ES2908176T3 - Unión de secciones compuestas de fuselaje a lo largo de bandas de ventana - Google Patents
Unión de secciones compuestas de fuselaje a lo largo de bandas de ventana Download PDFInfo
- Publication number
- ES2908176T3 ES2908176T3 ES13173489T ES13173489T ES2908176T3 ES 2908176 T3 ES2908176 T3 ES 2908176T3 ES 13173489 T ES13173489 T ES 13173489T ES 13173489 T ES13173489 T ES 13173489T ES 2908176 T3 ES2908176 T3 ES 2908176T3
- Authority
- ES
- Spain
- Prior art keywords
- splice
- window
- sections
- skin
- skin sections
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims abstract description 64
- 238000005304 joining Methods 0.000 claims abstract description 20
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 45
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 38
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 claims description 10
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 claims description 10
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims description 7
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims description 7
- 230000009467 reduction Effects 0.000 claims description 5
- 210000001503 joint Anatomy 0.000 description 32
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 26
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 6
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 5
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000000712 assembly Effects 0.000 description 4
- 238000000429 assembly Methods 0.000 description 4
- 230000013011 mating Effects 0.000 description 4
- 239000012790 adhesive layer Substances 0.000 description 3
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 210000001145 finger joint Anatomy 0.000 description 2
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 2
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 description 2
- 238000009966 trimming Methods 0.000 description 2
- 238000004026 adhesive bonding Methods 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 1
- 239000011152 fibreglass Substances 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 238000009432 framing Methods 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 238000010030 laminating Methods 0.000 description 1
- 230000008520 organization Effects 0.000 description 1
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 description 1
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 description 1
- 239000003351 stiffener Substances 0.000 description 1
- 229920003002 synthetic resin Polymers 0.000 description 1
- 239000000057 synthetic resin Substances 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
- B64C1/00—Fuselages; Constructional features common to fuselages, wings, stabilising surfaces or the like
- B64C1/14—Windows; Doors; Hatch covers or access panels; Surrounding frame structures; Canopies; Windscreens accessories therefor, e.g. pressure sensors, water deflectors, hinges, seals, handles, latches, windscreen wipers
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
- B64C1/00—Fuselages; Constructional features common to fuselages, wings, stabilising surfaces or the like
- B64C1/06—Frames; Stringers; Longerons ; Fuselage sections
- B64C1/068—Fuselage sections
- B64C1/069—Joining arrangements therefor
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
- B64C1/00—Fuselages; Constructional features common to fuselages, wings, stabilising surfaces or the like
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
- B64C1/00—Fuselages; Constructional features common to fuselages, wings, stabilising surfaces or the like
- B64C2001/0054—Fuselage structures substantially made from particular materials
- B64C2001/0072—Fuselage structures substantially made from particular materials from composite materials
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T50/00—Aeronautics or air transport
- Y02T50/40—Weight reduction
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T29/00—Metal working
- Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
- Y10T29/49826—Assembling or joining
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Moulding By Coating Moulds (AREA)
- Lining Or Joining Of Plastics Or The Like (AREA)
- Belt Conveyors (AREA)
- Window Of Vehicle (AREA)
Abstract
Un fuselaje, que comprende: una piel compuesta que incluye secciones de piel compuesta superior (52) e inferior (54); una banda de ventana (58) en la piel compuesta, la banda de ventana incluye al menos una abertura de ventana (70a) en la piel compuesta; y una junta de empalme longitudinal (56) a lo largo de la banda de ventana que une las secciones de piel superior e inferior; caracterizado porque: la piel compuesta que comprende capas laminadas, donde la piel compuesta se rellena con capas adicionales dentro de la banda de ventana para proporcionar un área de grosor incrementado de piel dentro de la banda de ventana, y la junta de empalme se ubica dentro de la zona de grosor incrementado de la piel y donde la abertura de ventana (70a) se ubica dentro del área de grosor incrementado de la piel.
Description
DESCRIPCIÓN
Unión de secciones compuestas de fuselaje a lo largo de bandas de ventana
Información de antecedentes
1. Campo
La presente divulgación se refiere en general a una estructura en forma de cilindro tal como un fuselaje de aeronave, y se refiere más en particular a una junta de empalme utilizada para unir secciones de piel compuesta de fuselaje a lo largo de una banda de ventana.
2. Antecedentes
Un fuselaje de aeronave puede comprender uno o más montajes de barril que tienen una piel compuesta externa unida a un bastidor interno de armazones circunferenciales, es decir, en forma de cilindro, y larguerillos longitudinales. En un enfoque de diseño, el montaje de cilindro tiene una piel compuesta externa de una pieza que evita la necesidad de empalmes en la piel que podrían añadir peso a la aeronave. Los montajes de cilindro de una pieza requieren que se realicen numerosas tareas de montaje y construcción de fabricación en serie o de una manera secuenciada que puede añadir tiempo de flujo de producción. Los tiempos de flujo de producción se pueden reducir mediante la construcción simultánea de múltiples secciones de panel del montaje de cilindro y luego empalmarlas conjuntamente para formar un fuselaje panelizado. Sin embargo, el uso de una cantidad relativamente grande de secciones de panel puede incrementar los costos de mano de obra y/o materiales de montaje. Además, los empalmes necesarios para unir una gran cantidad de secciones de panel pueden incrementar sustancialmente el peso de la aeronave.
Las pieles compuestas de fuselaje tienen almohadillas de capa en las bandas de ventana en los lados del fuselaje donde se encuentran las ventanas. Estas almohadillas de piel incrementan el calibre de la piel para reforzar las ventanas y/o proporcionan una base para montar armazones de ventana. Los empalmes longitudinales de panel se ubican tradicionalmente en áreas más delgadas de la piel, fuera de las bandas de ventana.
Por consiguiente, existe una necesidad de un método de fabricación de un fuselaje compuesto que mejore el flujo de producción al permitir que se fabriquen simultáneamente secciones del fuselaje. También existe una necesidad de un método de fabricación de un fuselaje compuesto que reduzca el número de paneles de fuselaje que se requieren empalmar conjuntamente mediante la construcción de una sección de cilindro completa usando dos medios cilindros.
Además, existe una necesidad de un fuselaje compuesto y un método de fabricación relacionado que reduzca el número de empalmes y el peso asociado de la piel.
US 2009/0277994 A1, de acuerdo con su resumen, describe un montaje de fuselaje de aeronave de construcción básica en materiales compuestos que emplean armazones metálicos con cantidad reducida de tirantes metálicos unidos a la piel rígida compuesta, formada por dos o más paneles longitudinales, empalmados con miembros de empalme metálicos longitudinales. Típicamente, los miembros de armazón metálico latitudinal se sujetan a la porción de brida sobresaliente hacia adentro de los larguerillos compuestos que a su vez se integran a la piel. Como tal, los miembros de armazón se separan de (flotando sobre) la piel de fuselaje. Por lo tanto, se puede establecer una ruta eléctrica para proteger la estructura del fuselaje contra el impacto de descargas eléctricas que se encuentran comúnmente en la atmósfera al proporcionar tirantes metálicos que interconectan el armazón y los miembros de empalme para abarcar el espacio entre estos.
US 2009/0294588 A1, de acuerdo con su resumen, describe una estructura de fuselaje para una aeronave o vehículo similar con una porción de fuselaje superior y una porción de fuselaje inferior. Un piso se puede colocar entre la porción de fuselaje superior y la porción de fuselaje inferior. Al menos un montante unificado se puede colocar entre el piso y la porción de fuselaje inferior. El por lo menos un montante unificado puede formar el único soporte estructural entre el piso y la porción inferior de fuselaje sin ninguna viga vertical.
DE 102007046478 A1, de acuerdo con su resumen, describe un producto laminado de lámina con múltiples láminas de aleación de aluminio delgadas, que están laminadas entre sí. Las láminas de aleación de aluminio se pegan parcialmente con capas adhesivas. La capa adhesiva tiene una capa de fibra de vidrio unidireccional, que se impregna con una resina sintética curable, particularmente con una resina epoxi curable. Una lámina de aleación de aluminio tiene una desviación en relación con otra lámina de aleación de aluminio que tiene una longitud variable para formar un área de borde. Un soporte longitudinal correspondiente se conecta con el área de borde variable mediante capas adhesivas metálicas.
DE 4408476 A1, de acuerdo con su resumen, describe la unión de la piel de fuselaje alrededor de las ventanas de aeronave. Una junta se dispone en la región de una fila de ventanas, de modo que el curso de la junta se interrumpe por las ventanas. Los armazones se incluyen como topes de rasgado para evitar la propagación de grietas. Las secciones de piel en las regiones restantes de la junta se conectan directamente entre sí. La conexión también puede tomar la forma de juntas a tope o juntas superpuestas.
Breve descripción
La invención se define en el conjunto de reivindicaciones adjunto. Un fuselaje comprende: una piel compuesta que incluye secciones de piel compuesta superior e inferior; una banda de ventana en la piel compuesta, la banda de ventana que incluye al menos una abertura de ventana en la piel compuesta; y una junta de empalme longitudinal a lo largo de la banda de ventana que une las secciones de pieles superior e inferior conjuntamente; caracterizado porque: la piel compuesta que comprende capas laminadas, donde la piel compuesta se rellena con capas adicionales dentro de la banda de ventana para proporcionar un área de grosor incrementado de piel dentro de la banda de ventana, y la junta de empalme se ubica dentro del área de grosor incrementado de la piel y donde la ventana se ubica dentro del área de grosor incrementado de la piel.
También se describen ejemplos que proporcionan un método para fabricar un fuselaje que tiene una piel compuesta que mejora el tiempo de flujo de producción al permitir la fabricación simultánea de dos secciones de medio cilindro y unirlas entre sí con dos juntas de empalme longitudinales ubicadas dentro de las bandas de ventana del fuselaje. La necesidad de solo dos juntas de empalme puede reducir el tiempo de montaje y la mano de obra, en tanto que evita o al menos minimiza cualquier incremento en el peso de aeronave debido al empalme. Las almohadillas de piel en las bandas de ventana proporcionan la doble función de reforzar las ventanas y proporcionar a las juntas de empalme longitudinales la fuerza y la rigidez suficientes para soportar las cargas de piel requeridas. En un ejemplo, las juntas de empalme longitudinales se forman al unir los bordes de las pieles contiguas entre sí, en tanto que en otros ejemplos, la junta de empalme se implementa usando técnicas de sujeción mecánica.
De acuerdo con un ejemplo divulgado, un fuselaje comprende una piel compuesta que incluye secciones de piel compuesta superior e inferior, una banda de ventana en la piel compuesta, la banda de ventana que incluye al menos una abertura de ventana en la piel compuesta, y una junta de empalme longitudinal a lo largo de la banda de ventana que une las secciones de pieles superior e inferior entre sí. Las secciones de piel superior e inferior se pueden unir en la junta de empalme. Las secciones de piel superior e inferior pueden tener bordes ahusados superpuestos unidos a lo largo de la junta de empalme. Cada una de las secciones de piel superior e inferior incluye capas de resina reforzada con fibra laminada con reducciones de capa formando superficies de unión a lo largo de la junta de empalme. La junta de empalme puede incluir una correa de empalme compuesta unida a cada una de las secciones de piel superior e inferior. La piel compuesta tiene un grosor incrementado dentro de la banda de ventana, y la junta de empalme se ubica dentro de grosor incrementado de la piel. La junta de empalme puede incluir al menos una primera placa de empalme sujeta a las secciones de piel superior e inferior. Las secciones de piel superior e inferior incluyen superficies interiores y superficies exteriores, y la primera placa de empalme se sujeta a las secciones de piel superior e inferior mediante sujetadores mecánicos, la primera placa de empalme que se ubica dentro del fuselaje y se acopla a las superficies interiores de las secciones de piel superior e inferior. La junta de empalme puede incluir una segunda placa de empalme unida a las secciones de piel superior e inferior. La primera placa de empalme es una placa de empalme interna y la segunda placa de empalme es una placa de empalme externa. Cada una de las secciones de piel superior e inferior incluye bordes escalonados que forman un rebaje que se extiende longitudinalmente en las pieles superior e inferior, y la segunda placa de empalme se ubica dentro del rebaje. La junta de empalme también puede incluir un armazón de ventana que rodea sustancialmente la abertura de ventana y se une a las secciones de piel superior e inferior. El armazón de ventana puede incluir porciones de placa de empalme que se extienden longitudinalmente a lo largo de la banda de ventana y se sujetan mecánicamente a las secciones de piel superior e inferior.
De acuerdo con otro ejemplo divulgado, un montaje de cilindro de fuselaje comprende mitades de cilindro de fuselaje superior e inferior, respectivamente, que incluyen secciones de piel compuesta superior e inferior, y bandas de ventana en la piel compuesta, respectivamente, en lados opuestos de las mitades de barril de fuselaje superior e inferior. La piel compuesta tiene un grosor incrementado dentro de las bandas de ventana. El montaje de cilindro de fuselaje comprende además aberturas de ventana en la piel de fuselaje a lo largo de las bandas de ventana, y juntas de empalme entre las secciones de piel superior e inferior que se extienden longitudinalmente a lo largo de las bandas de ventana. Las secciones de piel superior e inferior pueden incluir bordes superpuestos ahusados, y cada una de las juntas de empalme incluye una unión adhesiva entre los bordes ahusados superpuestos. En otras implementaciones, los bordes superpuestos se curan conjuntamente. Las secciones de piel superior e inferior incluyen bordes ahusados a lo largo de las uniones de empalme, y las uniones de empalme cada una puede incluir una correa de empalme ahusada unida a los bordes ahusados de las secciones de piel superior e inferior. Cada una de las juntas de empalme puede incluir una primera y una segunda placas de empalme sujetadas respectivamente a lados opuestos de las secciones de piel superior e inferior. Cada una de las juntas de empalme puede incluir un armazón de ventana que se extiende alrededor de la abertura de ventana y se une a cada una de las secciones de piel superior e inferior, donde el armazón de ventana incluye porciones de placa de empalme que se superponen y se une a cada una de las secciones de piel superior e inferior.
De acuerdo con aún otro ejemplo, se proporciona un método para fabricar un montaje de cilindro de fuselaje que tiene ventanas ubicadas a lo largo de bandas de ventana longitudinales. El método comprende fabricar una mitad de cilindro superior que tiene una piel compuesta superior, fabricar una mitad de cilindro inferior que tiene una piel compuesta inferior, y unir las mitades de cilindro superior e inferior, que incluye empalmar las pieles superior e inferior a lo largo de las bandas de ventana. El método puede comprender además formar almohadillas de capa en las pieles superior e
inferior a lo largo de la banda de ventana, y formar aberturas de ventana en las pieles superior e inferior dentro de las almohadillas. La fabricación de las mitades de cilindro superior e inferior incluye la fabricación de cada una de las pieles superior e inferior mediante la laminación de capas de resina reforzada con fibra, e incrementar el grosor de las capas laminadas en el área de las bandas de ventana. El empalme de las pieles superior e inferior puede incluir bordes superpuestos de las pieles superior e inferior, y co-curar o unir de forma adhesiva de los bordes superpuestos entre sí. El empalme de las pieles superior e inferior puede incluir unir una correa de empalme a los bordes superpuestos. El empalme de las pieles superior e inferior puede incluir la fijación de las pieles superior e inferior entre las placas de empalme externas e internas. El empalme de las pieles superior e inferior incluye la fijación de un armazón de ventana a las pieles superior e inferior.
De acuerdo con la invención, se proporciona un fuselaje, que comprende una piel compuesta que incluye secciones de piel compuesta superior e inferior, una banda de ventana en la piel compuesta, la banda de ventana que incluye al menos una abertura de ventana en la piel compuesta, y una junta de empalme longitudinal a lo largo de la banda de ventana que une las secciones de pieles superior e inferior entre sí. De manera ventajosa, la junta de empalme incluye una unión adhesiva entre las secciones de piel superior e inferior. Preferentemente, cada una de las secciones de piel superior e inferior incluye capas de resina laminada con reducciones de capa cada que forma superficies de unión a lo largo de la junta de empalme. Ventajosamente, las secciones de piel superior e inferior tienen bordes ahusados superpuestos unidos a lo largo de la junta de empalme. Ventajosamente, la junta de empalme incluye una correa de empalme compuesta unida a cada una de las secciones de piel superior e inferior. De acuerdo con la invención, la piel compuesta incluye un área de grosor incrementado dentro de la banda de ventana, la junta de empalme se ubica dentro del área de grosor incrementado de la piel, y la abertura de ventana se ubica dentro del área de grosor incrementado de la piel. Ventajosamente, cada una de las secciones de piel superior e inferior es un medio cilindro. Ventajosamente, el primer y segundo larguerillos que se extienden longitudinalmente se unen a la piel compuesta, donde la junta de empalme y la ventana se ubican entre el primer y segundo larguerillos. Ventajosamente, la junta de empalme tiene una altura, y la ventana tiene una altura mayor que la altura de la junta de empalme. Ventajosamente, la junta de empalme incluye al menos una primera placa de empalme sujeta a las secciones de piel superior e inferior. De manera preferente, las secciones de piel superior e inferior incluyen superficies interiores y superficies exteriores, y la primera placa de empalme se sujeta a las secciones de piel superior e inferior mediante sujetadores mecánicos, la primera placa de empalme que se ubica dentro del fuselaje y se acopla a las superficies interiores de las secciones de piel superior e inferior. Preferentemente, la junta de empalme incluye una segunda placa de empalme unida a las secciones de piel superior e inferior, y la primera placa de empalme es una placa de empalme interna y la segunda placa de empalme es una placa de empalme externa. Preferentemente, cada una de las secciones de piel superior e inferior incluye bordes escalonados que forman un rebaje que se extiende longitudinalmente en las pieles superior e inferior, y la segunda placa de empalme se ubica dentro del rebaje. De manera ventajosa, la junta de empalme incluye un armazón de ventana que rodea sustancialmente la abertura de ventana y se une a las secciones de piel superior e inferior, y el armazón de ventana incluye porciones de placa de empalme que se extienden longitudinalmente a lo largo de la banda de ventana y se sujeta a las secciones de piel superior e inferior. Preferentemente, las secciones de piel superior e inferior incluyen superficies interiores adyacentes que se extienden longitudinalmente a lo largo de una línea de junta, y las porciones de placa de empalme se unen a las superficies interiores adyacentes y se extienden a lo largo de la línea de junta. Ventajosamente, la banda de ventana incluye una línea central longitudinal, cada una de las secciones de piel superior e inferior es una mitad de cilindro, y la junta de empalme se une a las mitades de cilindro a lo largo de una línea central de la banda de ventana.
De acuerdo con un ejemplo adicional de la presente divulgación, se proporciona un método para fabricar un cilindro de fuselaje que tiene ventanas ubicadas a lo largo de bandas de ventana longitudinales, que comprende fabricar una piel de fuselaje compuesta laminada, que incluye fabricar secciones de piel compuesta superior e inferior y formar almohadillas de capa a lo largo de los bordes de las secciones de piel superior e inferior para incrementar el grosor de la piel de fuselaje a lo largo de las bandas de ventana, y montar las secciones de piel compuesta superior e inferior conjuntamente, que incluye formar juntas de empalme longitudinales entre la sección de piel superior e inferior dentro de las almohadillas de capa. Ventajosamente, el método comprende además formar recortes de ventana en la piel de fuselaje dentro de las almohadillas de capa. Preferentemente, los recortes de ventana se forman en las secciones de piel superior e inferior antes de que las secciones de piel superior e inferior se monten conjuntamente. Preferentemente, el paso de proceso de formar las uniones de empalme incluye instalar armazones de ventana en los recortes de ventana, y sujetar los armazones de ventana a cada una de las secciones de piel superior e inferior. Ventajosamente, la paso de proceso de formar las juntas de empalme longitudinales incluye unir las secciones de piel superior e inferior mediante uno de unión y co-curado. De manera ventajosa, el paso de proceso que forma las uniones de empalme longitudinal incluye sujetar las placas de empalme a cada una de las secciones de piel superior e inferior.
De acuerdo con la invención, se proporciona un método para fabricar un fuselaje. Fabricar un fuselaje comprende fabricar un montaje de cilindro de fuselaje, que comprende fabricar una mitad de cilindro superior que tiene una piel compuesta superior, fabricar una mitad de cilindro inferior que tiene una piel compuesta inferior, colocar cada una de las mitades de cilindro superior e inferior en una característica de montaje de empalme, que incluye colocar conjuntamente los bordes de las pieles superior e inferior, y empalmar los bordes de las pieles superior e inferior. Ventajosamente, el paso de proceso de empalmar los bordes de las pieles superior e inferior se realiza al unir adhesivamente los bordes entre sí.
Ventajosamente, el paso de proceso de empalmar los bordes de las pieles superior e inferior se realiza al co-curar las pieles superior e inferior. De manera ventajosa, el paso de proceso de empalmar los bordes de las pieles superior e inferior se realiza al sujetar placas de empalme entre las pieles superior e inferior. Ventajosamente, el paso de proceso de empalmar los bordes incluye superponer y unir los bordes de las pieles superior e inferior. Ventajosamente, el método comprende además formar recortes de ventana en cada una de las pieles superior e inferior, y donde el empalme de las pieles superior e inferior incluye colocar armazones de ventana en los recortes de ventana y sujetar cada uno de los armazones de ventana a cada una de las pieles superior e inferior. Ventajosamente, el paso de proceso de fabricar las mitades de cilindro superior e inferior incluye formar un rebaje longitudinal en los bordes de las pieles superior e inferior, y el empalme de los bordes incluye colocar una placa de empalme en el rebaje y sujetar la placa de empalme a cada una de las pieles superior e inferior.
Breve descripción de los dibujos
La invención se establece en las reivindicaciones anexas. Sin embargo, las realizaciones ventajosas, así como un modo de uso preferido, objetivos adicionales y ventajas de los mismos, se entenderán mejor con referencia a la siguiente descripción detallada cuando se leen junto con las figuras anexas, donde:
La figura 1 es una ilustración de un diagrama de flujo de la metodología de producción y servicio de aeronaves.
La figura 2 es una ilustración de un diagrama de bloques de una aeronave.
La figura 3 es una ilustración de dos secciones de mitad de cilindro de fuselaje a punto de unirse.
La figura 4 es una ilustración similar a la figura 3 pero que muestra que las dos secciones de mitad de cilindro se han unido entre sí mediante juntas de empalme longitudinales.
La figura 5 es una ilustración de una vista interior en la dirección designada como figura 5 en la figura 4 para una junta unida.
La figura 6 es una ilustración de una vista en sección tomada a lo largo de la línea 6-6 en la figura 5, los armazones de ventana y las secciones de armazón no se muestran por claridad para una forma de la junta de empalme unida.
La figura 6A es una ilustración del área designada como figura 6A en la figura 6.
La figura 6B es una ilustración del área designada como figura 6B en la figura 6.
La figura 6C es una ilustración del área designada como figura 6C en la figura 6B.
La figura 7 es una ilustración de una vista en sección similar a la figura 6 pero que muestra una forma alternativa de la junta de empalme unida.
La figura 7A es una ilustración del área designada como figura 7A en la figura 7.
La figura 8 es una ilustración de una vista lateral exterior de un fuselaje que muestra secciones de cilindro unidas entre sí por una forma de una junta de empalme mecánica.
La figura 9 es una ilustración del lado interior del fuselaje mostrado en la figura 8, con secciones unidas entre sí por una forma de un empalme mecánico, antes de la instalación de empalmes de armazón.
La figura 9A es una ilustración de una vista en sección tomada a lo largo de la línea 9A-9A en la figura 9.
La figura 9B es una ilustración del área designada como figura 9B en la figura 9A
La figura 9C es una ilustración del área designada como figura 9C en la figura 9A.
La figura 9D es una ilustración del área designada como figura 9D en la figura 9A.
La figura 10 es una ilustración similar a la figura 9, pero con empalmes de armazón que se han instalado.
La figura 11 es una ilustración de una vista en perspectiva del lado exterior de un fuselaje en el que las secciones de cilindro se unen entre sí usando una forma alternativa de una junta de empalme mecánica.
La figura 12 es una ilustración del lado interior del fuselaje mostrado en la figura 11.
La figura 13 es una ilustración de una vista isométrica en la dirección que se muestra como figura 13 en la figura 11.
La figura 14 es una ilustración de una vista en sección tomada a lo largo de la línea 14-14 en la figura 12.
La figura 15 es una ilustración de un diagrama de flujo de un método para fabricar un montaje de cilindro de fuselaje usando una forma de una junta de empalme unida.
La figura 16 es una ilustración de un diagrama de flujo de un método para fabricar un montaje de cilindro de fuselaje usando una forma alternativa de una junta de empalme unida.
La figura 17 es una ilustración de un diagrama de flujo de un método para fabricar un montaje de cilindro de fuselaje que emplea una forma de una junta de empalme sujetada mecánicamente.
La figura 18 es una ilustración de un diagrama de flujo de un método para fabricar un montaje de cilindro de fuselaje usando una forma alternativa de una junta de empalme sujetada mecánicamente.
Descripción detallada
Las realizaciones divulgadas implican la fabricación de una estructura de tipo cilindro, tal como un fuselaje de aeronave que tiene una piel externa compuesta, en la que las secciones de fuselaje panelizadas se unen entre sí mediante juntas de empalme longitudinales. Las realizaciones, sin embargo, pueden tener aplicación en campos distintos de la industria aeroespacial. Ahora, con referencia a las figuras 1 y 2, las realizaciones de la divulgación se pueden usar en el contexto de un método de servicio y fabricación de aeronaves 20 como se muestra en la figura 1 y una aeronave 22 como se muestra en la figura 2. Durante la preproducción, el método de ejemplo 20 puede incluir especificación y diseño 24 de la aeronave 22 y la obtención de material 26. Durante la producción, toma lugar la fabricación de componentes y submontajes 28 e integración de sistema 30 de la aeronave 22. Posteriormente, la aeronave 22 puede pasar por certificación y distribución 32 para colocarse en servicio 34. En tanto que está en servicio por un cliente, la aeronave 22 se programa para mantenimiento y servicio de rutina 36, que también puede incluir modificación, reconfiguración, restauración, etc.
Cada uno de los procesos del método 20 se puede realizar o llevar a cabo por un integrador de sistema, un tercero y/o un operador (por ejemplo, un cliente). Para los propósitos de esta descripción, un integrador de sistema puede incluir, sin limitación, cualquier número de fabricantes de aeronaves y subcontratistas de sistemas principales; un tercero puede incluir, sin limitación, cualquier número de proveedores, subcontratistas y proveedores; y un operador puede ser una aerolínea, empresa de arrendamiento, entidad militar, organización de servicios, etc.
Como se muestra en la figura 2, la aeronave 22 producida por el método de ejemplo 20 puede incluir un armazón de aeronave 38 con una pluralidad de sistemas 40 y un interior 42. Ejemplos de sistemas de alto nivel 40 incluyen uno o más de un sistema de propulsión 60, un sistema eléctrico 62, un sistema hidráulico 64 y un sistema ambiental 66. Se puede incluir cualquier número de otros sistemas. El fuselaje 38 incluye un fuselaje 44, alas 46 y estabilizadores horizontales y verticales 47. El fuselaje 44 puede comprender uno o más montajes de cilindro 45, cada uno de los cuales incluye una sección de cilindro superior 48 y una sección de cilindro inferior 50. Cada una de las secciones de cilindro 48, 50 puede formar una mitad o formar secciones superior e inferior divididas del montaje de cilindro 45. Las secciones de cilindro 48, 50 incluyen respectivamente una sección de piel superior 52 y una sección de piel inferior 54 que se unen entre sí mediante dos juntas de empalme longitudinales 56 para formar una piel externa compuesta 73 del montaje de cilindro 45. Las juntas de empalme 56 se ubican dentro de bandas de ventana 58 del fuselaje 44 donde se puede ubicar una o más ventanas (no mostradas). Como se analizará en más detalle más adelante, las juntas de empalme 56 divulgadas se ubican dentro de las almohadillas de capa de piel utilizadas para reforzar las ventanas en las bandas de ventana 58, reduciendo así el peso de la aeronave 22 y mejorando la eficiencia de fabricación.
Los sistemas y métodos incorporados en la presente se pueden emplear durante cualquiera de una o más de las etapas del método de producción y servicio 20. Por ejemplo, los componentes o subconjuntos correspondientes al proceso de producción 28 se pueden fabricar o manufacturar de una manera similar a los componentes o subconjuntos producidos en tanto que la aeronave 22 está en servicio. Además, una o más realizaciones de aparato, realizaciones de método, o una combinación de las mismas se pueden utilizar durante las etapas de producción 28 y 30, por ejemplo, al acelerar sustancialmente el montaje de o reducir el costo de una aeronave 22. De manera similar, una o más de las realizaciones de aparato, realizaciones de método, o una combinación de las mismas se puede utilizar en tanto que la aeronave 22 se encuentra en servicio, por ejemplo y sin limitación, para mantenimiento y servicio 36.
Ahora, con referencia a las figuras 3 y 4, el montaje de cilindro de fuselaje 45 comprende ampliamente secciones de cilindro superior e inferior 48, 50, respectivamente, que a veces también se pueden referir en la presente como mitades de cilindro superior e inferior o secciones de mitad de cilindro 48, 50. Las secciones de mitad de cilindro superior e inferior 48, 50 se unen entre sí mediante un par de juntas de empalme que se extienden longitudinalmente 56 respectivamente en los lados izquierdo y derecho opuestos del montaje de cilindro 45. Cada una de las juntas de empalme 56 se ubica dentro de un área de una banda de ventana 58 donde se puede ubicar una o más ventanas 70, y la piel externa 73 del montaje de cilindro de fuselaje 45 se acolcha hasta un grosor incrementado.
En el ejemplo ilustrado, la línea central 56a de la junta de empalme 56 pasa a través de aproximadamente la parte
media de una fila de las ventanas 70. En tanto que se muestra que el montaje de cilindro de fuselaje 45 tiene una forma de sección transversal generalmente circular, son posibles otras formas de sección transversal. Además, en tanto que las secciones de cilindro 48, 50 son aproximadamente medias secciones que forman un montaje de cilindro de dos piezas 45, se debe señalar aquí que las mitades de cilindro superior e inferior 48, 50 se pueden formar cada una de dos 0 más secciones. Sin embargo, el montaje de cilindro 45 ilustrado que emplea solo dos secciones o mitades 48, 50 puede representar una disposición óptima para aplicaciones donde se desea minimizar la cantidad de juntas entre las secciones y/o mejorar el flujo de producción al permitir que las secciones de cilindro 48, 50 se fabriquen simultáneamente. Como se analizará más adelante, cada una de las juntas de empalme 56 puede ser cualquier forma de unión adecuada entre las secciones de mitad de cilindro superior e inferior 48, 50 a lo largo de la banda de ventana 58. Por lo tanto, tal como se usa en la presente, se pretende que "junta de empalme" incluya una amplia gama de configuraciones de juntas, que incluyen pero no se limitan a juntas de solape ahusadas, juntas de solape escalonadas, juntas de dedo y juntas que emplean elementos de empalme individuales para unir las secciones de mitad de cilindro superior e inferior 48, 50 conjuntamente.
Las secciones de mitad de cilindro 48, 50 incluyen respectivamente secciones de piel compuesta externa superior e inferior 52, 54 que comprenden cada una capas laminadas de una resina reforzada con fibra y forman colectivamente la piel externa 73 del montaje de cilindro 45. El grosor o calibre (no mostrado) de las secciones de piel 52 es mayor en el área de la banda de ventana 58 para reforzar los recortes de ventana 70a. Este grosor incrementado de piel en el área de las bandas de ventana 58, logrado mediante almohadillas de capa en las secciones de piel superior e inferior 52, 54, también permite que las uniones de empalme 56 lleven las cargas requeridas, evitando así la necesidad de almohadillas adicionales para la junta de empalme 56. Las secciones de piel 52, 54, se unen al bastidor interior que comprende armazones longitudinalmente separados, circunferenciales o en forma de cilindro 74 y larguerillos que se extienden longitudinalmente y separados circunferencialmente 72 que se unen a las secciones de piel 52, 54 usando sujeción, unión u otras técnicas. Una pluralidad de vigas de piso que se extienden transversalmente 76 se fijan a los armazones 74 y se soportan parcialmente mediante montantes 78 conectados a los armazones 74. Son posibles otras configuraciones de bastidor interior.
Con referencia ahora a la figura 5, cada una de las ventanas 70 incluye un recorte de ventana 70a rodeado por un armazón de ventana de refuerzo 80 unido a las secciones de piel superior e inferior 52, 54 por cualquier medio adecuado, tal como mediante sujetadores. Cada una de las ventanas 70 se ubica entre dos larguerillos adyacentes 72 y dos segmentos de empalme de armazón adyacentes 82 que se unen a los armazones 74 mediante empalmes de armazón 84. Se puede observar que la junta de empalme 56 entre las secciones de piel superior e inferior 52, 54 se ubica dentro de la banda de ventana 58 que se extiende entre los larguerillos 72. Las líneas centrales de los larguerillos 72 se indican en 72a. La junta de empalme 56 puede o no extender la altura completa de la banda de ventana 58. En el ejemplo ilustrado, la línea central 56a de la junta de empalme 56 coincide sustancialmente con la línea central de la banda de ventana 58, sin embargo, en otras realizaciones, estas dos líneas centrales pueden estar algo desplazadas entre sí.
Con referencia a las figuras 6 y 6A, cada una de las secciones de piel superior e inferior 52, 54 se adapta para incluir almohadillas de capa 75 dentro de la banda de ventana 58 que se extiende entre los larguerillos adyacentes 72, lo que da como resultado un grosor o calibre de piel "t" que es mayor dentro de la banda de ventana 58 que el grosor de piel "t 1 " por encima y por debajo de la banda de ventana 58. Las almohadillas 75 se extienden esencialmente a la altura completa de la banda de ventana 58, entre los larguerillos 72. La junta de empalme 56 se encuentra dentro de las almohadillas 75 utilizadas para reforzar los recortes de ventana 70a, aprovechando así el grosor incrementado de piel "t" necesario para reforzar los recortes de ventana 70a, para transportar cargas entre las secciones de piel superior e inferior 52, 54. En otras palabras, las realizaciones divulgadas aprovechan la presencia y ubicación de las almohadillas necesarias para reforzar los recortes de ventana 70a dentro de la banda de ventana 58, al colocar la junta de empalme 56 dentro de la banda de ventana 58, evitando así la necesidad de una almohadilla separada para la junta de empalme 56. En este ejemplo, la junta de empalme 56 es una junta de solape ahusada unida, sin embargo, como se mencionó anteriormente, son posibles otras configuraciones de juntas.
Las figuras 6B y 6C ilustran detalles adicionales de la junta de empalme unida 56 mostrada en figura 6. La junta de empalme unida 56 está formada por bordes superpuestos 52a, 54a de las secciones de piel 52, 54 respectivamente. Como se observa mejor en la figura 6C, cada una de las secciones de piel 52, 54 comprende una pluralidad de capas de resina reforzada con fibra 86, y los bordes cónicos 52a, 54a comprenden una pluralidad de peldaños de capa coincidentes 88 que forman una configuración de junta de solape escalonada. Cada uno de los peldaños de capa 88 puede comprender una o más capas 86 formadas por las reducciones de capa. El grosor "t" de las secciones de piel 52, 54 dentro del área de la junta de empalme 56 se determina por el grosor y el número de capas de piel 86 (figura 6C ), y se selecciona de modo que la piel 73 y la junta de empalme 56 puedan llevar todas las cargas necesarias en el área de la banda de ventana 58. Cada uno de los peldaños de capa 88 forma una superficie de unión 90. La relación de ahusamiento o reducción de capa de los bordes 52a, 52b se puede seleccionar para adaptarse a la aplicación particular, y puede determinar, al menos en parte, la cantidad total de superficie de unión 90 que está disponible para crear una junta unida de transporte de carga entre las secciones de piel superior e inferior 52, 54 respectivamente. Generalmente, se puede seleccionar una relación de ahusamiento que dará como resultado superficies de unión 90 que son suficientes en el área para dar a la junta de empalme 56 suficiente resistencia dentro de la banda de ventana 58 para reforzar adecuadamente los recortes de ventana 70a y para transferir cargas entre las secciones de piel 52, 54.
Ahora, la atención se dirige a las figuras 7 y 7A que ilustran una realización alternativa de la junta de empalme unida 56. En este ejemplo, los bordes 52a, 54a de las secciones de piel 52, 54 se estrechan de forma opuesta y se unen a una correa de empalme ahusada doble 92 que puede comprender múltiples capas 94 (figura 7A) de una resina reforzada con fibra adecuada, similar a las capas de las secciones de piel 52, 54. Como se observa mejor en la figura 7A, una o más capas 96 de los bordes externos 52a, 54a de las secciones de piel 52, 54 se pueden orientar y apoyar entre sí generalmente en el área de la línea central 56a de la junta 56, formando una junta a tope 97 que cubre la correa de empalme 92. En otras realizaciones, sin embargo, las capas 96 pueden no colindar entre sí, más bien puede haber un ligero espacio (no mostrado) entre las capas 96 en los bordes externos 52a, 52b. En el caso de las realizaciones mostradas en la figura 5-7A, sujetadores mecánicos 87 (figura 5) utilizados para unir los armazones de ventana 80 y los empalmes de armazón 82 a las pieles superior e inferior 52, 54 puede funcionar para ralentizar o detener que se presente la propagación de cualquier separación de empalme en las secciones de piel de producto laminado 52, 54, en tanto que también proporciona rutas de carga redundantes. Son posibles otras configuraciones de junta unida que emplean una correa de empalme unida, que incluyen pero no se limitan a aquellas en las que la correa de empalme 92 forma juntas de solape escalonadas o juntas de dedo con las secciones de piel superior e inferior 52, 54.
Como una alternativa al método descrito anteriormente en el que la junta de empalme 56 entre las secciones de piel superior e inferior 52, 54 se forma mediante unión, en su lugar se puede emplear un método de sujeción mecánica para formar la junta de empalme 56. Por ejemplo, haciendo referencia a las figuras 8-10, la junta de empalme longitudinal 56 ubicada dentro de la banda de ventana 58 utiliza sujetadores mecánicos adecuados 87 para unirse a la sección de piel superior e inferior 52, 54. Como se observa mejor en la figura 8, la línea central 56a de la junta de empalme 56 pasa sustancialmente a través del centro de los recortes de ventana 70a, dentro de la banda de ventana 58. Las secciones de piel superior e inferior 52, 54 forman una línea de junta 85. Un ligero espacio (no se muestra) puede estar presente entre las secciones de piel 52, 54 en la línea de junta 85. Como será evidente más adelante, las secciones de piel laminadas 52, 54 se rellenan con capas adicionales dentro de la banda de ventana 58 para reforzar los recortes de ventana 70a, de manera similar a las realizaciones descritas anteriormente con relación a las figuras 5-7.
Con referencia en particular a las figuras 9, 9A, 9B, 9C y 9D, los armazones de ventana 80 se forman de un material rígido adecuado tal como un metal o un compuesto. Cada uno de los armazones de ventana 80 incluye una porción de armazón 80a que rodea y refuerza los recortes de ventana 70a, y las porciones de placa de empalme longitudinales 80b formadas integralmente con las porciones de armazón 80a. Las porciones de placa de empalme 80b están sustancialmente alineadas con la línea central 56a y cubren la línea de junta 85 entre las pieles superior e inferior 52, 54 respectivamente. En efecto, los armazones de ventana 80 forman una serie de placas de empalme internas 93 respectivamente dentro de los bastidores 65 que forman una junta de cizallamiento entre las secciones de piel superior e inferior 52, 54 a lo largo de la línea de junta 85. Como se observa mejor en las figuras 9A, 9B, 9C y 9D, cada una de las secciones de piel superior e inferior 52, 54 se adapta para incluir almohadillas de capa 75 dentro de la banda de ventana 58 que se extiende entre los larguerillos adyacentes 72, lo que da como resultado un grosor o calibre de piel "t" que es mayor dentro de la banda de ventana 58 que el grosor de piel "t 1" por encima y por debajo de la banda de ventana 58. Las almohadillas 75 se extienden esencialmente a la altura completa de la banda de ventana 58, entre los larguerillos 72. La junta de empalme 56 formada por los armazones de ventana 80, que incluyen las porciones de placa de empalme 80b, se encuentra dentro de la región que incluye con almohadillas 75, aprovechando así el grosor incrementado de piel "t" necesario para reforzar las ventanas 70, para transportar cargas entre las secciones de piel superior e inferior 52, 54. Como se muestra en la figura 9, sujetadores adecuados 87 unen los armazones de ventana 80, que incluyen las porciones de placa de empalme 80b, tanto a las secciones de piel superior como inferior 52, 54.
Con referencia particular a la figura 9, las extensiones de empalme de armazón de ventana 80b de los armazones de ventana 80 se pueden separar ligeramente para formar espacios 105 entre los armazones de ventana adyacentes. También se encuentra presente un espacio 95 entre los armazones 74 de las secciones de cilindro superior e inferior 48, 50, respectivamente. Como se muestra en la figura 10, con el fin de conectar los armazones 74 de las secciones de cilindro superior e inferior 48, 50 conjuntamente, se instalan empalmes de armazón 98 entre los armazones 74 y se unen a estos, cubriendo los espacios 95 y 105 (figura 9). Los empalmes de armazón 98 también se sujetan a las secciones de piel superior e inferior 52, 54.
Las figuras 11-14 ilustran otra realización de la junta de empalme 56 que emplea sujeción mecánica que puede reducir cualquier excentricidad centroide y/o momentos de flexión que pueden estar presentes en la junta de empalme de cizallamiento simple que se muestra en las figuras 8-10. Como en el caso de los ejemplos anteriores, las secciones de piel superior e inferior 52, 54 tienen un grosor incrementado en el área de la banda de ventana 58 para el recorte de ventana y el refuerzo de junta de empalme.
Con referencia en particular a las figuras 13 y 14, los bordes adyacentes de las secciones de piel superior e inferior 52, 54 se escalonan para formar respectivamente rebajes externos 102, 104 a lo largo de la banda de ventana 58. Los bordes de las secciones de piel superior e inferior 52, 54 se alinean en proximidad entre sí, con un ligero espacio entre sí, a lo largo de una línea de junta 106 entre las secciones de piel superior e inferior 52, 54. Una placa de empalme externa 100 se ubica dentro de los rebajes cónicos 102, 104 de las secciones de piel superior e inferior 52, 54. La superficie externa 114 (figura 14 ) de la placa de empalme externa 100 puede estar generalmente alineada con la línea de molde externa (OML) de piel 112. La placa de empalme externa 100 se superpone con la línea de junta 106 de las
secciones de piel superior e inferior 52, 54. La junta de empalme 56 incluye además múltiples placas de empalme internas 108 que se encuentran alineadas contra el IML (línea de molde interna) 115 de las secciones de piel 52, 54 y subyace a la línea de junta 106. Por lo tanto, las secciones de piel superior e inferior 52, 54 se encuentran en contacto cara a cara con, y se capturan entre la placa de empalme externa 100 y las placas de empalme internas 108, formando una junta doble de cizallamiento entre las secciones de piel superior e inferior 52, 54. Los sujetadores 110 adecuados sujetan las placas de empalme externas e internas 100, 108 entre sí y a las secciones de piel superior e inferior 52, 54. Cualquier espacio 107 (figura 14) que pueda existir entre la placa de empalme externa 108 y las secciones de piel 52, 54 dentro de los rebajes 102, 104 se pueden rellenar con un agente relleno aerodinámico (no mostrado) adecuado para la aplicación.
Ahora, la atención se dirige a la figura 15 que ilustra en términos generales los pasos de un método para fabricar un montaje de cilindro de fuselaje 45 del tipo que se muestra en las figuras 3 y 4, utilizando la técnica de unión analizada anteriormente con relación a las figuras 5, 6 y 6A. Las secciones de cilindro superior e inferior 48, 50 respectivamente se fabrican simultáneamente en 116, 118, que incluye rellenar los bordes de las secciones de piel 52, 54 que se van a unir mediante las juntas de empalme longitudinales en las bandas de ventana. Como parte de la secuencia 116, la sección de piel superior 52 y los larguerillos 72 se montan en 120. En 122, la sección de piel superior 52 y los larguerillos 72 montados se co-curan usando técnicas convencionales tal como curado en autoclave, aunque puede ser posible curado fuera de autoclave. Son posibles otras técnicas para montar la sección de piel superior 52 y los larguerillos 72, que incluyen el uso de sujetadores mecánicos. En 124, los armazones 74 y otros componentes sujetados mecánicamente tal como placas de refuerzo recortadas (no mostradas), se unen usando sujetadores mecánicos u otros medios adecuados, al montaje de la sección de piel superior 52 y los larguerillos 72.
La sección de cilindro inferior 50 se monta en una secuencia 118 de manera similar a la secuencia 116 descrita anteriormente. En 126, la sección de piel inferior 54 y los larguerillos asociados 72 se montan, y en 128, la sección de piel inferior 54 y los larguerillos 72 montados se co-curan. Luego, en el paso 130, los armazones 74 y cualquier otro componente sujetado mecánicamente, tal como partes de refuerzo recortadas de piel, se unen, usando sujetadores u otros medios adecuados, al montaje de la sección de piel inferior 54 y los larguerillos 72. Las secciones de cilindro superior e inferior 48, 50 que se han montado y curado, luego, en el paso 132, se aplica un adhesivo de unión adecuado a las superficies de acoplamiento de la junta de empalme 56. Específicamente, el adhesivo de unión se puede aplicar a las superficies de unión opuestas 90 (figura 6C) de los bordes ahusados 52a, 54a de la junta de empalme 56. En 134, las secciones de cilindro superior e inferior 48, 50 se ubican en un accesorio de montaje adecuado, donde los bordes de piel cónicos se alinean entre sí en relación de superposición, como se muestra en la figura 6. Se debe señalar aquí que el paso 132 que implica la aplicación del adhesivo a las superficies de articulación se puede realizar después de que las mitades de cilindro superior e inferior se hayan colocado en el accesorio de montaje de empalme en el paso 134.
En 136, las secciones de cilindro superior e inferior 48, 50 se unen en una operación de unión secundaria que se puede llevar a cabo, por ejemplo y sin limitación, dentro de un autoclave donde se cura el adhesivo de unión, uniendo así las secciones de cilindro dentro de la banda de ventana 58. También puede ser posible curado fuera de autoclave del adhesivo de unión. En el paso 138, las aberturas de ventana 70a se pueden recortar en las secciones de piel superior e inferior 52, 54, en preparación para la instalación de los armazones de ventana 80. Luego, en el paso 140, se instalan segmentos de empalme de armazón y empalmes de armazón 82, 84, respectivamente, con el fin de conectar las secciones de armazón 74 de las secciones de cilindro superior e inferior.
La figura 16 ilustra los pasos generales de un método para fabricar un montaje de cilindro 45 usando una junta de empalme 56 que emplea la correa de empalme unida 92 analizada anteriormente con relación a las figuras 7 y 7A. Los montajes de cilindro superior e inferior 48, 50 se montan en una secuencia de pasos que se muestran en 116, 118, de manera similar al método descrito anteriormente con relación a la figura 15. En el paso 142, se fabrica la banda de empalme 92 y en 144 se aplica un adhesivo de unión adecuado a las superficies de junta de empalme, que incluye la correa de empalme 92. En 146, las secciones de cilindro superior e inferior 48, 50 se colocan en un accesorio de montaje, y los bordes de las secciones de piel superior e inferior 52, 54 se colocan junto con los de la correa de empalme 92. En 148, las secciones de cilindro 48, 50 se unen usando la correa de empalme 92, en una operación de unión secundaria en la que se cura la correa de empalme verde 92 junto con el adhesivo de unión, por ejemplo en un autoclave, aunque también puede ser posible curado fuera de autoclave. En el paso 150, las aberturas recortadas de ventana 70a se pueden formar en las secciones de piel superior e inferior 52, 54, después de lo cual en 152 los segmentos de empalme de armazón 82 y los empalmes de armazón 84 se instalan para conectar las secciones de armazón 74, y se instalan los armazones de ventana.
La figura 17 ilustra ampliamente los pasos de un método para fabricar el montaje de cilindro 45, en el que la junta de empalme 56 se forma usando sujetadores mecánicos y armazones de ventana internos 80 que tienen porciones de placa de empalme 80b descritas anteriormente con relación a las figuras 8-10. En esta realización, las secciones de cilindro superior e inferior 48, 50 se montan simultáneamente en las secuencias 116, 118 similares a las que se muestran en las figuras 15 y 16. En 154, las secciones de cilindro superior e inferior 48, 50 se colocan en un accesorio de montaje de empalme adecuado en el que los bordes de las secciones de piel superior e inferior 52, 54 se colocan conjuntamente entre sí. En 156, se fabrican los armazones de ventana 80 que tienen porciones de placa de empalme 80b. En 158, las secciones de cilindro superior e inferior 48, 50 se unen, como se ilustra en las figuras 8-10. En 160, las aberturas de ventana 70a se pueden recortar en las secciones de piel superior e inferior 52, 54. De manera alternativa,
las aberturas de ventana 70a se pueden formar antes del paso 154 al recortar cada lado de las secciones de cilindro 48, 50 antes de que se coloquen en el accesorio de montaje de empalme. Finalmente, en 162, se instalan los empalmes de armazón 98 que conectan las secciones de armazón 74.
La figura 18 ilustra los pasos generales de un método para fabricar el montaje de cilindro 45 usando una junta de empalme mecánica 56 del tipo descrito anteriormente con relación a las figuras 11-14 que emplea placas de empalme externas e internas 100, 108 respectivamente. Las secciones de cilindro superior e inferior 48, 50 se montan en 116, 118 como en los métodos descritos anteriormente. En 164, las secciones de cilindro superior e inferior 48, 50 se colocan en un accesorio de montaje y los bordes ahusados de las secciones de piel superior e inferior 52, 54 se colocan juntas. En 166, se fabrica la placa de empalme exterior 100 y en el paso 168 se fabrican las placas de empalme interiores 108. En 170, las placas de empalme exterior e interior 108, 100 se utilizan para unir las secciones de piel 52, 54. En 172, las aberturas de ventana 70a se pueden recortar en las pieles superior e inferior 52, 54. De manera alternativa, las aberturas de ventana 70a se pueden formar antes del paso 164 al recortar cada lado de las secciones de cilindro 48, 50 antes de que se coloquen en el accesorio de montaje. Finalmente, en 174, se instalan los empalmes de armazón 98 que conectan las secciones de armazón 74.
La descripción de las diferentes realizaciones ventajosas se ha presentado para propósitos de ilustración y descripción, y no se pretende que sea exhaustiva o se limite a las realizaciones en la forma divulgada. Muchas modificaciones y variaciones serán evidentes para aquellos expertos en la técnica. Además, diferentes realizaciones ventajosas pueden proporcionar diferentes ventajas en comparación con otras realizaciones ventajosas. La realización o realizaciones seleccionadas se eligen y describen con el fin de explicar mejor los principios de las realizaciones, la aplicación práctica y para permitir que otros expertos en la técnica entiendan la divulgación de diversas realizaciones con diversas modificaciones como sean adecuadas al uso particular contemplado.
Claims (16)
1. Un fuselaje, que comprende:
una piel compuesta que incluye secciones de piel compuesta superior (52) e inferior (54);
una banda de ventana (58) en la piel compuesta, la banda de ventana incluye al menos una abertura de ventana (70a) en la piel compuesta; y
una junta de empalme longitudinal (56) a lo largo de la banda de ventana que une las secciones de piel superior e inferior; caracterizado porque:
la piel compuesta que comprende capas laminadas, donde la piel compuesta se rellena con capas adicionales dentro de la banda de ventana para proporcionar un área de grosor incrementado de piel dentro de la banda de ventana, y la junta de empalme se ubica dentro de la zona de grosor incrementado de la piel y
donde la abertura de ventana (70a) se ubica dentro del área de grosor incrementado de la piel.
2. El fuselaje de la reivindicación 1, donde la junta de empalme (56) incluye una unión adhesiva entre las secciones de piel superior e inferior y donde cada una de las secciones de piel superior e inferior incluye capas de resina laminada (86) con reducciones de capa cada una que forma superficies de unión (90) a lo largo de la junta de empalme.
3. El fuselaje de la reivindicación 1 o la reivindicación 2, donde las secciones de piel superior e inferior tienen bordes ahusados superpuestos (52a, 54a) unidos a lo largo de la junta de empalme.
4. El fuselaje de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde la junta de empalme incluye una correa de empalme compuesta (92) unida a cada una de las secciones de piel superior e inferior.
5. El fuselaje de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde cada una de las secciones de piel superior e inferior es un medio cilindro.
6. El fuselaje de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende además: primer y segundo larguerillos que se extienden longitudinalmente (72) unidos a la piel compuesta, donde la junta de empalme y la ventana se ubican entre el primer y segundo larguerillos.
7. El fuselaje de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde:
la junta de empalme tiene una altura, y
la ventana tiene una altura mayor que la altura de la junta de empalme.
8. El fuselaje de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde la junta de empalme incluye al menos una primera placa de empalme (108) sujetada a las secciones de piel superior e inferior y donde:
las secciones de piel superior e inferior incluyen superficies interiores y superficies exteriores, y
la primera placa de empalme se sujeta a las secciones de piel superior e inferior mediante sujetadores mecánicos, la primera placa de empalme que se ubica dentro del fuselaje y que se acopla a las superficies interiores de las secciones de piel superior e inferior.
9. El fuselaje de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde la junta de empalme incluye:
un armazón de ventana (80) que rodea sustancialmente la abertura de ventana y se une a las secciones de piel superior e inferior, y
el armazón de ventana incluye porciones de placa de empalme (80b) que se extienden longitudinalmente a lo largo de la banda de ventana y se sujetan a las secciones de piel superior e inferior y donde:
las secciones de piel superior e inferior incluyen superficies interiores adyacentes que se extienden longitudinalmente a lo largo de una línea de junta, y
las porciones de placa de empalme se unen a las superficies interiores adyacentes y abarcan la línea de junta.
10. El fuselaje de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde:
la banda de ventana incluye una línea central longitudinal,
cada una de las secciones de piel superior e inferior es una mitad de cilindro, y
la junta de empalme se une a las mitades de cilindro a lo largo de una línea central de la banda de ventana.
11. Un método para fabricar el fuselaje de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, el método que comprende fabricar un montaje de cilindro de fuselaje, que comprende:
fabricar una mitad de cilindro superior que tiene la sección de piel compuesta superior;
fabricar una mitad de cilindro inferior que tiene la sección de piel compuesta inferior;
colocar cada una de la sección de piel compuesta superior y la sección de piel compuesta inferior en un elemento de montaje de empalme, que incluye co-ubicar los bordes de las pieles superior e inferior; y
empalmar los bordes de las secciones de piel superior e inferior.
12. El método de la reivindicación 11, donde el empalme de los bordes de las secciones de piel superior e inferior se realiza al unir adhesivamente los bordes entre sí.
13. El método de la reivindicación 11, donde el empalme entre los bordes de las secciones de piel superior e inferior se realiza al co-curar las secciones de piel superior e inferior (52, 54).
14. El método de la reivindicación 11, donde el empalme entre los bordes de las secciones de piel superior e inferior (52, 54) se realiza al sujetar placas de empalme entre las secciones de piel superior e inferior (52, 54).
15. El método de cualquiera de las reivindicaciones 11 a 13, donde el empalme entre los bordes incluye superponer y unir los bordes de las secciones de piel superior e inferior (52, 54).
16. El método de la reivindicación 11, donde:
la fabricación de las mitades de cilindro superior e inferior incluye formar un rebaje longitudinal (102, 104) en los bordes de las secciones de piel superior e inferior (52, 54), y
el empalme de los bordes de las secciones de piel superior e inferior (52, 54) incluye colocar una placa de empalme (100) en el rebaje y sujetar la placa de empalme a cada una de las secciones de piel superior e inferior.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US13/540,005 US8939406B2 (en) | 2012-07-02 | 2012-07-02 | Joining composite fuselage sections along window belts |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ES2908176T3 true ES2908176T3 (es) | 2022-04-28 |
Family
ID=48703176
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ES13173489T Active ES2908176T3 (es) | 2012-07-02 | 2013-06-25 | Unión de secciones compuestas de fuselaje a lo largo de bandas de ventana |
Country Status (9)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US8939406B2 (es) |
| EP (1) | EP2682340B1 (es) |
| JP (1) | JP6250312B2 (es) |
| KR (1) | KR102044558B1 (es) |
| CN (1) | CN103523200B (es) |
| AU (1) | AU2013205541B2 (es) |
| CA (1) | CA2815528C (es) |
| ES (1) | ES2908176T3 (es) |
| RU (1) | RU2628262C2 (es) |
Families Citing this family (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7325771B2 (en) * | 2004-09-23 | 2008-02-05 | The Boeing Company | Splice joints for composite aircraft fuselages and other structures |
| CN101687287B (zh) * | 2007-05-31 | 2011-08-03 | 空中客车控股有限公司 | 用于制造航空和航天领域中的复合蒙皮的方法 |
| ES2401517B1 (es) * | 2011-05-31 | 2014-06-18 | Airbus Operations S.L. | Cuaderna de aeronave en material compuesto. |
| EP2862795B1 (en) * | 2013-10-17 | 2017-05-10 | Airbus Operations GmbH | Method of joining panels for an airframe |
| US10112695B2 (en) * | 2015-08-20 | 2018-10-30 | Georgian Aerospace Llc | Receptacle, payload assembly and related methods for an aircraft |
| US10450870B2 (en) | 2016-02-09 | 2019-10-22 | General Electric Company | Frangible gas turbine engine airfoil |
| ES2900159T3 (es) * | 2016-06-30 | 2022-03-16 | Airbus Operations Gmbh | Sistema de marco de ventana, sistema de fijación de marco de ventana y sistema de fijación de marco de ventana de casco de vehículo |
| US10308342B2 (en) * | 2016-09-07 | 2019-06-04 | The Boeing Company | Method of repairing damage to fuselage barrel and associated apparatus and system |
| EP3569402B1 (en) * | 2017-02-22 | 2021-12-08 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Composite material and method for manufacturing composite material |
| US10926858B2 (en) | 2017-08-07 | 2021-02-23 | The Boeing Company | Pressure bulkhead system |
| FR3072645B1 (fr) * | 2017-10-25 | 2021-12-17 | Airbus | Fuselage d'aeronef comprenant au moins deux parois transparentes intercalees entre deux portions superieure et inferieure du fuselage |
| DE102017128496A1 (de) * | 2017-11-30 | 2019-06-06 | Airbus Operations Gmbh | Verfahren zum Herstellen eines Strukturabschnitts eines Fahrzeugs |
| RU2733309C1 (ru) * | 2019-12-23 | 2020-10-01 | Акционерное общество «Информационные спутниковые системы» имени академика М.Ф.Решетнёва» | Узел усиления шпангоута силовой сетчатой конструкции корпуса из полимерных композиционных материалов (варианты) |
| EP3978358A1 (en) * | 2020-09-30 | 2022-04-06 | The Boeing Company | Aircraft fuselage longitudinal splice for joining half barrel fuselage sections and other spliced fuselage sections |
| US11911978B2 (en) * | 2021-05-07 | 2024-02-27 | The Boeing Company | Methods and associated systems for manufacturing composite barrel structures |
Family Cites Families (31)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2327636A (en) * | 1943-08-24 | Aircraft fuselage construction | ||
| US1368428A (en) * | 1919-06-11 | 1921-02-15 | Curtiss Aeroplane & Motor Co | Airplane-fuselage |
| US4450661A (en) | 1981-09-30 | 1984-05-29 | The Boeing Company | Composite structures window belt and method of making |
| US5429326A (en) | 1992-07-09 | 1995-07-04 | Structural Laminates Company | Spliced laminate for aircraft fuselage |
| FR2710871B1 (fr) * | 1993-10-07 | 1995-12-01 | France Etat Armement | Procédé d'assemblage d'éléments en matériau composite et éléments assemblages entre eux. |
| DE4408476C2 (de) * | 1994-03-14 | 1996-04-11 | Daimler Benz Aerospace Airbus | Rumpfhaut für ein Flugzeug |
| NL1024077C2 (nl) * | 2003-08-08 | 2005-02-10 | Stork Fokker Aesp Bv | Werkwijze voor het vervaardigen van een laminaat met onderling versprongen lagen. |
| US7527222B2 (en) * | 2004-04-06 | 2009-05-05 | The Boeing Company | Composite barrel sections for aircraft fuselages and other structures, and methods and systems for manufacturing such barrel sections |
| US7325771B2 (en) | 2004-09-23 | 2008-02-05 | The Boeing Company | Splice joints for composite aircraft fuselages and other structures |
| US7802413B2 (en) | 2004-10-04 | 2010-09-28 | The Boeing Company | Apparatus and methods for reinforcing a structural panel |
| US7823832B2 (en) | 2004-10-04 | 2010-11-02 | The Boeing Company | Injection-molded window panel and related methods |
| US7530531B2 (en) | 2004-10-04 | 2009-05-12 | The Boeing Company | Apparatus and methods for installing an aircraft window panel |
| US7118069B2 (en) | 2004-12-02 | 2006-10-10 | The Boeing Company | Integrated window belt system for aircraft cabins |
| US7438263B2 (en) | 2005-09-09 | 2008-10-21 | The Boeing Company | Optimal aircraft window shape for noise control |
| DE102006025930B4 (de) * | 2006-06-02 | 2008-09-11 | Airbus Deutschland Gmbh | Rumpfstruktur und Verfahren zur Herstellung einer Rumpfstruktur |
| WO2008000286A1 (en) * | 2006-06-28 | 2008-01-03 | Airbus Deutschland Gmbh | Aircraft-fuselage assembly concept |
| FR2906008B1 (fr) * | 2006-09-15 | 2008-11-07 | Airbus France Sa | Eclisse de lisses et dispositif de jonction orbitale |
| US7861970B2 (en) * | 2006-11-02 | 2011-01-04 | The Boeing Company | Fuselage structure including an integrated fuselage stanchion |
| US7735779B2 (en) * | 2006-11-02 | 2010-06-15 | The Boeing Company | Optimized fuselage structure |
| WO2008102278A2 (en) * | 2007-02-23 | 2008-08-28 | Michael Yavilevich | Multi deck aircraft |
| DE102007046478B4 (de) * | 2007-05-23 | 2012-08-02 | Airbus Operations Gmbh | Blechlaminat, insbesondere für Rumpfhautbleche für Flugzeuge |
| US8752293B2 (en) * | 2007-12-07 | 2014-06-17 | The Boeing Company | Method of fabricating structures using composite modules and structures made thereby |
| FR2928343B1 (fr) * | 2008-03-10 | 2010-08-20 | Airbus France | Panneau du hublot et procede de fabrication d'un tel panneau aeronef comprenant un panneau de hublot |
| US8038099B2 (en) * | 2008-04-30 | 2011-10-18 | The Boeing Company | Bonded metal fuselage and method for making the same |
| US7967250B2 (en) * | 2008-05-12 | 2011-06-28 | EMBRAER—Empresa Brasileira de Aeronáutica | Hybrid aircraft fuselage structural components and methods of making same |
| FR2936495B1 (fr) * | 2008-09-30 | 2011-06-03 | Airbus France | Assemblage de panneaux pour fuselage d'aeronef. |
| DE102009009491A1 (de) * | 2009-02-18 | 2010-09-09 | Airbus Deutschland Gmbh | Verfahren zum Herstellen eines Schalenkörpers |
| DE102009013585B4 (de) * | 2009-03-17 | 2012-01-26 | Airbus Operations Gmbh | Rumpfzellenstruktur für ein Flugzeug in Hybridbauweise |
| US8601965B2 (en) * | 2009-11-23 | 2013-12-10 | Applied Nanostructured Solutions, Llc | CNT-tailored composite sea-based structures |
| US9873501B2 (en) * | 2010-02-05 | 2018-01-23 | Learjet Inc. | System and method for fabricating a composite material assembly |
| US8616500B2 (en) * | 2011-03-04 | 2013-12-31 | The Boeing Company | Diamond shaped window for composite and/or metallic airframe |
-
2012
- 2012-07-02 US US13/540,005 patent/US8939406B2/en active Active
-
2013
- 2013-04-30 AU AU2013205541A patent/AU2013205541B2/en active Active
- 2013-05-06 KR KR1020130050897A patent/KR102044558B1/ko active IP Right Grant
- 2013-05-09 CA CA2815528A patent/CA2815528C/en active Active
- 2013-06-25 ES ES13173489T patent/ES2908176T3/es active Active
- 2013-06-25 EP EP13173489.9A patent/EP2682340B1/en active Active
- 2013-06-26 JP JP2013134141A patent/JP6250312B2/ja active Active
- 2013-07-01 RU RU2013129951A patent/RU2628262C2/ru active
- 2013-07-02 CN CN201310273216.0A patent/CN103523200B/zh active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| AU2013205541B2 (en) | 2016-10-20 |
| JP6250312B2 (ja) | 2017-12-20 |
| EP2682340A3 (en) | 2018-01-03 |
| US20140001311A1 (en) | 2014-01-02 |
| RU2013129951A (ru) | 2015-01-10 |
| US8939406B2 (en) | 2015-01-27 |
| EP2682340A2 (en) | 2014-01-08 |
| RU2628262C2 (ru) | 2017-08-15 |
| AU2013205541A1 (en) | 2014-01-16 |
| CN103523200B (zh) | 2017-05-24 |
| KR102044558B1 (ko) | 2019-11-13 |
| CN103523200A (zh) | 2014-01-22 |
| CA2815528C (en) | 2020-07-07 |
| KR20140003999A (ko) | 2014-01-10 |
| JP2014012513A (ja) | 2014-01-23 |
| CA2815528A1 (en) | 2014-01-02 |
| EP2682340B1 (en) | 2021-12-08 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| ES2908176T3 (es) | Unión de secciones compuestas de fuselaje a lo largo de bandas de ventana | |
| ES2563174T3 (es) | Estructura tipo sándwich que tiene características de detención y método para fabricar la misma | |
| US8079549B2 (en) | Monolithic integrated structural panels especially useful for aircraft structures | |
| KR102067291B1 (ko) | 접착식 복합 에어포일 및 이의 제작 방법 | |
| ES2730732T3 (es) | Rellenos de radio compuesto y métodos de formación del mismo | |
| JP5130045B2 (ja) | 複合航空機胴体および他の構造物のための継手接合 | |
| JP6714363B2 (ja) | 構造を製造するための装置又は方法 | |
| ES2770020T3 (es) | Elemento de parcheo unido estructural con diseño adhesivo cónico | |
| US20150225061A1 (en) | Joints in fibre metal laminates | |
| ES2611462T3 (es) | Sistema de acoplamiento previsto para uso entre revestimiento y elementos estructurales de soporte del mismo | |
| ES2732306B2 (es) | Metodo de fabricacion de un cono de cola | |
| US11679859B2 (en) | Aircraft fuselage longitudinal splice for joining half barrel fuselage sections and other spliced fuselage sections |