ES2605381T3

ES2605381T3 - Perfil de ala curvo con flap de borde de salida giratorio

Info

Publication number: ES2605381T3
Application number: ES13197105.3T
Authority: ES
Inventors: Stefan Dipl.-Ing. Storm; Andreas Dr.-Ing. Wildschek
Original assignee: Airbus Defence and Space GmbH
Current assignee: Airbus Defence and Space GmbH
Priority date: 2012-12-17
Filing date: 2013-12-13
Publication date: 2017-03-14
Anticipated expiration: 2033-12-13
Also published as: EP2743177B1; DE102012112405B4; EP2743177A1; DE102012112405A1

Abstract

Sección de ala curva (10) para una aeronave, la cual es curva en una vista frontal y presenta al menos un flap de borde de salida (18) que puede rotar y está montado en la sección de ala (10) por medio de al menos una bisagra con un eje de bisagra (12), caracterizada porque el contorno del recubrimiento exterior (20, 22) del flap de borde de salida (18) se define, en el área de extensión del al menos un flap de borde de salida (18) para una pluralidad de planos (A, B, C) perpendiculares al eje de bisagra (12), por la perpendicular (24) desde el punto del eje de bisagra (12) al recubrimiento exterior superior o inferior (14, 16) de la sección de ala (10) o su prolongación virtual, definiendo en cada caso los pies (26) de la perpendicular los radios con los que el contorno del recubrimiento exterior superior e inferior (28, 30) del flap de borde de salida (18) se extienden en la dirección del flujo al menos alrededor del área de giro del flap de borde de salida, y, además, el recubrimiento exterior (14, 16) de la sección de ala (10) termina en cada caso formando un intersticio (32, 34) a una distancia constante inmediatamente antes del correspondiente pie (26) de la perpendicular.

Description

DESCRIPCION

Perfil de ala curvo con flap de borde de salida giratorio

5 [0001] La invencion se refiere a un perfil de ala curvo para una aeronave con al menos un flap de borde de

salida giratorio que se monta en el perfil de ala mediante al menos una bisagra con un eje de bisagra.

[0002] En las aeronaves normalmente se disponen flaps de borde de salida principalmente en zonas de extension rectilmea de los perfiles de ala dado que, en los perfiles de ala curvos, se originan problemas por la

10 geometna de la transicion del perfil de ala al flap de borde de salida normalmente rectilmeo que, en caso de mayores curvaturas de los perfiles de ala, pueden dar lugar a que se originen intersticios mayores entre ambos componentes.

[0003] Dada la tendencia a optimizar la eficacia, para mejorar la aerodinamica es necesario configurar 15 perfiles de ala curvos —por ejemplo, en la zona de los extremos de las alas— en forma de aletas de borde marginal

y, al mismo tiempo, tambien prever allf flaps de borde de salida. Asimismo, se realizan esfuerzos para mejorar la zona del flujo laminar del ala o reducir las cargas aerodinamicas en el ala o la aleta de borde marginal. No obstante, un intersticio o una irregularidad entre el perfil de ala y el flap de borde de salida provocan inevitablemente una transicion a la zona de turbulencias.

20

[0004] Partiendo de lo expuesto anteriormente, la invencion se basa en el objetivo de configurar, en perfiles de ala curvos del tipo generico, flaps de borde de salida que presenten el menor intersticio de transicion posible que no se vea alterado por deflexiones del flap.

25 [0005] La forma de alcanzar este objetivo se desprende de las caractensticas de la reivindicacion 1.

Perfeccionamientos y configuraciones ventajosos son objeto de las reivindicaciones dependientes. Otras caractensticas, posibilidades de aplicacion y ventajas de la invencion se desprenden de la siguiente descripcion asf como de la explicacion de ejemplos de realizacion de la invencion que se muestran en las figuras.

30 [0006] En particular, el objetivo se alcanza dado que el contorno del recubrimiento exterior del flap de borde

de salida se define, en el area de extension del al menos un flap de borde de salida para planos perpendiculares al eje de la bisagra, por la perpendicular desde el punto del eje de bisagra al recubrimiento exterior superior o inferior del perfil de ala o su prolongacion virtual, definiendo en cada caso los pies de la perpendicular un radio con el que el contorno del recubrimiento exterior superior e inferior del flap de borde de salida se extiende, en la direccion del flujo, 35 al menos alrededor del area de giro y, ademas, el recubrimiento exterior del perfil de ala termina formando un intersticio constante justo antes del pie de la perpendicular. El recubrimiento exterior superior e inferior del perfil de ala tambien termina en este caso a una distancia constante del correspondiente pie de la perpendicular.

[0007] En este caso, la superficie de seccion transversal del perfil de ala es, preferiblemente, diferente en la 40 direccion de la envergadura. El flap de borde de salida tambien es curvo en este caso y presenta preferentemente

diferentes superficies de seccion transversal en la direccion de envergadura. Asimismo, en caso de deflexiones del flap, se mantiene una transicion constante sin saltos o escalones.

[0008] Ademas, la invencion garantiza, en perfiles de ala con una fuerte curvatura, un intersticio constante y 45 reducido de aproximadamente 1 a 3 mm, independientemente de la posicion del flap de borde de salida.

[0009] Segun un perfeccionamiento de la invencion, el pie de la perpendicular se define en al menos dos planos de corte y el contorno del recubrimiento exterior se define entonces por interpolacion del contorno del recubrimiento exterior entre dichos planos de corte en la direccion de la envergadura. Esta configuracion resulta

50 especialmente sencilla en terminos constructivos.

[0010] Segun un perfeccionamiento ventajoso alternativo de la invencion, los pies de la perpendicular se definen de forma continua para cada plano a lo largo del eje de la bisagra. Esta configuracion tiene la ventaja de que el intersticio es en general constante y no se origina ningun tipo de interrupcion o salto entre el extremo del perfil de

55 ala y el flap de borde de salida.

[0011] Segun un perfeccionamiento ventajoso de la invencion, el intersticio se cierra mediante una falda de obturacion montada en el perfil de ala. Precisamente debido a que, gracias a la configuracion segun la invencion, puede conseguirse un intersticio constante en toda la extension longitudinal del flap de borde de salida e

independiente de la deflexion de este, dicho intersticio puede cerrarse mediante faldas de obturacion fabricadas con precision y, con ello, puede conseguirse una transicion practicamente sin desniveles desde el perfil de ala al flap de borde de salida.

5 [0012] Segun un perfeccionamiento ventajoso de la invencion, en el perfil de ala se montan varios flaps de

borde de salida con ejes de bisagra orientados de diferente manera, estando unidos entre sf en cada caso los flaps de borde de salida adyacentes mediante recubrimientos externos flexibles. De este modo, tambien se facilita, mediante flaps de borde de salida por secciones, un flap de borde de salida practicamente continuo en caso de perfiles de ala con curvaturas extremas.

10

[0013] Segun un perfeccionamiento ventajoso de la invencion, el al menos un flap de borde de salida comprende una prolongacion del eje que se extiende en la direccion del perfil de ala que se ensancha y presenta un brazo de palanca que se extiende en direccion al recubrimiento exterior, al cual se une un actuador que se dispone en el interior del perfil de ala. Gracias a esta colocacion del brazo de palanca, puede aprovecharse el maximo

15 espacio estructural y, con ello, realizarse el mayor brazo de palanca posible. El tamano del actuador y, con ello, la fuerza disponible del actuador, estan limitados por el espacio estructural. Sin embargo, gracias al gran brazo de palanca, pueden conseguirse pares de ajuste suficientemente grandes sin tener que colocar componentes fuera del contorno exterior aerodinamicamente optimizado, lo cual acarreana como consecuencia una perturbacion del flujo y, con ello, un incremento de la resistencia.

20

[0014] Para compensar las deformaciones debidas a la flexibilidad del ala, la union del brazo de palanca con el varillaje del actuador se realiza, de forma ventajosa, mediante una cabeza de articulacion esferica.

[0015] Otras ventajas, caractensticas y particularidades se desprenden de la siguiente descripcion, en la que, 25 haciendo referencia al dibujo, se describe al menos un ejemplo de realizacion de forma detallada. Las caractensticas

descritas y/o mostradas pictoricamente constituyen, en sf mismas o en cualquier combinacion, el objeto de la invencion. Las partes iguales, similares y/o con la misma funcion se han dotado de los mismos numeros de referencia. Las figuras muestran lo siguiente:

30 La fig. 1, una representacion esquematica de una seccion de ala curva y tres secciones transversales de la misma;

la fig. 2, una representacion esquematica en seccion transversal de la zona corriente abajo de un perfil de ala curvo con flap de borde de salida;

35 la fig. 3, la realizacion de la figura 2 en tres posiciones diferentes;

la fig. 4, una representacion esquematica de un ala curva con 3 secciones transversales y la representacion de una disposicion del actuador.

40 [0016] En la figura 1 se muestra una representacion esquematica de una seccion de ala curva 10 y tres

secciones transversales a lo largo de las lmeas A, B y C. Puede observarse un eje de bisagra 12 para un flap de borde de salida —no mostrado en la figura 1—, que, debido a circunstancias geometricas, adquiere necesariamente, en funcion de la posicion a lo largo del eje de bisagra 12, una posicion diferente referida en las secciones transversales A, B y C y, por tanto, esta alejada una distancia diferente del recubrimiento exterior superior o inferior 45 14, 16 de la seccion de ala 10. Las secciones transversales pueden presentar una forma totalmente diferente, es decir, no tienen que ser similares unas a otras. Teoricamente, el flap de borde de salida puede extenderse hasta poco antes del punto en el que el eje de bisagra 12 interseca con el recubrimiento exterior superior 14 o inferior 16.

[0017] La figura 2 muestra una representacion esquematica en seccion transversal de la zona corriente abajo

50 del perfil de ala curvo 10 con un flap de borde de salida 18. En este caso, el plano de corte se situa perpendicular al eje de bisagra 12. El contorno del recubrimiento exterior superior 20 del flap de borde de salida 18 se obtiene trazando una perpendicular 24a desde el eje de bisagra 12 al contorno apenas curvo del recubrimiento exterior superior 14 de la seccion de ala 10. El primer pie de la perpendicular 26a forma el comienzo de la superficie del recubrimiento superior 20 del flap de borde de salida 18. En el sentido corriente arriba, el contorno del recubrimiento 55 exterior superior 20 forma un arco 28 con el radio de la perpendicular 24a. De forma analoga, un segundo pie de la perpendicular 26b se obtiene a partir de la perpendicular 24b desde el eje de bisagra 12 al contorno del recubrimiento exterior inferior 16 de la seccion de ala 10. El recubrimiento exterior superior 14 de la seccion de ala 10 termina, poco antes del pie de la perpendicular 26a, formando un intersticio lo mas pequeno posible.

[0018] Desde los pies de la perpendicular 26a, 26b, el contorno del recubrimiento exterior superior 20 del flap de borde de salida 18 discurre, sin saltos o escalones salvo un intersticio 32 lo mas pequeno posible, como prolongacion continua del recubrimiento exterior superior 14 de la seccion de ala 10. Lo mismo ocurre con el recubrimiento exterior inferior 16, en el que el contorno del recubrimiento exterior inferior 22 del flap de borde de

5 salida 18 esta configurado, con excepcion del intersticio 34, como prolongacion continua del recubrimiento exterior inferior 16 de la seccion de ala 10. Entre los extremos corriente abajo del recubrimiento exterior superior 14 e inferior 16 puede estar previsto un revestimiento 36.

[0019] Las secciones de arco 28, 30 presentan una extension tal que las posiciones aerodinamicamente 10 necesarias del flap de borde de salida 18 son posibles sin ampliar los intersticios 32, 34 correspondientes. Para ello,

el recubrimiento exterior superior e inferior 14, 16 del perfil de ala 10 termina (o se transforma en el revestimiento 36) de tal modo que los intersticios 32, 34 se mantienen constantes.

[0020] La figura 3 muestra la realizacion de la figura 2 en tres posiciones diferentes del flap de borde de 15 salida 18. A saber, la realizacion mostrada en las figuras 2 y 3 configurada en el plano A de la figura 1. Las

realizaciones correspondientes en otras posiciones del eje de bisagra 12, por ejemplo, en los planos By C, son consecuentemente diferentes dado que la posicion del eje de bisagra 12 es diferente relativamente respecto al recubrimiento exterior superior 14 o inferior 16 y, por consiguiente, la longitud de las perpendiculares 24a, 24b —y, con ello, tambien los radios de curvatura de las correspondientes secciones de arco 28, 30— son diferentes. 20 Asimismo, puede observarse que, en caso de deflexion del flap, la prolongacion del recubrimiento exterior no solo sigue siendo continua en los dos lados sino que solo se forma un pandeo en el lado de presion y se mantiene una transicion fluida en el lado de absorcion.

[0021] En las figuras se muestran en cada caso los intersticios 32, 34. Preferiblemente, estos intersticios 32, 25 34 estan cubiertos por faldas de obturacion —no mostradas—, que se fijan en la zona de los extremos corriente

abajo de los recubrimientos exteriores superior 14 o inferior 16.

[0022] La figura 4 muestra una representacion esquematica de un ala curva con tres secciones transversales, de forma analoga a la figura 1, con representacion de una disposicion del actuador. En el eje de bisagra 12 esta

30 configurado un brazo de palanca 38 y, en concreto, en el lado en el que el ala 10 se ensancha. El brazo de palanca 38 puede estar dispuesto dentro de la zona de extension del flap o fuera de esta zona. El extremo del brazo de palanca 38 esta acoplado, mediante una articulacion esferica 40, con un actuador 42 alineado en la direccion longitudinal del ala 10, el cual se apoya en un apoyo 44 en la zona delantera del ala 10. Gracias a ello, se dispone de un brazo de palanca mas largo (mas largo que si este se dispusiera dentro de la extension del flap de borde de 35 salida) y tambien se dispone de mayores pares de ajuste o el actuador 42 puede realizarse con una estructura menor que con un brazo de palanca mas corto. La union mediante cabeza esferica sirve para compensar las deformaciones debidas a la flexibilidad del ala.

Lista de numeros de referencia

40

[0023]

10

12

45 14 16 18 20 22

50 24a, b 26a, b 28 30 32

55 34 36 38 40 42

Seccion de ala Eje de bisagra

Recubrimiento exterior superior

Recubrimiento exterior inferior

Flap de borde de salida

Recubrimiento exterior superior de 18

Recubrimiento exterior inferior de 18

Perpendicular

Pie de perpendicular

Seccion de arco superior de 18

Seccion de arco inferior de 18

Intersticio superior

Intersticio inferior

Revestimiento

Brazo de palanca

Articulacion esferica

Actuador

44

Apoyo

Claims

REIVINDICACIONES

1. Seccion de ala curva (10) para una aeronave, la cual es curva en una vista frontal y presenta al menos

un flap de borde de salida (18) que puede rotar y esta montado en la seccion de ala (10) por medio de al menos una 5 bisagra con un eje de bisagra (12), caracterizada porque el contorno del recubrimiento exterior (20, 22) del flap de borde de salida (18) se define, en el area de extension del al menos un flap de borde de salida (18) para una pluralidad de planos (A, B, C) perpendiculares al eje de bisagra (12), por la perpendicular (24) desde el punto del eje de bisagra (12) al recubrimiento exterior superior o inferior (14, 16) de la seccion de ala (10) o su prolongacion virtual, definiendo en cada caso los pies (26) de la perpendicular los radios con los que el contorno del recubrimiento 10 exterior superior e inferior (28, 30) del flap de borde de salida (18) se extienden en la direccion del flujo al menos alrededor del area de giro del flap de borde de salida, y, ademas, el recubrimiento exterior (14, 16) de la seccion de ala (10) termina en cada caso formando un intersticio (32, 34) a una distancia constante inmediatamente antes del correspondiente pie (26) de la perpendicular.

15 2. Seccion de ala y flap de borde de salida segun la reivindicacion 1 caracterizados porque los pies (26)

de la perpendicular se definen en al menos dos planos de corte y los contornos del recubrimiento exterior (28, 30) se definen por interpolacion entre estos planos de corte en la direccion de envergadura.
3. Seccion de ala y flap de borde de salida segun la reivindicacion 1 caracterizados porque los pies (26)

20 de la perpendicular se definen de forma continua para cada plano (A, B, C) a lo largo del eje de bisagra (12).
4. Seccion de ala y flap de borde de salida segun una de las reivindicaciones precedentes

caracterizados porque el intersticio (32, 34) se cierra mediante una falda de obturacion montada en la seccion de ala (10).

25
5. Seccion de ala y flap de borde de salida segun una de las reivindicaciones precedentes

caracterizados porque se montan varios flaps de borde de salida (18) con ejes de bisagra orientados de forma diferente, estando unidos entre sf los flaps de borde de salida adyacentes por medio de recubrimientos exteriores flexibles.

30
6. Seccion de ala y flap de borde de salida segun una de las reivindicaciones precedentes

caracterizados porque el al menos un flap de borde de salida comprende una prolongacion del eje de bisagra (12) que se extiende en la direccion de la seccion de ala que se ensancha y presenta al menos un brazo de palanca (38) que se extiende en la direccion del recubrimiento exterior, con el cual se acopla un actuador (42) que se dispone

35 dentro de la seccion de ala (10) y se apoya allf.
7. Seccion de ala y flap de borde de salida segun la reivindicacion 6 caracterizados porque la conexion entre el brazo de palanca (38) y el actuador (42) esta disenada como una cabeza de articulacion esferica (40).

40 8. Aeronave caracterizada porque comprende al menos una seccion de ala (10) y un flap de borde de

salida (18) segun una de las reivindicaciones precedentes.