IT202100010319A1 - Gruppo per il montaggio di un pylon sub-alare ad una centina di una semiala di aeromobile - Google Patents
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Description
DESCRIZIONE dell?invenzione dal titolo:
?Gruppo per il montaggio di un pylon sub-alare ad una centina di una semiala di aeromobile?
DESCRIZIONE
Settore tecnico
La presente invenzione si colloca nel settore delle costruzioni aeronautiche e riguarda un gruppo per il montaggio in modo rimovibile di un pylon subalare ad una centina di una semiala di un aeromobile. Stato della tecnica
In ambito aeronautico, con il termine ?pylon sub-alare? (o pilone alare) si indica un elemento strutturale rigido e carenato che si monta mediante accoppiamenti filettati alla parte inferiore di una semiala e che serve a sostenere un carico sub-alare come gondole dei motori, serbatoi alari o armamenti. Il tipo di carico dipende dalla missione di volo che il velivolo deve eseguire e, per essere montato, richiede un pylon sub-alare dedicato. Quando si cambia la missione di volo, si sostituisce il carico sub-alare e pertanto occorre anche il rimuovere il pylon sub-alare.
? avvertito un problema prodotto dallo smontaggio dei pylon sub-alare, che ? causa, in numerosi casi, di danneggiamento alla struttura primaria della semiala. Il danno non consente il rimontaggio del pylon, se non a seguito di una profonda riparazione; ci? pu? comportare il problema che, in caso di un ripetuto danneggiamento di una parte gi? riparata, sar? probabilmente compromessa la possibilit? di rieseguire una ulteriore riparazione, con il rischio di avere compromesso il sistema di sostegno del pylon per sempre.
Per una migliore comprensione dello stato della tecnica e dei problemi ad essa inerenti, si far? riferimento alle figure 1 e 2 dei disegni allegati. Una centina 10 interna dell?ala di un aeromobile presenta inferiormente una sede conica 18 atta a ricevere e trattenere un gruppo per il montaggio amovibile del pylon sub-alare 11. Il gruppo di montaggio comprende un corpo prismatico 12 con un foro centrale 21 attraverso il quale viene fatto passare un perno filettato 13, noto anche con l?espressione anglosassone ?yaw spigot?, un elemento di ritegno filettato 14 avente una superficie esterna conica 15, una boccola conica 16 ed un dado 17 sommitale. Nella condizione montata, la boccola conica ? forzatamente bloccata per interferenza radiale tra la sede inferiore 18 della centina e la superficie conica 15 dell?elemento di ritegno filettato 14. Il dado sommitale 17 ? avvitato su una superficie esterna filettata dell?elemento di ritegno filettato 14; questo presenta un foro interno filettato 19 nel quale viene avvitato il perno filettato 13 e una chiave formata nella sua base flangiata per consentire l?avvitamento. Il perno filettato 13 presenta una testa inferiore 20 alla quale si applicano le coppie di serraggio e di svitamento. Il corpo prismatico 12 ? accolto in una sede prismatica 22 passante di forma corrispondente, formata attraverso il corpo del pylon 11. Il perno filettato 13 ? accoppiato all?elemento di ritegno 14 con una coppia di serraggio prescritta per garantire l?anti-svitamento accidentale dalla semiala.
Per smontare il pylon occorre applicare al perno filettato 13 una coppia di svitamento in alcuni casi maggiore di quella della specifica tecnica di installazione. Coppie di svitamento eccessive possono comportare anche una indesiderata rotazione del dado sommitale e della boccola conica 16 unitamente all?elemento di ritegno filettato 14, con conseguente danneggiamento per incisione della sede 18 ricavata nella centina; quest?ultima, infatti, ? realizzata in un materiale metallico (alluminio o lega d?alluminio) pi? deformabile rispetto all?acciaio di cui sono fatti il dado, la boccola conica e l?elemento di ritegno filettato. Danni di questo genere ad una parte strutturale dell?ala richiedono una profonda riparazione per il ripristino delle propriet? meccaniche perdute.
Sintesi dell?invenzione
La presente invenzione si prefigge quindi lo scopo di ovviare all?inconveniente sopra descritto. L?invenzione propone di realizzare una configurazione anti-rotazione per lo smontaggio di un pylon sub-alare, affrontando in via principale il problema di evitare il danneggiamento della struttura della semiala nella fase di smontaggio del pylon.
Il suddetto e altri scopi e vantaggi sono raggiunti secondo la presente invenzione da gruppo di montaggio avente le caratteristiche enunciate nell'annessa rivendicazione indipendente 1. Forme di attuazione vantaggiose sono specificate nelle rivendicazioni dipendenti, il cui contenuto ? da intendersi come parte integrante della descrizione che segue.
In sintesi, il gruppo per il montaggio di un pylon sub-alare ad una centina della semiala comprende un dispositivo anti-rotazione che trasferisce le sollecitazioni di torsione, che si possono verificare in fase di smontaggio del pylon sub-alare, al pylon stesso e non alla struttura della semiala. Breve descrizione dei disegni
Verranno ora descritte le caratteristiche di alcune forme di realizzazione preferite di una configurazione anti-rotazione secondo l'invenzione. Si fa riferimento ai disegni allegati, in cui:
la figura 1 ? una vista prospettica parziale di un pylon sub-alare;
la figura 2 ? una vista prospettica in esploso degli elementi per il montaggio di un pylon subalare ad una centina, secondo la tecnica nota;
la figura 3 ? una vista prospettica in esploso degli elementi di un gruppo per il montaggio di un pylon sub-alare ad una centina, secondo una forma di realizzazione della presente invenzione;
la figura 4 ? una vista prospettica in esploso dei componenti di un dispositivo anti-rotazione facente parte del gruppo della figura 3;
la figura 5 ? una vista in pianta dall?alto di un pylon sub-alare con parte del dispositivo antirotazione in una fase intermedia prima del montaggio ad una centina di una semiala;
la figura 6 ? una vista prospettica esplosa del pylon sub-alare, dei componenti del dispositivo anti-rotazione e della centina di una semiala;
la figura 7 ? una vista in sezione verticale parziale del pylon sub-alare montato alla centina di una semiala;
la figura 8 ? una vista prospettica in parziale spaccato del dispositivo anti-rotazione montato ad una semiala; e
la figura 9 ? una vista prospettica esplosa, in scala ingrandita, di alcuni degli elementi del gruppo di montaggio della figura 3.
Descrizione dettagliata
Facendo riferimento alla figura 3, ? illustrato un gruppo per montare in modo rimovibile un pylon sub-alare del tipo illustrato nella figura 1 ad una centina di una semiala come indicato con 10 nella figura 2.
Le caratteristiche strutturali del pylon 11 e della centina 10 sono note nella tecnica e non necessitano di essere qui descritte in dettaglio. Baster? qui ricordare che la centina 10 presenta una superficie inferiore sulla quale si aprono una pluralit? di cavit? 18 aventi ciascuna una rispettiva superficie conica 25 rastremata verso l?alto e che il pylon presenta una pluralit? di sedi sostanzialmente prismatiche 22 in forma di aperture passanti verticali.
Secondo una forma di realizzazione, un gruppo per il montaggio in modo rimovibile del pylon alla centina comprende: un corpo prismatico 12, un perno filettato 13 verticale, un elemento di ritegno filettato 14, una boccola conica 16, un dado sommitale 17, e un dispositivo anti-rotazione comprensivo di un primo elemento anulare anti-rotazione 31, inferiore, e di un secondo elemento anulare anti-rotazione 32, superiore.
In questo contesto, termini ed espressioni indicanti posizioni ed orientamenti quali ?verticale? ?assiale?, ?longitudinale?, ?radiale? e ?tangenziale? si intendono riferiti alla direzione verticale indicata dall?asse A lungo la quale si estende il perno filettato 13.
Il corpo prismatico 12, di per s? noto, presenta una forma in sezione orizzontale complessivamente quadrata o rettangolare con vertici smussati, con quattro facce laterali verticali 12a unite a due a due da facce smussate intermedie 12b formanti ciascuna un angolo ottuso con entrambe le facce laterali 12a ad esse contigue. Nella condizione montata, il corpo prismatico 12 ? accolto con leggero gioco in una delle sedi prismatiche 22 ricavate nel pylon ed ? collegabile al corpo del pylon. Tipicamente, il corpo prismatico 12 pu? presentare fori orizzontali 12c per il collegamento al corpo del pylon mediante bulloni 12d.
Il corpo prismatico 12 presenta una superfice sommitale 12f ed un foro centrale 12e attraverso il quale viene fatto passare un tradizionale perno filettato 13, noto anche con l?espressione anglosassone ?yaw spigot?.
L?elemento di ritegno filettato 14 ha una superficie conica esterna 15 rastremata verso l?alto, una superficie cilindrica esterna sommitale filettata 14a, una cavit? cilindrica interna filettata 14b e una flangia inferiore 14c con una pluralit? di recessi 14d (figura 9) circonferenzialmente distanziati. La cavit? cilindrica interna filettata 14b serve a ricevere il perno filettato 13, mentre sulla superficie cilindrica esterna filettata 14a si avvita il dado sommitale 17. I recessi 14d sono preferibilmente realizzati come recessi periferici allungati in direzioni tangenziali ed equidistanziati l?uno dall?altro. Secondo una forma di realizzazione preferenziale, i recessi 14d sono aperti in direzioni radialmente esterne lungo la periferia della flangia 14c.
La boccola conica 16 ? calzata sulla superfice conica esterna 15 dell?elemento di ritegno filettato e pu? presentare un incavo 16a nel quale si pu? impegnare una sporgenza di ritegno 17a del dado 17 per trattenere rotazionalmente la boccola, nella condizione montata, rispetto all?elemento di ritegno 14.
I due elementi anulari anti-rotazione inferiore 31 e superiore 32 servono a trasferire dall?elemento di ritegno 14 al pylon 11, sollecitazioni e tensioni derivanti dall?applicazione di coppie di svitamento, come spiegato pi? avanti.
Il primo elemento anulare anti-rotazione, indicato con 31, ? atto a cooperare con il corpo prismatico 12 e con il secondo elemento anulare antirotazione 32. Il primo elemento anulare anti-rotazione 31 presenta un foro circolare centrale 33 ed una pluralit? di linguette di fissaggio 34 periferiche. Le linguette di fissaggio 34 sono orientate in piani sostanzialmente verticali e sono angolarmente distanziate e bloccate in modo inamovibile sull?elemento prismatico 12; in particolare, le linguette di fissaggio 34 afferrano e stringono l?elemento prismatico 12 agendo contro diverse facce laterali verticali smussate 12b di questo. Il primo elemento anulare anti-rotazione 31 ha una superficie superiore 37 che presenta una prima pluralit? di porzioni di impegno 35 rivolte verso l?alto e distribuite attorno al primo elemento anulare antirotazione secondo un primo passo dato. Preferibilmente le porzioni di impegno 35 sono in forma di incavi 35 aperti verso l?alto e distribuiti attorno al foro circolare 33.
Nella forma di realizzazione illustrata nella figura 4, la superficie superiore 37 del primo elemento anulare anti-rotazione 31 ? presentata da una porzione a piastra avente una forma parzialmente emisferica, corrispondente alla superficie sommitale 12f del corpo prismatico 12.
Il secondo elemento anulare anti-rotazione 32, ? atto a cooperare con il primo elemento anulare anti-rotazione 31 e con l?elemento di ritegno 14. Il secondo elemento anulare anti-rotazione 32 presenta un foro centrale 36, una corona superiore di denti di bloccaggio superiori 37 disposti attorno al foro 36 e una seconda pluralit? di porzioni di impegno 38 rivolte verso il basso, in questo esempio in forma di una corona inferiore di denti di bloccaggio inferiori 38 disposti attorno al foro 36. I denti di bloccaggio inferiori 38 sono configurati per impegnarsi con gli incavi 35 sul primo elemento anulare anti-rotazione 31 per rendere i due elementi anulari rotazionalmente solidali.
I denti di bloccaggio superiori 37 hanno un passo e dimensioni corrispondenti al passo e alle dimensioni dei recessi 14d della flangia dell?elemento di ritegno 14, cos? da impegnarsi in rispettivi recessi 14d per impedire rotazioni relative tra il secondo elemento anulare anti-rotazione 32 e l?elemento di ritegno 14. Per facilitare l?inserimento nei recessi 14d, preferibilmente i denti di bloccaggio superiori sono a forma di denti di sega con superfici inclinate.
I denti di bloccaggio inferiori 38 del secondo elemento anulare anti-rotazione 32 hanno un passo e dimensioni corrispondenti al passo e alle dimensioni degli incavi 35 presentati dal primo elemento anulare anti-rotazione 31.
Il passo dei denti di bloccaggio inferiori 38 del secondo elemento anulare anti-rotazione 32 e degli incavi 35 del primo elemento anulare anti-rotazione 31 ? vantaggiosamente minore del passo dei denti di bloccaggio superiori 37 del secondo elemento anulare anti-rotazione e dei recessi 14d della flangia dell?elemento di impegno 14 affinch? si possa regolare in modo fine e preciso la posizione angolare reciproca tra il primo e il secondo elemento anulare anti-rotazione.
Preferibilmente, per facilitare il montaggio, i denti di bloccaggio inferiori 38 del secondo elemento anulare anti-rotazione 32 hanno superfici inferiori 39 inclinate in una stessa direzione circonferenziale.
Secondo una forma di realizzazione particolarmente vantaggiosa, le superfici inferiori inclinate 39 dei denti di bloccaggio inferiori 38 del secondo elementi anulare anti-rotazione 32 sono inclinate in direzioni parallele alle direzioni di inclinazione dei denti di bloccaggio superiori 37, a forma di denti di sega, situati in posizioni circonferenziali corrispondenti.
Per il montaggio del pylon sub-alare alla centina, il primo elemento anulare anti-rotazione viene fissato al corpo prismatico 12. Le linguette di fissaggio 34 vengono serrate contro rispettive facce laterali del corpo prismatico 12, preferibilmente contro le facce smussate intermedie 12b.
Il corpo prismatico con gli elementi anulari anti-rotazione viene inserito nella sede prismatica 22 del pylon (figura 5).
Si calza la boccola conica 16 sulla superficie conica 15 dell?elemento di ritegno 14, e si inserisce l?elemento di ritegno 14 nella cavit? 18, portando la boccola conica 16 contro la superficie conica 25 della cavit? 18.
Si avvita il dado 17 sulla superficie cilindrica esterna filettata 14a dell?elemento di ritegno 14. Quindi si solleva il pylon portandolo contro la superficie inferiore della centina; si accoppia il secondo elemento anulare anti-rotazione 32 all?elemento di ritegno 14, inserendo ed ingaggiando i denti di bloccaggio superiori 37 nei recessi 14d formati nella flangia 14c. In questa fase si pu? regolare la posizione angolare relativa tra il primo e il secondo elemento anulare anti-rotazione. Successivamente si avvita il perno filettato 13 nella cavit? cilindrica interna filettata 14b dell?elemento di ritegno 14e con una coppia di serraggio prescritta, serrando a pacchetto l?elemento di ritegno 14 e la boccola conica 16 contro la superficie conica della centina.
In fase di smontaggio, si applica una copia di svitamento al perno 13 per svitarlo dall?elemento di ritegno 14. Le reazioni di torsione dell?elemento di ritegno 14 vengono trasferite tramite gli elementi anti-rotazione 31 e 32 al corpo prismatico 12 e da questo alle pareti interne della sede prismatica 22 del pylon. La rotazione dell?elemento di ritegno 14 e del dado sommitale 17 non ? quindi contrastata dalla centina in lega di alluminio, la quale non viene pertanto danneggiata.
Come si potr? apprezzare, le sollecitazioni torsionali di svitamento non vengono pi? trasmesse alla centina dell?ala, ma vengono deviate sul corpo del pylon, in acciaio.
Le forme di realizzazione che prevedono, come nell?esempio illustrato, due elementi anti-rotazione associati, ? preferenziale e vantaggiosa, in quanto permette di bloccare angolarmente l?elemento di ritegno 14 in qualsiasi posizione angolare si trovi rispetto al pylon sub-alare. Forme di realizzazione alternative a (non illustrate) possono prevedere un singolo elemento anulare anti-rotazione, dotato di linguette di fissaggio analoghe a quelle illustrate con 34, per bloccarsi angolarmente al corpo prismatico, e altri mezzi di impegno bloccabili rotazionalmente all?elemento di ritegno 14.
Sono stati descritti diversi aspetti e forme di realizzazione dell?invenzione. Si intende che ciascuna forma di realizzazione pu? essere combinata con qualsiasi altra forma di realizzazione. L?invenzione, inoltre, non ? limitata alle forme di realizzazione descritte, ma potr? essere variata entro l?ambito definito dalle rivendicazioni annesse.
Claims (10)
1. Gruppo per il montaggio in modo rimovibile di un pylon sub-alare (11) ad una centina (10) di una semiala di un aeromobile, il gruppo di montaggio comprendendo:
un corpo prismatico (12) rigido collegabile al pylon sub-alare (11) e inseribile in una cavit? prismatica (22) corrispondente formata nel corpo del pylon sub-alare (11);
un perno filettato (13) verticale inserito attraverso un foro passante verticale (12e) del corpo prismatico (12);
un elemento di ritegno filettato (14) avente una superficie conica esterna (15) rastremata verso l?alto, una superficie cilindrica esterna sommitale filettata (14a), una cavit? cilindrica interna filettata (14b) atta a ricevere il perno filettato (13), e una flangia inferiore (14c);
una boccola conica (16) disposta sulla superficie conica esterna (15) dell?elemento di ritegno filettato (14);
un dado (17) accoppiato in modo filettato alla superficie cilindrica esterna sommitale filettata caratterizzato dal fatto di comprendere inoltre un dispositivo anti-rotazione (31, 32) per bloccare rotazionalmente l?elemento di ritegno filettato (14) al corpo prismatico (12) rispetto ad un asse verticale (A).
2. Gruppo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che il dispositivo anti-rotazione comprende
almeno un elemento anulare anti-rotazione (31, 32) disposto su una superficie sommitale (12f) del corpo prismatico (12),
una prima pluralit? di porzioni di bloccaggio (34) rotazionalmente soldali a detto almeno un elemento anulare e agenti contro rispettive superfici di contrasto (12b) dell?elemento prismatico (12), ed una seconda pluralit? di porzioni di bloccaggio (37) rotazionalmente soldali a detto almeno un elemento anulare e impegnate con corrispondenti porzioni anti-rotazione (14d) presentate alla flangia (14c) dell?elemento di ritegno filettato (14).
3. Gruppo secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che il dispositivo anti-rotazione comprende due elementi anulari anti-rotazione (31, 32) rotazionalmente solidali:
un primo elemento anulare anti-rotazione (31) disposto sulla superficie sommitale (12f) del corpo prismatico (12) ed avente detta prima pluralit? di porzioni di bloccaggio (34) ed una prima pluralit? di porzioni di impegno (35) rivolte verso l?alto e distribuite attorno al primo elemento anulare antirotazione (31) secondo un primo passo dato; e
un secondo elemento anulare anti-rotazione (32) disposto sul primo elemento anulare anti-rotazione (31) ed avente detta seconda pluralit? di porzioni di bloccaggio (37) ed una seconda pluralit? di porzioni di impegno (38) rivolte verso il basso, distribuite attorno al secondo elemento anulare antirotazione (32) secondo detto primo passo e impegnate con detta prima pluralit? di porzioni di impegno (35) del primo elemento anulare anti-rotazione (31), dove la seconda pluralit? di porzioni di bloccaggio (37) ? distribuita attorno al secondo elemento anulare anti-rotazione (32) secondo un secondo passo maggiore di detto primo passo.
4. Gruppo secondo la rivendicazione 2 o 3, caratterizzato dal fatto che la prima pluralit? di porzioni di bloccaggio (34) comprende linguette di fissaggio (34) agenti contro rispettive facce laterali verticali (12b) dell?elemento prismatico (12).
5. Gruppo secondo la rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che il corpo prismatico (12) presenta una pluralit? di facce laterali verticali (12a) unite a due a due da facce laterali smussate intermedie (12b) formanti ciascuna un angolo ottuso con entrambe le facce laterali (12a) ad esse contigue, e che le porzioni di bloccaggio (34) agiscono contro dette facce laterali smussate intermedie (12b).
6. Gruppo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 2 a 4, caratterizzato dal fatto che le porzioni anti-rotazione (14d) presentate dalla flangia (14c) comprendono recessi periferici (14d) allungati in direzioni tangenziali ed equidistanziati l?uno dall?altro attorno alla flangia (14c).
7. Gruppo secondo la rivendicazione 6, caratterizzato dal fatto che i recessi periferici (14d) sono aperti in direzioni radialmente esterne lungo la periferia della flangia (14c).
8. Gruppo secondo la rivendicazione 6 o 7, caratterizzato dal fatto che la seconda pluralit? di porzioni di bloccaggio (37) del secondo elemento anulare anti-rotazione (32) comprende denti di bloccaggio superiori (37) impegnati nei recessi periferici (14d),
dove i denti di bloccaggio superiori (37) sono a forma di denti di sega con superfici superiori inclinate in una stessa direzione circonferenziale, dove la seconda pluralit? di elementi di impegno (38) del secondo elemento anulare anti-rotazione comprende denti di bloccaggio inferiori (38) a forma di denti di sega con superfici inferiori (39) inclinate in una stessa direzione circonferenziale, e dove
le superfici inferiori inclinate (39) dei denti di bloccaggio inferiori (38) del secondo elementi anulare anti-rotazione (32) sono inclinate in direzioni sostanzialmente parallele alle direzioni di inclinazione dei denti di bloccaggio superiori (37) situati in posizioni circonferenziali corrispondenti.
9. Gruppo secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che il primo elemento anulare antirotazione (31) ha una superficie superiore presentata da una porzione a piastra avente una forma parzialmente emisferica, incurvata in modo almeno parzialmente corrispondente ad una superficie sommitale (12f) del corpo prismatico (12).
10. Aeromobile con due semiali, ciascuna semiala avendo una pluralit? di centine (10), almeno una centina avendo almeno un pylon sub-alare (11) montato alla centina in modo amovibile mediante un gruppo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti.
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