ES2383424A1 - Cuaderna de aeronave y metodo de obtencion de la misma. - Google Patents

Cuaderna de aeronave y metodo de obtencion de la misma. Download PDF

Info

Publication number
ES2383424A1
ES2383424A1 ES200930757A ES200930757A ES2383424A1 ES 2383424 A1 ES2383424 A1 ES 2383424A1 ES 200930757 A ES200930757 A ES 200930757A ES 200930757 A ES200930757 A ES 200930757A ES 2383424 A1 ES2383424 A1 ES 2383424A1
Authority
ES
Spain
Prior art keywords
frame
segment
lining
fuselage
maximum
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
ES200930757A
Other languages
English (en)
Other versions
ES2383424B1 (es
Inventor
José María Pina López
Enrique VERA VILLARES
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Airbus Operations SL
Original Assignee
Airbus Operations SL
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Airbus Operations SL filed Critical Airbus Operations SL
Priority to ES200930757A priority Critical patent/ES2383424B1/es
Priority to US12/798,502 priority patent/US20110168840A1/en
Priority to EP10770536A priority patent/EP2484584A2/en
Priority to RU2012117773/11A priority patent/RU2545218C2/ru
Priority to CA2776034A priority patent/CA2776034A1/en
Priority to PCT/ES2010/070628 priority patent/WO2011039399A2/es
Priority to CN201080053958.7A priority patent/CN102666273B/zh
Publication of ES2383424A1 publication Critical patent/ES2383424A1/es
Priority to US13/986,315 priority patent/US20130264422A1/en
Application granted granted Critical
Publication of ES2383424B1 publication Critical patent/ES2383424B1/es
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F30/00Computer-aided design [CAD]
    • G06F30/10Geometric CAD
    • G06F30/15Vehicle, aircraft or watercraft design
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64CAEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C1/00Fuselages; Constructional features common to fuselages, wings, stabilising surfaces or the like
    • B64C1/06Frames; Stringers; Longerons ; Fuselage sections
    • B64C1/061Frames
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64CAEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C1/00Fuselages; Constructional features common to fuselages, wings, stabilising surfaces or the like
    • B64C1/06Frames; Stringers; Longerons ; Fuselage sections
    • B64C1/10Bulkheads
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64FGROUND OR AIRCRAFT-CARRIER-DECK INSTALLATIONS SPECIALLY ADAPTED FOR USE IN CONNECTION WITH AIRCRAFT; DESIGNING, MANUFACTURING, ASSEMBLING, CLEANING, MAINTAINING OR REPAIRING AIRCRAFT, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; HANDLING, TRANSPORTING, TESTING OR INSPECTING AIRCRAFT COMPONENTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B64F5/00Designing, manufacturing, assembling, cleaning, maintaining or repairing aircraft, not otherwise provided for; Handling, transporting, testing or inspecting aircraft components, not otherwise provided for
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64FGROUND OR AIRCRAFT-CARRIER-DECK INSTALLATIONS SPECIALLY ADAPTED FOR USE IN CONNECTION WITH AIRCRAFT; DESIGNING, MANUFACTURING, ASSEMBLING, CLEANING, MAINTAINING OR REPAIRING AIRCRAFT, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; HANDLING, TRANSPORTING, TESTING OR INSPECTING AIRCRAFT COMPONENTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B64F5/00Designing, manufacturing, assembling, cleaning, maintaining or repairing aircraft, not otherwise provided for; Handling, transporting, testing or inspecting aircraft components, not otherwise provided for
    • B64F5/10Manufacturing or assembling aircraft, e.g. jigs therefor
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00Metal working
    • Y10T29/49Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49764Method of mechanical manufacture with testing or indicating
    • Y10T29/49778Method of mechanical manufacture with testing or indicating with aligning, guiding, or instruction
    • Y10T29/4978Assisting assembly or disassembly

Abstract

Cuaderna de aeronave y método de obtención de la misma, estando realizada dicha cuaderna en material compuesto, comprendiendo dicha cuaderna varias particiones (20) que conforman, al unirse, la citada cuaderna en su totalidad, comprendiendo dichas particiones (20) secciones (1) de longitud (2), estando dispuestas dichas secciones (1) sobre la parte interior del revestimiento (3) que conforma el fuselaje de la aeronave, estando dicho fuselaje realizado de forma integral en una sola pieza, siendo la longitud (2) de las secciones (1) es la máxima posible, de tal modo que la separación (5) máxima entre la sección (1) de cuaderna y el revestimiento (3), estando medida esta separación (5) por la parte interior del citado revestimiento (3), sea inferior al valor límite permitido para el uso de un sellante en estado líquido.

Description

Cuaderna de aeronave y método de obtención de la misma.
Campo de la invención
La presente invención se refiere a un nuevo diseño de cuadernas de aeronave realizadas en material compuesto, en particular para fuselajes integrales en una sola pieza, así como a un método para la obtención de las mismas.
Antecedentes de la invención
El fuselaje es el conjunto principal de una aeronave, puesto que el resto de elementos que conforman la aeronave se unen, de forma directa o indirecta, al mismo. El revestimiento del fuselaje es el que le confiere al mismo su forma, la cual varía con la misión principal que vaya a tener la aeronave.
Además del revestimiento (el considerado es de CFRP - Carbon Fiber Reinforced Plastic), el fuselaje de una aeronave comprende unos elementos en forma de armaduras perpendiculares con respecto al eje longitudinal de la aeronave, denominados cuadernas (de CFRP o metálicas, con forma en C, Z, etc.), que son las encargadas de dar forma y rigidez a la estructura del fuselaje, situándose estas cuadernas a intervalos determinados en la parte interior del fuselaje de la aeronave. Además de las cuadernas, el fuselaje comprende otros elementos de refuerzo, como son los larguerillos (generalmente en forma de omega, de T o similar) para conseguir la optimización de la distribución de cargas y rigidez. Los larguerillos se sitúan longitudinalmente sobre el revestimiento del fuselaje, permitiendo la optimización del mismo, aligerándose así el peso del conjunto de la estructura. De este modo, todo el entramado de cuadernas, larguerillos y revestimiento se unen para formar una estructura completa.
Tradicionalmente, el fuselaje de una aeronave se realizaba de forma segmentada, de tal modo que el revestimiento lo conformaban varios paneles y secciones que, posteriormente, se unían para conformar el fuselaje típico en forma cilíndrica Las uniones entre estos segmentos o paneles se realizan mediante una serie de piezas de unión diseñadas para tal fin, que generalmente iban unidas mediante remaches. Las cuadernas en el caso de fuselajes tales iban generalmente dispuestas de forma segmentada, tal que se colocaban y ajustaban de forma manual sobre la estructura anterior. Este procedimiento de composición y colocación de las cuadernas es de fácil montaje, al tener abiertas por su interior las partes que conforman el revestimiento del fuselaje, de tal forma que permite un sencillo y correcto ajuste de las cuadernas, por segmentos. Sin embargo, este procedimiento obliga a realizar un número muy elevado de segmentación o partición de las cuadernas, lo cual conlleva que se tengan que utilizar también un gran número de piezas de unión entre las cuadernas y los revestimientos que componen el fuselaje. Esto hace que el procedimiento del montaje de dichas cuadernas sea largo y costoso, empleando gran cantidad de mano de obra de montaje.
En la actualidad, es cada vez más común la realización del revestimiento que conforma el fuselaje de una aeronave de forma integral, denominado fuselaje en 360º, full-barrel o one-shot. El revestimiento que forma el fuselaje se conforma de forma integral en una sola pieza cerrada realizada en un único molde. Con estos revestimientos integrales la segmentación de cuadernas se tiene que abordar de una manera diferente a la empleada hasta el momento, debiendo atender a las tolerancias intervinientes en los procesos de fabricación, limitaciones de montaje y acceso para la disposición de estas cuadernas segmentadas.
La presente invención ofrece una solución a las limitaciones anteriormente mencionadas.
Sumario de la invención
Así, según un primer aspecto, la presente invención se refiere a un nuevo diseño de cuadernas de aeronave realizadas en material compuesto, estando realizadas dichas cuadernas en particiones o segmentos de longitud determinada que se dispondrán sobre la parte interior del revestimiento que conforma el fuselaje de la aeronave. El fuselaje estará realizado de forma integral en una sola pieza (denominado fuselaje full-barrel o one-shot), pudiendo este fuselaje comprender larguerillos integrados desde el mismo proceso de fabricación del citado fuselaje. La longitud de las particiones o segmentos de las citadas cuadernas será la máxima posible (lo cual llevará al mínimo número de particiones por diámetro de sección del fuselaje) tal que la separación máxima entre estos segmentos de cuadernas y el revestimiento, estando medida esta separación por la parte interior del citado revestimiento, permita la utilización de un sellante líquido para la unión del segmento de cuaderna al revestimiento. La utilización de este tipo de sellante simplifica las operaciones y disminuye los tiempos de montaje, lo que permite disminuir los costes recurrentes por este concepto. La longitud máxima de los segmentos de cuaderna se calculará en base a las limitaciones de fabricación dadas por las tolerancias de fabricación del revestimiento y de los propios segmentos de cuadernas.
Además, en el diseño de las particiones o segmentos de estas cuadernas se deben tener en cuenta las siguientes consideraciones:
-
efecto de contracción o spring-back durante la fabricación de los segmentos de cuaderna;
-
proceso de montaje de las particiones o segmentos de cuadernas;
-
geometría de la sección del fuselaje, dada por el revestimiento, donde se dispondrá la partición o segmento de la cuaderna;
-
las cargas a las que se encuentra sometida la sección del fuselaje, dada por el revestimiento, donde se dispondrá la partición o segmento de la cuaderna.
\vskip1.000000\baselineskip
Según un segundo aspecto, la invención se refiere a un método para la obtención de este diseño de cuadernas de aeronave citado, estando realizadas dichas cuadernas en material compuesto, y comprendiendo particiones o segmentos de longitud determinada, de tal forma que dichos segmentos de cuadernas calculados mantengan una separación máxima con respecto al interior del revestimiento que sea tal que permita la utilización de un sellante líquido para la unión del segmento de cuaderna al revestimiento que conforma el fuselaje.
Así, el método de la invención comprende las siguientes etapas:
a)
determinación de un primer segmento de cuaderna tipo para la parte superior del revestimiento del fuselaje, para una sección determinada del fuselaje, calculándose éste para el caso en el que la tolerancia aerodinámica sobre el revestimiento haga que éste tenga una dimensión efectiva exterior máxima, siendo la tolerancia de espesor del revestimiento lo menor posible, de tal modo que la dimensión interior del revestimiento es máxima, y siendo la tolerancia de fabricación de este segmento de cuaderna tipo mínima, que haga que la dimensión del citado segmento de cuaderna sea mínima;
b)
determinación del punto de contacto del segmento de cuaderna tipo con el interior del revestimiento como resultado de la etapa a);
c)
determinación de los puntos del segmento de cuaderna, a ambos lados del punto de contacto anterior, en los que la separación máxima entre dicho segmento de cuaderna y la parte interior del revestimiento es la máxima permitida para la utilización de un sellante de tipo líquido;
d)
cálculo de la longitud del segmento de cuaderna máxima según las etapas a) a c) anteriores, y tal que los extremos del segmento de cuaderna queden dispuestos en mitad de un vano entre dos larguerillos consecutivos de la sección;
e)
repetición de las etapas a) a d) anteriores para el resto de los segmentos que conformarán las particiones de la cuaderna en su totalidad;
f)
determinación de un segundo segmento de cuaderna tipo para la parte superior del revestimiento del fuselaje, para la citada sección determinada del fuselaje, calculándose éste para el caso en el que la tolerancia aerodinámica sobre el revestimiento haga que éste tenga una dimensión efectiva exterior mínima, siendo la tolerancia de espesor del revestimiento máxima, de tal modo que la dimensión interior del revestimiento sea mínima, y siendo la tolerancia de fabricación de este segmento de cuaderna máxima, que haga que la dimensión del citado segmento de cuaderna sea máxima;
g)
determinación de los puntos de contacto del segmento de cuaderna tipo con el interior del revestimiento como resultado de la etapa f);
h)
determinación del punto del segmento de cuaderna en el que la separación máxima entre dicho segmento de cuaderna y la parte interior del revestimiento es la máxima permitida para la utilización de un sellante de tipo líquido;
i)
cálculo de la longitud del segmento de cuaderna máxima según las etapas f) a h) anteriores, y tal que los extremos del segmento de cuaderna queden dispuestos en mitad de un vano entre dos larguerillos consecutivos de la sección;
j)
repetición de las etapas f) a i) anteriores para el resto de los segmentos que conformarán las particiones de la cuaderna en su totalidad;
k)
determinación de los segmentos de cuaderna definitivos tal que dichos segmentos verifiquen tanto las etapas a) a d) como las etapas f) a j) anteriormente citadas, conformando estos segmentos las particiones definitivas de la totalidad de las cuadernas, para la sección concreta del fuselaje calculada;
l)
determinación de los segmentos de cuaderna de fuselaje para cada sección de fuselaje en concreto, siguiendo las etapas a) a k) anteriores.
\vskip1.000000\baselineskip
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.
Descripción de las figuras
La Figura 1 muestra en sección un detalle del fuselaje de una aeronave que comprende un diseño de cuaderna de aeronave según la presente invención.
La Figura 2 muestra en sección las tolerancias que se tienen en cuenta para el diseño de la cuaderna de aeronave según la presente invención.
La Figura 3 muestra en sección el caso en que las tolerancias de fabricación que se tienen en cuenta para el diseño de la cuaderna de aeronave según el método de la presente invención confluyen tal que la cuaderna fabricada es de menor tamaño que el valor nominal previsto para la misma, siendo el revestimiento del fuselaje fabricado de mayor tamaño y de menor espesor que sus nominales respectivos previstos.
La Figura 4 muestra en sección el caso en que las tolerancias de fabricación que se tienen en cuenta para el diseño de la cuaderna de aeronave según el método de la presente invención confluyen tal que la cuaderna fabricada es de mayor tamaño que el valor nominal previsto para la misma, siendo el revestimiento del fuselaje fabricado de menor tamaño y de mayor espesor que sus nominales respectivos previstos.
Descripción detallada de la invención
Así, la presente invención se refiere al nuevo diseño de cuadernas de aeronave realizadas en material compuesto, estando realizadas dichas cuadernas en particiones o segmentos 1 de longitud 2 determinada que se dispondrán sobre la parte interior del revestimiento 3 que conforma el fuselaje de la aeronave, estando dicho fuselaje realizado de forma integral en una sola pieza, (denominado fuselaje full-barrel o one-shot), de tal modo que la longitud 2 de las particiones o segmentos 1 de las citadas cuadernas es la máxima posible (lo cual llevará al mínimo número de particiones 1 por diámetro de sección del fuselaje) tal que la separación 5 máxima entre la sección 1 de cuaderna y el revestimiento 3, midiendo esta distancia o separación 5 por la parte interior del fuselaje sea inferior al límite permitido para la aplicación de un sellante líquido, habiéndose calculado dicha separación 5 máxima en base a las limitaciones de fabricación dadas por las tolerancias de fabricación del revestimiento 3 y de las cuadernas. Típicamente, el valor de la separación 5 máxima para la aplicación de un sellante líquido es de alrededor de 0,5 mm. Por encima de este valor de separación 5 debe de aplicarse otro tipo de sellante (típicamente sellante sólido) que aumenta los tiempos de montaje y disminuye las propiedades mecánicas del conjunto.
Además, el diseño de las particiones 20 en segmentos 1 de las citadas cuadernas, según la invención, se determina también en base a:
-
efecto de contracción o spring-back de las secciones 1 de cuaderna durante la fabricación de las secciones 1 de cuaderna;
-
proceso de montaje de las secciones 1 de cuaderna en sus particiones 20, teniendo en cuenta que el acceso para este proceso de montaje es limitado, al estar el fuselaje realizado de forma integral en una sola pieza (full-barrel o one-shot);
-
la geometría de la sección del fuselaje donde va dispuesta la sección 1 de la cuaderna, en particular la curvatura de la misma;
-
las cargas a las que se encuentra sometida la sección del fuselaje donde va dispuesta la sección 1 de la cuaderna, evitándose en lo posible realizar la partición o sección 1 de la cuaderna en una zona o sección del fuselaje que esté sometida a una carga muy elevada.
\vskip1.000000\baselineskip
De este modo, y en base a lo anteriormente citado, la longitud 2 de la sección 1 de la cuaderna será tal que se obtenga el menor número posible de secciones 1 o particiones 20, es decir, la longitud 2 será la máxima posible. De esta forma se consigue un ahorro en piezas y elementos de unión empleados en los diseños tradicionales, así como en el tiempo de montaje, al evitarse el uso de sellantes en estado sólido, lo cual lleva a un ahorro en tiempo y en mano de obra de montaje, evitándose problemas en la operación de remachado, sin que ello conlleve a una pérdida de características mecánicas de la unión.
Teniéndose en cuenta las tolerancias de fabricación del revestimiento 3 (tolerancia aerodinámica que hace que el revestimiento 3 tenga un valor efectivo exterior de 11 y tolerancia del espesor del revestimiento 3 que hace que el revestimiento 3 tenga un valor efectivo interior de 12) y de la sección 1 de cuaderna (tolerancia de fabricación de la sección 1 de la cuaderna que hace que la citada cuaderna tenga un valor efectivo exterior de 13), así como las limitaciones impuestas por la separación 5 máxima admisible en montaje por debajo del cual es posible aplicar sellante líquido, se definen el número y la posición óptima de las secciones 1 de la cuaderna de la invención, es decir, el número de particiones 20 de que se compone la cuaderna completa de la invención.
Se consideran dos casos extremos para el cálculo de la longitud 2 máxima de las particiones o segmentos 1 de las citadas cuadernas, lo cual determinará el número de particiones 20 de que se compone la cuaderna de la invención en su totalidad, en base al cálculo de la separación 5 máxima, realizado teniendo en cuenta las limitaciones de fabricación dadas por las tolerancias de fabricación del revestimiento 3 (tolerancia aerodinámica que hace que el revestimiento 3 tenga un valor efectivo exterior de 11 y tolerancia del espesor del revestimiento 3 que hace que el revestimiento 3 tenga un valor efectivo interior de 12) y de la sección 1 de cuaderna (tolerancia de fabricación de la sección 1 de la cuaderna que hace que la citada cuaderna tenga un valor efectivo exterior de 13).
\vskip1.000000\baselineskip
Caso 1 (Figura 3):
-
el revestimiento 3 es de tamaño máximo, al ser la tolerancia aerodinámica del mismo máxima (valor efectivo exterior 11 es máximo) y su tolerancia de espesor mínima (valor efectivo interior 12 es máximo);
-
la sección 1 de cuaderna es de tamaño mínimo, al ser mínima la tolerancia de fabricación de la misma (valor efectivo exterior 13 es mínimo);
-
en las condiciones anteriores, la separación 5 máxima entre el revestimiento 3 y la sección 1 de cuaderna, para el caso de fuselaje de geometría cilíndrica, aparece próxima a los extremos 6 de la sección 1 de cuaderna (Figura 3).
\vskip1.000000\baselineskip
Caso 2 (Figura 4):
-
el revestimiento 3 es de tamaño mínimo, al ser la tolerancia aerodinámica del mismo mínima (valor efectivo exterior 11 es mínimo) y su tolerancia de espesor máxima (valor efectivo interior 12 es mínimo);
-
la sección 1 de cuaderna es de tamaño máximo, al ser máxima la tolerancia de fabricación de la misma (valor efectivo exterior 13 es máximo);
-
en las condiciones anteriores, la separación 5 máxima entre el revestimiento 3 y la sección 1 de cuaderna aparece, para el caso de fuselaje de geometría cilíndrica, en una zona 7 próxima al centro de la sección 1 de cuaderna (Figura 4).
\vskip1.000000\baselineskip
Así, y en base a los casos 1 y 2 anteriormente citados, se calcula de forma sistemática la separación 5 máxima para cada posible sección 1 de cuaderna, según la invención. Una vez conocidas las zonas en la que la separación entre revestimiento 3 y los segmentos de cuaderna 1 es máxima e inferior al límite de aplicación de sellante líquido definido, y atendiendo al resto de consideraciones expuestas, se definen las particiones 20 de cuadernas entre dos larguerillos 4 consecutivos, independientemente de que los larguerillos 4 estén ya integrados desde el mismo proceso de fabricación del citado fuselaje, o bien se fabriquen independientemente y luego se dispongan sobre el fuselaje de la aeronave, generalmente mediante remaches.
Según un segundo aspecto, la invención desarrolla un método para la obtención de cuadernas de aeronave realizadas en material compuesto, estando realizadas dichas cuadernas en particiones o segmentos 1 de longitud 2 determinada que se dispondrán sobre la parte interior del revestimiento 3 que conforma el fuselaje de la aeronave. Así, el método de la invención comprende las siguientes etapas:
a)
determinación de un primer segmento 1 de cuaderna tipo para la parte superior del revestimiento 3 del fuselaje, para una sección determinada del fuselaje, calculándose este primer segmento 1 para el caso en el que la tolerancia aerodinámica sobre el revestimiento haga que éste tenga una dimensión efectiva exterior 11 máxima, siendo la tolerancia de espesor del revestimiento lo menor posible, de tal modo que la dimensión interior del revestimiento 12 es máxima, y siendo la tolerancia de fabricación de este segmento de cuaderna tipo mínima, que haga que la dimensión 13 del citado segmento 1 de cuaderna sea mínima;
b)
determinación del punto de contacto del segmento 1 de cuaderna tipo con el interior del revestimiento 3, como resultado de la etapa a);
c)
determinación de los puntos del segmento 1 de cuaderna, a ambos lados del punto de contacto anterior, en los que la separación máxima 5 entre dicho segmento 1 de cuaderna y la parte interior del revestimiento 3 es la máxima permitida para la utilización de un sellante de tipo líquido;
d)
cálculo de la longitud 2 del segmento 1 de cuaderna máxima según las etapas a) a c) anteriores, y tal que los extremos del segmento 1 de cuaderna queden dispuestos en mitad de un vano entre dos larguerillos 4 consecutivos de la sección;
e)
repetición de las etapas a) a d) anteriores para el resto de los segmentos 1 que conformarán las particiones de la cuaderna en su totalidad;
f)
determinación de un segundo segmento 1 de cuaderna tipo para la parte superior del revestimiento 3 del fuselaje, para la citada sección determinada del fuselaje anterior, calculándose dicho segundo segmento 1 de cuaderna para el caso en el que la tolerancia aerodinámica sobre el revestimiento haga que éste tenga una dimensión efectiva exterior 11 mínima, siendo la tolerancia de espesor del revestimiento máxima, de tal modo que la dimensión interior del revestimiento 12 sea mínima, y siendo la tolerancia de fabricación de este segmento de cuaderna máxima, que haga que la dimensión 13 del citado segmento 1 de cuaderna sea máxima;
g)
determinación de los puntos de contacto del segmento 1 de cuaderna tipo con el interior del revestimiento 3, como resultado de la etapa f);
h)
determinación del punto del segmento 1 de cuaderna en el que la separación máxima entre dicho segmento 1 de cuaderna y la parte interior del revestimiento 3 es la máxima permitida para la utilización de un sellante de tipo líquido;
i)
cálculo de la longitud 2 del segmento 1 de cuaderna máximo según las etapas f) a h) anteriores, y tal que los extremos del segmento 1 de cuaderna queden dispuestos en mitad de un vano entre dos larguerillos 4 consecutivos de la sección;
j)
repetición de las etapas f) a i) anteriores para el resto de los segmentos 1 que conformarán las particiones de la cuaderna en su totalidad;
k)
determinación de los segmentos 1 de cuaderna definitivos tal que dichos segmentos 1 verifiquen tanto las etapas a) a d) como las etapas f) a j) anteriormente citadas, conformando estos segmentos 1 las particiones definitivas de la totalidad de las cuadernas, para la sección concreta del fuselaje calculada;
l)
determinación de los segmentos 1 de cuaderna de fuselaje para cada sección de fuselaje en concreto, siguiendo las etapas a) a k) anteriores.
\vskip1.000000\baselineskip
Para la mejor y más rápida consecución del método anteriormente descrito, es deseable preparar tabulaciones a las que acudir para llevar a cabo las etapas d), e), i), j) y k) anteriores. También es posible realizar las etapas d), e)> i), j) Y k) anteriores mediante algún programa de cálculo por ordenador.
El fuselaje de la aeronave y, por tanto, el revestimiento que conforma el mismo, pueden tener sección cilíndrica, o bien sección cónica. Además, pueden tener determinados cambios de sección a lo largo de su longitud, según el eje longitudinal de la aeronave. En cualquiera de estos casos, el método de la invención y el diseño de cuadernas obtenido con el mismo, son perfectamente válidos.
En el caso de que el fuselaje y, por tanto, el revestimiento 3, sea cilíndrico, en la etapa c) anterior, los puntos en los que ocurre que la separación máxima 5 entre el revestimiento 3 y el segmento 1 de cuaderna es tal que permite el uso de un sellante de tipo líquido, se encuentran en los extremos 6 del segmento 1 de cuaderna calculado. Para el caso de la etapa h) anterior, el punto en el que la separación 5 máxima entre el revestimiento 3 y la sección 1 de cuaderna aparece, se encuentra en una zona 7 próxima al centro de la sección 1 de cuaderna.
En las realizaciones preferentes que acabamos de describir pueden introducirse aquellas modificaciones comprendidas dentro del alcance definido por las siguientes reivindicaciones.

Claims (8)

1. Cuaderna de aeronave realizada en material compuesto, comprendiendo dicha cuaderna varias particiones (20) que conforman, al unirse, la citada cuaderna en su totalidad, comprendiendo dichas particiones (20) secciones (1) de longitud (2), estando dispuestas dichas secciones (1) sobre la parte interior del revestimiento (3) que conforma el fuselaje de la aeronave, estando dicho fuselaje realizado de forma integral en una sola pieza, caracterizada porque la longitud (2) de las secciones (1) es la máxima posible, de tal modo que la separación (5) máxima entre la sección (1) de cuaderna y el revestimiento (3), estando medida esta separación (5) por la parte interior del citado revestimiento (3), sea inferior al valor límite permitido para el uso de un sellante en estado líquido.
2. Cuaderna de aeronave según la reivindicación 1, caracterizada porque la separación (5) máxima se calcula teniendo en cuenta las limitaciones de fabricación dadas por las tolerancias de fabricación del revestimiento (3) y de la sección (1) de cuaderna.
3. Cuaderna de aeronave según la reivindicación 2, caracterizada porque se tienen en cuenta las tolerancias de fabricación del revestimiento (3) (tolerancia aerodinámica que hace que el revestimiento (3) tenga un valor efectivo exterior de (11) y tolerancia del espesor del revestimiento (3) que hace que el revestimiento (3) tenga un valor efectivo interior de (12)) y de la sección (1) de cuaderna (tolerancia de fabricación de la sección (1) de la cuaderna que hace que la citada cuaderna tenga un valor efectivo exterior de (13)), para el cálculo de la separación (5) máxima.
4. Cuaderna de aeronave según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el revestimiento (3) del fuselaje comprende larguerillos (4) integrados desde el proceso de fabricación del citado revestimiento (3).
5. Cuaderna de aeronave según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque las particiones (20) de la cuaderna no se realizan en zonas en las que el fuselaje esté sometido a carga elevada.
6. Cuaderna de aeronave según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la separación (5) máxima entre la sección (1) de cuaderna y el revestimiento (3) es inferior al límite de aplicación de sellante líquido.
7. Aeronave que comprende cuaderna según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6.
8. Método para la obtención de una cuaderna de aeronave realizada en material compuesto, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque comprende las siguientes etapas:
a)
determinación de un primer segmento (1) de cuaderna tipo para la parte superior del revestimiento (3) del fuselaje, para una sección determinada del fuselaje, calculándose este primer segmento (1) para el caso en el que la tolerancia aerodinámica sobre el revestimiento haga que éste tenga una dimensión efectiva exterior (11) máxima, siendo la tolerancia de espesor del revestimiento lo menor posible, de tal modo que la dimensión interior del revestimiento (12) es máxima, y siendo la tolerancia de fabricación de este segmento de cuaderna tipo mínima, que haga que la dimensión (13) del citado segmento (1) de cuaderna sea mínima;
b)
determinación del punto de contacto del segmento (1) de cuaderna tipo con el interior del revestimiento (3), como resultado de la etapa a);
c)
determinación de los puntos del segmento (1) de cuaderna, a ambos lados del punto de contacto anterior, en los que la separación máxima (5) entre dicho segmento (1) de cuaderna y la parte interior del revestimiento (3) es la máxima permitida para la utilización de un sellante de tipo líquido;
d)
cálculo de la longitud (2) del segmento (1) de cuaderna máxima según las etapas a) a c) anteriores, y tal que los extremos del segmento (1) de cuaderna queden dispuestos en mitad de un vano entre dos larguerillos (4) consecutivos de la sección;
e)
repetición de las etapas a) a d) anteriores para el resto de los segmentos (1) que conformarán las particiones de la cuaderna en su totalidad;
f)
determinación de un segundo segmento (1) de cuaderna tipo para la parte superior del revestimiento (3) del fuselaje, para la citada sección determinada del fuselaje anterior, calculándose dicho segundo segmento (1) de cuaderna para el caso en el que la tolerancia aerodinámica sobre el revestimiento haga que éste tenga una dimensión efectiva exterior (11) mínima, siendo la tolerancia de espesor del revestimiento máxima, de tal modo que la dimensión interior del revestimiento (12) sea mínima, y siendo la tolerancia de fabricación de este segmento de cuaderna máxima, que haga que la dimensión (13) del citado segmento (1) de cuaderna sea máxima;
g)
determinación de los puntos de contacto del segmento (1) de cuaderna tipo con el interior del revestimiento (3), como resultado de la etapa f);
h)
determinación del punto del segmento (1) de cuaderna en el que la separación máxima entre dicho segmento 1 de cuaderna y la parte interior del revestimiento (3) es la máxima permitida para la utilización de un sellante de tipo líquido;
i)
cálculo de la longitud (2) del segmento (1) de cuaderna máximo según las etapas f) a h) anteriores, y tal que los extremos del segmento (1) de cuaderna queden dispuestos en mitad de un vano entre dos larguerillos (4) consecutivos de la sección;
j)
repetición de las etapas f) a i) anteriores para el resto de los segmentos (1) que conformarán las particiones de la cuaderna en su totalidad;
k)
determinación de los segmentos (1) de cuaderna definitivos tal que dichos segmentos (1) verifiquen tanto las etapas a) a d) como las etapas f) a j) anteriormente citadas, conformando estos segmentos (1) las particiones definitivas de la totalidad de las cuadernas, para la sección concreta del fuselaje calculada;
l)
determinación de los segmentos (1) de cuaderna de fuselaje para cada sección de fuselaje en concreto, siguiendo las etapas a) a k) anteriores.
ES200930757A 2009-09-29 2009-09-29 Cuaderna de aeronave y metodo de obtencion de la misma Active ES2383424B1 (es)

Priority Applications (8)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ES200930757A ES2383424B1 (es) 2009-09-29 2009-09-29 Cuaderna de aeronave y metodo de obtencion de la misma
US12/798,502 US20110168840A1 (en) 2009-09-29 2010-04-06 Aircraft frame and method for obtaining the same
RU2012117773/11A RU2545218C2 (ru) 2009-09-29 2010-09-28 Шпангоут летательного аппарата и способ его изготовления
CA2776034A CA2776034A1 (en) 2009-09-29 2010-09-28 Aircraft ring frame and method for obtaining it
EP10770536A EP2484584A2 (en) 2009-09-29 2010-09-28 Aircraft frame and method for obtaining it
PCT/ES2010/070628 WO2011039399A2 (es) 2009-09-29 2010-09-28 Cuaderna de aeronave y método de obtención de la misma.
CN201080053958.7A CN102666273B (zh) 2009-09-29 2010-09-28 飞机机架和用于获得飞机机架的方法
US13/986,315 US20130264422A1 (en) 2009-09-29 2013-04-20 Aircraft frame and method for obtaining the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ES200930757A ES2383424B1 (es) 2009-09-29 2009-09-29 Cuaderna de aeronave y metodo de obtencion de la misma

Publications (2)

Publication Number Publication Date
ES2383424A1 true ES2383424A1 (es) 2012-06-21
ES2383424B1 ES2383424B1 (es) 2013-05-03

Family

ID=43826711

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ES200930757A Active ES2383424B1 (es) 2009-09-29 2009-09-29 Cuaderna de aeronave y metodo de obtencion de la misma

Country Status (7)

Country Link
US (2) US20110168840A1 (es)
EP (1) EP2484584A2 (es)
CN (1) CN102666273B (es)
CA (1) CA2776034A1 (es)
ES (1) ES2383424B1 (es)
RU (1) RU2545218C2 (es)
WO (1) WO2011039399A2 (es)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102012202504A1 (de) * 2012-02-17 2013-08-22 Airbus Operations Gmbh Strukturbauteil für ein Luft- oder Raumfahrzeug
EP2759467B1 (en) 2013-01-24 2016-10-19 Airbus Operations GmbH Aircraft frame and method of mounting two fuselage segments
US10626992B2 (en) * 2015-11-30 2020-04-21 The Boeing Company Sealant containment assembly, system, and method
JP6663414B2 (ja) 2017-11-29 2020-03-11 株式会社Subaru 製造方法および製造装置
RU181682U1 (ru) * 2017-12-11 2018-07-26 Владимир Васильевич Галайко Фюзеляж летательного аппарата
RU2694486C1 (ru) * 2018-10-05 2019-07-15 Акционерное общество "Научно-производственное объединение им. С.А. Лавочкина" Шпангоут
CN109849351B (zh) * 2018-11-29 2021-11-23 中国商用飞机有限责任公司北京民用飞机技术研究中心 基于共胶接工艺的复合材料机翼壁板与金属翼肋密封方法
CN113443118B (zh) * 2021-09-01 2022-01-25 成都飞机工业(集团)有限责任公司 一种飞机部件、飞机部件工艺增刚的填充结构及安装方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060048890A1 (en) * 2004-09-06 2006-03-09 Honda Motor Co., Ltd. Production method of annular, fiber-reinforced composite structure, and annular frame constituted by such structure for aircraft fuselages
US20080230652A1 (en) * 2004-04-06 2008-09-25 Biornstad Robert D Composite barrel sections for aircraft fuselages and other structures, and methods and systems for manufacturing such barrel sections

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1761898A2 (ru) * 1991-03-04 1992-09-15 Центральный научно-исследовательский институт специального машиностроения Опорный шпангоут из композиционного материала
EP1616061B1 (en) * 2003-02-24 2011-04-06 Bell Helicopter Textron Inc. Contact stiffeners for structural skins
GB2428417B (en) * 2005-10-27 2007-09-12 Hal Errikos Calamvokis Aircraft fuselage structure
US7621482B2 (en) * 2005-11-15 2009-11-24 The Boeing Company Weight optimized pressurizable aircraft fuselage structures having near elliptical cross sections
US8038099B2 (en) * 2008-04-30 2011-10-18 The Boeing Company Bonded metal fuselage and method for making the same

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080230652A1 (en) * 2004-04-06 2008-09-25 Biornstad Robert D Composite barrel sections for aircraft fuselages and other structures, and methods and systems for manufacturing such barrel sections
US20060048890A1 (en) * 2004-09-06 2006-03-09 Honda Motor Co., Ltd. Production method of annular, fiber-reinforced composite structure, and annular frame constituted by such structure for aircraft fuselages

Also Published As

Publication number Publication date
CN102666273B (zh) 2015-08-05
CN102666273A (zh) 2012-09-12
RU2545218C2 (ru) 2015-03-27
WO2011039399A2 (es) 2011-04-07
RU2012117773A (ru) 2013-11-10
US20110168840A1 (en) 2011-07-14
WO2011039399A3 (es) 2011-10-27
EP2484584A2 (en) 2012-08-08
ES2383424B1 (es) 2013-05-03
CA2776034A1 (en) 2011-04-07
US20130264422A1 (en) 2013-10-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
ES2383424A1 (es) Cuaderna de aeronave y metodo de obtencion de la misma.
ES2382765B1 (es) Diseño de cuadernas de aeronave
CN102372084A (zh) 飞行器结构的制造方法以及由此得到的结构
CN104249811B (zh) 一种适用于穿梭往返大气层的飞行器机翼
ES2788529T3 (es) Método de fabricación de un cajón infundido altamente integrado hecho de material compuesto
ES2606245T3 (es) Borde de ataque altamente integrado de una superficie sustentadora de una aeronave
ES2351178T3 (es) Dispositivo estructural para mejorar la resistencia de una estructura a las dilataciones por temperatura.
ES2398553B1 (es) Una pala de aerogenerador multi-panel mejorada.
US8702038B2 (en) Pressure fuselage of an aircraft or spacecraft with pressure calotte
RU2014112508A (ru) Лонжерон с плавным изгибом и способ его изготовления
CN105523166A (zh) 板结构件及相关方法
UA117356C2 (uk) Спосіб виготовлення з'єднувальної тяги
KR20130142903A (ko) 복합 구조 패널 및 항공기 동체
ES2396843A1 (es) Disposición de interfaz entre dos componentes de una estructura de una aeronave usando una pieza intermedia.
US8876053B2 (en) Fuselage element comprising a fuselage segment and junction means, fuselage portion, fuselage and aircraft
US9452561B2 (en) Method of producing a composite shell element, composite shell element, means of transport and use
ES2584557T3 (es) Estructura interna altamente integrada de un cajón de torsión de una superficie sustentadora de una aeronave y método para su producción
US20130032670A1 (en) Wall component for an aircraft
CN103429492A (zh) 用非平行的纵梁强化的抗扭箱外壳
WO2018109255A1 (es) Procedimiento de fabricación de estructuras reforzadas monocasco y estructura obtenida
US20100230538A1 (en) Closed structure of composite material
ES2912379T3 (es) Anclaje para unir el estabilizador de cola horizontal de una aeronave
US9669928B2 (en) Multipart fastening device for fastening a device to a reinforcing element and to the outer skin of a vehicle
ES2611462T3 (es) Sistema de acoplamiento previsto para uso entre revestimiento y elementos estructurales de soporte del mismo
ES2384250B1 (es) Unión de elementos estructurales de aeronave.

Legal Events

Date Code Title Description
FG2A Definitive protection

Ref document number: 2383424

Country of ref document: ES

Kind code of ref document: B1

Effective date: 20130503