ES2980217T3

ES2980217T3 - Un conjunto de ala

Info

Publication number: ES2980217T3
Application number: ES19198076T
Authority: ES
Inventors: Benjamin Bishop
Original assignee: Airbus Operations Ltd
Current assignee: Airbus Operations Ltd
Priority date: 2018-09-19
Filing date: 2019-09-18
Publication date: 2024-09-30
Anticipated expiration: 2039-09-18
Also published as: US11370525B2; EP3626605B1; CN110920859A; GB2577279A; GB201815274D0; US20200140059A1; EP3626605A1

Abstract

Se describe un conjunto de ala (2). El conjunto de ala (2) comprende una estructura principal (103) que comprende una primera cara de contacto (131) y un primer rebaje (123) dispuesto para recibir una parte de un perno de tensión (125); y un borde modular (101) que comprende una segunda cara de contacto (129) y un segundo rebaje (113) dispuesto para recibir una parte del perno de tensión (125). El borde modular (101) está montado de manera pivotante sobre la estructura principal (103) para girar entre una posición de instalación y una posición operativa en la que el borde modular (101) está alineado con la estructura principal (103) para formar al menos parte de un borde del conjunto de ala (2). El conjunto de ala (2) está dispuesto de tal manera que, cuando el borde modular (101) está en la posición operativa, la tensión en un perno de tensión (125) recibido en los huecos primero y segundo (123, 113) actúa para presionar las caras de contacto primera y segunda (131, 129) entre sí, formando así una unión de tensión que resiste el pivoteo del borde modular (101) con respecto a la estructura principal (103). (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Un conjunto de ala

Antecedentes de la invención

La presente invención se refiere a un conjunto de ala. Más particularmente, pero no exclusivamente, esta invención se refiere a un conjunto de ala que comprende un subconjunto modular de borde de ataque y/o de borde de segui miento (un borde modular), un borde modular adecuado para su uso en un conjunto de ala de este tipo, una caja de ala adecuada para su uso en un conjunto de ala de este tipo, una aeronave que incluye un conjunto de ala de este tipo, y un procedimiento de instalación de un borde modular.

En una construcción típica, un ala puede comprender una caja de ala que tiene largueros delanteros y traseros, cubiertas superior e inferior que se extienden entre los largueros y una o más nervaduras de ala que se extienden entre los largueros y las cubiertas. Las estructuras fijas del borde de ataque y de seguimiento, tales como la punta en D del borde de ataque, pueden fijarse a la caja de ala. Para obtener el rendimiento aerodinámico deseado, el ala debe ajustarse al máximo a su forma de diseño. Las formas de los distintos componentes están estrechamente con troladas dentro de tolerancias predeterminadas, pero aún así puede ser necesario utilizar cuñas y/o desbarbado y/u otras técnicas durante el montaje para compensar las desviaciones de aquellas tolerancias (conocidas como espa cios de tolerancia) que repercuten en la forma general del ala y, por tanto, en su rendimiento aerodinámico. Este proceso puede llevar mucho tiempo, lo que repercute en el ritmo de fabricación de las alas. Una vez que la aeronave está en uso, si se requiere acceder a un elemento interno del ala, puede ser necesario desmontar parcialmente el ala. Durante el nuevo montaje se debe tener cuidado de que el ala se ajuste a la forma de diseño una vez que se ha vuelto a montar, especialmente si se han utilizado cuñas. Esto puede aumentar el tiempo y/o el esfuerzo asociados al mantenimiento de tales alas.

El documento DE 102015 105298 describe una estructura de ala para objetos voladores, que comprende un borde de ataque del ala y una caja de ala en la que el borde de ataque del ala debe estar dispuesto en la caja de ala en particular de manera desmontable. Con este fin, el borde de ataque del ala está conectado a la caja del ala dentro de un segmento de unión y a las extensiones de las nervaduras de la caja de ala por medio de un elemento de fija ción cerca del segmento de punta, de modo que un segmento libre de fijación se extiende en la parte superior del borde de ataque del ala para compensar la deformación térmica durante el vuelo.

La presente invención pretende mitigar uno o más de los problemas que se han mencionado más arriba. Alternativa o adicionalmente, la presente invención pretende proporcionar una estructura mejorada para un conjunto de ala que facilite una fabricación y/o mantenimiento más eficientes.

Sumario de la invención

De acuerdo con un primer aspecto de la invención, se proporciona un conjunto de ala, comprendiendo el conjunto de ala : una estructura principal que comprende una primera cara de contacto y un primer rebaje dispuesto para recibir una porción de un perno de tensión; y que se caracteriza porque un borde modular comprende una segunda cara de contacto y un segundo rebaje dispuesto para recibir una porción del perno de tensión, estando montado el borde modular pivotantemente sobre la estructura principal para su rotación entre una posición de instalación, en la que la primera y segunda caras de contacto están separadas, y una posición operativa, en la que la primera y segunda caras de contacto son contiguas y el borde modular está alineado con la estructura principal para formar al menos parte de un borde de ataque o de seguimiento el conjunto de ala; y el borde modular está alineado con la estructura principal para formar al menos parte del borde de ataque o del borde de seguimiento del ala cuando el borde modu lar se encuentra en la posición operativa, y en la que el conjunto de ala está dispuesto de tal manera que, cuando el borde modular está en la posición operativa, la tensión en un perno de tensión recibido en los rebajes primero y segundo actúa para presionar la caras de contacto primera y segunda junta , formando de esta manera una junta de tensión que resiste el pivotamiento del borde modular con relación a la estructura principal, y el borde modular está montado pivotantemente en la estructura principal por medio de uno o más sujetadores, cada sujetador constriñe el borde modular con relación a la estructura principal en todos los grados de libertad excepto la rotación alrededor de un eje longitudinal del sujetador.

Por lo tanto, la rotación del borde modular con respecto a la estructura principal fuera de la posición operativa puede impedirse mediante una junta de tensión que comprende un perno de tensión recibido en los rebajes primero y se gundo y dispuesto para presionar una primera cara de contacto y una segunda cara de contacto juntas para resistir la rotación pivotante del borde modular. Una junta de tensión puede definirse como una junta en la que la separación de los componentes unidos es resistida por la tensión del perno, que es opuesta al cizallamiento.

El uso de un borde modular puede mejorar la eficiencia de fabricación al permitir que el borde modular se fabrique de forma estandarizada y separada del resto del conjunto de ala. La disposición de fijación anterior puede facilitar la adaptación a espacios de tolerancia en o entre la estructura principal y/o el borde modular, ya que la alineación entre la estructura principal y el borde modular puede ajustarse utilizando el punto de montaje y el perno de tensión.

El uso de un borde modular también puede permitir un montaje rápido y eficaz del ala al reducir el número de fijacio nes a la estructura principal. Adicional o alternativamente, el hecho de poder realizar la rotación del borde modular desde la posición operativa a la posición de instalación puede facilitar la inspección y el mantenimiento en servicio al facilitar el acceso al interior del conjunto de ala. El uso de una junta de tensión puede proporcionar una manera me cánicamente simple y fiable de mantener el borde modular en la posición operativa cuando se monta en la estructura principal.

El experto entenderá que el término modular se refiere al uso de unidades o subconjuntos independientes (es decir, módulos) para construir una estructura más compleja. De esta manera, un borde modular puede definirse como un subconjunto que comprende una estructura que define un borde, por ejemplo un borde de ataque o un borde de seguimiento de un ala. El borde modular puede comprender un subconjunto que proporcione una estructura que defina la forma aerodinámica de un borde, por ejemplo el borde de ataque o de seguimiento del ala. El borde modu lar puede comprender una o más, por ejemplo, una pluralidad de nervaduras (en lo sucesivo, nervaduras de borde). En el caso de que el borde modular sea un borde de ataque, una nervadura de borde puede ser una nervadura de punta en d. El borde modular puede incluir un forro exterior. El forro exterior puede estar soportado por nervadura(s) de borde. El forro exterior puede extenderse desde el lado superior del borde modular hasta el lado inferior del borde modular (se apreciará que superior e inferior se refieren a la orientación del borde modular en vuelo). El forro exterior puede ser un forro exterior curvado. El borde modular puede estar configurado para montarse en la estructura prin cipal en la Línea de Montaje Final (FAL). El borde modular puede incluir una o varias luces, arnés(es) eléctrico(s), líneas hidráulicos y/o equipos de deshielo.

La junta de tensión puede comprender un perno de tensión, un primer rebaje, un segundo rebaje, una primera cara de contacto y una segunda cara de contacto. La junta de tensión puede resistir el pivotamiento del borde modular en ambas direcciones (en el sentido de las agujas del reloj y en sentido contrario de las agujas del reloj) con respecto a la estructura principal.

El conjunto de ala puede formar al menos parte de un ala de una aeronave.

El borde modular está alineado con la estructura principal para formar al menos parte del borde de ataque o del borde de seguimiento del ala cuando el borde modular está en posición operativa. De esta manera, el borde modular puede ser un borde de ataque modular y/o un borde de seguimiento modular. Puede ser que el borde modular esté configurado para permanecer en la posición operativa cuando la aeronave está en vuelo. De esta manera, puede ocurrir que el borde modular no sea una aleta, una lámina u otro dispositivo de borde de ataque o borde de segui miento que se mueva durante las operaciones normales de la aeronave, por ejemplo durante el vuelo.

El primer rebaje puede estar formado, por ejemplo, extenderse desde, la primera cara de contacto. El segundo reba je puede estar formado, por ejemplo, extenderse desde la segunda cara de contacto. Alternativamente, el primer rebaje puede estar separado de la primera cara de contacto y/o el segundo rebaje puede estar separado de la se gunda cara de contacto. Una parte de una superficie interior de los rebajes primero y/o segundo puede comprender una rosca de tornillo configurada para engranar con la rosca de tornillo del perno de tensión. De esta manera, la superficie interior puede comprender una rosca macho y/o hembra. El perno de tensión puede tener una rosca ma cho (o hembra), mientras que el primer y segundo rebajes tienen una rosca hembra (o macho), de modo que, cuan do se utiliza, el perno de tensión forma un engranaje roscado con los rebajes primero y segundo. Los rebajes prime ro y/o segundo pueden tener un extremo cerrado. Por ejemplo, el rebaje primero y/o segundo puede ser un orificio cerrado (o ciego). El rebaje primero y/o segundo pueden estar abiertos en ambos extremos. Por ejemplo, el rebaje primero y/o segundo puede ser un orificio que se extiende a través de la profundidad de una estructura (un orificio pasante).

La estructura principal puede comprender al menos una nervadura de ala. La estructura principal puede comprender uno o más largueros de ala y/o uno o más tirantes de ala. La estructura principal puede comprender una o más cu biertas, por ejemplo una cubierta superior y/o una cubierta inferior. La al menos una nervadura de ala puede estar configurada para soportar una parte de la(s) cubierta(s) superior y/o inferior. La estructura principal puede compren der un caja de ala que comprenda uno o más de los siguientes elementos: nervadura(s) de ala, larguero(s) de ala, tirante(s) de ala, cubierta(s). La estructura principal puede ser una punta de ala configurada para ser montada en el extremo exterior de un ala. La estructura principal puede ser una parte del cuerpo principal de un ala.

La primera cara de contacto puede estar situada en la nervadura de ala. La primera cara de contacto puede com prender una superficie sustancialmente plana, por ejemplo una superficie sustancialmente plana formada sobre una porción de la nervadura de ala.

El primer rebaje puede estar formado en la nervadura de ala. El primer rebaje puede extenderse dentro del cuerpo de la nervadura de ala en una dirección perpendicular a una superficie de la nervadura de ala, por ejemplo perpendi cular a una primera cara de contacto situada en la nervadura de ala. El primer rebaje en el cuerpo de la nervadura de ala puede facilitar una disposición de junta de tensión mecánicamente simple y compacta.

Alternativamente, la estructura principal puede comprender una tuerca de tambor montada en la nervadura de ala. El primer rebaje puede estar formado en la tuerca de tambor. La tuerca de tambor puede comprender un cuerpo alar gado con un rebaje roscado (por ejemplo, el primer rebaje). La tuerca de tambor puede montarse en un orificio for mado en la nervadura de ala. Por ejemplo, substancialmente todo el cuerpo alargado puede ser recibido en el orifi cio. En ese caso, un rebaje de unión puede extenderse a través de una porción de la nervadura de ala a la tuerca de tambor de tal manera que una porción del perno de tensión puede pasar a través del rebaje de unión y ser recibido en el primer rebaje formado en la tuerca de tambor. El primer rebaje en una tuerca de tambor puede facilitar una disposición más compacta de la junta de tracción y/o permitir una mejor distribución de la carga dentro de la estruc tura principal.

La segunda cara de contacto puede estar situada en la nervadura de borde. La segunda cara de contacto puede comprender una superficie sustancialmente plana, por ejemplo una superficie sustancialmente plana formada en una porción de la nervadura de borde.

El segundo rebaje puede estar formado en la nervadura de borde. El segundo rebaje puede extenderse dentro del cuerpo de la nervadura de borde en una dirección perpendicular a una superficie de la nervadura de borde, por ejemplo perpendicular a una segunda cara de contacto situada en la nervadura de ala de borde. Proporcionar el segundo rebaje en el cuerpo de la nervadura de ala puede facilitar una disposición de junta de tensión mecánica mente simple y compacta.

El borde modular puede comprender una espiga. La espiga puede estar montada sobre una nervadura de borde. El segundo rebaje puede estar formado en la espiga. La espiga puede constar de un cuerpo alargado que tiene un rebaje roscado (por ejemplo, el segundo rebaje) que se extiende a través del mismo en una dirección sustancialmen te perpendicular al eje longitudinal del cuerpo. La espiga puede montarse en la nervadura de borde en un primer extremo de la espiga. La segunda cara de contacto puede estar situada en la espiga, por ejemplo en la superficie del cuerpo alargado. La segunda cara de contacto puede comprender una porción, por ejemplo una porción plana, de la circunferencia exterior del cuerpo alargado de la espiga.

La espiga puede montarse en el borde modular, por ejemplo en un borde-nervadura, para la rotación relativa con el borde modular o borde-nervadura. La espiga puede montarse para la rotación relativa al borde modular o bordenervadura alrededor de un eje sustancialmente paralelo al borde del conjunto de ala. La espiga puede montarse para realizar la rotación en un rango de ± 5 grados o menos, por ejemplo ± 3 grados o menos, por ejemplo ± 1 grado o menos. La provisión de una espiga con una pequeña libertad de movimiento rotacional puede permitir que la junta de tensión sea "autoalineable", es decir, la rotación de la espiga puede permitir el movimiento relativo de las caras de contacto para proporcionar una mejor alineación de las caras cuando están en una relación contigua. Por lo tanto, la libertad de movimiento rotacional puede permitir la adaptación de la desalineación entre el borde modular y la estructura principal y/o una mejor distribución de la carga a través de las caras de contacto correspondientes.

Puede ser que la primera cara de contacto y el primer rebaje estén formados en la nervadura de ala y que la segun da cara de contacto y el segundo rebaje estén formados en una espiga montada en la nervadura de borde. Alternati vamente, puede ser que la primera cara de contacto y el primer rebaje estén formados en una tuerca de tambor montada en la nervadura de ala y la segunda cara de contacto y el segundo rebaje estén formados en la nervadura de borde.

El borde modular puede estar montado pivotantemente en la estructura principal para realizar la rotación alrededor de un eje sustancialmente paralelo al borde del ala. El borde modular puede estar montado pivotantemente en la estructura principal para realizar la rotación alrededor de un eje sustancialmente paralelo al eje mayor de un larguero del ala (si está presente).

El borde modular se monta pivotantemente en la estructura principal por medio de uno o más sujetadores, por ejem plo uno o más pernos o pasadores de fijación. El sujetador puede comprender un cuerpo alargado. El sujetador puede comprender una cabeza situada en un extremo del cuerpo alargado. El conjunto de ala está dispuesto de tal manera que cada elemento de fijación, por ejemplo cada perno o pasador de sujeción, constriñe el borde de ataque con respecto a la estructura principal en todos los grados de libertad excepto en la rotación alrededor de un eje lon gitudinal del elemento de fijación. De este modo, el/los sujetador(es) puede(n) ser el/los elemento(s) principal(es) mediante el/los cual(es) se monta el borde modular en la estructura principal del ala. Se apreciará que esto está en contraste con el perno de tensión que está configurado solamente para resistir el pivotamiento del borde modular con relación a la estructura principal del ala. De esta manera, la junta de tracción de la que forma parte el perno puede dimensionarse en función de la carga de torsión que actúa para realizar la rotación del borde modular alrede dor del sujetador. Esto puede permitir que el perno de tensión y/o la junta de tensión sean más pequeños y, por lo tanto, que la invención pueda utilizarse, por ejemplo, en zonas más delgadas del ala. El conjunto de ala puede estar dispuesto de tal manera que el o cada sujetador permita la rotación del borde modular con relación a la estructura principal alrededor de un eje que se mantiene sustancialmente paralelo al borde del ala. Un perno de fijación puede comprender un cuerpo alargado, con una rosca de tornillo macho o hembra formada a lo largo de al menos una parte del cuerpo alargado. Un pasador de fijación puede comprender un cuerpo alargado, con un cojinete (por ejem plo, una superficie no roscada) que se extiende a lo largo de al menos una parte del cuerpo alargado.

E

l perno de tensión puede comprender una cabeza y un cuerpo alargado que se extiende desde la misma. Puede formarse una rosca de tomillo macho o hembra a lo largo de al menos una parte del cuerpo alargado. La junta de tensión puede estar configurada de tal manera que el segundo rebaje esté situado entre el primer rebaje y la cabeza cuando el perno se recibe en los rebajes primero y segundo .

El conjunto de ala puede estar configurado de tal manera que la cabeza del perno de tensión esté situada en el lado inferior del conjunto de ala cuando el borde modular esté en la posición operativa y el perno se reciba en los rebajes primero y segundo . De esta manera, el conjunto de ala puede estar configurado de tal manera que se pueda acce der al perno de tensión a través de un orificio en una cubierta inferior del conjunto de ala. Proporcionar un borde modular en el que el perno de tensión se accede a través de la parte inferior del ala puede reducir el impacto de la cabeza en el rendimiento aerodinámico del ala en comparación con la incorporación de una característica equivalen te en una cubierta superior del conjunto de ala.

Alternativamente, el conjunto de ala puede configurarse de tal manera que la cabeza del perno de tensión esté si tuada en el lado superior del ala cuando el borde modular está en la posición operativa y el perno se recibe en los rebajes primero y segundo. De esta forma, el conjunto de ala puede estar configurado de tal manera que se pueda acceder al perno de tensión a través de un orificio en una cubierta superior del conjunto de ala. Proporcionar un borde modular en el que el perno de tensión se accede a través de la parte superior del ala puede facilitar el uso de un borde modular en regiones delgadas del ala en las que el espacio es limitado.

Se puede decir que una primera y una segunda cara de contacto forman un par correspondiente de caras de contac to si las citadas caras de contacto están en una relación de contacto cuando el borde modular está en la posición operativa. Las caras de contacto primera y segunda de un par correspondiente pueden tener una forma complemen taria. Por ejemplo, la forma de las caras de contacto primera y segunda puede ser tal que cuando las citadas caras de contacto están en una relación de contacto, una o ambas de las caras de contacto están en contacto con la otra cara de contacto en la mayor parte de su superficie, por ejemplo, en la práctica totalidad de su superficie. Proporcio nar una primera y una segunda cara de contacto conformadas para ajustarse la una a la otra puede proporcionar una robustez mejorada al reducir las cargas puntuales en la junta de tensión. Puede ser que ambas primera cara de contacto y segunda cara de contacto sean planas.

Puede ser que en la posición operativa, el forro exterior del borde modular esté alineado con las cubiertas superior y/o inferior de la estructura principal. Puede ser que en la posición de instalación, el forro exterior del borde modular sea discontinuo de las cubiertas superior y/o inferior de la estructura principal. En la posición de instalación, el borde modular puede realizar la rotación con respecto a su posición operativa y con respecto a la estructura principal, de modo que se pueda acceder a una parte de la estructura principal que no es accesible cuando el borde está en la posición operativa.

La estructura principal puede comprender una pluralidad de nervaduras de ala, por ejemplo más de 4 nervaduras, por ejemplo más de 10 nervaduras, por ejemplo hasta 20 nervaduras. El borde modular puede estar montado pivotantemente en cada una de las nervaduras de ala. El conjunto de ala puede estar configurado de manera que se forme una junta de tensión entre el borde modular y cada nervadura de ala. De esta manera, el conjunto de ala pue de incluir una pluralidad de juntas de tensión, comprendiendo cada junta de tensión un primer rebaje y una primera cara de contacto que forman parte de la estructura principal, un segundo rebaje y una segunda cara de contacto que forman parte del borde modular y un perno de tensión, siendo recibido cada perno de tensión en un par correspon diente de rebajes primero y segundo . Puede ocurrir que un mismo conjunto de ala comprenda más de un tipo de disposición de juntas de tensión. Por ejemplo, el conjunto de ala puede comprender una primera junta de tensión que comprende una primera cara de contacto y un primer rebaje formado en una nervadura de ala y una segunda cara de contacto y un segundo rebaje formado en una espiga montada en una nervadura de borde, y una segunda junta de tensión que comprende una primera cara de contacto y un primer rebaje formado en una tuerca de tambor montada en una nervadura de ala y una segunda cara de contacto y un segundo rebaje están formados en la nerva dura de borde. La provisión de diferentes tipos de juntas de tensión en el mismo conjunto de ala puede permitir que el diseño de la junta de tensión varíe en respuesta a las limitaciones, por ejemplo, las limitaciones de espacio que se aplican en diferentes áreas del ala. La segunda junta de tensión puede estar situada fuera de la primera junta de tensión. El conjunto de ala puede comprender una o más juntas de tensión adicionales de cualquier tipo. El conjunto de ala puede comprender al menos tres juntas de tensión. La disposición de al menos tres juntas de tensión permite que el borde modular se doble con la estructura principal.

También se describe en la presente memoria descriptiva un borde modular adecuado para su uso como borde mo dular del primer aspecto. El borde modular puede proporcionarse , por ejemplo, junto con el perno de tensión del conjunto de ala del primer aspecto de la invención.

De acuerdo con un segundo aspecto de la invención se proporciona una aeronave que comprende un conjunto de ala de acuerdo con el primer aspecto. La aeronave puede ser una aeronave de pasajeros, por ejemplo una aeronave configurada para transportar más de 50 pasajeros, por ejemplo más de 100 pasajeros.

De acuerdo con un tercer aspecto de la invención se proporciona un procedimiento de montaje de un conjunto de ala. El conjunto de ala comprende: una estructura principal que comprende un primer rebaje y una primera cara de contacto, un borde modular configurado para formar parte del borde de ataque o de seguimiento del conjunto de ala, comprendiendo el borde modular un segundo rebaje y una segunda cara de contacto, y un perno de tensión. El procedimiento comprende las siguientes pasos:

montar pivotantemente el borde modular a la estructura principal en una posición de instalación, en la que las caras de contacto primera y segunda están separadas, utilizando uno o más elementos de fijación limi tando cada uno de ellos el borde modular con respecto a la estructura principal en todos los grados de li bertad excepto la rotación alrededor de un eje longitudinal del elemento de fijación; y a continuación hacer rotar el borde modular desde la posición de instalación a una posición operativa, en la que la primera cara de contacto y la segunda cara de contacto son contiguas; y a continuación

insertar el perno de tensión en los rebajes primero y segundo ; y a continuación

tensar el perno de tensión para presionar las caras de contacto primera y segunda una con la otra forman do de esta manera una junta de tensión que resiste la rotación del borde modular fuera de la posición ope rativa.

Después de que el perno haya sido tensado , el procedimiento puede comprender la operación de la aeronave, por ejemplo, el vuelo de la aeronave. Puede ser que durante tal operación de la aeronave, la caras de contacto primera y segunda permanezcan en relación de contacto. El procedimiento puede comprender no realizar la rotación el bor de modular fuera de la posición operativa mientras la aeronave está en vuelo.

El procedimiento puede comprender además un paso de realización de una acción de mantenimiento en el conjunto de ala. El paso de realizar una acción de mantenimiento puede llevarse a cabo con una frecuencia de menos de una vez al día, por ejemplo menos de una vez a la semana, por ejemplo menos de una vez al mes. El paso de realiza ción de una acción de mantenimiento puede comprender uno o varios de los pasos siguientes:

liberar el perno de tensión; y a continuación

retirar el perno de tensión de los rebajes primero y segundo ; y a continuación

realizar la rotación el borde modular desde la posición operativa a la posición de instalación; y a continua ción

realizar una acción de mantenimiento, por ejemplo una inspección, sustitución y/o servicio; y a continuación realizar la rotación del borde modular desde la posición de instalación hasta la posición operativa; y a conti nuación

reinsertar el perno de tensión en los rebajes primero y segundo ; y a continuación

volver a tensar el perno de tensión para presionar las caras de contacto primera y segunda juntas formando de esta manera una junta de tensión que resiste la rotación del borde modular separándose de la posición operativa.

De esta manera, los procedimientos de acuerdo con la presente invención pueden facilitar el mantenimiento eficiente del conjunto de ala proporcionando acceso al interior del conjunto de ala cuando el borde modular está en el proce dimiento de instalación, sin la necesidad de desmontar significativamente el conjunto de ala.

El paso de tensar (y/o retensar) el perno de tensión puede comprender apretar el perno hasta que se alcance un par de carga predeterminado. El paso de tensar (y/o retensar) el perno de tensión puede acercar las caras de contacto primera y segunda, y a continuación sujetar y/o presionar estas caras. De esta manera, el movimiento del borde modular con relación a la caja de ala puede ser impedido en una dirección por el contacto entre las caras de contac to primera y segunda .

El paso de rotar el borde modular a una posición operativa puede comprender rotar el borde modular a través de un ángulo de al menos 45 grados, por ejemplo más de 80 grados, por ejemplo 90 grados.

El paso de montar el borde modular a la estructura principal puede comprender conectar el borde modular a la es tructura principal usando uno o más pernos de fijación. El paso de rotar el borde modular a la posición operativa puede comprender la rotación del borde modular alrededor del perno o pernos de fijación.

También se divulga en la presente memoria descriptiva un conjunto de ala que forma al menos parte de un ala de una aeronave. El conjunto de ala comprende un cuerpo de ala que tiene una primera superficie y un borde modular que tiene una segunda superficie. El borde modular puede estar configurado para formar, al menos en parte, uno de los bordes de ataque del conjunto de ala y un borde de seguimiento del conjunto de ala. El borde modular puede sujetarse contra el cuerpo del ala mediante al menos una fijación liberable mantenida en tensión, haciendo que las superficies primera y segunda se mantengan juntas en relación de tope. El borde modular del conjunto de ala puede montarse en el cuerpo del ala para separarse del cuerpo del ala, cuando se suelta la fijación, hasta una posición en la que el borde modular permanece conectado al cuerpo del ala pero con las superficies primera y segunda que se mantienen en relación de separación.

Por supuesto, se apreciará que las características descritas en relación con un aspecto de la presente invención pueden incorporarse a otros aspectos de la presente invención. Por ejemplo, el procedimiento de la invención puede incorporar cualquiera de las características descritas con referencia al aparato de la invención y viceversa.

Descripción de los dibujos

Las realizaciones de la presente invención se describirán a continuación a modo de ejemplo únicamente con refe rencia a los dibujos esquemáticos adjuntos en los cuales:

la figura 1 muestra una vista frontal de una aeronave de acuerdo con una primera realización de la inven ción;

la figura 2 muestra una vista lateral de la aeronave de la figura 1;

la figura 3 muestra una vista en perspectiva de una porción de una punta de ala de acuerdo con la primera realización de la invención, cuando el borde de ataque modular está en posición operativa;

la figura 4 muestra una vista en perspectiva de una porción de la punta de ala de la figura 3, cuando el bor de de ataque modular está en posición de instalación;

la figura 5 muestra una vista en sección transversal de una porción de la punta de ala de la figura 3;

la figura 6 muestra un primer plano de la región etiquetada como B en la figura 5;

la figura 7 muestra una vista en perspectiva de una porción de la punta de ala de la primera realización; la figura 8 muestra una vista en despiece ordenado de la parte de la punta de ala mostrada en la figura 7; la figura 9 muestra una vista en sección transversal de una porción de una punta de ala de acuerdo con una segunda realización de la invención;

la figura 10 muestra una vista en perspectiva de la punta de ala de la figura 9 , con el borde de ataque mo dular en posición de instalación;

la figura 11 muestra una vista en perspectiva del extremo del ala de la figura 9, con el borde de ataque mo dular en posición operativa;

la figura 12 muestra un diagrama de flujo que ilustra los pasos de un procedimiento de acuerdo con una cuarta realización de la invención;

Descripción detallada

La figura 1 muestra una vista frontal de una aeronave 1 que tiene dos ala fijas 2, teniendo cada ala 2 una punta de ala 100 de acuerdo con una primera realización de la invención, situada en su extremo exterior. La figura 2 muestra una vista lateral de la aeronave 1 de la primera realización.

La figura 3 muestra una vista en primer plano de una porción de la punta 100 del ala de la primera realización. La punta 100 del ala comprende un caja de ala 103 que, en uso, está montado en un extremo al extremo exterior del cuerpo principal del ala 2. La caja de ala tiene una cubierta superior 121. Un borde de ataque modular 101 está montado en la caja de ala 103 y se extiende a lo largo del borde delantero de la caja de ala 103 (el borde inferior de la punta de ala 100 como se muestra en la figura 3) para formar el borde de ataque de la punta de ala 100. En la figura 3, el borde de ataque modular está alineado con la caja de ala 103 y la cubierta superior 121, de modo que forma el borde de ataque de la punta de ala 100. Por lo tanto, puede decirse que el borde de ataque modular se encuentra en la posición operativa de la figura 3.

La figura 4 muestra una vista en perspectiva de una porción de la punta de ala 100 de la primera realización con la cubierta superior 121 de la caja de ala 103 retirada. El borde de ataque modular 101 es rotado 90 grados hacia aba jo en relación con la caja de ala 103 y la posición del borde 101 en la figura 3. Por tanto, puede decirse que el borde de ataque modular se encuentra en la posición de instalación de la figura 4. La punta de ala 100 tiene cinco nervadu ras 119a-e. El borde de ataque modular está montado en cada nervadura 119a-e mediante un perno de fijación 115a-e, cada perno de fijación 115a-e conecta una nervadura 119a-e del caja de ala a una nervadura correspon diente 109a-e del borde de ataque modular 101. Cuando se encuentran en la posición de instalación de la figura 4, las nervaduras 109a-e del borde de ataque modular 101 están rotadas aproximadamente 90 grados con respecto a su posición en la posición operativa que se muestra en la figura 3. De esta manera, las nervaduras 109a-e del borde de ataque modular 101 son perpendiculares a las nervaduras 119a-e de la caja de ala 103 (en la posición de instala ción).

Las puntas de ala de acuerdo con la presente realización ejemplar pueden mejorar la eficiencia de fabricación de un ala de aeronave al permitir que la estructura del borde de ataque se proporcione como un subconjunto separado (el borde de ataque modular 101) que puede ensamblarse por adelantado y después montarse sobre el resto del ala. La provisión de un borde de ataque modular también puede facilitar un conjunto eficiente al permitir una reducción en el número de fijaciones entre el subconjunto (el borde de ataque) y el conjunto principal y/o reducir la necesidad de acomodar espacios de tolerancia que pueden llegar a ser significativos al conectar un gran número de componentes unos con los otros. La naturaleza rotativa del borde de ataque modular puede facilitar las inspecciones y el mante nimiento al proporcionar un mejor acceso al interior de la punta de ala 100 cuando el borde de ataque modular 101 está en la posición de instalación.

La figura 5 muestra una vista en sección transversal de una porción de la punta de ala 100 de la primera realización cuando el borde de ataque modular 101 está en posición operativa. El borde de ataque modular 101 se muestra en el lado izquierdo de la figura 5 y comprende una cubierta exterior curvada 107 soportada por una nervadura de bor de 109. Una espiga 111 (mostrada en sección transversal en la figura 5) está unida a la nervadura de borde 109. Un orificio roscado 113 se extiende a través de la espiga 111 en dirección perpendicular al eje longitudinal de la espiga 111. Un perno de fijación 115 conecta pivotantemente la nervadura de borde 109 a una porción extrema 117 de una nervadura de ala 119 que forma parte de la caja de ala 103. La nervadura de ala 119 soporta una cubierta superior 121 de la caja de ala 103. La porción final 117 de la nervadura de ala 119 tiene un rebaje roscado 123 formado en la misma. Un perno de tensión 125 tiene una cabeza 126 en el lado inferior de la espiga 111 y un cuerpo 128 que se extiende hacia arriba desde la cabeza 126, a través del orificio 113 en la espiga 111, y al interior del rebaje 123 de la caja para formar una junta de tensión 127.

La figura 6 muestra una vista en primer plano de la zona que incluye la junta de tensión 127 y que está etiquetada como "B" en la figura 5. Como se muestra en la figura 6, la sección transversal de la espiga 111 tiene la forma de un círculo truncado, con dos caras planas 129 situadas a ambos lados de la espiga 111, el orificio de la espiga 113 se extiende a través del centro de cada cara 129 y a través del centro de la espiga 111. Cada cara plana 129 se extien de sobre una porción de la superficie de la espiga 111 en un plano sustancialmente paralelo al eje longitudinal del orificio 113 que se extiende a través de la espiga 111. En la posición de funcionamiento de la figura 4, una cara plana 131 formada en una porción extrema 117 de la nervadura de ala 119 entra en contacto con una de las caras planas 129 de la espiga 111. Las dos caras 129, 131 están en una relación de tope, con contacto entre las dos caras 129, 131, en la mayor parte de la superficie de la cara plana 129.

En uso, cada perno de fijación 115 proporciona un montaje pivotante para el borde de ataque modular 101 en la caja de ala 103, permitiendo que el borde de ataque modular 101 rote entre una posición operativa (mostrada en las figuras 3 y 5), en la que el borde modular 101 forma el borde de ataque del ala 2, y una posición de instalación (mos trada en la figura 4), en la que el borde de ataque 101 rota aproximadamente 90 grados hacia abajo. Juntos, los pernos de fijación 115a-e limitan el movimiento del borde de ataque modular en todos los grados de libertad excepto el grado de libertad rotacional que permite la rotación del borde de ataque modular 101 entre las posiciones de insta lación y funcionamiento. En uso, cuando el borde de ataque modular está en la posición operativa, al tensar el perno 125 se presiona la cara de contacto 129 del lado de la espiga y la cara de contacto 131 del lado de la caja de tal manera que, entre ellas, el perno 125, la cara de contrato 129 y la cara de contacto 131 forman una junta de tensión 127 que resiste la rotación del borde de ataque sobre el perno de fijación 115 en ambas direcciones (en el sentido de las agujas del reloj y en el sentido contrario de las agujas del reloj, como se ve en las figuras 5 y 6). La carga de par sobre el borde de ataque 101 alrededor del perno de fijación 115 en el sentido de las agujas del reloj se produce por compresión de la cara de contacto de la espiga 129 y la cara de contacto de la caja 131. El par en el sentido contrario a las agujas del reloj reacciona por la tensión entre el perno de tensión 125 y el rebaje de la caja 123. La combinación de un perno de fijación y una junta de tensión de acuerdo con la primera realización permite que el borde de ataque modular 101 se utilice en un ala que tenga un borde de ataque o de seguimiento curvado (en lugar de recto). De esta manera, las disposiciones de acuerdo con la presente realización ejemplar pueden facilitar el uso de un borde de ataque modular con una amplia variedad de tipos de ala. Además, las disposiciones de acuerdo con la presente realización pueden permitir el montaje y la fijación del borde de ataque modular en relación con el resto del ala de una manera eficiente en términos de espacio y mecánicamente sencilla. Además, el perno de tensión 125 de la primera realización está orientado de tal manera que puede ser accesible a través de una abertura en una cubierta inferior de la punta de ala 100 (no mostrada). La colocación de la abertura en la parte inferior de la punta de ala 100 tiene un efecto más reducido sobre la aerodinámica de la punta de ala que una abertura equivalente en la parte superior de la punta de ala 100, por lo tanto, las puntas de ala de acuerdo con la presente realización pueden permitir la provisión de un borde de ataque modular al tiempo que reduce el impacto sobre el rendimiento aerodiná mico del ala.

En uso, la espiga 111 está montada para permitir una pequeña cantidad de rotación, alrededor del eje longitudinal de la espiga 111, con relación a la nervadura de borde 109. Esto puede permitir que la espiga 111 rote a medida que el perno de tensión 125 se inserta y se tensa para que las caras de contacto 129, 131 entren en un buen contacto, acomodando de esta manera pequeñas desalineaciones entre la nervadura de ala 119 y la nervadura de borde 109. Por lo tanto, las disposiciones de acuerdo con las presentes realizaciones ejemplares pueden facilitar un montaje más rápido del conjunto de ala, acomodando automáticamente pequeñas desalineaciones.

La figura 7 muestra una vista en perspectiva de una porción del ala de la primera realización, estando montada la junta de tensión 127.

La figura 8 muestra una vista en despiece ordenado de la junta de tensión 127 de la figura 6.

La figura 9 muestra una punta de ala 200 de acuerdo con una segunda realización de ejemplo de la invención cuan do el borde de ataque modular 201 está en la posición operativa. Sólo aquellos aspectos de la presente realización que difieren con respecto a la primera realización serán explicados aquí. Los números de referencia similares deno tan elementos similares. El borde de ataque 201 de la segunda realización se muestra en el lado derecho de la caja de ala 203 en la figura 9 En contraste con la primera realización, en la que el perno de tensión 125 se recibe en un rebaje 113 formado en una espiga 111 montada en la nervadura de borde 109, en la segunda realización ejemplar de la invención el perno de tensión 225 se recibe en un rebaje roscado 223 formado en una tuerca de tambor 235. La tuerca del tambor 235 está montada en un orificio 237 (mostrado en la figura 10) en la nervadura de la caja de ala 219. Un rebaje de unión 222 se extiende desde una superficie plana 229 en el lado superior de la nervadura de la caja de ala 219 y es coaxial con el rebaje 223 de la tuerca del tambor 235. La cabeza 226 del perno de tensión 225 está situada en el lado superior de la punta de ala 200, el cuerpo del perno de tensión 225 se extiende hacia abajo a través de un rebaje 213 formado en la nervadura de borde de ataque 209 a través del rebaje 222 y dentro del rebaje roscado 223 formado en la tuerca de tambor 235. La superficie plana 229 hace tope con la superficie plana 231 en la superficie superior de la nervadura de borde anterior 209. En la segunda realización, el perno de tensión 225 está orientado de manera que pueda ser accesible a través de una abertura (no mostrada) en la cubierta superior 221 de la punta de ala 200. Como se ha indicado más arriba, la colocación de la abertura en la parte superior de la punta de ala 200 puede tener un mayor efecto en la aerodinámica de la punta de ala que una abertura equivalente en la parte inferior de la punta de ala. Sin embargo, cuando el espacio es limitado, por ejemplo hacia el extremo exterior de un ala, el uso de una tuerca de tambor en lugar de una espiga puede permitir que se proporcione una junta de tensión de una manera más eficiente del espacio. Los conjuntos de acuerdo con la presente realización de esta manera pueden facilitar el uso de un borde de ataque modular en regiones en las que el ala tiene un grosor reducido.

La figura 10 muestra una vista en perspectiva de la punta de ala 200 de la segunda realización de ejemplo, cuando el borde de ataque 201 está en la posición de instalación. En la posición de instalación, el borde de ataque 201 apunta hacia abajo, de manera que la cubierta exterior 207 del borde de ataque 201 se orienta aproximadamente 90° desalineado con respecto a la dirección de desplazamiento en vuelo de la punta de ala. En la figura 11, el borde de ataque 201 se encuentra en la posición operativa

La figura 11 muestra una vista en perspectiva en despiece ordenado de la punta de ala 200 en posición operativa. En la posición operativa, la cubierta exterior curva 207 del borde de ataque 201 está alineada con la cubierta supe rior 221 de la caja de ala 203, de tal forma que la cubierta exterior 207 del borde de ataque 201 está orientada hacia el flujo de aire incidente cuando está en vuelo. La tuerca 235 se muestra alineada con el orificio 237. El perno de tensión 225 se muestra alineado con el rebaje del borde 213 y el rebaje de la caja 223. En uso, para bloquear el borde de ataque en la posición operativa, la tuerca de tambor 235 se inserta en el orificio 237, y a continuación el perno de tensión 225 se inserta a través del rebaje de borde 213 y el rebaje de caja 223 (oculto a la vista en la figura 11) y se recibe en tensión en el rebaje roscado 223 de la tuerca de tambor 235.

En una tercera realización de ejemplo, no mostrada, una punta de ala única incluye conexiones entre el borde de ataque modular y la caja de ala de acuerdo con las realizaciones primera y segunda . En la tercera realización, la conexión entre el borde de ataque modular y la caja de ala en la nervadura de ala más externa es una disposición de tuerca de tambor de acuerdo con la segunda realización, mientras que las otras conexiones entre el borde de ataque modular y la caja de ala utilizan una espiga de acuerdo con la primera realización de ejemplo.

La figura 12 muestra un diagrama de flujo que ilustra los pasos de un procedimiento 450 para montar un conjunto de ala de acuerdo con cualquier realización anterior de la invención. El borde modular se fija en primer lugar 451 a la estructura principal en una posición de instalación, utilizando un perno de fijación. A continuación, el borde modular 452 es rotado 90 grados, alrededor del perno de fijación, hasta una posición operativa, en la que el borde de ataque modular forma el borde de ataque del ala y una porción del borde modular se coloca en una relación de tope con una porción correspondiente de la caja de ala. A continuación, se inserta un perno de tensión 453 en un rebaje ros cado tanto en el borde de ataque modular como en la caja de ala para formar una junta de tensión. A continuación, se aprieta el perno de tensión 454 hasta alcanzar un valor de par predeterminado. Al apretar el perno de tensión 454, se juntan las porciones de contacto de la caja de ala y el borde de ataque modular. Una vez apretado, se impi de la rotación del borde de ataque modular fuera de la posición operativa en una dirección entre las porciones de apoyo del borde de ataque modular y la caja de ala, y en la otra dirección por el acoplamiento entre el perno y uno de los rebajes roscados. Los procedimientos de acuerdo con la presente realización ejemplar de la figura 12 pueden proporcionar una forma simple y eficiente de montar con precisión un conjunto de ala y/o impedir el movimiento de un borde conductor modular con relación al resto del conjunto de ala.

Aunque la presente invención se ha descrito e ilustrado con referencia a realizaciones particulares, los expertos en la técnica apreciarán que la invención se presta a muchas variaciones diferentes no ilustradas específicamente en la presente memoria descriptiva. A continuación se describirán, sólo a título de ejemplo, algunas variantes posibles. Las realizaciones anteriores se han descrito con referencia a un borde de ataque modular, pero se apreciará que la disposición de montaje y fijación que se ha descrito más arriba también puede utilizarse con un borde de seguimien to modular. Las disposiciones descritas anteriormente se han descrito con referencia a una punta de ala, pero tam bién pueden utilizarse para proporcionar conjuntos de borde modulares en otras zonas de las alas, los planos de cola u otros cuerpos aerodinámicos de la aeronave.

Las realizaciones anteriores se han descrito con referencia a un borde de ataque modular que rota hacia abajo des de la posición operativa a la posición de instalación, pero se apreciará que el borde modular puede realizar la rota ción hacia arriba cuando se mueve desde la posición operativa a la posición de instalación. La posición de instala ción puede estar en un ángulo distinto de aproximadamente 90° con respecto a la posición operativa.

Debe hacerse referencia a las reivindicaciones para determinar el alcance de la invención. También apreciará el lector que los elementos o características de la invención que se describen como preferibles, ventajosos, convenien tes o similares son opcionales y no limitan el alcance de las reivindicaciones independientes. Por otra parte, debe entenderse que tales números o características opcionales, aunque son de posible beneficio en algunas realizacio nes de la invención, puede no ser deseable, y por lo tanto puede estar ausente, en otras realizaciones.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un conjunto de ala (2), comprendiendo el conjunto de ala(2 ) :

una estructura principal (103) que comprende una primera cara de contacto (131) y un primer rebaje (123) dispuesto para recibir una parte de un perno de tensión (125); y en la que

un borde modular (101) que comprende una segunda cara de contacto (129) y un segundo rebaje (113) dispuesto para recibir una porción del perno de tensión (125), estando el borde modular (101) montado pivotantemente en la estructura principal (103) para realizar la rotación entre una posición de instalación, en la que las caras de contacto primera y segunda (131, 129) están separadas, y una posición operativa, en la que las caras de contacto primera y segunda (131, 129) están en contacto y el borde modular (101) está alineado con la estructura principal (103) para formar al menos parte de un borde del conjunto de ala (2); y el borde modular está alineado con la estructura principal para formar al menos parte de un borde de ata que o de seguimiento del ala cuando el borde modular está en la posición operativa y en el que:

el conjunto de ala (2) está dispuesto de tal manera que, cuando el borde modular (101) está en la posición operativa, la tensión en un perno de tensión (125) recibido en los rebajes primero y segundo (123, 113) ac túa para presionar las caras de contacto primera y segunda (131, 129) una con la otra, formando de esta manera una junta de tensión que resiste el pivotamiento del borde modular (101) con respecto a la estructu ra principal (103),

que se caracteriza por queel borde modular (101) está montado pivotantemente en la estructura principal (103) por medio de uno o más elementos de fijación (115), cada elemento de fijación (115) constriñe el bor de modular (101) con respecto a la estructura principal (103) en todos los grados de libertad excepto la ro tación alrededor de un eje longitudinal del elemento de fijación (115).

2. Un conjunto de ala de acuerdo con cualquier reivindicación anterior, en el que la estructura principal comprende al menos una nervadura de ala, y la primera cara de contacto está situada en la nervadura de ala.

3. Un conjunto de ala de acuerdo con la reivindicación 2, en el que el primer rebaje está formado en la nervadura de ala.

4. Un conjunto de ala de acuerdo con la reivindicación 2, en el que la estructura principal comprende un tuerca de tambor montada sobre al menos una costilla de ala, estando formado el primer rebaje en la tuerca de tambor.

5. Un conjunto de ala de acuerdo con cualquier reivindicación anterior en el que el borde modular comprende al menos una nervadura de borde y el segundo rebaje está formado en, y la segunda cara de contacto está situa da sobre, la nervadura de borde.

6. Un conjunto de ala de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que el borde modular com prende al menos una nervadura de borde y la segunda cara de contacto está situado sobre, y el segundo reba je está formado en, la espiga, por ejemplo en el que la espiga está formada en la nervadura de borde para la ro tación relativa de la nervadura 6.

7. Un conjunto de ala de acuerdo con cualquier reivindicación anterior, en el que la estructura principal comprende una pluralidad de nervaduras de ala, y está configurada de tal manera que, en uso, se forma una junta de ten sión entre el borde modular y cada nervadura de ala, comprendiendo cada junta de tensión un primer rebaje y una primera cara de contacto que forman parte de la estructura principal, un segundo rebaje y una segunda ca ra de contacto que forman parte del borde modular y un perno de tensión, cada perno de tensión es recibido en un par correspondiente de rebajes primero y segundo .

8. Una aeronave que comprende el conjunto de ala de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7.

9. Un procedimiento de montaje de un conjunto de ala (2), comprendiendo el conjunto de ala (2) :

una estructura principal (103) que comprende un primer rebaje (123) y una primera cara de contacto (131), un borde modular (101) configurado para formar parte del borde de ataque o de seguimiento del conjunto de ala (2), comprendiendo el borde modular (101) un segundo rebaje (113) y una segunda cara de contacto (129), y

un tornillo de tensión (125),

el procedimiento comprende los pasos de:

montar pivotantemente el borde modular (101) a la estructura principal (103) en una posición de instalación, en la que las caras de contacto primera y segunda (131, 129) están separadas, utilizando uno o más suje tadores (115) que constriñen, cada uno, el borde modular (101) con respecto a la estructura principal (103) en todos los grados de libertad excepto la rotación alrededor de un eje longitudinal del sujetador (115); y a continuación

realizar la rotación del borde modular (101) desde la posición de instalación a una posición operativa, en la que la primera cara de contacto (131) y la segunda cara de contacto (129) están en contacto; y a continua ción

insertar el perno de tensión en los rebajes primer y segundo (123, 113); y a continuación tensar el perno para presionar las caras de contacto primera y segunda (131, 129) una contra la otra, for mando de esta manera una junta de tensión que resiste la rotación del borde modular (101) fuera de la po sición operativa.

10. Un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 9. en el que el paso de realizar la rotación del borde modular a una posición operativa comprende realizar la rotación del borde modular a través de un ángulo de al menos 45 grados.

11. Un procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 9 y 10, en el que el paso de tensar el perno comprende apretar el perno hasta alcanzar un par de carga predeterminado.