular en el
intradós de las alas de superficies aerodinámicas, comprende dos
cubiertas separadas, una cubierta interior 1 y una cubierta exterior
2, la cubierta interior 1 estando situada en el interior del
depósito de combustible, y la cubierta exterior 2 estando situada
sobre la superficie aerodinámica. Las cubiertas 1 y 2 están
dispuestas juntas mediante atornillado, comprendiendo entre ellas el
panel de revestimiento metálico 3. En los extremos de las cubiertas
1 y 2 están dispuestos perfiles de sellado 4 de cierre. Para
mantener la superficie aerodinámica, se mecaniza una cavidad 5 en la
cara exterior del revestimiento 3, para la instalación de la
cubierta exterior 2.
Según se desprende de la Figura 2, las dos
cubiertas 1 y 2 están atornilladas juntas. La presión obtenida de
este modo sella la cubierta mediante la acción de dos perfiles de
sellado 4, uno dispuesto en la cubierta interior 1 y el otro entre
ambas cubiertas, 1 y 2.
La solución conocida para estructuras de
aeronave en material compuesto, principalmente en fibra de carbono,
según se observa en la Figuras 3 y 4, difiere de la solución
anteriormente descrita para estructuras de aeronave metálicas.
Así, en esta solución conocida para estructuras
de aeronave en material compuesto, el tipo de cubierta para boca de
acceso comprende los siguientes elementos:
- -
- una cubierta interior 7 atornillada al revestimiento 8 de la estructura de la aeronave en material compuesto mediante tornillos de cabeza avellanada 9, siendo preciso en ocasiones un perfil de sellado 10 entre la cubierta interior 7 y una arandela 11 de ajuste para evitar las fugas;
- -
- una arandela 11 de ajuste sujeta a la cara interior del revestimiento 8 para obtener la superficie plana adecuada para el correcto asiento de la cubierta;
- -
- una placa exterior 12, atornillada a la cubierta interior 7, que confiere al conjunto la superficie aerodinámica necesaria;
- -
- uniones eléctricas a masa 13.
Al intentar adaptar la cubierta de boca de
acceso típica de estructuras aerodinámicas metálicas a estructuras
aerodinámicas en fibra de carbono, el principal problema a resolver
al adaptar la cubierta al revestimiento de fibra es el modo de
disponer la cubierta externa en el interior del contorno
aerodinámico del perfil del estabilizador o del ala al tener en
cuenta, como se ha mencionado, que la fibra de carbono no es de
fácil mecanización. La solución planteada por la presente invención
comprende la inclusión de la cavidad 5 descrita en estructuras
metálicas (Figuras 1 y 2) en su forma original, modificando el
diseño y el proceso de fabricación del revestimiento 28 para
adaptarlo a la nueva cubierta.
De este modo, en la zona que rodea la boca de
acceso, las capas 14 de fibra de carbono se deforman hacia la parte
interior del cajón de torsión, dejando espacio suficiente entre la
superficie aerodinámica y la cara exterior del revestimiento 28 para
el asiento de la cubierta 18 (ver Figura 5).
Al estar limitadas las pendientes en las partes
de fibra de carbono 14, la zona deformada es mayor que la necesaria
para el correcto asiento de la cubierta 18. Para cubrir estas zonas,
se puede curar conjuntamente con la base del revestimiento 28 una
placa 15 de fibra de carbono.
Como lo habitual es que las bocas de acceso no
estén aisladas, y es común que sea necesaria una línea completa a lo
largo de la envergadura del estabilizador o del ala, se ha de
extender una placa 15 continua a lo largo de la línea de las bocas
de acceso.
La cara interior de los revestimientos 28 de un
cajón de torsión está rigidizada habitualmente mediante la
instalación de larguerillos 16. La separación entre estos elementos
rigidizadores 16 está normalmente optimizada para un tipología
concreta. Para el desarrollo de la invención, se ha considerado el
caso más extremo y complicado, que se da cuando la separación entre
los larguerillos 16 es tan pequeña que la distancia entre la boca de
acceso y el pie del larguerillo 16 es muy pequeña o incluso nula. En
este caso, para conseguir un asiento correcto de la cubierta
interior 27, es preciso instalar una arandela de ajuste 31.
En una situación más general, cuando la
distancia entre el pie del larguerillo 16 y la boca de acceso es
suficiente, la arandela de ajuste 31 puede no colocarse, si la cara
interior es suficientemente plana y permite un correcto asiento de
la cubierta.
Se puede colocar un perfil de sellado 30 entre
esta arandela de ajuste 31 y la cubierta interior 27, para asegurar
así el sellado y evitar cualquier fuga. Si es preciso un doble
sellado, se puede instalar en la cubierta exterior 18 un segundo
perfil de sellado 17.
Una vez que la zona está preparada para el
correcto asiento de la cubierta exterior 18 y la cubierta interior
27, se puede proceder a realizar la instalación, atornillando ambas
partes 18 y 27, y comprendiendo el revestimiento 28 y, si la
hubiera, la arandela de ajuste 31, entre ellas. Esto puede
observarse en las Figuras 10 y 11.
Tal y como se desprende de la Figura 11, la
cubierta para boca de acceso en estructura de aeronave de material
compuesto según la invención comprende en conjunto los siguientes
elementos:
- -
- cubierta exterior 18 e interior 27;
- -
- arandela de ajuste 31;
- -
- perfiles de sellado (no representados);
- -
- placa 15.
En las realizaciones que acabamos de describir
pueden introducirse aquellas modificaciones comprendidas dentro del
alcance definido por las siguientes reivindicaciones.
Claims (6)
1. Cubierta para boca de acceso en estructura de
aeronave de material compuesto caracterizada porque comprende
los siguientes elementos:
- -
- cubierta exterior (18) dispuesta sobre la parte exterior del revestimiento (28) de la aeronave, estando las capas (14) de fibra de carbono que forman el revestimiento (28) deformadas hacia la parte interior de la estructura de la aeronave dejando espacio suficiente entre la estructura de la aeronave y la parte exterior del revestimiento (28) para el asiento de la cubierta exterior (18).
- -
- placa (15) de material compuesto dispuesta sobre la parte exterior del revestimiento (28) y rodeando la zona de instalación de la cubierta exterior (18);
- -
- cubierta interior (27) dispuesta sobre la parte interior del revestimiento (28) de la aeronave.
2. Cubierta para boca de acceso en estructura de
aeronave de material compuesto según la reivindicación 1
caracterizada porque la placa (15) de material compuesto se
cura conjuntamente con la base del revestimiento (28).
3. Cubierta para boca de acceso en estructura de
aeronave de material compuesto según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores caracterizada porque comprende
una arandela de ajuste (31) entre la cubierta interior (27) y la
parte interior del revestimiento (28) para permitir un asiento
correcto de la cubierta interior (27).
4. Cubierta para boca de acceso en estructura de
aeronave de material compuesto según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores caracterizada porque comprende un
perfil de sellado (30) entre la arandela de ajuste (31) y la
cubierta interior (27) para asegurar un sellado correcto de la
cubierta interior (27) y evitar fugas.
5. Cubierta para boca de acceso en estructura de
aeronave de material compuesto según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores caracterizada porque comprende un
perfil de sellado (17) en la cubierta exterior (18) que sella dicha
cubierta exterior (18) contra la parte exterior del revestimiento
(28).
6. Cubierta para boca de acceso en estructura de
aeronave de material compuesto según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores caracterizada porque la
instalación de la cubierta se realiza atornillando las cubiertas
exterior (18) e interior (27) entre sí, quedando comprendido el
revestimiento (28) entre ellas.
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