ES2363952A1 - Sistema de integración de semipartes de superficies sustentadoras en aeronaves. - Google Patents
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Abstract
Sistema de integración de semipartes de superficies sustentadoras en aeronaves.La superficie sustentadora consiste en un cajón de torsión capaz de soportar cargas aerodinámicas e inerciales, y las semi partes (1, 1'') que la componen se conectan entre sí con unos medios de unión que convencionalmente consisten en una costilla enteriza en su plano de simetría, precisando el montaje final de tales superficies sustentadoras de unos registros u orificios para poder acceder a las correspondientes uniones. La invención proporciona otros medios de unión que evitan esa costilla y que consisten en una pluralidad de barras (2) dispuestas modularmente a modo de celosía, de manera que se reduce el número necesario de los referidos registros y se facilita un montaje secuencial conectando los extremos superiores e inferiores de las barras (2).
Description
Sistema de integración de semipartes de
superficies sustentadoras en aeronaves.
La presente invención, tal y como se expresa en
el enunciado de esta memoria descriptiva, se refiere a un sistema de
integración de semipartes de superficies sustentadoras en aeronaves
cuya finalidad consiste en proporcionar un nuevo sistema de unión de
cajones en el plano de simetría de las superficies sustentadoras de
los aviones o aeronaves. Se trata de una solución de diseño que
permite el ensamblaje de cajones sin necesidad de realizar registros
o agujeros de accesibilidad en determinados revestimientos.
La invención se encuentra enmarcada en el sector
técnico aeronáutico, y en concreto se ciñe al ensamblaje de las
semipartes que conforman una superficie sustentadora en aviones o
aeronaves; siendo la finalidad básica de la invención el reducir el
número de registros u orificios necesarios para operaciones de
montaje, mantenimiento y revisión.
Mediante la invención se resuelven problemas de
accesibilidad en la integración final de semicajones, manteniendo la
eficiencia estructural del conjunto y simplificando el diseño,
fabricación y montaje de componentes, con el consiguiente ahorro
final de recursos económicos.
El núcleo estructural de un diseño de superficie
sustentadora consiste en un cajón de torsión capaz de soportar las
cargas aerodinámicas e inerciales que le corresponde. Las
superficies sustentadoras se diseñan típicamente por medio de dos
semicajones unidos en su plano de simetría, como en el caso de los
estabilizadores horizontales, o dos semicajones y un tercer cajón
central que los une, como en alas o estabilizadores horizontales.
Caso aparte, son las estructuras con un cajón simple, como alerones,
flaps, timones de dirección, timones de profundidad, y
estabilizadores verticales. El montaje final de superficies
sustentadoras precisa de los registros (ventanas u orificios)
necesarios para un acceso adecuado a las zonas de unión. Dichos
registros implican una reducción apreciable en la eficiencia
estructural en las zonas próximas a los mismos. Esto supone, a su
vez, un incremento de peso con respecto a una configuración
estructural ideal.
Habitualmente, la unión de semicajones se
realiza mediante una costilla enteriza en su plano de simetría. Este
tipo de instalación es posible si el diseño contempla los siguientes
aspectos:
- -
- La superficie sustentadora está provista de tanque de combustible, con lo que conlleva agujeros de acceso (manholes o handholes) en la parte inferior del revestimiento para realizar labores de montaje/mantenimiento. También el acceso está garantizado con el soporte de registros en largueros o con largueros desmontables. Desde el punto de vista del diseño, fabricación y montaje, cada registro o la capacidad de desmontar un elemento implica una gran complicación. Además, cada registro supone un incremento en el peso de la estructura.
- -
- El tamaño de la superficie sustentadora es lo suficientemente pequeña para permitir el acceso a las operaciones de montaje desde el exterior.
No conocemos en el presente estado de la técnica
ningún sistema de integración de semipartes como las que se han
referido, en el que la costilla enteriza convencional aludida
anteriormente se sustituya por unas barras en celosía, tal y como lo
hace la presente invención.
Para lograr los objetivos indicados
anteriormente, la invención consiste en un sistema de integración de
semipartes de superficies sustentadoras en aeronaves, donde la
superficie sustentadora consiste en un cajón de torsión capaz de
soportar cargas aerodinámicas e inerciales, y las semipartes que la
componen se conectan entre sí con unos medios de unión que
convencionalmente consisten en una costilla enteriza en su plano de
simetría, precisando el montaje final de esas superficies
sustentadoras de unos registros u orificios para poder acceder a las
correspondientes uniones.
Novedosamente, según la invención, los referidos
medios de unión consisten en una pluralidad de barras dispuestas
modularmente a modo de celosía, de manera que se reduce el número
necesario de los referidos registros y se facilita un montaje
secuencial conectando los extremos superiores e inferiores de las
barras.
Según la realización preferente de la invención,
las mencionadas barras presentan unos extremos longitudinales con
zonas de unión y una sección transversal en forma de "T".
Además, en dicha realización preferente, las mencionadas barras se
realizan con fibra de carbono, titanio, o una combinación de dichos
materiales u otros de gran resistencia a la corrosión.
En la realización preferente de la invención las
barras en celosía que se han mencionado se unen, en el
correspondiente montaje, a un formero central de titanio, hacia
ambos lados del plano de simetría de forma alternativa, facilitando
así en el nudo de unión condiciones cuasi-simétricas
que reducen el número necesario de cartelas.
Además, según la realización preferente de la
invención, en la disposición de las barras en celosía que conectan
las referidas semipartes se posibilita establecer una única y amplia
zona de acceso constituyente de los referidos registros u orificios,
que puede ser transitoria, empleándose solo en fase de montaje, y
que puede ser cerrada posteriormente con una pieza provista de
ventanas de acceso perpetuo.
Con la estructura que se ha descrito, la
invención presenta las siguientes principales ventajas:
La invención permite resolver el problema de
accesibilidad en la integración final de semicajones, manteniendo la
eficiencia estructural del conjunto y simplificando el diseño,
fabricación y montaje de componentes, determinando un ahorro final
de recursos económicos. Además, mediante la invención se posibilita
la introducción de un gran número de barras, ya que se reduce el
número de nudos de unión, incrementando la resistencia y rigidez del
conjunto. Por otra parte, el diseño de la invención permite que la
carga entre barras sea transmitida directamente sin necesidad de
cargar el correspondiente formero metálico o marco, reduciendo así
indeseables efectos de flexión concentrada en el mismo. Otras
ventajas de la invención consisten en que permite evitar la
realización de agujeros para el montaje y en que se minimiza el
número de inspecciones necesarias a lo largo de la vida del avión
por motivos de corrosión; pudiendo concluir en que la ventaja
fundamental de la invención consiste en que el uso de las barras en
celosía como sistema de unión de cajones reduce muy
significativamente el número de registros necesarios para su
montaje.
A continuación, para facilitar una mejor
comprensión de esta memoria descriptiva y formando parte integrante
de la misma, se acompañan unas figuras en las que con carácter
ilustrativo y no limitativo se ha representado el objeto de la
invención.
Figura 1.- Representa una vista en perspectiva y
parcial de unas semipartes conectadas por unas barras en celosía,
mediante un sistema realizado según la presente invención.
Figura 2.- Representa una vista en perspectiva
que muestra con mayor detalle una de las barras referidas en la
anterior figura 1, mostrando las zonas de unión de sus extremos.
Figura 3.- Representa una vista en perspectiva
que muestra un acceso en fase de montaje de las correspondientes
semipartes en un sistema como el de la anterior figura 1.
Figura 4.- Representa una vista en perspectiva
análoga a la de la anterior figura 3, una vez que se ha cerrado el
aludido acceso en fase de montaje con una pieza que incluye ventanas
de acceso perpetuo.
Figuras 5 y 6.- Son figuras pertenecientes al
estado de la técnica y representan respectivas vistas en
perspectivas frontal y posterior de una costilla convencional con
alma plana que se emplea actualmente para la integración de
semipartes de superficies sustentadores en aeronaves.
Seguidamente se realiza una descripción de un
ejemplo de la invención haciendo referencia a la numeración adoptada
en la figuras.
Así, el sistema de integración de semipartes de
superficies sustentadoras en aeronaves del presente ejemplo se
aplica a una superficie sustentadora que consiste en un cajón de
torsión y que cuenta con una primera semiparte 1 y con una segunda
semiparte 1' conectadas entre sí mediante unas barras en celosía 2
dispuestas modularmente, tal y como se ha representado en la figura
1.
Dichas barras en celosía 2 sustituyen a la
costilla enteriza convencional 6 mostrada en las figuras 5 y 6.
El montaje de superficies sustentadoras formadas
por semipartes 1, 1', requiere de registros u orificios para montaje
y mantenimiento que son minimizados mediante esa disposición de
barras en celosía 2. Así, según el presente ejemplo, en la
disposición de las barras en celosía 2 se facilita el establecer una
única y amplia zona de acceso 4, mostrada en la figura 3. Esta zona
de acceso 4 puede ser transitoria, empleándose únicamente en la fase
de montaje, para ser cerrada posteriormente con una pieza provista
de ventanas de acceso perpetuo 5, tal y como se ha representado en
la figura 4.
Por otra parte, según el presente ejemplo, en el
correspondiente montaje, las barras en celosía 2 se unen a un
formero central 7 de titanio, hacia ambos lados del plano de
simetría de forma alternativa, facilitando así en el nudo de unión
condiciones cuasi-simétricas que reducen el número
necesario de cartelas.
En el presente ejemplo, cada una de las barras 2
tiene unos extremos longitudinales con zonas de unión 3 y una
sección transversal en forma de "T". Además, en el presente
ejemplo las barras 2 se realizan con materiales de gran resistencia
a la corrosión. Ejemplos de dichos materiales especialmente
resistentes a la corrosión son la fibra de carbono y el titanio, que
además son galvánicamente compatibles entre sí.
Claims (4)
1. Sistema de integración de semipartes de
superficies sustentadoras en aeronaves, donde la superficie
sustentadora consiste en un cajón de torsión capaz de soportar
cargas aerodinámicas e inerciales, y las semipartes (1, 1') que la
componen se conectan entre sí con unos medios de unión que
convencionalmente consisten en una costilla enteriza en su plano de
simetría (6), precisando el montaje final de esas superficies
sustentadoras de unos registros u orificios para poder acceder a las
correspondientes uniones; caracterizado porque dichos medios
de unión consisten en una pluralidad de barras (2) dispuestas
modularmente a modo de celosía, de manera que se reduce el número
necesario de los referidos registros y se facilita un montaje
secuencial conectando los extremos superiores e inferiores de las
barras (2).
2. Sistema de integración de semipartes de
superficies sustentadoras en aeronaves, según la reivindicación 1,
caracterizado porque dichas barras (2) presentan unos
extremos longitudinales con zonas de unión (3) y una sección
transversal en forma de "T".
3. Sistema de integración de semipartes de
superficies sustentadoras en aeronaves, según la reivindicación 1 ó
2, caracterizado porque dichas barras (2) se realizan con
fibra de carbono, titanio, una combinación de dichos materiales u
otros de gran resistencia a la corrosión.
4. Sistema de integración de semipartes de
superficies sustentadoras en aeronaves, según una cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque las barras
en celosía (2) se unen, en el correspondiente montaje, a un formero
central (7) de titanio, hacia ambos lados del plano de simetría de
forma alternativa, facilitando así en el nudo de unión (3)
condiciones cuasi-simétricas que reducen el número
necesario de cartelas.
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