ES2392617B1 - Disposición de unión de los cajones laterales de un estabilizador horizontal de cola con un cajón central tubular y procedimiento de fabricación de dicho cajón. - Google Patents

Disposición de unión de los cajones laterales de un estabilizador horizontal de cola con un cajón central tubular y procedimiento de fabricación de dicho cajón. Download PDF

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Abstract

Disposición de unión de los cajones laterales (11, 11?) de un estabilizador horizontal de cola con un cajón central tubular y procedimiento de fabricación de dicho cajón. La unión de los cajones (11, 11?) se efectúa utilizando una pieza intermedia de unión (31) que comprende un cajón central (33, 63, 73), solapas laterales superiores (35, 35?) e inferiores (37, 37?), placas (A) del herraje del dispositivo de trimado y placas (B) del herraje del dispositivo de pivotamiento, efectuándose la unión mediante remaches entre los revestimientos (15, 15?; 17, 17?) de los cajones laterales (11, 11?) y dichas solapas (35; 35?; 37; 37?). El procedimiento para la fabricación de la pieza intermedia de unión (31) comprende pasos para: a) Proporcionar preformas aptas para conformación de dicha pieza (31); b) Conformar y curar la pieza (31) a partir de dichas preformas mediante un procedimiento RTM.

Description

DISPOSICiÓN DE UNiÓN DE LOS CAJONES LATERALES DE UN ESTABILIZADOR HORIZONTAL DE COLA CON UN CAJÓN CENTRAL TUBULAR Y PROCEDIMIENTO DE FABRICACiÓN DE DICHO CAJÓN
5
CAMPO DE LA INVENCiÓN
10
La presente invención se refiere a una disposición de unión de los cajones laterales de un estabilizador horizontal de una aeronave con una pieza intermedia y más en particular a una disposición de unión en la que dicha pieza intermedia tiene forma de cajón .
ANTECEDENTES DE LA INVENCION
15 2 O 25 3 O
En la actualidad y particularmente en la industria aeronáutica se utilizan de forma masiva materiales compuestos de matriz orgánica y fibras continuas principalmente basadas en resinas epoxídicas y fibras de carbono en una gran diversidad de elementos estructurales. Las estructuras aeronáuticas exigen, como es bien conocido, la integración de diversos elementos estructurales. Por ejemplo, los fuselajes requieren la integración del revestimientos con diversos elementos estructurales tales como vigas, cuadernas o larguerillos. A diferencia de lo que sucedía cuando se utilizaban materiales metálicos en los que prácticamente solo existía la opción de uniones mecánicas para la integración de los diversos elementos estructurales de un determinado componente, los materiales compuestos permiten que esa integración pueda realizarse también mediante uniones químicas. En ciertas estructuras aeroná uticas, la unión de dos componentes debe hacerse de manera que se produzca una transmisión eficiente de la carga entre ambos componentes lo que requiere habitualmente la utilización de piezas intermedias. Eso sucede particularmente en el caso de la unión de los cajones laterales de un estabilizador horizontal de una aeronave puesto que el
estabilizador horizontal de cola debe comportarse como una unidad estructural.
Se trata por otra parte de una unión sometida tanto a las cargas aerodinámicas
como a las cargas derivadas del mecanismo utilizado para el trimado del
estabilizador horizontal.
5
Al tratarse de una unión problemática se conocen distintas propuestas
tanto de uniones a cortadura como de uniones a tracción y utilizando piezas
intemnedias de materiales metálicos, compuestos o mixtos.
En una de esas propuestas, descrita en US 2009159742, se utiliza una
pieza intermedia en material compuesto con forma de doble T.
1 0
La utilización de esas piezas intermedias puede ser problemática para
ciertas configuraciones de cajones laterales de estabilizadores horizontales de
cola así como para la integración de los herrajes necesarios para los
dispositivos de trimado.
La presente invención está orientada a la solución de esos problemas.
15
SUMARIO DE LA INVENCION
Es un objeto de la presente in vención proporcionar una disposición de
unión entre los cajones laterales de un estabilizador horizontal de cola de una
2 O
aeronave mediante una pieza intermedia que facilite el montaje de dicho
estabilizador.
Es otro objeto de la presente invención , proporcionar dicha pieza
intermedia con una configuración óptima para su función como pieza intermedia
de unión de dichos cajones laterales.
25
Es otro objeto de la presente invención , proporcionar un procedimiento
eficaz para la fabricación de dicha pieza intermedia .
En un aspecto, esos y otros objetos se consiguen con una disposición de
unión de dos cajones laterales de un estabilizador horizontal de cola de una
aeronave, comprendiendo revestimientos superiores e revestimientos inferiores
30
utilizando una pieza intermedia de unión , estando realizados tanto dicha pieza
intermedia como dichos cajones laterales en material compuesto, en la que
dicha pieza intermedia comprende un cajón central, solapas laterales superiores
e inferiores a las que se unen dichos revestimientos de los cajones laterales
mediante remaches, placas del herraje del dispositivo de trimado y placas del
herraje del dispositivo de pivotamiento.
5
En realizaciones preferentes , dichas piezas intermedias de unión se
aplican a cajones laterales con o sin diedro y a cajones laterales multi-costilla o
multi-Iarguero utilizando según el caso cajones centrales mono-tubulares o
multi-tubulares. Se consigue con ello una disposición de unión aplicable a los
tipos básicos de cajones laterales de estabilizadores horizontales de cola de
1 0
aeronaves.
En otro aspecto, esos y otros objetos se consiguen mediante
procedimientos de fabricación de dicha pieza intermedia de unión, bien con un
cajón central mono-tubular ó con un cajón central multi-tubular, que comprende
pasos para:
15
-a) Proporcionar preformas aptas para conformación de dicha pieza.
-b) Conformar y curar la pieza a partir de dichas preformas mediante un
procedimiento RTM .
Otras características y ventajas de la presente invención se
desprenderán de la descripción detallada que sigue de una realización
2 O
ilustrativa del objeto de la invención en relación a las figuras adjuntas.
DESCRIPCION DE LAS FIGURAS
La Figura 1 muestra una disposición de unión de dos cajones laterales
25
de un estabilizador horizontal de cola de una aeronave con una pieza
intermedia en forma de T conocida en la técnica .
La Figura 2 es una vista esquemática en sección transversal de la
disposición de unión de los cajones laterales de un estabilizador horizontal de
cola de una aeronave utilizando un cajón central mono-tubular según la
30
presente invención.
La Figura 3 es una vista en perspectiva de una pieza intermedia en forma
de cajón mono-tubular según la presente invención utilizada para la unión de los cajones laterales de un estabilizador horizontal de cola de una aeronave. La Figura 4 es una vista en perspectiva de las preformas utilizadas para
5 fabricar la pieza intermedia de la Figura 3. Las Figuras 5 y 6 son vistas esquemáticas en sección transversal de la disposición de unión de los cajones laterales de un estabilizador horizontal de
cola de una aeronave, sin y con diedro respectivamente, utilizando un cajón central multi-tubular según la presente invención. 10 La Figura 7 es una vista en perspectiva de la pieza intermedia en forma de cajón multi-tubular de la Figura 6.
DESCRIPCION DETALLADA DE LA INVENCION
15 La presente invención se refiere a una disposición de unión de dos cajones laterales 11 , 11 ' de un estabilizador horizontal de cola de una aeronave con una pieza intermedia de unión en la que tanto los cajones laterales 11, 11' como la pieza intermedia están real izadas con un material compuesto de fibra
de carbono reforzada con plástico (CFRP). 20 En el caso de la disposición de unión descrila en US 2009159742 en la
que se utiliza una pieza intermedia en forma de doble T puede verse, siguiendo
la Figura 1, que eslá basada en el solape de las alas planas 25, 27 de la pieza 21 en forma de doble T con las zonas finales de los revestimientos 15, 17; 15', 17' de los cajones lalerales 11 , 11', que deben eslar aplanadas para facilitar 25 una unión remachada entre ellas. Por aira parte, esa disposición de unión
permite que el montaje de la estructura se lleve a cabo posicionando en su sitio
los cajones laterales 11, 11' e introduciendo posteriormente enlre ellos la pieza 21 , aunque ello plantea dificultades con una pieza inlermedia con forma de doble T.
30 Según una realización preferente de la presente invención ilustrada en las Figuras 2, 3 Y 4 la disposición de junta de dos cajones laterales 11, 11' de
un estabilizador de cola de una aeronave se lleva a cabo mediante una pieza
intermedia 31 que comprende un cajón central 33 mono-tubular, unas solapas
superiores 35, 35' e inferiores 37, 37' a las que se unen med ¡ante remaches las
zonas finales de los revestimientos 15, 17; 15', 17' de los cajones laterales 11,
5
11 ' Y placas A del herraje del dispositivo de trimado y placas B del herraje del
dispositivo de pivotamiento.
Esa pieza intermedia se fabrica mediante un procedimiento RTM ("Resin
Transfer Moulding"), es decir un proceso de moldeo cerrado con inyección de
resina , utilizando las preformas mostradas en la Figura 4:
1 O
-dos preformas 41, 41' con forma de C y dos preformas 43, 43' para
conformar las partes laterales de la pieza 31 incluyendo las placas A del herraje
del dispositivo de trimado y parte de las placas B del herraje del dispositivo de
pivotamiento;
-dos preformas 45, 45' para conformar las partes superior e inferior de la
15
pieza 31 junto con las alas de las preformas 41,41' en forma de C;
-preformas 47, 47', 49 para completar las placas B del herraje del
dispositivo de pivotamiento.
Las pieza intermedia 31 fabricada según dicho procedimiento, utilizando
moldes apropiados, puede adaptarse perfectamente a distintas configuraciones
2 O
de los cajones 11 J 11' por lo es aplicable a cajones con o sin diedro así como a
cajones multi-costilla o multi-Iarguero.
Por su parte, la configuración de la pieza 31 con un cajón central mono
tubular 33 que integra los herrajes A, B necesarios para los dispositivos de
trimado y pivotamiento facilita el montaje del estabilizador horizontal de cola ,
25
posicionando en su sitio los cajones laterales 11 , 11 ' e introduciendo
posteriormente entre ellos la pieza 31.
Como se muestra esquemáticamente en la Figura 5, la invención también
comprende una pieza intermedia 31 que, en lugar de un cajón central mono
tubular, comprende un cajón central multi-tubular 63 en una disposición de
30
unión de cajones laterales 11, 11' sin diedro que, por su parte, se fabricaría
mediante un procedimiento RTM a partir de un conjunto apropiado de preformas
similar al utilizado para la pieza 31 con el cajón central mono-tubular 33.
Así mismo y como se muestra esquemáticamente en las Figuras 6 y 7, la
invención también comprende una pieza intermedia 31 que, en lugar de un
5
cajón central mono-tubular, comprende un cajón central multi-tubular 73 en una
disposición de unión de cajones laterales 11 , 11 ' con diedro que, por su parte,
se fabricaria mediante un procedimiento RTM a partir de un conjunto apropiado
de preformas similar al utilizado para la pieza 31 con el cajón central mono
tubular 33.
10
Como bien comprenderá el experto en la materia la conformación de la
pieza 31 con un cajón central mono-tubular 33 o con un cajón multi-tubular 63,
73 vendrá determinada por las características particulares del estabilizador de
cola en cuestión .
Entre otras, la presente invención tiene las siguiente ventajas:
15
-Se reduce considerablemente el numero de piezas que intervienen en
la unión de cajones 11, 11 '.
-Las caras interiores de la pieza intermedia 31 en contacto con los
revestimientos 15, 15', 17, 17' de los cajones laterales tienen, utilizando útiles
apropiados, un acabado óptimo, que facil ita el cumplimiento de los
2 O
requerimientos de tolerancias de fabricación y montaje que , como hemos dicho,
se realiza mediante el desplazamiento de la pieza intermedia 31, una vez que
los cajones laterales 11 , 11 ' están posicionados en su sitio, sin ningún
movimiento posterior de los cajones 11 , 11 '.
Aunque la presente invención se ha descrito enteramente en conexión
25
con realizaciones preferidas, es evidente que se pueden introducir aquellas
modificaciones dentro de su alcance, no considerando éste como limitado por
las anteriores realizaciones, sino por el contenido de las reivindicaciones
siguientes.

Claims (2)

  1. REIVINDICACIONES
    5 10
    1.Disposición de unión de dos cajones laterales (11, 11 ') de un estabilizador horizontal de cola de una aeronave, comprendiendo revestimientos superiores (15,15'), revestimientos inferiores (17, 17'), utilizando una pieza intermedia de unión (31) estando realizados tanto dicha pieza (31) como dichos cajones laterales (11, 11 ') en material compuesto, caracterizada porque dicha pieza intermedia (31) comprende un cajón central (33, 63, 73), solapas laterales superiores (35, 35') e inferiores (37, 37') a las que se unen dichos revestimientos (15, 15'; 17, 17') de los cajones laterales (11, 11 ') mediante remaches , placas (A) del herraje del dispositivo de trimado y placas (B) del herraje del dispositivo de pivotamiento.
    15
    2.-Disposición de unión según la reivindicación 1, caracterizada porque las zonas finales de los revestimientos (15,17; 15', 17') de dichos cajones (11, 11 ') no son paralelas entre si.
    2 O
    3.-Disposición de unión según la reivindicación 1, caracterizada porque las zonas finales de los revestimientos (15,17; 15', 17') de dichos cajones (11, 11 ') son paralelas entre si.
    25
    4.-Disposición de unión según la reivindicación 3, caracterizada porque las zonas finales de los revestimientos superiores (15, 15') Y los revestimientos inferiores (17, 17') de dichos cajones (11, 11 ') no están alineados entre si. 5.-Disposición de unión según cualquiera de las reivindicaciones 1-4, caracterizada porque dichos cajones (11, 11 ') son cajones multi-costilla.
    3 O
    6.-Disposición de unión según cualquiera de las reivindicaciones 1-4, caracterizada porque dichos cajones (11, 11 ') son cajones multi-Iarguero.
    ES 2 392 617 Al
  2. 7.-Disposición de unión según cualquiera de las reivindicaciones 1-6, caracterizada porque dicho cajón central (33) es un cajón mono-tubular.
    5
    8.-Disposición de unión según cualquiera de las reivindicaciones 1-6, caracterizada porque dicho cajón central (63,73) es un cajón multi-tubular.
    10
    9.-Procedimiento para la fabricación de la pieza intermedia de unión (31) con un cajón central mono-tubo (33) utilizada en la disposición de unión objeto de la reivindicación 7, caracterizada porque comprende pasos para: -a) proporcionar preformas (41, 41', 43, 43', 45, 45', 47, 47', 49) aptas para conformación de dicha pieza (31); -b) conformar y curar la pieza (31) a partir de dichas preformas (41, 41', 43, 43', 45,45', 47 , 47',49) mediante un procedimiento RTM .
    15 2 O
    10.Procedimiento para la fabricación de la pieza intermedia de unión (31) con un cajón central multi-tubular (63, 73) utilizada en la disposición de unión objeto de la reivindicación 8, caracterizada porque comprende pasos para: -a) proporcionar preformas aptas para conformación de dicha pieza (31); -b) conformar y curar la pieza (31) a partir de dichas preformas mediante un procedimiento RTM.
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