ES2709896T3 - Fuselaje trasero de una aeronave - Google Patents

Fuselaje trasero de una aeronave Download PDF

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Rodriguez Angel Postigo
Fernández David López
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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Abstract

Fuselaje trasero de una aeronave que comprende - un extremo de cono de cola (1), y - el resto del fuselaje trasero (2) en el que el extremo de cono de cola (1) se fija al resto del fuselaje trasero (2) por medio de un sistema de fijación que comprende - dos orejetas superiores (3), - dos orejetas inferiores (4), y - un herraje del balancer desmontable (5) en un punto de interfaz de dicho extremo de cono de cola (1) y dicho resto del fuselaje trasero (2), en el que el herraje del balancer (5) comprende medios para modificar el punto de interfaz permitiendo un ajuste en las direcciones Z e Y de eje cartesiano y puede moverse a lo largo de una dirección X de un eje cartesiano, dicho herraje del balancer proporciona guiado para alineación del extremo de cono de cola (1) y el resto del fuselaje trasero (2) durante el ensamblaje del fuselaje trasero, en el que el herraje del balancer (5) es un herraje en dos partes que comprende - un primer herraje (51) que tiene un primer orificio concéntrico (57), - un segundo herraje (52) que tiene un segundo orificio concéntrico (59), y - un cojinete (53) en el interior del segundo orificio concéntrico (59), los herrajes primero y segundo (51 y 52) son independientes y están montados en un armazón (54), el segundo herraje (52) tiene el cojinete (53) en el interior de su orificio concéntrico (59) de tal manera que cuando el primer herraje (51) y el segundo herraje (52) se montan juntos, el cojinete (53) del segundo herraje (52) encaja en el orificio concéntrico (57) del primer herraje (51).

Description

DESCRIPCION
Fuselaje trasero de una aeronave
Objeto de la invencion
El objeto de la presente invencion es garantizar la intercambiabilidad del extremo de cono de cola de una aeronave en caso de que tenga que desensamblarse del resto del fuselaje trasero de la aeronave, con cualquier fin o en caso de que tenga que cambiarse por uno diferente.
Dicho de otro modo, el principal objeto de la presente invencion es proporcionar una nueva solucion para la union entre el extremo de cono de cola de una aeronave y el resto del fuselaje trasero de dicha aeronave.
Un objeto adicional de la presente invencion es relajar la hiperestaticidad de la union entre ambas secciones, el extremo de cono de cola y el resto del fuselaje trasero, facilitando por tanto su ensamblaje y futuras operaciones de mantenimiento.
Un objeto adicional de la presente invencion es proporcionar una union que permite procedimientos de ajuste durante el ensamblaje de las diferentes secciones de una aeronave sin generar trabajo adicional aparte del trabajo de ensamblaje establecido.
Un objeto adicional de la presente invencion es evitar las fuerzas y tensiones extra que sufren los diferentes elementos de un fuselaje trasero de una aeronave durante las operaciones de ensamblaje y mantenimiento.
Otro objeto de la invencion es proporcionar una union que absorbe esfuerzos cortantes.
En particular, la presente invencion es adecuada en los casos en que el movimiento de aproximacion del extremo de cono de cola debe ser horizontal.
Campo de la invencion
La presente invencion se encuentra dentro de la industria aeronautica y se refiere a la configuracion de un fuselaje trasero de una aeronave que tiene un extremo de cono de cola modular.
Antecedentes de la invencion
Por regla general, una aeronave comprende un fuselaje que tiene una parte delantera en la que esta dispuesta una cabina, una parte principal que lleva las alas y un fuselaje trasero que soporta los estabilizadores horizontales y verticales.
Normalmente, el fuselaje trasero de la aeronave termina en un extremo de cono de cola modular. El fuselaje trasero aloja la unidad auxiliar de energfa (APU) de la aeronave.
Por tanto, cuando se ensambla una aeronave, en el fuselaje trasero, la interfaz entre el extremo de cono de cola y el resto del fuselaje trasero se disena normalmente con cuatro herrajes u orejetas, dos superiores y dos inferiores, para soportar las cargas, mas un herraje del balancer que puede transmitir cargas y se usa tambien para alinear o centrar el posicionamiento de las diferentes partes durante el procedimiento de ensamblaje. Ademas, el equilibrador se usa como solucion a prueba de avenas. Este tipo de construccion se deriva de los estandares de capacidad de funcionamiento a prueba de avenas requeridos por las leyes de navegacion aerea. Por tanto, en caso de perder uno de los herrajes u orejetas la aeronave siempre tiene cuatro mas con el fin de portar las cargas.
El metodo tfpico para ensamblar el extremo de cono de cola en el resto del fuselaje trasero sigue estas etapas: a) instalar el equilibrador que grna y alinea las secciones;
b) instalar los herrajes u orejetas inferiores; y por ultimo
c) instalar y ajustar los herrajes superiores.
El problema del metodo anterior se encuentra en la lmea de ensamblaje final (FAL) en la que se unen el extremo de cono de cola y el fuselaje trasero. El problema es que una vez que se ajustan los tres primeros herrajes (los dos inferiores mas el equilibrador segun los puntos a) y b) anteriores) se encuentran problemas para ajustar los herrajes superiores debido a tolerancias y debido a la eliminacion de los grados de libertad.
Tradicionalmente el problema anterior se resolvfa anadiendo una nueva etapa, antes de la etapa c). Una vez que se ajustan los tres herrajes inferiores (las dos orejetas inferiores mas el equilibrador), se desensambla el equilibrador, luego se ajustan los herrajes superiores y se vuelve a ensamblar de nuevo el equilibrador. Esta solucion implica unos costes elevados y un aumento de tiempo para la FAL ya que no es parte del procedimiento estandar para ensamblar el extremo de cono de cola en el resto del fuselaje trasero.
Ademas, dado que el fuselaje trasero aloja la unidad auxiliar de energfa (APU) de la aeronave, la union entre el cono de cola y el resto del fuselaje trasero depende de la ubicacion de la toma de aire de la unidad auxiliar de energfa. Por tanto, en los casos en que la toma de aire de unidad auxiliar de energfa esta en una ubicacion inferior, el equilibrador esta en una posicion superior mientras que en los casos en que la toma de aire de unidad auxiliar de energfa esta en una ubicacion superior, el equilibrador esta en una posicion inferior.
El documento EP1918203A1 da a conocer un cono de cola para aeronave con un revestimiento que aloja una unidad auxiliar de energfa y los sistemas anexos de la misma, y el revestimiento tiene una seccion delantera fija mediante la que el cono de cola se fija al resto del fuselaje, y una carena movil, que aloja una estructura de soporte fijada a la seccion delantera fija la cual soporta la unidad auxiliar de energfa y sus sistemas anexos.
Descripcion de la invencion
La presente invencion esta disenada para superar los inconvenientes mencionados anteriormente presentes en la lmea de ensamblaje final (FAL) en la que un extremo de cono de cola de un avion se ensambla en el resto del fuselaje trasero del avion.
Segun la invencion, se proporciona un fuselaje trasero de una aeronave tal como se define en la reivindicacion 1. El extremo de cono de cola se fija al resto del fuselaje trasero por medio de un sistema de fijacion que comprende dos orejetas superiores, dos orejetas inferiores y un herraje del balancer desmontable.
El herraje del balancer descrito por la invencion tiene la particularidad de ser un herraje ajustable. El herraje del balancer propuesto esta bloqueado en las direcciones Z e Y de un eje cartesiano y puede moverse a lo largo de una direccion X de un eje cartesiano. Por tanto, el herraje del balancer de la presente invencion permite cambiar el punto de interfaz permitiendo un ajuste en las direcciones Z e Y de un eje cartesiano y ademas puede deslizarse a lo largo de la direccion X de un eje cartesiano. El herraje del balancer proporciona guiado para la fijacion de las orejetas superiores y las orejetas inferiores requeridas para unir el extremo de cono de cola y el resto del fuselaje trasero. En una realizacion de la presente invencion, el herraje del balancer es un herraje en dos partes que comprende un primer herraje, un segundo herraje que son independientes y se unen mediante tornillos. Los tornillos son pernos nervados con el fin de resistir los ajustes en las direcciones Z e Y de un eje cartesiano que permite realizar el herraje.
En otra realizacion de la invencion en la que el herraje del balancer es un herraje en dos partes que comprende un primer herraje, un segundo herraje, los medios del herraje del balancer para modificar el punto de interfaz permitiendo un ajuste en las direcciones Z e Y de un eje cartesiano son una superficie de contacto acanalada en el primer herraje y una superficie de contacto acanalada en el segundo herraje.
En otra realizacion no segun la invencion, el herraje del balancer es una combinacion de casquillos excentricos que tiene un casquillo excentrico externo y un casquillo excentrico interno.
Cuando el herraje del balancer es una combinacion de casquillos excentricos, comprende ademas un casquillo excentrico externo, un casquillo excentrico interno, un cojinete montado en el casquillo excentrico interno, y una arandela.
Cuando el herraje del balancer es una combinacion de casquillos excentricos que tiene al menos un casquillo excentrico externo, un casquillo excentrico interno, un cojinete y una arandela, los medios del herraje del balancer para modificar el punto de interfaz permitiendo un ajuste en las direcciones Z e Y de un eje cartesiano son el casquillo excentrico externo y el casquillo excentrico interno.
Durante el reglaje previo de los componentes, como los casquillos externo e interno son excentricos, se ajustan al punto de interfaz del cojinete. Cuando se ha realizado ese ajuste, el casquillo excentrico externo y el casquillo excentrico interno rotan juntos.
En una realizacion preferida de la invencion, el cojinete es una articulacion de rotula.
Ademas, se describe un metodo de ensamblaje del extremo de cono de cola en el resto del fuselaje trasero de una aeronave.
El metodo comprende las siguientes etapas:
a) instalar el herraje equilibrador;
b) instalar las orejetas inferiores; e
c) instalar las orejetas superiores.
El herraje del balancer permanece instalado mientras se instalan el resto de los herrajes (orejetas inferiores u orejetas superiores).
El equilibrador es el primer elemento que ha de instalarse porque actua como gma para el extremo de cono de cola con el fin de situarlo para el ensamblaje con el resto del fuselaje trasero.
En una realizacion de la invencion, la instalacion de las orejetas superiores puede realizarse antes de la instalacion de las orejetas inferiores.
En una realizacion preferida de la invencion, la instalacion de las orejetas inferiores se realiza antes de la instalacion de las orejetas superiores porque estan colocadas mas cerca del herraje equilibrador, facilitando por tanto las tolerancias de ajuste y la accesibilidad del personal que tiene que garantizar el ensamblaje.
Si hay problemas con el montaje de los elementos, especialmente cuando se ensamblan los herrajes superiores que son los ultimos que han de instalarse, puede ajustarse el herraje del balancer con el fin de resolver esos problemas sin necesidad de desensamblar la union.
Breve descripcion de los dibujos
La presente invencion se entendera totalmente basandose en la siguiente descripcion detallada de sus realizaciones preferidas y los dibujos adjuntos que se presentan solamente como ejemplo y por tanto no restringen el alcance de la presente invencion, y en los que:
la figura 1 representa un fuselaje trasero de una aeronave que muestra el extremo de cono de cola (1) y el resto del fuselaje trasero (2).
la figura 2 representa una vista frontal del extremo de cono de cola con los herrajes instalados y con detalles ampliados que muestran los diferentes herrajes.
la figura 3 muestra el herraje del balancer segun una primera realizacion de la presente invencion.
las figuras 4a a 4d muestran el herraje del balancer segun la primera realizacion, montado en un armazon, siendo 4a una vista en perspectiva, 4b una vista frontal, 4c una vista en seccion transversal a lo largo de la lmea E-E trazada en la figura 4b y 4d una vista lateral.
las figuras 5a a 5e muestran el herraje del balancer segun una segunda realizacion no segun la presente invencion, siendo 5a, 5b y 5c vistas desde arriba, 5d una vista desde abajo y 5e una vista en seccion transversal a lo largo de la lmea A-A trazada en la figura 5a.
Referencias:
1: extremo de cono de cola
2: resto del fuselaje trasero
3: orejeta superior
4: orejeta inferior
5: equilibrador
51: primer herraje
52: segundo herraje
53: cojinete
54: armazon
55: superficie de contacto acanalada del primer herraje 51
56: espacio hueco para asignacion de sello
57: primer orificio concentrico
58: tornillos
59: segundo orificio concentrico
60: orificios extendidos
61: superficie de contacto acanalada del segundo herraje 52
501: casquillo excentrico interno
502: casquillo excentrico externo
503: cojinete
504: arandela
Descripcion de una realizacion preferida
La siguiente descripcion se proporciona para el beneficio del lector solo, y no se pretende que limite de ninguna manera la invencion tal como se expone mediante las reivindicaciones.
La figura 1 muestra un fuselaje trasero de una aeronave que comprende un extremo de cono de cola (1) y el resto del fuselaje trasero (2). El extremo de cono de cola (1) se fija al resto del fuselaje trasero (2) por medio de un sistema de fijacion que comprende dos orejetas superiores (3), dos orejetas inferiores (4) y un equilibrador desmontable (5), tal como se muestra en la figura 2 y los detalles ampliados en la misma.
El herraje del balancer (5) de la presente invencion es ajustable. Esta bloqueado en las direcciones Z e Y de un eje cartesiano y puede moverse a lo largo de una direccion X del eje cartesiano. Por consiguiente, el herraje del balancer de la presente invencion permite cambiar el punto de interfaz permitiendo un ajuste en las direcciones Z e Y de un eje cartesiano y ademas puede deslizarse a lo largo de la direccion X de un eje cartesiano. Por tanto, el herraje del balancer (5) proporciona guiado para el extremo de cono de cola (1) y el resto del fuselaje trasero (2). En una realizacion de la presente invencion, el herraje del balancer (5) es un herraje en dos partes que comprende un primer herraje (51) que tiene un primer orificio concentrico (57) y un segundo herraje (52) que tiene un segundo orificio concentrico (59). El primer herraje (51) y el segundo herraje (52) son independientes y estan montados en un armazon (54). El segundo herraje (52) tiene un cojinete (53) en el interior de su orificio concentrico (59). Cuando el primer herraje (51) y el segundo herraje (52) se montan juntos, el cojinete (53) del segundo herraje (52) encaja en el orificio concentrico del primer herraje (51).
Preferiblemente, el cojinete (53) es una articulacion de rotula.
Preferiblemente, el primer herraje (51) tiene una superficie de contacto acanalada (55) y el segundo herraje (52) tiene una superficie de contacto acanalada (61). Esas superficies de contacto acanaladas estan entre los herrajes primero y segundo (51 y 52) con el fin de permitir un ajuste en las direcciones Y y Z del eje cartesiano.
El primer herraje (51) y el segundo herraje (52) se unen mediante tornillos (58). La superficie de contacto acanalada de uno de los herrajes, el primer herraje (51) o el segundo herraje (52), comprende orificios extendidos (60) para los tornillos (58) con el fin de permitir ajustes en las direcciones Z e Y de un eje cartesiano.
Preferiblemente, el armazon (54) comprende un espacio hueco (56) para asignacion de sello.
En una segunda realizacion no segun la invencion, el herraje del balancer (5) es una combinacion de casquillos excentricos que tiene un casquillo excentrico externo (502) y un casquillo excentrico interno (501).
Preferiblemente, en esta segunda realizacion, el herraje del balancer comprende un casquillo excentrico externo (502), un casquillo excentrico interno (501), un cojinete (503) montado en el casquillo interno (501) y una arandela (504).
Preferiblemente, el cojinete (503) es una articulacion de rotula.
Durante el reglaje previo de esta segunda realizacion de la invencion, como el casquillo externo (502) y el casquillo interno (501) son excentricos, se ajustan al punto de interfaz del cojinete (503). Cuando se ha realizado ese ajuste, el casquillo externo (502) y el casquillo interno (501) rotan juntos.
El metodo de ensamblaje de un extremo de cono de cola en el resto de un fuselaje trasero de un avion comprende las siguientes etapas:
- instalar el herraje del balancer (5);
- instalar las orejetas inferiores (4); e
- instalar las orejetas superiores (3).
El herraje del balancer (5) permanece instalado durante las etapas segunda y tercera del metodo.
En otra realizacion de la invencion, la instalacion de las orejetas superiores (3) puede realizarse antes de la instalacion de las orejetas inferiores (4).
Preferiblemente, la instalacion de las orejetas inferiores (4) se realiza antes de la instalacion de las orejetas superiores (3) porque estan colocadas mas cerca del herraje del balancer (5), facilitando por tanto las tolerancias de ajuste y la accesibilidad del personal que tiene que garantizar el ensamblaje.

Claims (5)

REIVINDICACIONES
1. Fuselaje trasero de una aeronave que comprende
- un extremo de cono de cola (1), y
- el resto del fuselaje trasero (2)
en el que el extremo de cono de cola (1) se fija al resto del fuselaje trasero (2) por medio de un sistema de fijacion que comprende
- dos orejetas superiores (3),
- dos orejetas inferiores (4), y
- un herraje del balancer desmontable (5) en un punto de interfaz de dicho extremo de cono de cola (1) y dicho resto del fuselaje trasero (2),
en el que el herraje del balancer (5) comprende medios para modificar el punto de interfaz permitiendo un ajuste en las direcciones Z e Y de eje cartesiano y puede moverse a lo largo de una direccion X de un eje cartesiano, dicho herraje del balancer proporciona guiado para alineacion del extremo de cono de cola (1) y el resto del fuselaje trasero (2) durante el ensamblaje del fuselaje trasero,
en el que el herraje del balancer (5) es un herraje en dos partes que comprende
- un primer herraje (51) que tiene un primer orificio concentrico (57),
- un segundo herraje (52) que tiene un segundo orificio concentrico (59), y
- un cojinete (53) en el interior del segundo orificio concentrico (59),
los herrajes primero y segundo (51 y 52) son independientes y estan montados en un armazon (54), el segundo herraje (52) tiene el cojinete (53) en el interior de su orificio concentrico (59) de tal manera que cuando el primer herraje (51) y el segundo herraje (52) se montan juntos, el cojinete (53) del segundo herraje (52) encaja en el orificio concentrico (57) del primer herraje (51).
2. Fuselaje trasero de una aeronave segun la reivindicacion 1, en el que los medios del herraje del balancer para modificar el punto de interfaz permitiendo un ajuste en las direcciones Z e Y de eje cartesiano son una superficie de contacto acanalada (55) en el primer herraje (51) y una superficie de contacto acanalada (61) en el segundo herraje (52).
3. Fuselaje trasero de una aeronave segun cualquiera de las reivindicaciones 1 o 2, en el que el armazon (54) comprende un espacio hueco (56) para asignacion de sello.
4. Fuselaje trasero de una aeronave segun la reivindicacion 2, en el que los herrajes primero y segundo (51 y 52) se unen mediante tornillos (58) y la superficie de contacto acanalada de uno de los herrajes, el primer herraje (51) o el segundo herraje (52), comprende orificios extendidos (60) para los tornillos (58) con el fin de permitir los ajustes en las direcciones Z e Y de eje cartesiano que permiten el ajuste del extremo de cono de cola (1) con respecto al resto del fuselaje trasero (2) de un avion.
5. Aeronave, que comprende un fuselaje trasero definido en la reivindicacion 1.
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