ES2711153T3

ES2711153T3 - Refuerzos en forma de sección en U profunda con almas inclinadas y método para hacer dichos refuerzos

Info

Publication number: ES2711153T3
Application number: ES13706350T
Authority: ES
Inventors: Jason Lawrence Firko; Martin G Andrews
Original assignee: Boeing Co
Current assignee: Boeing Co
Priority date: 2012-04-04
Filing date: 2013-02-07
Publication date: 2019-04-30
Anticipated expiration: 2033-02-07
Also published as: EP2834063B1; US9144948B2; CN104245295B; EP3461630A1; EP2834063A1; JP2015519222A; WO2013151617A1; US20130264421A1; JP6055078B2; CN104245295A

Abstract

Un refuerzo de sección en U profunda que comprende: una tapa (56); una primera alma (52a) y una segunda alma (52b) que se extienden a partir de los extremos opuestos de la tapa (56), en donde la primera alma (52a) y la segunda alma (52b) son no lineales y, una primera pestaña (84a) que se extiende hacia afuera a partir de una primera porción de base de alma (52a) y una segunda pestaña (84b) que se extiende hacia afuera a partir de una segunda porción de base de alma (52b); caracterizado porque la primera alma (52a) y la segunda alma (52b) tienen dos porciones (64a, 64b) inclinadas formadas en la primera y segunda porciones separadas una de la otra a lo largo de una longitud de cada una de las primera y segunda almas, la primera porción (64a) inclinada y la segunda porción (64b) inclinada dividen cada una de la primera alma (52a) y la segunda alma (52b) en tres secciones (102, 104, 106) sustancialmente lineales.

Description

DESCRIPCION

Refuerzos en forma de seccion en U profunda con almas inclinadas y metodo para hacer dichos refuerzos

Antecedentes

1) Campo de la divulgacion.

La divulgacion se relaciona en general con partes estructurales y con la produccion de partes estructurales, y mas especificamente, con configuraciones y metodos de refuerzos de seccion en U profunda utilizados en la formacion de estructuras de paneles reforzados, tales como los utilizados en aeronaves.

2) Descripcion de la tecnica relacionada

Las estructuras compuestas y metalicas se utilizan en una amplia diversidad de aplicaciones. En la construccion de aeronaves, los compuestos y los metales se utilizan normalmente para formar el fuselaje, las alas, la seccion de la cola y otros componentes de la aeronave. Por ejemplo, el fuselaje de la aeronave puede estar formado por estructuras de paneles reforzados que tienen estructuras de paneles de revestimiento construidas de material compuesto o metal al que se pueden acoplar elementos de refuerzo, tales como largueros, para mejorar la resistencia, rigidez y estabilidad de las estructuras de paneles de revestimiento. Los largueros se pueden unir o adjuntar a las estructuras del panel de revestimiento y se pueden configurar para transportar diversas cargas. Ademas, la aeronave puede incorporar elementos de refuerzo, tales como largueros, en las alas, donde los largueros pueden estar acoplados a las estructuras del panel de revestimiento para formar superficies superiores e inferiores de las alas.

Los elementos de refuerzo, tales como los largueros, se pueden proporcionar en una amplia diversidad de formas de seccion transversal. Por ejemplo, un larguero puede comprender un refuerzo de seccion en U profunda hecho de un material metalico o una pluralidad de capas compuestas y que tiene una seccion transversal con una configuracion en forma de seccion en U profunda. El refuerzo de seccion en U profunda puede tener una tapa, un par de almas donde cada alma se extiende a partir de los extremos opuestos de la tapa, y un par de pestanas donde cada pestana se extiende hacia afuera a partir de una porcion de base de cada alma. Las pestanas pueden facilitar el acoplamiento del larguero a la estructura del panel de revestimiento.

El diseno de estructuras de paneles reforzados, tales como los reforzados con refuerzos de seccion en U profunda, puede estar limitado en rendimiento y/o eficiencia de peso por la estabilidad de las almas del refuerzo de seccion en U profunda. Por ejemplo, para lograr una mayor rigidez a la flexion de la estructura del panel rigido, puede ser beneficioso compensar la tapa del refuerzo de seccion en U profunda mas lejos de la estructura del panel de revestimiento. Sin embargo, a medida que las almas del refuerzo de seccion en U profunda que soportan la tapa se vuelven mas altas, pueden volverse mas propensas a la inestabilidad, tal como al pandearse. Por lo tanto, la estabilidad de la alma del refuerzo de seccion en U profunda puede ser un factor limitante en el diseno y la optimizacion de estructuras de paneles reforzados, como los reforzados con refuerzos de seccion en U profunda.

Existen metodos y sistemas para disenar y dimensionar estructuras de paneles reforzados, reforzados con refuerzos de seccion en U profunda. Por ejemplo, un metodo conocido incluye limitar la altura de las almas del refuerzo de seccion en U profunda. Sin embargo, la eficiencia de flexion de la estructura del panel rigido puede estar relacionada con la altura relativa de las almas del refuerzo de seccion en U profunda. Por lo tanto, al limitar la altura de las almas, la eficiencia potencial de doblado puede, a su vez, limitarse.

Otro metodo conocido para disenar y dimensionar estructuras de paneles reforzados reforzados con refuerzos de seccion en U profunda incluye aumentar el grosor de todo el refuerzo de seccion en U profunda o aumentar el grosor de las almas del refuerzo de seccion en U profunda. Sin embargo, aumentar el grosor de todo el refuerzo de seccion en U profunda o incluso solo las almas del refuerzo de seccion en U profunda puede no ser el metodo mas eficiente para generar resistencia al pandeo o a la deformacion, de modo que el resultado final puede ser un diseno con un margen de resistencia considerable pero con un margen de estabilidad minimo o nulo. Dicho diseno puede resultar en un mayor peso total de las estructuras de paneles reforzados, lo que a su vez puede resultar en un aumento de los costes de combustible y una menor eficiencia del vehiculo.

Ademas, otro metodo conocido para disenar y dimensionar estructuras reforzadas de paneles reforzados con refuerzos de seccion en U profunda incluye disminuir el angulo de la tapa, es decir, el angulo formado entre la tapa y cada alma, lo que puede aumentar la inclinacion de cada alma. Disminuir el angulo de la tapa tambien puede disminuir la longitud de cada alma necesaria para lograr una compensacion particular de la tapa en relacion con la estructura del panel de revestimiento de la estructura del panel rigido. Sin embargo, esto puede ser menos efectivo ya que el angulo de la tapa se aproxima a 90 grados. Ademas, a medida que las almas se vuelven mas inclinadas, la trayectoria de corte entre la tapa y la estructura del panel de revestimiento puede verse comprometida, lo que puede, a su vez, provocar problemas de apertura del radio si la estructura del panel rigido se le aplica carga de corte.

El documento de los Estados Unidos US 2008/0290214 divulga un panel de revestimiento rigido de una aeronave que incluye un panel de revestimiento de aeronave de material compuesto y un larguero compuesto consolidado con el panel de revestimiento de aeronave. El larguero tiene un par de lados del larguero, cada uno de los cuales se extiende a partir de la parte superior del larguero hasta la pata del larguero. Los lados de los largueros pueden extenderse a traves de un radio amplio y una curva continua suave hasta una pata del larguero. El radio amplio, la curva continua suave puede estar cerca de la base del lado del larguero en una region donde el lado del larguero hace la transicion a la pata del larguero.

El documento WO2008/133748 divulga un metodo para fabricar una seccion de fuselaje compuesto de una sola pieza que reduce al minimo la distorsion de la fibra fuera del plano. Esto se logra mediante la fabricacion de un mandril que tiene un coeficiente de expansion termica en la direccion del aro que es suficientemente mayor que el del conjunto de capas de material compuesto confinado. Como resultado de este diferencial en los coeficientes de expansion termica en la direccion del aro, el conjunto de capas de material compuesto confinado se estira circunferencialmente a medida que el mandril se expande radialmente durante el curado, eliminando asi o reduciendo la distorsion de la fibra fuera del plano. Al mismo tiempo, el mandril y la parte que se fabrican deben tener sustancialmente el mismo coeficiente de expansion termica en la direccion longitudinal. A medida que la superficie exterior del mandril aumenta en circunferencia, las fibras de refuerzo orientadas circunferencialmente de las capas internas se estiran, a la vez que las fibras de refuerzo orientadas circunferencialmente de las capas externas no reducen la circunferencia y, por lo tanto, no forman ondas ni arrugas.

De acuerdo con esto, existe la necesidad en la tecnica de un refuerzo de seccion en U profunda y un metodo mejorados que proporcionen ventajas sobre los disenos y metodos conocidos.

Resumen

Esta necesidad de un refuerzo de seccion en U profunda y un metodo mejorados se satisface con un larguero de seccion en U profunda de acuerdo con la reivindicacion 1 y un metodo para formar un refuerzo de seccion en U profunda de acuerdo con la reivindicacion 7. Como se describe en la siguiente descripcion detallada, las realizaciones del refuerzo de seccion en U profunda mejorado y metodo puede proporcionar ventajas significativas sobre los disenos y metodos conocidos.

En una realizacion de la divulgacion, se proporciona un refuerzo de seccion en U profunda. El refuerzo de seccion en U profunda comprende una tapa. El refuerzo de seccion en U profunda comprende ademas una primera alma y una segunda alma que se extienden a partir de los extremos opuestos de la tapa. La primera alma y la segunda alma no son lineales e incluyen al menos una porcion inclinada. El refuerzo de seccion en U profunda comprende ademas una primera pestana que se extiende hacia afuera a partir de una primera porcion de base de alma y una segunda pestana que se extiende hacia afuera a partir de una segunda porcion de base de alma.

En otra realizacion de la divulgacion, se proporciona una estructura de panel reforzado de seccion en U profunda para una aeronave. La estructura de panel reforzado de seccion en U profunda comprende una estructura del panel de revestimiento. La estructura del panel de refuerzo de seccion en U profunda comprende ademas un refuerzo de seccion en U profunda montado en la estructura del panel de revestimiento. El refuerzo de seccion en U profunda comprende una tapa. El refuerzo de seccion en U profunda comprende ademas una primera alma y una segunda alma que se extienden a partir de los extremos opuestos de la tapa. La primera alma y la segunda alma no son lineales e incluyen al menos una porcion inclinada. El refuerzo de seccion en U profunda comprende ademas una primera pestana que se extiende hacia afuera a partir de una primera porcion de base de alma y una segunda pestana que se extiende hacia afuera a partir de una segunda porcion de base de alma.

En otra realizacion de la divulgacion, se proporciona un metodo para formar un refuerzo de seccion en U profunda compuesto con almas inclinadas hechas de un material compuesto. El metodo comprende el maquinado integralmente en una superficie de herramientas de un inserto de seccion en U profunda, un inserto de seccion en U profunda sustancialmente con una configuracion de seccion transversal en forma de seccion en U profunda que comprende una tapa, una primera alma y una segunda alma que se extienden a partir de los extremos opuestos de la tapa, en donde tanto la primera alma y la segunda alma no son lineales e incluye al menos una porcion inclinada, y una primera pestana que se extiende hacia afuera a partir de una primera porcion de base de la alma y una segunda pestana que se extiende hacia afuera a partir de una segunda porcion de la base de alma. El metodo comprende ademas formar un refuerzo de seccion en U profunda colocando capas compuestas sobre la superficie de herramienta del inserto de seccion en U profunda. El refuerzo de seccion en U profunda esta formado por una configuracion de seccion transversal sustancialmente en forma de seccion en U profunda que corresponde a la configuracion de seccion transversal sustancialmente en forma de seccion en U profunda. El metodo comprende ademas la insercion de un mandril en una cavidad de refuerzo de seccion en U profunda del refuerzo de seccion en U profunda. El metodo comprende ademas curar el refuerzo de seccion en U profunda para formar un refuerzo de seccion en U profunda hecho de un material compuesto con al menos una porcion inclinada formada tanto en una primera alma como en una segunda alma. El metodo comprende, ademas, retirar el refuerzo de seccion en U profunda del inserto de seccion en U profunda.

En otra realizacion de la divulgacion, se proporciona un metodo para formar un refuerzo de seccion en U profunda con almas inclinadas hechas de un material metalico. El metodo comprende el maquinado integralmente en una superficie de herramienta de un inserto de seccion en U profunda, un inserto de seccion en U profunda sustancialmente con una configuracion de seccion transversal en forma de seccion en U profunda que comprende una tapa, una primera alma y una segunda alma que se extienden a partir de los extremos opuestos de la tapa, en donde tanto la primera alma como la segunda alma no son lineales e incluye al menos una porcion inclinada, y una primera pestana que se extiende hacia afuera a partir de una primera porcion de base de la alma y una segunda pestana que se extiende hacia afuera a partir de una segunda porcion de la base de alma. El metodo comprende ademas formar un refuerzo de seccion en U profunda al deformar una lamina de metal en la superficie de herramienta del inserto de seccion en U profunda. El refuerzo de seccion en U profunda esta formado con un refuerzo de seccion en U profunda sustancialmente en configuracion de seccion transversal en forma de seccion en U profunda correspondiente a la configuracion de seccion transversal sustancialmente en forma de seccion en U profunda del inserto de seccion en U profunda, en donde el refuerzo de seccion en U profunda esta hecho de un material metalico con al menos una porcion inclinada formada tanto en una primera alma y una segunda alma. El metodo comprende, ademas, retirar el refuerzo de seccion en U profunda del inserto de seccion en U profunda.

Las caracteristicas, funciones y ventajas que se han discutido se pueden lograr de manera independiente en diversas realizaciones de la divulgacion o se pueden combinar en otras realizaciones adicionales, cuyos detalles se pueden vease con referencia a la siguiente descripcion y dibujos.

Breve descripcion de los dibujos

La divulgacion se puede entender mejor con referencia a la siguiente descripcion detallada tomada en conjunto con los dibujos adjuntos que ilustran realizaciones preferidas y de ejemplo, pero que no estan necesariamente dibujadas a escala, en donde:

La Figura 1 es una ilustracion de una vista en perspectiva de una aeronave que puede incorporar una o mas realizaciones de ejemplo de un refuerzo de seccion en U profunda con almas inclinadas en una estructura de panel de refuerzo de seccion en U profunda de la aeronave;

La Figura 2A es una ilustracion de una vista en perspectiva de un refuerzo de seccion en U profunda de alma conocido;

La Figura 2B es una ilustracion de una vista de extremo frontal del refuerzo de seccion en U profunda de alma conocido de la Figura 2A;

La Figura 3A es una ilustracion de una vista en perspectiva de una de las realizaciones de un refuerzo de seccion en U profunda con almas inclinadas de la divulgacion;

La Figura 3B es una ilustracion de una vista frontal del refuerzo de seccion en U profunda con almas inclinadas de la Figura 3A que se muestra adyacente a un inserto de seccion en U profunda;

La Figura 4A es una ilustracion de una vista en perspectiva de un refuerzo de seccion en U profunda con almas inclinadas de acuerdo con la invencion;

La Figura 4B es una ilustracion de una vista frontal del refuerzo de seccion en U profunda con almas inclinadas de la Figura 4A que se muestra adyacente a un inserto de seccion en U profunda;

La Figura 5 es una ilustracion de una vista en perspectiva de una de las realizaciones de un refuerzo de seccion en U profunda con almas inclinadas montadas en una estructura del panel de revestimiento;

La Figura 6 es una ilustracion de una vista en perspectiva en despiece ordenado de un inserto de seccion en U profunda, un refuerzo de seccion en U profunda y un mandril que pueden usarse en la formacion de realizaciones de un refuerzo de seccion en U profunda con almas inclinadas de la divulgacion;

La Figura 7 es una ilustracion de un diagrama de flujo de una de las realizaciones de un metodo de la divulgacion; y,

La Figura 8 es una ilustracion de un diagrama de flujo de otra de las realizaciones de un metodo de la divulgacion.

Descripcion detallada

Las realizaciones descritas se describiran ahora mas en detalle a continuacion con referencia a los dibujos adjuntos, en los cuales se muestran algunas, pero no todas, las realizaciones descritas. De hecho, pueden proporcionarse diversas realizaciones diferentes y no deben considerarse limitadas a las realizaciones expuestas en el presente documento. Mas bien, estas realizaciones se proporcionan para que esta divulgacion sea exhaustiva y completa y transmita completamente el alcance de la divulgacion a los expertos en la tecnica.

Con referencia ahora a las figuras, la Figura 1 es una ilustracion de una vista en perspectiva de una aeronave 10 que puede incorporar una o mas realizaciones de ejemplo de un refuerzo de seccion en U profunda con almas inclinadas en una estructura 26 de panel reforzado de seccion en U profunda de la aeronave 10. Como se muestra en la Figura 1, la aeronave 10 comprende un fuselaje 12, una nariz 14, una cabina 16 de mando, alas 18, una o mas unidades 20 de propulsion, una porcion 22 de cola vertical y porciones 24 de cola horizontales. Aunque la aeronave 10 que se muestra en la Figura 1 es en general representativa de una aeronave de pasajeros comercial que tiene una o mas estructuras 26 de panel reforzado de seccion en U profunda, las ensenanzas de las realizaciones descritas pueden aplicarse a otras aeronaves de pasajeros, aeronaves de carga, aeronaves militares, aeronaves de rotor y otros tipos de aeronaves o vehiculos aereos, asi como vehiculos aeroespaciales, satelites, vehiculos de lanzamiento espacial, cohetes y otros vehiculos aeroespaciales, asi como botes y otras embarcaciones, trenes, automoviles, camiones, autobuses u otras estructuras adecuadas que tengan una o mas estructuras 26 de paneles reforzados.

La Figura 2A es una ilustracion de una vista en perspectiva de un refuerzo 30 de seccion en U profunda de alma conocido. Como se muestra en la Figura 2A, el refuerzo 30 de seccion en U profunda de alma conocido tiene una configuracion 32 de seccion transversal en forma de seccion en U profunda. El refuerzo 30 de seccion en U profunda de alma conocido tiene una tapa 34, un par de almas 36a, 36b que se extienden a partir de la tapa 34, y un par de pestanas 38a, 38b que se extienden hacia el exterior a partir del par de almas 36a, 36b, respectivamente. La Figura 2B es una ilustracion de una vista de extremo frontal del refuerzo 30 de seccion en U profunda de alma conocido de la Figura 2A. La Figura 2B muestra un grosor 40 de la alma, un angulo 42 de la tapa, y una altura 44 de seccion en U profunda del refuerzo 30 de seccion en U profunda de alma conocido. La altura 44 de la seccion en U profunda se mide a partir de una superficie 46 inferior de la pestana 38a a una superficie 48 interior de la tapa 34. La alma 36a es lineal.

La Figura 3A es una ilustracion de una vista en perspectiva de una de las realizaciones de un refuerzo 50 de seccion en U profunda, tal como en la forma de un refuerzo 50a de seccion en U profunda, con un par de almas 52 inclinadas, tal como en la forma de una primera alma 52a y una segunda alma 52b. Como se muestra en la Figura 3A, el refuerzo 50 de seccion en U profunda tiene preferiblemente una configuracion 54a de seccion transversal sustancialmente en forma de seccion en U profunda. El refuerzo 50 de seccion en U profunda, en forma de refuerzo 50a de seccion en U profunda, comprende una tapa 56. La tapa 56 tiene un primer extremo 58 y un segundo extremo 60.

El refuerzo 50 de seccion en U profunda, en forma de refuerzo 50a de seccion en U profunda, comprende ademas almas 52 inclinadas, tal como en la forma de la primera alma 52a y la segunda alma 52b. La primera alma 52a y la segunda alma 52b se extienden a partir de los extremos 58, 60 primero y segundo opuestos, respectivamente, de la tapa 56. La primera alma 52a y la segunda alma 52b son no lineales y tienen una configuracion 62 no lineal (vease la Figura 3B). Tanto la primera alma 52a como la segunda alma 52b incluyen al menos una porcion 64 inclinada. En una realizacion, como se muestra en la Figura 3A, tanto la primera alma 52a como la segunda alma 52b tienen una primera porcion 64a inclinada formada en una porcion 66 central a lo largo de una longitud 68 de la primera alma 52a y la segunda alma 52b. La primera porcion 64a inclinada divide cada una de la primera alma 52a y la segunda alma 52b en dos secciones 70, 72 (vease la Figura 3B). Tanto la primera alma 52a como la segunda alma 52b tienen cada una una porcion 74 superior (vease la Figura 3B) y una porcion 76 de base (vease la Figura 3B).

Al menos una porcion 64 inclinada tiene preferiblemente un angulo 82 de inclinacion (vease la Figura 3B) formado entre una superficie 78 interior (vease la Figura 3B) del refuerzo 50 de seccion en U profunda en la tapa 56 y la al menos una porcion 64 inclinada, tal como la primera porcion 64a inclinada de la primera alma 52a, y en particular, la seccion 72 de la primera alma 52a (vease la Figura 3B). El angulo 82 de inclinacion es preferiblemente mayor que noventa (90) grados, de modo que el refuerzo 50 de seccion en U profunda puede retirarse de un inserto 88a de seccion en U profunda (vease la Figura 3B) durante la formacion o fabricacion del refuerzo 50 de seccion en U profunda. Mas preferiblemente, el angulo 82 de inclinacion esta entre noventa (90) grados y ciento ochenta (180) grados. El angulo de la tapa 92 (vease la Figura 3B) puede ser mayor que el angulo 82 de inclinacion (vease la Figura 3B), de manera que una diferencia entre la medicion del angulo de la tapa 92 y la medicion del angulo 82 de inclinacion crea la porcion 64 inclinada que actua como caracteristica de estabilidad. Alternativamente, el angulo 92 de tapa puede ser menor que el angulo 82 de inclinacion, de modo que una diferencia entre la medicion del angulo 92 de tapa y la medicion de angulo 82 de inclinacion tambien crea la porcion 64 inclinada que actua como una caracteristica de estabilidad. El angulo 82 de inclinacion elegido puede depender de las cargas aplicadas a la estructura 26 del panel reforzado de seccion en U profunda (vease las Figuras 1,5) que comprende el refuerzo 50 de seccion en U profunda montado en una estructura 86 del panel de revestimiento (vease la Figura 5).

Como se muestra en la Figura 3A, el refuerzo 50 de seccion en U profunda, en forma de refuerzo 50a de seccion en U profunda, comprende ademas un par de pestanas 84, tal como en la forma de una primera pestana 84a y una segunda pestana 84b. La primera pestana 84a se extiende hacia afuera a partir de la porcion 76 de base (vease tambien la Figura 3B) de la primera alma 52a. La segunda pestana 84b se extiende hacia afuera a partir de la porcion 76 de base (vease tambien la Figura 3B) de la segunda alma 52b. La primera y la segunda pestanas 84a, 84b tienen cada una una superficie 96 inferior (vease tambien la Figura 3B) para facilitar el montaje (por ejemplo, la union o fijacion) del refuerzo 50 de seccion en U profunda a una estructura 86 del panel de revestimiento (vease la Figura 5).

La Figura 3B es una ilustracion de una vista frontal del refuerzo 50 de seccion en U profunda, tal como el refuerzo 50a de seccion en U profunda, con la alma 52 inclinada que se muestra adyacente a un inserto 88a de seccion en U profunda. La Figura 3B muestra la primera alma 52a con la primera porcion 64a inclinada, la configuracion 62 no lineal y un grosor 90 de la alma. La Figura 3B muestra ademas un angulo 92 de tapa formado entre la superficie 78 interior del refuerzo 50 de seccion en U profunda en la tapa 56 y la superficie 78 interior del refuerzo 50 de seccion en U profunda en la primera alma 52a, tal como en la seccion 70 de la primera alma 52a. La Figura 3B muestra ademas el angulo 82 de inclinacion, como se ha explicado anteriormente, y una altura 94 de inclinacion. La altura 94 de inclinacion se mide a partir de la superficie 96 inferior de la primera pestana 84a a la primera porcion 64a inclinada. La Figura 3B muestra ademas una superficie 80 exterior del refuerzo 50 de seccion en U profunda adyacente al inserto 88a de seccion en U profunda.

La Figura 4A es una ilustracion de una vista en perspectiva de un refuerzo 50 de seccion en U profunda de acuerdo con la invencion, tal como en la forma de un refuerzo 50b de seccion en U profunda, con un par de almas 52 inclinadas. Esta realizacion del refuerzo 50b de seccion en U profunda tiene caracteristicas similares al refuerzo 50a de seccion en U profunda que se muestra en la Figura 3A, excepto en esta realizacion y de acuerdo con la invencion, la primera alma 52a y la segunda alma 52b tienen cada una dos porciones 64 inclinadas, tal como en la forma de la primera porcion 64a inclinada y la segunda porcion 64b inclinada. Tanto la primera alma 52a como la segunda alma 52b tienen cada una una porcion 74 superior (vease tambien la Figura 4B) y una porcion 76 de base (vease tambien la Figura 4B). Como se muestra en la Figura 4A, el refuerzo 50 de seccion en U profunda tiene preferiblemente una configuracion 54b de seccion transversal sustancialmente en forma de seccion en U profunda. El refuerzo 50 de seccion en U profunda, en la forma de refuerzo 50b de seccion en U profunda, comprende una tapa 56. La seccion en U profunda 56 tiene un primer extremo 58 y un segundo extremo 60.

Como se muestra adicionalmente en la Figura 4A, la primera alma 52a y la segunda alma 52b se extienden cada una a partir de los primero y segundo extremos 58, 60 opuestos, respectivamente, de la tapa 56. Tanto la primera alma 52a como la segunda alma 52b son no lineales e incluyen dos porciones 64 inclinadas. Como se muestra en la Figura 4A, tanto la primera alma 52a como la segunda alma 52b tienen una primera porcion 64a inclinada formada en una primera porcion 98 (vease tambien la Figura 4B) a lo largo de una longitud 68 de cada una de la primera alma 52a y la segunda alma 52b, y ademas tienen una segunda porcion 64b inclinada formada en una segunda porcion 100 (vease tambien la Figura 4B) a lo largo de una longitud 68 de cada una de la primera alma 52a y la segunda alma 52b. La primera porcion 64a inclinada y la segunda porcion 64b inclinada se forman preferiblemente en la primera y segunda porciones 98, 100 que estan separadas entre si a lo largo de una longitud 68 de cada una de la primera alma 52a y la segunda alma 52b. La primera porcion 64a inclinada y la segunda porcion 64b inclinada dividen cada una de la primera alma 52a y la segunda alma 52b en tres secciones 102, 104 y 106, respectivamente (vease tambien la Figura 4A).

La Figura 4B es una ilustracion de una vista de extremo frontal del refuerzo 50 de seccion en U profunda, tal como el refuerzo 50b de seccion en U profunda, con la alma 52 inclinada que se muestra adyacente a un inserto 88b de seccion en U profunda. La Figura 4B muestra la primera alma 52a con la primera porcion 64a inclinada, la segunda porcion 64b inclinada y la configuracion 62 no lineal. La Figura 4B muestra ademas un angulo 92 de tapa formado entre la superficie 78 interior del refuerzo 50 de seccion en U profunda en la tapa 56 y la superficie 78 interior del refuerzo 50 de seccion en U profunda en la primera alma 52a, tal como en la seccion 102 de la primera alma 52a.

La Figura 4B muestra ademas un primer angulo 82a de inclinacion formado entre la superficie 78 interior del refuerzo 50 de seccion en U profunda en la tapa 56 y la primera porcion 64a inclinada de la primera alma 52a, y en particular, en la seccion 104 de la primera alma 52a. La Figura 4B muestra ademas un segundo angulo 82b de inclinacion formado entre la superficie 78 interior del refuerzo 50 de seccion en U profunda en la tapa 56 y la segunda porcion 64b inclinada de la primera alma 52a, y en particular, la seccion 106 de la primera alma 52a. El primer angulo 82a de inclinacion y el segundo angulo 82b de inclinacion son preferiblemente cada uno mayores de noventa (90) grados, de modo que el refuerzo 50 de seccion en U profunda puede retirarse de un inserto 88b de seccion en U profunda (vease la Figura 4B) durante la formacion o fabricacion del refuerzo 50 de seccion en U profunda. Mas preferiblemente, el primer angulo 82a de inclinacion y el segundo angulo 82b de inclinacion estan entre noventa (90) grados y ciento ochenta (180) grados. El angulo 82 de inclinacion elegido puede depender de las cargas aplicadas a la estructura 26 del panel refuerzo de seccion en U profunda (vease las Figuras 1, 5) que comprende el refuerzo 50 de seccion en U profunda montado en una estructura 86 del panel de revestimiento (vease la Figura 5).

Como se muestra adicionalmente en la Figura 4A, el refuerzo 50 de seccion en U profunda, en forma de refuerzo 50b de seccion en U profunda, comprende ademas un par de pestanas 84, tal como en la forma de una primera pestana 84a y una segunda pestana 84b. La primera pestana 84a se extiende hacia afuera a partir de la porcion 76 de base (vease tambien la Figura 3B) de la primera alma 52a. La segunda pestana 84b se extiende hacia afuera a partir de la porcion 76 de base (vease tambien la Figura 3B) de la segunda alma 52b. Cada una de las primeras y segundas pestanas 84a, 84b tiene una superficie 96 inferior (vease tambien la Figura 3B) para facilitar el montaje (por ejemplo, la union o fijacion) del refuerzo 50 de seccion en U profunda a una estructura 86 del panel de revestimiento (vease la Figura 5).

La Figura 4B muestra ademas una primera altura 94a de inclinacion y una segunda altura 94b de inclinacion. La primera altura 94a de inclinacion se mide a partir de la superficie 96 inferior de la primera pestana 84a hasta la primera porcion 64a inclinada. La segunda altura 94b de inclinacion se mide a partir de la superficie 96 inferior de la primera pestana 84a hasta la segunda porcion 64b inclinada. La superficie 80 exterior del refuerzo 50 de seccion en U profunda esta adyacente al inserto 88b de seccion en U profunda.

El refuerzo 50 de seccion en U profunda, tal como en la forma de refuerzo 50a de seccion en U profunda (vease la Figura 3A) y de refuerzo 50b de seccion en U profunda (vease la Figura 4A) puede estar hecho de un material que comprende un material compuesto, un material metalico, una combinacion de un material compuesto y un material metalico, u otro material adecuado. El material compuesto puede comprender capas previamente impregnadas de material compuesto, como alma tejida o cinta unidireccional, que puede estar hecha de grafito, fibra de poliamida aromatica, fibra de vidrio, epoxi u otro material compuesto adecuado. El material metalico puede comprender un aluminio ligero, titanio, acero u otro material metalico adecuado. Si el refuerzo 50 de seccion en U profunda es un refuerzo de seccion en U profunda hecho de un material compuesto, la al menos una porcion 64 inclinada se forma preferiblemente cuando el refuerzo 50 de seccion en U profunda experimenta un proceso de curado durante la formacion o fabricacion del refuerzo 50 de seccion en U profunda, que se describe con mas detalle a continuacion.

En otra realizacion de la divulgacion, se proporciona una estructura 26 de panel de refuerzo de seccion en U profunda (vease la Figuras 1, 5) para una aeronave 10 (vease la Figura 1). La Figura 5 es una ilustracion de una vista en perspectiva de una de las realizaciones de un refuerzo 50 de seccion en U profunda, tal como en forma de refuerzo 50a de seccion en U profunda, con almas 52 inclinadas, tal como en la forma de la primera alma 52a y la segunda alma 52b, montadas en una estructura 86 del panel de revestimiento. Como se muestra en la Figura 5, la estructura 26 de panel reforzado de seccion en U profunda comprende una estructura de panel 86 de revestimiento. La estructura 26 de panel reforzado de seccion en U profunda comprende ademas un refuerzo 50 de seccion en U profunda, tal como en la forma de un refuerzo 50a de seccion en U profunda, montado en la estructura 86 del panel de revestimiento en la primera pestana 84a y la segunda pestana 84b. Como se discutio anteriormente, el refuerzo 50 de seccion en U profunda, tal como en la forma del refuerzo 50a de seccion en U profunda, comprende una tapa 56. El refuerzo 50 de seccion en U profunda, tal como en la forma del refuerzo 50a de seccion en U profunda, comprende ademas una primera alma 52a y una segunda alma 52b que se extiende a partir de los extremos 58, 60 primero y segundo opuestos, respectivamente, de la tapa 56. La primera alma 52a y la segunda alma 52b son no lineales e incluyen al menos una porcion 64 inclinada. El refuerzo 50 de seccion en U profunda, tal como en la forma del refuerzo 50a de seccion en U profunda, comprende ademas la primera pestana 84a y la segunda pestana 84b, ambas extendidas hacia afuera a partir de la porcion 76 de base de la primera alma 52a y la segunda alma 52b, respectivamente.

El refuerzo 50 de seccion en U profunda, tal como en la forma de refuerzo 50a de seccion en U profunda (vease la Figura 3A) y el refuerzo 50b de seccion en U profunda (vease la Figura 4A) define una configuracion 54a (vease la Figura 3A), 54b (vease la Figura 4A) de seccion transversal sustancialmente en forma de seccion en U profunda que mejora la estabilidad, la fuerza y la resistencia al pandeo de la primera alma 52a y la segunda alma 52b. La primera pestana 84a y la segunda pestana 84b del refuerzo 50 de seccion en U profunda, como en la forma del refuerzo 50a de seccion en U profunda (vease la Figura 3A) y el refuerzo 50b de seccion en U profunda (vease la Figura 4A), pueden montarse en la estructura 86 del panel de revestimiento (vease la Figura 5). Como se muestra en la Figura 5, la estructura 26 del panel refuerzo de seccion en U profunda (vease tambien la Figura 1) tiene preferiblemente una primera altura 108a de la alma a partir de la estructura 86 del panel de revestimiento hasta la superficie 78 interior de la tapa 56, una segunda altura 108b de la alma a partir de la estructura 86 del panel de revestimiento hasta la superficie 78 interior de la tapa 56, y una compensacion de la compensacion 110 de tapa de la estructura 86 del panel de revestimiento que son todas mayores en comparacion con las alturas de la alma existentes o conocidas y la compensacion de la tapa de las estructuras de paneles reforzados. Dicha mayor primera altura 108a de la alma, la segunda altura108b de la alma y la compensacion 110 de la tapa pueden dar como resultado una eficiencia de peso mejorada de la estructura 26 de panel reforzada con seccion en U profunda.

Para un refuerzo 30 de seccion en U profunda de alma conocido (vease la Figura 2A), se calculo que un desplazamiento critico de pandeo era de 5.88 mm (0.2317 pulgadas). Con el refuerzo 50 de seccion en U profunda, como en la forma del refuerzo 50a de seccion en U profunda (vease la Figura 3A), que tiene al menos una porcion 64 inclinada, se calculo un desplazamiento critico de pandeo de 6.35 mm (0.2501 pulgadas), el cual es un aumento del 8% sobre el desplazamiento critico de pandeo del refuerzo 30 de seccion en U profunda de alma conocido. Por lo tanto, se mostro que el refuerzo 50 de seccion en U profunda, tal como en la forma del refuerzo 50a de seccion en U profunda, tiene una resistencia de pandeo mejorada. La resistencia de pandeo mejorada puede alterarse o aumentarse cambiando el angulo 82 de inclinacion y/o el numero de porciones 64 inclinadas.

En otras realizaciones de la divulgacion, se proporciona un metodo 150 (vease la Figura 7) y un metodo 200 (vease la Figura 8) para formar un refuerzo 50 de seccion en U profunda, tal como en la forma de un refuerzo 50a de seccion en U profunda (vease la Figura 3A) o el refuerzo 50b de seccion en U profunda (vease la Figura 3B), con almas 52 inclinadas, donde el refuerzo 50 de seccion en U profunda puede ser un material compuesto (vease la Figura 7) o un material metalico (vease la Figura 8). La Figura 6 es una ilustracion de una vista en perspectiva en despiece ordenado de un inserto 88a de seccion en U profunda, un refuerzo 50 de seccion en U profunda, tal como en la forma de un refuerzo 50a de seccion en U profunda hecho de un material compuesto, y un mandril 112 que puede usarse en la formacion o fabricacion de realizaciones de un refuerzo 50 de seccion en U profunda con almas 52 inclinadas de la divulgacion. La Figura 7 es una ilustracion de un diagrama de flujo de una de las realizaciones del metodo 150 de formacion de un refuerzo 50 de seccion en U profunda (vease la Figuras 3A, 4A) con almas 52 inclinadas (vease la Figuras 3A, 4A) donde se fabrica el refuerzo 50 de seccion en U profunda de un material compuesto. La Figura 8 es una ilustracion de un diagrama de flujo de otra de las realizaciones del metodo 200 de formacion de un refuerzo 50 de seccion en U profunda (vease la Figuras 3A, 4A) con almas 52 inclinadas (vease la Figuras 3A, 4A) donde el refuerzo 50 de seccion en U profunda esta hecho de un material metalico.

Como se muestra en la Figura 7, el metodo 150 comprende la etapa 152 de maquinar integralmente en una superficie 114 de herramienta (vease la Figura 6) de un inserto 88a de seccion en U profunda (vease la Figura 6) una configuracion 116 de seccion transversal sustancialmente en forma de seccion en U profunda de inserto de seccion en U profunda (vease la Figura 6) que comprende una tapa 56, una primera alma 52a y una segunda alma 52b que se extienden cada una a partir de los extremos 58, 60 primero y segundo opuestos de la tapa 56, en donde tanto la primera alma 52a como la segunda alma 52b son no lineales e incluyen al menos una porcion 64 inclinada, y una primera pestana 84a y una segunda pestana 84b ambas se extienden hacia afuera a partir de la porcion 76 de base de la primera alma 52a y la segunda alma 52b, respectivamente.

El metodo 150 comprende ademas la etapa 154 de formar un refuerzo 50 de seccion en U profunda colocando capas 118 compuestas (vease las Figuras 5 y 6) sobre la superficie 114 de herramienta del inserto 88a de seccion en U profunda (vease la Figura 6). Las capas 118 compuestas pueden colocarse a mano sobre la superficie 114 de herramienta del inserto 88a de seccion en U profunda. Alternativamente, las capas 118 compuestas pueden colocarse sobre una superficie plana de insertos (no se muestra) a mano o mediante el uso de una maquina automatica de colocacion de cinta y luego presionarse en el inserto 88a de seccion en U profunda, por ejemplo, mediante un proceso que utiliza la formacion de cortinas calientes u otro proceso conocido, con el fin de formar las capas compuestas en la forma del refuerzo 50 de seccion en U profunda. El refuerzo 50 de seccion en U profunda esta formado preferiblemente con un refuerzo de seccion en U profunda sustancialmente en configuracion 54a de seccion transversal en forma de seccion en U profunda (vease tambien FIG. 3A) correspondiente a la configuracion 116 de seccion transversal sustancialmente en forma de seccion en U profunda del inserto de seccion en U profunda. El metodo 150 comprende ademas la etapa 156 de insertar un mandril 112 (vease la Figura 6) en una cavidad 120 del refuerzo de seccion en U profunda (vease la Figura 6) del refuerzo 50 de la seccion en U profunda, tal como en la forma del refuerzo 50a de seccion en U profunda.

El metodo 150 comprende ademas la etapa 158 de curar el refuerzo 50 de seccion en U profunda, tal como en la forma de un refuerzo 50a de seccion en U profunda, para formar un refuerzo 50 de seccion en U profunda, tal como en la forma de un refuerzo 50a de seccion en U profunda, hecho de un material compuesto. con una tapa 56, una primera alma 52a, una segunda alma 52b y al menos una porcion 64 inclinada formada tanto en la primera alma 52a como en la segunda alma 52b. La etapa 108 de curado puede comprender un proceso de curado tal como un proceso de curado en autoclave, un proceso de curado con bolsa al vacio, un autoclave combinado y un proceso de curado con bolsa al vacio, un proceso de curado por moldeo por compresion, un proceso de moldeo por transferencia de resina, un proceso de curado a temperatura ambiente, u otro proceso de curado adecuado. El curado puede tener lugar a una temperatura y presion elevadas de acuerdo como se requiere por las especificaciones del material para curar de manera efectiva el refuerzo 50 de seccion en U profunda.

El metodo 150 comprende ademas la etapa 160 de retirar el refuerzo 50 de seccion en U profunda hecho del material compuesto del inserto 88a de seccion en U profunda. La al menos una porcion 64 inclinada esta preferiblemente maquinada integralmente en la superficie 114 de herramienta (vease la Figura 6) del inserto 88a de seccion en U profunda para facilitar la extraccion del refuerzo 50 de seccion en U profunda hecho del material compuesto del inserto 88a de seccion en U profunda despues de la curacion. El metodo 150 puede comprender ademas despues de la etapa 160 de retirar el refuerzo 50 de seccion en U profunda hecho de material compuesto del inserto 88a de seccion en U profunda, etapa 162 de retirar el mandril 112 de la cavidad 120 del refuerzo de seccion en U profunda.

El metodo 150 puede comprender ademas despues de la etapa 160 de retirar el refuerzo 50 de seccion en U profunda hecho de material compuesto del inserto 88a de seccion en U profunda, la etapa 164 de montar el refuerzo 50 de seccion en U profunda hecho de material compuesto con al menos una porcion 64 inclinada formada tanto en la primera alma 52a como en la segunda alma 52b en una estructura 86 del panel de revestimiento (vease la Figura 5). La estructura 86 del panel de revestimiento y el refuerzo 50 de seccion en U profunda pueden incluir materiales compuestos tales como materiales de grafito-epoxi u otro material compuesto, como se discutio anteriormente, y el refuerzo 50 de seccion en U profunda se puede unir adhesivamente a la estructura 86 del panel de revestimiento. En esta realizacion del metodo 150, el refuerzo 50 de seccion en U profunda puede unirse a la estructura 86 del panel de revestimiento durante un proceso de co-curado a una temperatura y presion elevadas.

El metodo 150 (como se muestra en la Figura 7) comprende las siguientes etapas:

Etapa 152: Maquinado integralmente en una superficie de herramienta de un inserto de seccion en U profunda, una configuracion en seccion transversal sustancialmente en forma de seccion en U profunda que comprende una tapa, una primera alma y una segunda alma que se extienden a partir de los extremos opuestos de la tapa, en donde tanto la primera alma como la segunda las almas no son lineales e incluyen al menos una porcion inclinada, y una primera pestana que se extiende hacia afuera a partir de una primera porcion de base de la alma y una segunda pestana que se extiende hacia afuera a partir de una segunda porcion de la base de alma.

Etapa 154: Formacion de un refuerzo de seccion en U profunda colocando capas compuestas en la superficie de herramienta del inserto de seccion en U profunda, formandose el refuerzo de seccion en U profunda con un refuerzo de seccion en U profunda sustancialmente en configuracion de seccion transversal en forma de seccion en U profunda correspondiente a la configuracion de seccion transversal sustancialmente en forma de seccion en U profunda del inserto de seccion en U profunda.

Etapa 156: Insertar de un mandril en la cavidad de un refuerzo de seccion en U profunda del refuerzo de seccion en U profunda.

Etapa 158: Curar el refuerzo de seccion en U profunda para formar un refuerzo de seccion en U profunda hecho de un material compuesto con al menos una porcion inclinada formada tanto en una primera alma como en una segunda alma.

Etapa 160: Quitar el refuerzo de seccion en U profunda del inserto de seccion en U profunda.

Etapa 162: Opcionalmente, remover el mandril de la cavidad del refuerzo de seccion en U profunda.

Etapa 164: Opcionalmente, montar el refuerzo de seccion en U profunda en una estructura del panel de revestimiento.

En otra realizacion de la divulgacion, se proporciona un metodo 200 para formar un refuerzo 50 de seccion en U profunda (vease la Figuras 3A, 4A) con almas 52 inclinadas (vease la Figuras 3A, 4A) hechas de un material metalico. La Figura 8 es una ilustracion de un diagrama de flujo de otra de las realizaciones del metodo 200 de formacion de un refuerzo 50 de seccion en U profunda (vease la Figuras 3A, 4A) con almas 52 inclinadas (vease la Figuras 3A, 4A) donde refuerzo 50 de seccion en U profunda esta hecho de un material metalico.

Como se muestra en la Figura 8, el metodo 200 comprende la etapa 202 de maquinar integralmente en una superficie 114 de herramienta (vease la Figura 6) de un inserto 88a de seccion en U profunda (vease la Figura 6), una configuracion 116 de seccion transversal sustancialmente en forma de seccion en U profunda del inserto de seccion en U profunda (vease la Figura 6) que comprende una tapa 56, una primera alma 52a y una segunda alma 52b que se extienden cada una a partir de los extremos 58, 60 primero y segundo opuestos de la tapa 56, en donde tanto la primera alma 52a como la segunda alma 52b son no lineales e incluyen al menos una porcion 64 inclinada, y una primera pestana 84a y una segunda pestana 84b ambas se extienden hacia afuera a partir de la porcion 76 de base de la primera alma 52a y la segunda alma 52b, respectivamente.

El metodo 200 comprende ademas la etapa 204 de formar un refuerzo 50 de seccion en U profunda mediante la deformacion de una hoja de metal (no que se muestra), tal como hojas de metal conocidas en la tecnica, sobre la superficie 114 de herramienta del inserto 88a de seccion en U profunda. Alternativamente, el refuerzo 50 de seccion en U profunda puede moldearse en la forma del refuerzo 50 de seccion en U profunda presionando la hoja de metal (no que se muestra) a traves de un troquel y colocando sobre la superficie 114 de herramienta del inserto 88a de seccion en U profunda. El refuerzo 50 de seccion en U profunda esta formado con un refuerzo de seccion en U profunda sustancialmente en configuracion 54a de seccion transversal en forma de seccion en U profunda (veanse las Figuras 3A, 6) correspondiente a la configuracion 116 de seccion transversal sustancialmente en forma de seccion en U profunda del inserto de seccion en U profunda (vease Figura 6), en donde el refuerzo 50 de seccion en U profunda esta hecho de un material metalico con al menos una porcion 64 inclinada (vease la Figura 6) formada tanto en una primera alma 52a como en una segunda alma 52b. El metodo 200 comprende ademas la etapa 206 de retirar el refuerzo 50 de seccion en U profunda del inserto 88a de seccion en U profunda.

El metodo 200 puede comprender ademas despues de la etapa 206 de retirar el refuerzo 50 de seccion en U profunda hecho de material metalico del inserto 88a de seccion en U profunda, la etapa 208 de montar el refuerzo 50 de seccion en U profunda hecho de material metalico con al menos una porcion 64 inclinada formado tanto en la primera alma 52a como en la segunda alma 52b en una estructura 86 del panel de revestimiento (vease la Figura 5). En esta realizacion, el refuerzo 50 de seccion en U profunda puede estar remachado o unido mecanicamente a la estructura 86 del panel de revestimiento y no es necesario ningun proceso de curado.

El metodo 200 (como se muestra en la Figura 8) comprende las siguientes etapas:

Etapa 202: Maquinar integralmente en una superficie de herramienta de un inserto de seccion en U profunda, un inserto de seccion en U profunda con una configuracion de seccion transversal en forma de seccion en U profunda que comprende una tapa, una primera alma y una cada una de las dos almas se extiende a partir de los extremos opuestos de la tapa, en donde tanto la primera alma como la segunda alma no son lineales e incluyen al menos una porcion inclinada, y una primera pestana que se extiende hacia afuera a partir de una primera porcion de base de alma y una segunda pestana que se extiende hacia afuera a partir de una segunda porcion de base de alma.

Etapa 204: Formar un refuerzo de seccion en U profunda al deformar una lamina de metal en la superficie del inserto de la seccion en U profunda, formandose el refuerzo de seccion en U profunda con un refuerzo de seccion en U profunda sustancialmente en configuracion de seccion transversal en forma de seccion en U profunda correspondiente a la configuracion de seccion transversal sustancialmente en forma de seccion en U profunda del inserto de seccion en U profunda, en donde el refuerzo de seccion en U profunda esta hecho de un material metalico con al menos una porcion inclinada formada tanto en una primera alma como en una segunda alma.

Etapa 206: quitar el refuerzo de seccion en U profunda del inserto de seccion en U profunda.

Etapa 208: Opcionalmente, montar el refuerzo de seccion en U profunda en una estructura del panel de revestimiento.

Las realizaciones descritas del refuerzo 50 de seccion en U profunda (vease la Figuras 3A, 4A), refuerzo 50a de seccion en U profunda (vease la Figura 3A), refuerzo 50b de seccion en U profunda (vease la Figura 4A), metodo 150 (vease la Figura 7) y metodo 200 (vease la Figura 8) proporcionan un refuerzo de seccion en U profunda con una primera alma 52a (vease las Figuras 3A, 4A) y una segunda alma 52b (vease las Figuras 3A, 4A) con una estabilidad aumentada que permite el diseno de una configuracion de refuerzo de seccion en U profunda mas optima sin aumento de peso. Ademas, se describen realizaciones del refuerzo 50 de seccion en U profunda (vease la Figuras 3A, 4A), refuerzo 50a de seccion en U profunda (vease la Figura 3A), refuerzo 50b de seccion en U profunda (vease la Figura 4A), metodo 150 (vease la Figura 7) y metodo 200 (vease la Figura 8) que proporcionan una configuracion 54a de seccion transversal sustancialmente en forma de seccion en U profunda (vease la Figura 3A), 54b (vease la Figura 4A) y un diseno que mejore la estabilidad, fuerza y resistencia de pandeo de la primera alma 52a (vease las Figuras 3A, 4A) y la segunda alma 52b (vease la Figuras 3A, 4A) a la vez que se utilizan tecnologias de fabricacion o manufactura existentes o conocidas. La estabilidad mejorada, la fuerza y la resistencia al pandeo permiten estructuras 26 de panel mas optimas para el refuerzo de seccion en U profunda (vease las Figuras 1,5), preferiblemente teniendo una primera altura 108a de alma (vease la Figura 5) a partir de la estructura 86 del panel de revestimiento (vease la Figura 5) a la superficie 78 interior (vease la Figura 5) de la tapa 56, una segunda altura 108b de alma (vease la Figura 5) a partir de la estructura 86 del panel de revestimiento a la superficie 78 interior de la tapa 56, y una compensacion 110 de tapa (vease la Figura 5) compensacion de la estructura 86 del panel de revestimiento, que son todas mayores en comparacion con las alturas de la alma y la compensacion de la tapa de las estructuras de paneles reforzados existentes o conocidos. Dicha mayor altura de la primera alma 108a, la altura de la segunda alma 108b y la compensacion 110 de la tapa pueden dar como resultado una eficiencia de peso mejorada de la estructura 26 del panel de refuerzo de seccion en U profunda. Esto puede, a su vez, proporcionar una reduccion en el peso del vehiculo, como el peso de una aeronave 10 (vease la Figura 1) y mejora la eficiencia estructural. La reduccion de peso puede estar directamente relacionada con la eficiencia del vehiculo aereo.

Ademas, las realizaciones divulgadas del refuerzo 50 de seccion en U profunda (vease la Figuras 3A, 4A), refuerzo 50a de seccion en U profunda (vease la Figura 3A), refuerzo 50b de seccion en U profunda (vease la Figura 4A), metodo 150 (vease la Figura 7) y el metodo 200 (vease la Figura 8) proporcionan un refuerzo de seccion en U profunda con al menos una porcion 64 inclinada (vease las Figuras 3A, 4A). Puede generarse al menos una porcion 64 inclinada cambiando ligeramente la inclinacion o angulo de la primera alma 52a y la segunda alma 52b en una o mas porciones parcialmente a una altura respectiva de la primera alma 52a y la segunda alma 52b. Al menos una porcion 64 inclinada se puede maquinar integralmente en el inserto 88a, (vease la Figura 3B), 88b de seccion en U profunda (vease la Figura 4B). La al menos una porcion 64 inclinada puede ser una parte integral del refuerzo 50 de seccion en U profunda cuando el refuerzo 50 de seccion en U profunda es un material compuesto que esta curado. Se pueden utilizar los procesos existentes de autoclave de refuerzo de seccion en U profunda y mandril u otros procesos adecuados para fabricar la al menos una porcion 64 inclinada para un refuerzo 50 de seccion en U profunda hecho de un material compuesto. El menor cambio en la inclinacion o el angulo en la primera alma 52a y la segunda alma 52b del refuerzo 50 de seccion en U profunda puede aumentar sustancialmente la estabilidad de la primera alma 52a y la segunda alma 52b del refuerzo 50 de seccion en U profunda con una diferencia minima de peso o material. Ademas, la al menos una porcion 64 inclinada se genera preferiblemente de manera que el refuerzo 50 de seccion en U profunda que esta hecho de un material compuesto y se somete a un proceso de curado puede retirarse facilmente del inserto 88a de seccion en U profunda (vease la Figura 6).

De acuerdo con un aspecto de la presente divulgacion, se proporciona una estructura de panel rigido con forma de seccion en U profunda para una aeronave, comprendiendo la estructura una estructura de panel de revestimiento; y un refuerzo de seccion en U profunda montado en la estructura del panel de revestimiento, comprendiendo el refuerzo de seccion en U profunda una tapa, una primera alma y una segunda alma que se extienden a partir de los extremos opuestos de la tapa, en donde la primera alma y la segunda alma son no lineales e incluyen al menos una porcion inclinada y una primera pestana que se extiende hacia afuera a partir de una primera porcion de base de alma y una segunda pestana que se extiende hacia afuera a partir de una segunda porcion de base de alma. Ventajosamente, la primera alma y la segunda alma tienen una porcion inclinada formada en una porcion central a lo largo de una longitud de cada una de las primeras y segundas almas. Ventajosamente, la primera alma y la segunda alma tienen dos porciones inclinadas formadas en la primera y la segunda porciones separadas entre si a lo largo de una longitud de cada una de la primera y segunda almas. Ventajosamente, la al menos una porcion inclinada tiene un angulo de inclinacion formado entre la tapa y la al menos una porcion inclinada, y ademas en donde el angulo de inclinacion es mayor que noventa grados. Ventajosamente, el angulo de inclinacion esta entre noventa grados y ciento ochenta grados. Ventajosamente, el refuerzo de seccion en U profunda esta hecho de un material que comprende un material compuesto, un material metalico, o una combinacion de los mismos. Ventajosamente, el refuerzo de seccion en U profunda define una configuracion de seccion transversal sustancialmente en forma de seccion en U profunda que mejora la estabilidad, la fuerza y la resistencia de pandeo de la primera alma y la segunda alma.

De acuerdo con un aspecto de la presente divulgacion, se proporciona un metodo para formar un refuerzo de seccion en U profunda con almas inclinadas hechas de un material metalico, comprendiendo el metodo el maquinado integral en una superficie de herramienta de un inserto de seccion en U profunda un inserto de seccion en U profunda de configuracion de seccion cruzada sustancialmente en forma de seccion en U profunda, que comprende una tapa, una primera alma y una segunda alma, cada una de las cuales se extienden a partir de los extremos opuestos de la tapa, en donde tanto la primera alma como la segunda alma son no lineales e incluyen al menos una porcion inclinada, y una primera pestana que se extiende hacia afuera a partir de una primera porcion de la base de alma y una segunda pestana que se extienden hacia afuera a partir de una segunda porcion de la base de alma que forma un refuerzo de seccion en U profunda al deformar una hoja de metal en la superficie de herramienta del inserto de seccion en U profunda, formandose el refuerzo de seccion en U profunda con un refuerzo de seccion en U profunda sustancialmente en configuracion de seccion transversal en forma de seccion en U profunda correspondiente a la configuracion de seccion transversal sustancialmente en forma de seccion en U profunda del inserto de seccion en U profunda, en donde el refuerzo de seccion en U profunda esta hecho de un material metalico con al menos una porcion inclinada para formada tanto en una primera alma como en una segunda alma; y quitar el refuerzo de seccion en U profunda del inserto de seccion en U profunda.

Diversas modificaciones y otras realizaciones de la divulgacion le vendran a la mente a un experto en la tecnica a la cual pertenece esta divulgacion que tiene el beneficio de las ensenanzas presentadas en las descripciones anteriores y los dibujos asociados. Las realizaciones descritas en este documento pretenden ser ilustrativas y no pretenden ser limitativas o exhaustivas. Aunque los terminos especificos se emplean en este documento, se usan solo en un sentido generico y descriptivo y no con fines limitativos.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un refuerzo de seccion en U profunda que comprende:

una tapa (56);

una primera alma (52a) y una segunda alma (52b) que se extienden a partir de los extremos opuestos de la tapa (56), en donde la primera alma (52a) y la segunda alma (52b) son no lineales y,

una primera pestana (84a) que se extiende hacia afuera a partir de una primera porcion de base de alma (52a) y una segunda pestana (84b) que se extiende hacia afuera a partir de una segunda porcion de base de alma (52b);

caracterizado porque la primera alma (52a) y la segunda alma (52b) tienen dos porciones (64a, 64b) inclinadas formadas en la primera y segunda porciones separadas una de la otra a lo largo de una longitud de cada una de las primera y segunda almas, la primera porcion (64a) inclinada y la segunda porcion (64b) inclinada dividen cada una de la primera alma (52a) y la segunda alma (52b) en tres secciones (102, 104, 106) sustancialmente lineales.

2. El refuerzo de seccion en U profunda de la reivindicacion 1, en donde la primera porcion (64a) inclinada tiene un primer angulo (82a) de inclinacion formado entre la tapa (56) y la primera porcion (64a) inclinada, y la segunda porcion (64b) inclinada tiene una el segundo angulo (82b) de inclinacion formado entre la tapa (56) y la segunda porcion (64b) inclinada, siendo el primer y el segundo angulos de inclinacion mayores que noventa grados.

3. El refuerzo de seccion en U profunda de la reivindicacion 2, en donde el primer y segundo angulos (82a, 82b) de inclinacion estan entre noventa grados y ciento ochenta grados.

4. El refuerzo de seccion en U profunda en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en donde el refuerzo de seccion en U profunda esta hecho de un material que comprende un material compuesto, un material metalico, o una combinacion de los mismos.

5. El refuerzo de seccion en U profunda de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en donde el refuerzo de seccion en U profunda define una configuracion de seccion transversal sustancialmente en forma de seccion en U profunda que mejora la estabilidad, fuerza y resistencia de pandeo de la primera alma (52a) y la segunda alma (52b).

6. El refuerzo de seccion en U profunda de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en donde la primera pestana (84a) y la segunda pestana (84b) del refuerzo de seccion en U profunda estan montadas en una estructura (86) del panel de revestimiento para formar una estructura de panel de refuerzo de seccion en U profunda que tiene una primera altura (108a) de alma a partir de la estructura (86) del panel de revestimiento hasta una superficie interior de la tapa (56), una segunda altura (108b) de alma a partir de la estructura (86) del panel de revestimiento hasta la superficie (78) interior de la tapa (56), y una compensacion (110) de la tapa que esta compensada de la estructura (86) del panel de revestimiento, y que es mayor en comparacion con las alturas de la primera y la segunda almas (52b) y la compensacion de la tapa de las estructuras de paneles reforzados existentes, lo que resulta en una eficiencia mejorada del peso de la estructura del panel de refuerzo de seccion en U profunda.

7. Un metodo para formar un refuerzo de seccion en U profunda con almas inclinadas hechas de un material compuesto, que comprende:

maquinar integralmente en una superficie (114) de herramienta de un inserto (88a) de seccion en U profunda un inserto (88a) de seccion en U profunda sustancialmente con configuracion de seccion transversal en forma de seccion en U profunda que comprende una tapa (56), una primera alma (52a) y una segunda alma (52b) cada una se extiende a partir de los extremos opuestos de la tapa (56), en donde tanto la primera alma (52a) como la segunda alma (52b) son no lineales e incluyen dos porciones (64a, 64b) inclinadas, la primera porcion (64a) inclinada y la segunda porcion (64b) inclinada dividen cada una de la primera alma (52a) y la segunda alma (52b) en tres secciones (102, 104, 106) sustancialmente lineales, una primera pestana (84a) que se extiende hacia afuera a partir de una primera alma (52a) de porcion (76) de base, y una segunda pestana (84b) que se extiende hacia afuera a partir de una segunda alma (52b) de porcion (76) de base;

formar un refuerzo de seccion en U profunda colocando capas compuestas sobre la superficie (114) de herramienta del inserto (88a) de seccion en U profunda, formandose el refuerzo de seccion en U profunda con un refuerzo de seccion en U profunda sustancialmente en configuracion de seccion transversal en forma de seccion en U profunda correspondiente a la configuracion de seccion transversal sustancialmente en forma de seccion en U profunda del inserto (88a) de seccion en U profunda;

insertar un mandril (112) en una cavidad (120) de refuerzo de seccion en U profunda del refuerzo de seccion en U profunda;

curar el refuerzo de seccion en U profunda para formar un refuerzo de seccion en U profunda hecho de un material compuesto con dos porciones (64a, 64b) inclinadas formadas tanto en una primera alma (52a) como en una segunda alma (52b); y,

retirar el refuerzo de seccion en U profunda del inserto (88a) de seccion en U profunda.

8. El metodo de la reivindicacion 7, que comprende ademas despues de retirar el refuerzo de seccion en U profunda del inserto (88a) de seccion en U profunda, retirar el mandril (112) de la cavidad (120) de refuerzo de seccion en U profunda.

9. El metodo de las reivindicaciones 7 y 8, que comprende ademas despues de retirar el refuerzo de seccion en U profunda del inserto (88a) de seccion en U profunda, montar el refuerzo de seccion en U profunda con las dos porciones (64a, 64b) inclinadas formadas tanto en la primera alma (52a) como en la segunda alma (52b) a una estructura (86) del panel de revestimiento.

10. El metodo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 7 a 9, en donde el curado comprende un proceso de curado en autoclave, un proceso de curado con bolsa al vacio, un autoclave combinado y un proceso de curado con bolsa al vacio, un proceso de curado con moldeo por compresion y un proceso de moldeo por transferencia de resina.

11. El metodo de la reivindicacion 7, en donde las dos porciones (64a, 64b) inclinadas se maquinan integralmente en la superficie (114) de herramientas del inserto (88a) de seccion en U profunda para facilitar la extraccion del refuerzo de seccion en U profunda del inserto (88a) de seccion en U profunda despues del curado.