ES2586396A2

ES2586396A2 - Techo del habitáculo de tren de aterrizaje que ofrece un diseño mejorado

Info

Publication number: ES2586396A2
Application number: ES201531842A
Authority: ES
Inventors: Daniel Bellet; Guillaume Gallant; François Loyant; Alexandre Legardez; Simon ROUX
Original assignee: Airbus Operations SAS
Current assignee: Airbus Operations SAS
Priority date: 2014-12-30
Filing date: 2015-12-18
Publication date: 2016-10-14
Anticipated expiration: 2035-12-18
Also published as: CN105730673A; US20160185451A1; CN105730673B; FR3031080B1; ES2586396R1; FR3031080A1; US10343768B2; ES2586396B2

Abstract

Techo del habitáculo de tren de aterrizaje que ofrece un diseño mejorado. Con el fin de mejorar el diseño de un techo (20) de habitáculo de tren de aterrizaje (12) para aeronave, este techo comprende: - una primera (44a) y una segunda estructura principal reforzadas (44b), separadas una de otra según una dirección transversal (Y) del techo y estando dotadas respectivamente con unos medios de montaje que permiten la articulación de un elemento estructural (60a) del primer tren de aterrizaje (42a) y unos medios de montaje que permiten la articulación de un elemento estructural (60b) del segundo tren de aterrizaje (42b); y - una membrana (46) que une la primera (44a) y la segunda estructura principal reforzadas (44b), que está interpuesta entre estas según la dirección transversal (Y).

Description

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Por otro lado, los términos “delantero” y “trasero” se consideran con relación a una dirección de avance de la aeronave que se presenta como consecuencia del empuje ejercido por los turborreactores, representándose esta dirección de forma esquemática mediante la flecha 3.

5 La aeronave 100 comprende un fuselaje 102 al que están fijadas dos alas 104, al nivel del tronco de fuselaje 102a especifico de la invención.

Este tronco de fuselaje 102a se representa de forma más detallada en la figura 2.

10 Comprende una envuelta exterior de fuselaje 106, soportada por unos cuadros de fuselaje 108 sustancialmente circulares o elípticos. En el interior del tronco 102a está prevista una plancha 110 por encima de la cual está dispuesto un compartimiento superior presurizado, es decir, la cabina de pasajeros 112 de la aeronave. Por debajo de la plancha 110, en la parte delantera de este tronco 102a, está previsto un primer compartimiento presurizado

15 bajo la plancha 106a habitualmente dedicado al almacenaje de materiales técnicos propios de la aeronave, y / o a el almacenaje de la carga comercial. El compartimiento por debajo de la plancha 106a está delimitado hacia la parte trasera por una caja central de ala 2, igualmente dispuesta bajo la plancha 100. La caja central de ala 2 se extiende transversalmente por toda la anchura del tronco de fuselaje 102a. Presenta una típica

20 envuelta superior 4, una envuelta inferior 6, una envuelta delantera 10, una envuelta trasera 8 así como unos paneles de cierre y también unas nervaduras inferiores de rigidización. Está destinada a la conexión de las dos alas 104, respectivamente a uno y otro lado de aquella en la dirección Y.

25 Hacia la parte trasera, el tronco 102a presenta un habitáculo de tren 12 para el alojamiento de los dos primeros trenes de aterrizaje principales (no representados en la figura 2), separados entre sí según la dirección Y. El habitáculo 12, de forma global paralelepipédica, está delimitado hacia la parte delantera por la envuelta trasera 8 de la caja central de ala 2 integrada en el tronco 102a. El fuselaje está agujereado por la parte baja

30 con el fin de permitir la entrada / salida de los trenes de aterrizaje, estando la abertura obturada por las compuertas móviles que constituyen el fuselaje en posición oculta de los trenes.

Hacia la parte trasera, el habitáculo de tren 12 está delimitado por un fondo estanco 35 16, que separa este habitáculo de un segundo compartimiento dispuesto bajo la plancha 116b igualmente destinado al almacenaje de materiales técnicos y / o al almacenaje de la

carga de la mercancía.

Hacia la parte superior, el habitáculo 12 está delimitado por un techo de habitáculo de tren 20 que se extiende por toda la anchura transversal del tronco de fuselaje 102a en el 5 que está integrado. El techo 20, específico de la invención, está situado bajo la plancha 110. Por otro lado, se aprecia que, por encima de este techo que forma una barrera de presurización, está previsto un compartimiento intermedio presurizado delimitado entre la plancha 110 y dicho techo 20. Por razones de simplificación de las figuras, la cabina de los pasajeros y este compartimiento intermedio, están asociados a la misma referencia

10 numérica 112.

Por tanto, constituye una barrera de presurización entre la cabina de pasajeros presurizada 112 situada por encima de este techo, y el habitáculo de tren no presurizado 12 que aloja los trenes de aterrizaje principales. En este sentido, en la figura 3, las flechas

15 representan el límite de presurización de la aeronave, estando constituido este límite por los elementos siguientes de alante atrás: la envuelta trasera 10 de la caja central de ala 2, su envuelta superior 4, el techo de habitáculo de tren 20, y el fondo estanco 16 del habitáculo de tren 12.

20 Con referencia a continuación a las figuras 4 a 6, se describirá un ensamblaje 40 específico de la invención. Este ensamblaje 40, destinado a quedar integrado en el tronco de fuselaje 102a, comprende en términos generales la caja central de ala 2, el habitáculo de tren 12 delimitado especialmente por el techo 20 y el fondo estanco 16, y los dos trenes de aterrizaje principales 42a, 42b.

25 Una de las particularidades de la invención reside en el diseño del techo 20, que se aparta de las soluciones técnicas actuales. En efecto, está escindido según la dirección Y en tres partes diferenciadas que se sitúan en continuidad las unas con las otras, con el fin de desempeñar la función de barrera de presurización por toda la anchura del fuselaje. Más

30 exactamente, se trata de una primera estructura principal reforzada 44a y de una segunda estructura principal reforzada 44b dispuestas simétricamente según un plano medio XZ de la aeronave. La primera estructura 44a presenta un borde longitudinal exterior destinado a quedar fijado directamente sobre el fuselaje, sobre la envuelta exterior y / o los cuadros del fuselaje. Lo mismo sucede respecto de la fijación del borde longitudinal exterior de la

35 segunda estructura 44b, en la parte opuesta del fuselaje. Los bordes longitudinales exteriores de estas estructuras 44a, 44b están unidas por una membrana 46 que asegura la

función de desacoplamiento mecánico entre estas dos estructuras, según la dirección Y.

En otras palabras, el techo de habitáculo de tren 20 es asimilable a un conjunto compuesto por tres partes que serán detalladas a continuación, respectivamente asimilables

5 a una porción central flexible 46 de unión de las dos porciones laterales más rígidas 44a, 44b, presentando la porción central especialmente una resistencia al estiramiento, según la dirección Y, más débil que las de las dos porciones laterales. Siendo la relación entre las dos resistencias, de modo preferente, del orden de 1/1000.

10 El ensamblaje 40 comprende por otro lado unas estructuras de soporte de los trenes de aterrizaje. Igualmente, una primera estructura de soporte 48a está dispuesta en la parte trasera del habitáculo de tren 12, al estar fijada al techo 20 y desviada de este lateralmente hacia el exterior. Por otro lado, está fijada a un cuadro de fuselaje 50 situado en la parte trasera del fondo estanco 16, estando por su parte el extremo inferior de este cuadro 50

15 fijado sobre una pieza de fuselaje 52 que se extiende a todo lo largo del tronco. Como se aprecia mejor en la figura 6, la pieza 52 reconstituye la parte baja del fuselaje bajo la caja central de ala 2, a continuación se prolonga hacia la parte trasera mediante una porción 54 de anchura reducida, discurriendo longitudinalmente a través de la abertura del habitáculo de tren 12. Esta porción 54 en forma de viga escinde la abertura en dos semiaberturas, cada

20 una destinada al paso de un tren 42a, 42b. Permite igualmente la recepción de las compuertas de habitáculo de tren.

La primera estructura de soporte 48a soporta el primer tren de aterrizaje 42a. Este presenta un diseño clásico con una pata 56a que soporta las ruedas en uno de sus 25 extremos, y que está articulada en su extremo opuesto sobre la primera estructura 48a. El eje de articulación 58a de la pata 56a está, de modo preferente, inclinado en las tres direcciones X, Y y Z, para que la pata pueda ser inclinada en las direcciones X y Y cuando el tren ocupe su posición oculta. En este sentido, se observa que la figura 5 representa los trenes en las dos posiciones, a saber la posición desplegada y la posición oculta. En esta

30 última posición los trenes están dispuestos en un plano XY y sus patas están inclinadas de manera que forman una V que se abre hacia la parte trasera (siendo visible en la figura 5 uno solo de los dos trenes ocultos).

Además de la pata de aterrizaje 56a, el tren 42a comprende otros elementos 35 estructurales como uno o varios gatos de despliegue, así como un puntal rompedor 60a generalmente fabricado a partir de un segmento articulado uno sobre otro, y cuyo extremo

bajo está articulado sobre la pata 56a. El extremo opuesto del puntal 60a está por su parte articulado sobre la cara interior de la primera estructura reforzada 44a del techo 20, como se describe más adelante.

5 Así mismo, se aprecia que se prevé una disposición simétrica para el montaje del segundo tren de aterrizaje principal 42b, asociado con la segunda estructura reforzada 44b del techo 20. En las figuras, los elementos de esta disposición incorporan las mismas referencias numéricas que los elementos que acaban de describirse para la disposición asociada con el primer tren 42a, habiendo sido sustituida la extensión “a” por una extensión

10 “b” detrás de cada referencia numérica.

Con referencia a las Figuras 7, 7a y 8, se describirá de manera más detallada el techo de habitáculo de tren 20. Las primera y segunda estructuras principales reforzadas 44a, 44b, son simétricas con relación a un plano medio XZ. Por ello, solo se describirá a

15 continuación la primera estructura 44a.

Dicha estructura comprende un conjunto de paneles rigidizados 60 dispuestos sustancialmente en el mismo plano XY. El atirantamiento de estos paneles se efectúa con la ayuda de los rigidizadores longitudinales 62, por ejemplo fabricados como una sola pieza

20 con los paneles, o conectados a estos últimos.

La estructura 44a comprende igualmente dos vigas longitudinales 64, extendiéndose la primera a lo largo del borde exterior del conjunto de paneles, y extendiéndose la segunda a lo largo del borde interior de este mismo conjunto.

25 La viga longitudinal exterior 64 presenta una longitud sustancialmente idéntica a la longitud total del techo 20 en la dirección X. Está destinada a su conexión con el fuselaje, y va seguida longitudinalmente hacia la parte delantera por una esquina de cierre 66 que permite la fijación sobre la envuelta trasera de la caja central de ala 2. La viga longitudinal

30 inferior 64 presenta por su parte una longitud sustancialmente superior, con una porción delantera en saliente con relación a los paneles 60, para quedar fijada sobre la envuelta superior 4 de la caja central de ala.

Varias vigas transversales 68 unen las dos vigas longitudinales 64. Se trata por 35 ejemplo de tres vigas 68, que por tanto se extienden cada una sobre la total anchura de la estructura principal 44a. Unas viguetas intermedias 70 unen entre sí las vigas transversales

68. Se trata por ejemplo de dos viguetas 70 que se conectan en un mismo punto 72 de la viga transversal central 68, respectivamente a uno y otro lado de aquella según la dirección

X.

5 Las viguetas 70 y las vigas 64, 68 están montadas de manera fija sobre la superficie superior de los paneles 62, y en un plano XY. Pueden estar inclinadas según cada una de las direcciones X e Y.

Sobre o cerca de la proyección vertical del punto 72 sobre la superficie inferior de los

10 paneles 62, están previstos unos medios de montaje 74 que permiten la articulación del extremo del puntal 60a, como puede apreciarse en la figura 7a. Por ello, estos medios de montaje 74 están sustancialmente centrados sobre la estructura principal 44a. Se presentan, por ejemplo, bajo la forma de un herraje dotado de un orificio para el paso de un pasador de articulación del puntal 60a.

15 Los esfuerzos transmitidos por el puntal 60a en caso de aterrizaje dinámico resultan por tanto introducidos al nivel del punto central 72, y a continuación, pueden difundirse por dentro de la estructura reforzada 44a discurriendo por las viguetas 70, las vigas 64, 68 y los paneles rigidizados 60, antes de ser introducidos en la caja central de ala 2.

20 Los elementos constitutivos de cada estructura principal 44a, 44b pueden ser metálicos o fabricados en material compuesto.

Las dos estructuras principales reforzadas 44a, 44b ocupan una gran parte de la

25 anchura del techo 20. Más exactamente, sus extensiones transversales respectivas, con las referencias E1a y E1b en la figura 7, son bastante superiores a la extensión transversal E2 de la membrana 46, en la dirección Y. En este sentido, la relación entre la extensión acumulada de las estructuras 44a, 44b y la extensión de la membrana 46 está, de modo preferente, comprendida entre 0,1 y 0,2.

30 La membrana 46 tiene como función primera asegurar la continuidad de la barrera de presurización entre las dos estructuras principales 44a, 44b que acaban de describirse. Puede ser metálica pero, de modo preferente, está fabricada a base de un elastómero.

35 Como se aprecia mejor en la figura 8, presenta una forma redondeada, de modo preferente con una sección transversal en forma de U, estando comprendido el radio de

curvatura R entre 400 y 500 mm. La membrana 64 presenta igualmente el plano vertical medio XZ como plano de simetría, estando las ramas de la U dispuestas a uno y otro lado de este plano.

5 El interior de la U define una cavidad 76 abierta hacia arriba, dentro de la cual discurren unos sistemas 78, de modo preferente unas canalizaciones para el acondicionamiento del aire. El espacio definido por la cavidad 78 queda así sabiamente explotado, permitiendo el paso longitudinal de los sistemas 78 a lo largo del techo 20. La U está globalmente en saliente hacia abajo dentro del habitáculo de tren 12, es decir, retraída

10 hacia abajo con relación a los paneles rigidizados 60. Esta disposición en retirada se efectúa sin obstaculizar las ruedas de los trenes ocultos, cuyo contorno 80 ha sido parcialmente representado en la figura 8 para las ruedas del primer tren de aterrizaje principal oculto.

La membrana 46 presenta un primer 82a y un segundo extremo 82b fijados

15 respectivamente a las estructuras principales 44a, 44b, y más exactamente a las vigas longitudinales interiores 64 de estas estructuras. La fijación se efectúa con la ayuda de remaches, pernos o elementos de fijación similares. Gracias a la forma en U, los extremos 82a, 82b presentan cada uno una tangente sustancialmente vertical, de manera que la vertical resultante de presión de aire es ventajosamente nula al nivel de cada uno de estos

20 extremos.

Una parte principal 84 de la membrana 46 está dispuesta entre los dos extremos 82a, 82b, y forma la parte redondeada de la U. Estas partes 82a, 82b, 84 están, de modo preferente, fabricadas como una sola pieza, y sustancialmente con el mismo espesor del

25 orden de 0,7 a 1,5 mm.

Con el fin de asegurar un mejor desacoplamiento mecánico según la dirección Y entre las dos estructuras principales 44a, 44b, la membrana 46 está, de modo preferente, desprovista de rigidizadores transversales y presenta, como se indicó anteriormente, un

30 espesor sustancialmente constante. Este desacoplamiento mecánico está ventajosamente facilitado por la forma en U de esta membrana 46, cuya parte principal 84 presenta una relación, entre una anchura “I” según la dirección Y y una altura “H” según una dirección Z, comprendida entre 0,7 y 1,3.

35 Gracias a este desacoplamiento mecánico entre estas dos estructuras principales 44a, 44b en la dirección Y, cada una de estas estructuras resuelta únicamente solicitada por

una dirección transversal reducida de la caja central de ala 2. Por ello, en caso de maniobra vertical positiva de la aeronave conducente a una deformación importante de la caja central de ala 2 en la dirección Y, la aparición de deformaciones parásitas sobre las estructuras principales 44a, 44b, resulta limitada. Los estiramientos observados en la dirección Y como

5 dicho caso de carga, han sido representados en el gráfico de la figura 9. El gráfico muestra que los estiramientos importantes observados por la envuelta superior de la caja central de ala 2 no engendran más que un leve nivel de estiramiento parásito sobre cada una de las dos estructuras principales 44a, 44b.

10 Además, la figura 10 muestra las leves deformaciones de las dos estructuras principales 44a, 44b en caso de aterrizaje dinámico, permitiendo en efecto la rigidez intrínseca de estas estructuras asimilar convenientemente los esfuerzos mecánicos provenientes directamente de los trenes de aterrizaje principales. Estos esfuerzos son a continuación transmitidos a la caja central de ala 2, dentro de la cual son fácilmente

15 asimilados y disipados.

Por supuesto, pueden incorporarse diversas modificaciones por parte del experto en la materia, a la invención que acaba de describirse, únicamente a título de ejemplos no limitativos.

20

Claims

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