ES2343663B1 - Procedimiento de posicionamiento y sujecion de elementos postizos para maquetas de ensayos en tunel de viento. - Google Patents
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Abstract
Procedimiento de posicionamiento y sujeción de
elementos postizos para maquetas de ensayos en túnel de viento.
Los elementos postizos (1) son piezas que se
adosan al objeto a ensayar para medición de propiedades aerodinámica
y verificar el efecto adverso que se provoca en estas superficies de
control, tales como los estabilizadores horizontal y vertical,
elementos de hipersustentación, etc.
Una vez conocida la geometría que ha de tener el
elemento postizo por las condiciones de vuelo, condiciones
atmosféricas y la superficie aerodinámica original, se reproduce por
estereolitrografía la forma del elemento postizo (1) formándose a la
vez unas extensiones (4) que siguen la geometría aerodinámica del
objeto (3) y que quedan situadas en posiciones estratégicamente
seleccionadas, actuando el conjunto a modo de plantilla en negativo
que se ciñe y sigue las formas del borde de ataque. A continuación
se aplica adhesivo a la superficie del elemento postizo (1) sin que
afecte a las extensiones (4) ya que han de ser después
eliminadas.
Description
Procedimiento de posicionamiento y sujeción de
elementos postizos para maquetas de ensayos en túnel de viento.
La presente invención, según lo expresa el
enunciado de esta memoria descriptiva, se refiere a un procedimiento
de posicionamiento y sujeción de elementos postizos para maquetas de
ensayos en túnel de viento, encuadrándose por tanto la invención en
el campo técnico de los sistemas de medición de propiedades
aerodinámicas de objetos, y que están expuestos a un flujo de aire
en un túnel de viento, tal es el caso de formas de hielo u otros
aditamentos para analizar su comportamiento.
Es un objeto de la invención el minimizar el
tiempo de instalación dentro del túnel de estos elementos postizos,
quedando perfectamente ajustados en el punto exacto de
posicionamiento en la superficie aerodinámica a ensayar.
En el diseño de los elementos que componen un
avión, tal como fuselaje, alas, timones, etc., es preciso conocer
las propiedades aerodinámicas de tales componentes. A la vista del
gran tamaño de los aviones, los ensayos aerodinámicos se realizan
con maquetas que reproducen a escala la totalidad o al menos parte
del avión, cuyas maquetas se someten a ensayo en un túnel de
viento.
En tales ensayos es necesario comprobar el
comportamiento aerodinámico de las superficies de control,
(estabilizadores horizontal y vertical, elementos de
hipersustentación, etc.). Es de vital importancia verificar el
efecto adverso de formación de hielo en esta superficie de control y
que éste se mantenga dentro de los limites de seguridad
previstos.
En la simulación de los elementos postizos se
utilizan herramientas para la generación de la geometría exterior en
función de las condiciones de vuelo, condiciones atmosféricas y de
la superficie aerodinámica original. Una vez que la geometría del
elemento postizo es conocida, ésta se puede realizar, utilizando
procesos de creación rápida de prototipos, como la
estereolitografía, para su montaje en maquetas y su posterior ensayo
aerodinámico en túnel de viento.
Para una adecuada simulación y evaluación del
efecto aerodinámico es importante mantener un correcto
posicionamiento del elemento postizo respecto de la superficie
original. Este posicionamiento se suele llevar a cabo mediante uno
de los siguientes métodos:
- -
- Utilizando varios taladros de precisión en la superficie aerodinámica y sus correspondientes fijas en la forma de hielo.
- -
- Utilizando ranuras en la superficie aerodinámica y sus correspondientes relieves en el elemento postizo a acoplar.
- -
- Utilizando plantillas de posicionamiento con la forma en negativo de parte de la superficie aerodinámica y del elemento postizo.
Los dos primeros métodos proporcionan un
posicionamiento adecuado pero estas soluciones implican una
modificación (taladrado o fresado) adicional de la superficie
aerodinámica en un área especialmente sensible que podría
comprometer las mediciones en configuración limpia (sin elementos
postizos).
El tercer método no implica ninguna modificación
extra de la superficie aerodinámica, el elemento postizo pivota
sobre el borde de ataque de la superficie aerodinámica y se fija
cuando encuentra su forma en negativo en la plantilla, siendo
difícil de establecer con este método un exacto posicionamiento del
elemento postizo y se emplea más tiempo en la fijación.
En general todos los métodos convencionales
implican un gasto de tiempo considerable en la instalación dentro
del túnel, son complicados de fabricar y ajustar y no permiten un
exacto posicionamiento. Dado que los costes de operación de los
túneles de viento son elevados, es necesario buscar alternativas de
montaje que mejoren la exactitud del posicionamiento y faciliten la
instalación reduciendo el tiempo empleado.
En líneas generales, el procedimiento de
posicionamiento y sujeción de elementos postizos para maquetas de
ensayos en túnel de viento, objeto de la presente invención,
consigue la fijación de éstos sin producir modificaciones en las
superficies de la maqueta y por ende sin que se alteren sus
cualidades aerodinámicas.
Esto se consigue mediante la explotación de las
cualidades de los procesos de creación rápida de prototipos y más
concretamente de procesos de estereolitografía.
La estereolitografía es un proceso de
realización rápida de prototipos que utiliza la estratificación para
la construcción de un modelo de diseño. La tecnología utiliza
resinas líquidas fotopoliméricas que se solidifican cuando están
expuestas a la luz ultravioleta. Un programa informático traduce un
modelo CAD 3D en formato electrónico "STL" utilizado por las
máquinas estereolitográficas, organizando la información en capas.
Un láser de rayo ultravioleta traza cada sección del modelo CAD
sobre la superficie de una cuba de resina fotopolimérica,
materializando así el modelo CAD de esa zona, capa a capa.
Mediante el proceso de estereolitografía se
puede aprovechar, al mismo tiempo que se genera la geometría del
elemento postizo, para producir unas extensiones flexibles a modo de
pinza, conformadas con la misma geometría de la maqueta en las
posiciones de la superficie donde se vayan a fijar dichas extensione
flexibles para actuar a modo de plantilla en negativo. Estas
plantillas tienen un determinado espesor y están unidas a la forma
del elemento postizo definiendo al menos dos plataformas utilizando
un mínimo de material para mantener la rigidez adecuada y facilitar,
una vez fijado el elemento postizo a la superficie aerodinámica, la
posterior eliminación de dichas extensiones o plataformas.
La innovación que introduce este método que la
invención propone al fabricar en una misma pieza el elemento postizo
y su plantilla como una extensión aerodinámica de la misma, mediante
estereolitografía:
- -
- Por un lado, al acoplarse al borde de ataque de la superficie aerodinámica o al punto deseado de la misma, proporcione un seguro y adecuado posicionamiento.
- -
- Por otro lado, este ajuste adecuado se obtiene sin tener que alterar en ningún modo la superficie aerodinámica con fijas ni ranuras.
- -
- Por último, la simplicidad de este método en instalación de elementos postizos en maquetas de túnel de viento proporciona una reducción de tiempo de instalación considerable.
Una vez obtenida la geometría del elemento
postizo con sus extensiones flexibles, teniendo estas últimas una
rigidez adecuada para cumplir eficazmente su cometido, se aplica
adhesivo a la superficie del elemento postizo que ha de quedar en
contacto con la superficie original de la maqueta, sin que dicho
adhesivo afecte a las extensiones flexibles. Pasado el tiempo de
fraguado del adhesivo se retiran las extensiones por rotura o corte
en la zona de nacimiento de las mismas.
Para facilitar la comprensión de las
características de la invención y formando parte integrante de esta
memoria descriptiva, se acompañan unas hojas de planos en cuyas
figuras, con carácter ilustrativo y no limitativo se ha representado
lo siguiente:
Figura 1. es una vista esquemática en alzado, de
una típica forma de hielo en el borde de ataque de una maqueta de
estabilizador horizontal mostrado parcialmente, fijada con el
procedimiento de posicionamiento y sujeción acorde con la
invención.
Figura 2. Es una vista en perspectiva de una
forma de hielo provista de dos extensiones flexibles en cada uno de
sus bordes longitudinales.
Figura 3. es una vista en perspectiva de un
estabilizador horizontal de una maqueta de avión, incluyendo una
serie de formas de hielo con extensiones flexibles, las cuales han
de fijarse al borde de ataque del estabilizador horizontal y están
representadas en explosión.
Haciendo referencia a la numeración adoptada en
las figuras, podemos ver cómo el procedimiento posicionamiento y
sujeción de elementos postizos para maquetas de ensayo en túnel de
viento, que la invención propone, parte de obtener la forma
geométrica del elemento postizo, en este ejemplo una forma de hielo
(1) previamente determinada, en relación con la geometría que
presenta el borde de ataque (2) de la superficie original
aerodinámica del objeto, en este caso un estabilizador horizontal
(3) de un avión.
Acorde con la invención se forman en el mismo
proceso de obtención de la forma de hielo (1), mediante el
procedimiento convencional de estereolitografía, unas extensiones
flexibles (4) a modo de plantilla que siguen perfectamente la
geometría de la superficie de la maqueta del estabilizador en la que
ha de quedar perfectamente posicionada y fija para los ensayos para
los que ha de someterse.
Con esta disposición se sitúa con total
precisión y de forma fácil y rápida dicha forma de hielo (1) con sus
extensiones flexibles (4) en el borde de ataque (2) de la superficie
de la maqueta, una vez que se ha aplicado una capa de adhesivo
exclusivamente a la superficie de contacto de dicha forma de hielo
(1). Cuando ha fraguado el adhesivo se puede proceder a cortar o
romper las extensiones flexibles (4) por la zona inicial, donde
preferentemente lleva practicada una entalla que lo facilita.
Claims (1)
1. Procedimiento de posicionamiento y sujeción
de elementos postizos para maquetas de ensayos en túnel de viento,
caracterizado porque una vez conocida la geometría del
elemento postizo (1), comprende:
- -
- crear un prototipo por estereolitografía del elemento postizo (1) en el que a la vez se forman unas extensiones flexibles (4) a modo de pinza, conformadas con la misma geometría de la superficie de la maqueta, en las posiciones de la superficie donde se vayan a fijar dichas extensiones flexibles (4) y a modo de plantilla en negativo,
- -
- aplicar adhesivo a la superficie del elemento postizo (1) que ha de quedar en contacto con la superficie original sin que afecte a las extensiones (4), y
- -
- retirar las extensiones flexibles (4) pasado el tiempo de fraguado del adhesivo, por rotura o corte en la zona de nacimiento de las mismas.
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