ES2393102A1 - Componente de aeronave con paneles rigidizados con larguerillos con dos tipos de ensanchamientos locales. - Google Patents

Componente de aeronave con paneles rigidizados con larguerillos con dos tipos de ensanchamientos locales. Download PDF

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Abstract

Componente de aeronave que comprende al menos un panel (11) de material compuesto, conformado por un revestimiento (13) y una pluralidad de larguerillos rigidizadores (15) configurados con un alma (17) y un pie (19) de anchura (A), comprendiendo dichos larguerillos rigidizadores (15) unos primeros ensanchamientos locales (21) de sus pies (19) destinados a habilitar áreas de unión con otros elementos ubicadas en zonas planas del revestimiento (13) y unos segundos ensanchamientos locales (23) de sus pies (19) destinados a habilitar áreas de unión con otros elementos ubicados en zonas del revestimiento (13) que incluyen rampas (33) de cambio de espesor, que están configurados en dos tramos extremos (41, 45) ubicados sobre zonas planas del revestimiento (13) y un tramo central (43) ubicado sobre una de dichas rampas (33) del revestimiento (13), quedando habilitado uno de dichos tramos extremos (41, 45) como área de unión con otros elementos.

Description

COMPONENTE DE AERONAVE CON PANELES RIGIDIZADOS CON LARGUERILLOS CON DOS TIPOS DE ENSANCHAMIENTOS LOCALES
5
CAMPO DE LA INVENCIÓN
1 o
La presente invención se refiere a un componente de aeronave con paneles rigidizados con larguerillos y, más particularmente, a una configuración de los ensanchamientos locales de los larguerillos que permite ubicarlos en zonas del revestimiento en rampa.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN
15 2 o 25 30
En la actualidad se utilizan de forma masiva materiales compuestos de matriz orgánica y fibras continuas basados principalmente en resinas epoxídicas y fibras de carbono en una gran diversidad de elementos estructurales, particularmente en la industria aeronáutica. En muchos componentes de aeronaves fabricados con materiales compuestos se utilizan paneles rigidizados con larguerillos cuyas trazas tienen zonas de intersección con otros elementos estructurales del componente. Dichos larguerillos están configurados generalmente con un alma y un pie (típicamente con forma de T), incluyendo el pie ensanchamientos locales en aquellas zonas de unión con otros elementos mediante, particularmente, remaches. En el caso, por ejemplo, de un ala de una aeronave, en la que los paneles rigidizados están formados mediante larguerillos copegados al revestimiento, se utilizan esos ensanchamientos locales para unir al panel otros elementos tales como costillas ó soportes de dispositivos. Particularmente, en el caso de las costillas, que se cruzan con los larguerillos a través de unos orificios ("mouseholes"), esos ensanchamientos locales de los larguerillos son necesarios para la unión remachada de las costillas al panel.
En la técnica conocida, esos ensanchamientos locales de los pies de los
larguerillos rigidizadores están ubicados en zonas planas del revestimiento, al
considerarse problemática su ubicación en zonas afectadas por rampas de
cambio de espesor por su incompatibilidad con los requerimientos de los
5
utillajes empleados habitualmente en la fabricación.
Un inconveniente de ello es que esa exigencia condiciona el diseño del
revestimiento provocando un aumento de peso del mismo al tener que aumentar
el espesor de determinadas zonas más allá de lo estrictamente necesario desde
el punto de vista resistente.
1o
La presente invención está orientada a la solución de ese inconveniente.
SUMARIO DE LA INVENCIÓN
Es un objeto de la presente invención proporcionar larguerillos
15
rigidizadores de un panel de una estructura aeronáutica realizada en material
compuesto, es decir un material de matriz orgánica y fibras continuas
principalmente basadas en resinas epoxídicas y fibras de carbono, con zonas
de ensanchamiento locales dispuestas tanto en zonas planas del revestimiento
como en zonas afectadas por rampas de cambio de espesor.
2 o
Es otro objeto de la presente invención proporcionar un panel de una
estructura aeronáutica tal como un ala de aeronave cuya optimización en peso no
se vea condicionada por la necesidad de que las uniones entre los larguerillos
rigidizadores y otros elementos deban tener lugar en zonas planas del
revestimiento.
2 5
Esos y otros objetos se consiguen proporcionando un componente de
aeronave que comprende al menos un panel de material compuesto, conformado
por un revestimiento y una pluralidad de larguerillos rigidizadores configurados
con un alma y un pie, comprendiendo dichos larguerillos rigidizadores unos
primeros ensanchamientos locales de sus pies destinados a habilitar áreas de
3 o
unión con otros elementos ubicados en zonas planas del revestimiento, en el que
dichos larguerillos rigidizadores también comprenden unos segundos
ensanchamientos locales de sus pies destinados a habilitar áreas de unión con
otros elementos ubicadas en zonas del revestimiento que incluyen rampas de
cambios de espesor, que están configurados en dos tramos extremos ubicados
sobre zonas planas del revestimiento y un tramo central ubicado sobre una de
dichas rampas del revestimiento, quedando habilitado uno de dichos tramos
5
extremos como área de unión con otros elementos.
En una realización preferente, los pies de los larguerillos rigidizadores en
dichos segundos ensanchamientos locales tienen una anchura constante Ae en
dicho tramo central y una anchura variable entre Ae y A en dichos tramos
extremos. Se consigue con ello un larguerillo con un ensanchamiento local del
10
pie optimizado para cumplir su funcionalidad de habilitar un área de unión con
otro elemento, estando situado en una zona del revestimiento con una rampa de
cambio de espesor.
En otras realizaciones preferentes, la relación entre dichas anchuras Ae y
A está comprendida entre 120% -150% y la longitud L 1 de dicho tramo central
15
de los segundos ensanchamientos locales está comprendida entre 5-500 mm.
Se consigue con ello larguerillos con ensanchamientos locales adaptados a
distintas necesidades.
En otras realizaciones preferentes, dicho panel pertenece al
revestimiento de un ala de aeronave y los elementos unidos a dichos larguerillos
2 o
rigidizadores en dichos segundos ensanchamientos locales son una costilla o un
soporte de un dispositivo. Se consigue con ello facilitar la optimización del
diseño de dicho revestimiento.
Otras características y ventajas de la presente invención se desprenderán
de la descripción detallada que sigue de realizaciones ilustrativas de su objeto en
2 5
relación con las figuras que se acompañan.
DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS
La Figura 1 es una vista en perspectiva del interior de un ala de aeronave
3 o
mostrando la ubicación de los ensanchamientos locales del pie de un larguerillo
rigidizador en zonas planas del revestimiento según la técnica anterior.
La Figura 2 es una vista en planta del interior de un ala de aeronave que
muestra un ensanchamiento local del pie de un larguerillo rigidizador según la
presente invención.
5
DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN
Para una mejor comprensión de la invención describiremos en primer
lugar un panel del ala de una aeronave con un larguerillo rigidizador con
ensanchamientos locales según la técnica conocida y en segundo lugar dicho
1 o
panel con un ensanchamiento local de un larguerillo rigidizador según la
presente invención.
La Figura 1 muestra el interior de un panel 11 del ala de una aeronave en
el que pueden apreciarse zonas de distinto espesor de su revestimiento 13 con
rampas de transición entre ellas y un larguerillo rigidizador 15 con un alma 17 y
15
un pie 19. Típicamente los larguerillos 15 están copegados al revestimiento 13 ó
cocurados con él, es decir unidos mediante una unión química realizada en
autoclave.
En dicha Figura 1 están representadas figuradamente unas costillas 29
través de los remaches 27 que se utilizarían para unirlas al panel 11.
2 o
El larguerillo 15 configurado con un alma 17 y un pie 19 tiene varios
ensanchamientos locales 21 en las zonas de cruce con las costillas 29 para
poder realizar la correspondiente unión mediante los remaches 27. Todos los
ensanchamientos locales 21 del larguerillo 15 están ubicados en zonas planas
del revestimiento 13.
2 5
Siguiendo la Figura 2 puede verse un ensanchamiento local 23 del pie 19
del larguerillo 15 según la presente invención para habilitar su unión a una
costilla 29 en un área que incluye una rampa 33 entre zonas del revestimiento
13 de distinto espesor.
Ese ensanchamiento local 23 comprende, visto de izquierda a derecha,
30
un primer tramo 41 con la geometría típica de la zona de aumento de ancho
desde el ancho A del pie 19 hasta el ancho ensanchado Ae en una zona plana
del revestimiento 13 hasta llegar al inicio de la rampa 33, un segundo tramo 43
de ancho ensanchado constante Ae hasta llegar a la terminación de la rampa 33
que lleva a otra zona plana del revestimiento 13 de menor espesor que la
primera, y un tercer tramo 45 con la geometría típica de la zona de disminución
del ancho ensanchado Ae hasta el ancho A del pie 19 en el que tiene lugar el
5
cruce con la costilla 29 y en el que se sitúa pues el área de unión con ella
mediante los remaches 27.
Se considera que la longitud L 1 del segundo tramo 43 del
ensanchamiento local 23 debe estar comprendida en el rango 5-500 mm y que
la longitud L2 del tercer tramo 45 habilitado como área de unión con la costilla
10
29 será la apropiada para cumplir esa función.
Por su parte, se considera que la relación entre la anchura Ae de los
segundos ensanchamientos locales 23 de los pies 19 de los larguerillos 15 y la
anchura A de los pies 19 de los larguerillos está comprendida en el rango 120%-
150%.
15
Entre las ventajas aportadas por la presente invención cabe indicar que
permite que el pie 19 de los larguerillos 15 puede comprender tanto unos
primeros ensanchamientos locales 21 en zonas planas del revestimiento 13
como unos segundos ensanchamientos locales 23 en zonas del revestimiento
13 afectadas por rampas 33 de cambios de espesor, lo que facilita la
2o
optimización en peso del revestimiento. Muy en particular se facilita que sea
posible la situación ilustrada en la Figura 2, en la que el eje de la costilla 29 está
muy próximo a una rampa 33, así como la ubicación de cualquier otro elemento
condicionado por la existencia de rampas 33 en el revestimiento 13.
Aunque la presente invención se ha descrito enteramente en conexión
2 5
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 (3)

  1. REIVINDICACIONES
    5 1o 15
    1.-Componente de aeronave que comprende al menos un panel (11) de material compuesto, conformado por un revestimiento (13) y una pluralidad de larguerillos rigidizadores (15) configurados con un alma (17) y un pie (19) de anchura (A), comprendiendo dichos larguerillos rigidizadores (15) unos primeros ensanchamientos locales (21) de sus pies (19) destinados a habilitar áreas de unión con otros elementos ubicadas en zonas planas del revestimiento (13), caracterizado porque dichos larguerillos rigidizadores (15) también comprenden unos segundos ensanchamientos locales (23) de sus pies (19) destinados a habilitar áreas de unión con otros elementos ubicados en zonas del revestimiento (13) que incluyen rampas (33) de cambio de espesor, que están configurados en dos tramos extremos (41, 45) ubicados sobre zonas planas del revestimiento (13) y un tramo central (43) ubicado sobre una de dichas rampas (33) del revestimiento (13), quedando habilitado uno de dichos tramos extremos (41, 45) como área de unión con otros elementos.
    2o
    2.-Componente de aeronave según la reivindicación 1, caracterizado porque los pies (19) de los larguerillos rigidizadores (15) en dichos segundos ensanchamientos locales (23) tienen una anchura constante (Ae) en dicho tramo central (43) y una anchura variable entre (Ae) y (A) en dichos tramos extremos (41, 45).
    2 5
    3.-Componente de aeronave según la reivindicación 2, caracterizado porque la relación entre dichas anchuras (Ae) y (A) está comprendida entre 120% -150%.
    3o
    4.-Componente de aeronave según cualquiera de las reivindicaciones 1-3, caracterizado porque la longitud (L 1) de dicho tramo central (43) de los segundos ensanchamientos locales (23) está comprendida entre 5-500 mm.
  2. 5.-Componente de aeronave según cualquiera de las reivindicaciones 1-4, caracterizada porque dicho panel (11) pertenece al revestimiento de un ala.
  3. 6.-Componente de aeronave según la reivindicación 5, caracterizado
    porque los elementos unidos a dichos larguerillos rigidizadores (15) en dichos
    segundos ensanchamientos locales (23) son alguno de los siguientes:
    -una costilla (29); -un soporte de un dispositivo de la aeronave.
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