ES2363952B1 - Sistema de integración de semipartes de superficies sustentadoras en aeronaves. - Google Patents

Abstract

Sistema de integración de semipartes de superficies sustentadoras en aeronaves.#La superficie sustentadora consiste en un cajón de torsión capaz de soportar cargas aerodinámicas e inerciales, y las semi partes (1, 1?) que la componen se conectan entre sí con unos medios de unión que convencionalmente consisten en una costilla enteriza en su plano de simetría, precisando el montaje final de tales superficies sustentadoras de unos registros u orificios para poder acceder a las correspondientes uniones. La invención proporciona otros medios de unión que evitan esa costilla y que consisten en una pluralidad de barras (2) dispuestas modularmente a modo de celosía, de manera que se reduce el número necesario de los referidos registros y se facilita un montaje secuencial conectando los extremos superiores e inferiores de las barras (2).

Description

ca ningún sistema de integración de semipartes como

Sistema de integración de semipartes de superficies sustentadoras en aeronaves. Objeto de la invención

La presente invención, tal y como se expresa en el enunciado de esta memoria descriptiva, se refiere a un sistema de integración de semipartes de superficies sustentadoras en aeronaves cuya finalidad consiste en proporcionar un nuevo sistema de unión de cajones en el plano de simetría de las superficies sustentadoras de los aviones o aeronaves. Se trata de una solución de diseño que permite el ensamblaje de cajones sin necesidad de realizar registros o agujeros de accesibilidad en determinados revestimientos.

La invención se encuentra enmarcada en el sector técnico aeronáutico, y en concreto se ciñe al ensamblaje de las semipartes que conforman una superficie sustentadora en aviones o aeronaves; siendo la finalidad básica de la invención el reducir el número de registros u orificios necesarios para operaciones de montaje, mantenimiento y revisión.

Mediante la invención se resuelven problemas de accesibilidad en la integración final de semicajones, manteniendo la eficiencia estructural del conjunto y simplificando el diseño, fabricación y montaje de componentes, con el consiguiente ahorro final de recursos económicos. Antecedentes de la invención

El núcleo estructural de un diseño de superficie sustentadora consiste en un cajón de torsión capaz de soportar las cargas aerodinámicas e inerciales que le corresponde. Las superficies sustentadoras se diseñan típicamente por medio de dos semicajones unidos en su plano de simetría, como en el caso de los estabilizadores horizontales, o dos semicajones y un tercer cajón central que los une, como en alas o estabilizadores horizontales. Caso aparte, son las estructuras con un cajón simple, como alerones, flaps, timones de dirección, timones de profundidad, y estabilizadores verticales. El montaje final de superficies sustentadoras precisa de los registros (ventanas u orificios) necesarios para un acceso adecuado a las zonas de unión. Dichos registros implican una reducción apreciable en la eficiencia estructural en las zonas próximas a los mismos. Esto supone, a su vez, un incremento de peso con respecto a una configuración estructural ideal.

Habitualmente, la unión de semicajones se realiza mediante una costilla enteriza en su plano de simetría. Este tipo de instalación es posible si el diseño contempla los siguientes aspectos:

-

La superficie sustentadora está provista de tanque de combustible, con lo que conlleva agujeros de acceso (manholes o handholes) en la parte inferior del revestimiento para realizar labores de montaje/mantenimiento. También el acceso está garantizado con el soporte de registros en largueros o con largueros desmontables. Desde el punto de vista del diseño, fabricación y montaje, cada registro o la capacidad de desmontar un elemento implica una gran complicación. Además, cada registro supone un incremento en el peso de la estructura.

-

El tamaño de la superficie sustentadora es lo suficientemente pequeña para permitir el acceso a las operaciones de montaje desde el exterior.

las que se han referido, en el que la costilla enteriza convencional aludida anteriormente se sustituya por unas barras en celosía, tal y como lo hace la presente invención.

Descripción de la invención

Para lograr los objetivos indicados anteriormente, la invención consiste en un sistema de integración de semipartes de superficies sustentadoras en aeronaves, donde la superficie sustentadora consiste en un cajón de torsión capaz de soportar cargas aerodinámicas e inerciales, y las semipartes que la componen se conectan entre sí con unos medios de unión que convencionalmente consisten en una costilla enteriza en su plano de simetría, precisando el montaje final de esas superficies sustentadoras de unos registros u orificios para poder acceder a las correspondientes uniones.

Novedosamente, según la invención, los referidos medios de unión consisten en una pluralidad de barras dispuestas modularmente a modo de celosía, de manera que se reduce el número necesario de los referidos registros y se facilita un montaje secuencial conectando los extremos superiores e inferiores de las barras.

Según la realización preferente de la invención, las mencionadas barras presentan unos extremos longitudinales con zonas de unión y una sección transversal en forma de “T”. Además, en dicha realización preferente, las mencionadas barras se realizan con fibra de carbono, titanio, o una combinación de dichos materiales u otros de gran resistencia a la corrosión.

En la realización preferente de la invención las barras en celosía que se han mencionado se unen, en el correspondiente montaje, a un formero central de titanio, hacia ambos lados del plano de simetría de forma alternativa, facilitando así en el nudo de unión condiciones cuasi-simétricas que reducen el número necesario de cartelas.

Además, según la realización preferente de la invención, en la disposición de las barras en celosía que conectan las referidas semipartes se posibilita establecer una única y amplia zona de acceso constituyente de los referidos registros u orificios, que puede ser transitoria, empleándose solo en fase de montaje, y que puede ser cerrada posteriormente con una pieza provista de ventanas de acceso perpetuo.

Con la estructura que se ha descrito, la invención presenta las siguientes principales ventajas:

La invención permite resolver el problema de accesibilidad en la integración final de semicajones, manteniendo la eficiencia estructural del conjunto y simplificando el diseño, fabricación y montaje de componentes, determinando un ahorro final de recursos económicos. Además, mediante la invención se posibilita la introducción de un gran número de barras, ya que se reduce el número de nudos de unión, incrementando la resistencia y rigidez del conjunto. Por otra parte, el diseño de la invención permite que la carga entre barras sea transmitida directamente sin necesidad de cargar el correspondiente formero metálico o marco, reduciendo así indeseables efectos de flexión concentrada en el mismo. Otras ventajas de la invención consisten en que permite evitar la realización de agujeros para el montaje y en que se minimiza el número de inspecciones necesarias a lo largo de la vida del avión por motivos de corrosión; pudiendo

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concluir en que la ventaja fundamental de la invención consiste en que el uso de las barras en celosía como sistema de unión de cajones reduce muy significativamente el número de registros necesarios para su montaje.

A continuación, para facilitar una mejor comprensión de esta memoria descriptiva y formando parte integrante de la misma, se acompañan unas figuras en las que con carácter ilustrativo y no limitativo se ha representado el objeto de la invención. Breve descripción de las figuras

Figura 1.-Representa una vista en perspectiva y parcial de unas semipartes conectadas por unas barras en celosía, mediante un sistema realizado según la presente invención.

Figura 2.-Representa una vista en perspectiva que muestra con mayor detalle una de las barras referidas en la anterior figura 1, mostrando las zonas de unión de sus extremos.

Figura 3.-Representa una vista en perspectiva que muestra un acceso en fase de montaje de las correspondientes semipartes en un sistema como el de la anterior figura 1.

Figura 4.-Representa una vista en perspectiva análoga a la de la anterior figura 3, una vez que se ha cerrado el aludido acceso en fase de montaje con una pieza que incluye ventanas de acceso perpetuo.

Figuras 5 y 6.-Son figuras pertenecientes al estado de la técnica y representan respectivas vistas en perspectivas frontal y posterior de una costilla convencional con alma plana que se emplea actualmente para la integración de semipartes de superficies sustentadores en aeronaves. Descripción de un ejemplo de realización de la invención

Seguidamente se realiza una descripción de un ejemplo de la invención haciendo referencia a la numeración adoptada en la figuras.

Así, el sistema de integración de semipartes de superficies sustentadoras en aeronaves del presente ejemplo se aplica a una superficie sustentadora que consiste en un cajón de torsión y que cuenta con una primera semiparte 1 y con una segunda semiparte 1’ conectadas entre sí mediante unas barras en celosía 2 dispuestas modularmente, tal y como se ha representado en la figura 1.

Dichas barras en celosía 2 sustituyen a la costilla enteriza convencional 6 mostrada en las figuras5y6.

El montaje de superficies sustentadoras formadas por semipartes 1, 1’, requiere de registros u orificios para montaje y mantenimiento que son minimizados mediante esa disposición de barras en celosía 2. Así, según el presente ejemplo, en la disposición de las barras en celosía 2 se facilita el establecer una única y amplia zona de acceso 4, mostrada en la figura 3. Esta zona de acceso 4 puede ser transitoria, empleándose únicamente en la fase de montaje, para ser cerrada posteriormente con una pieza provista de ventanas de acceso perpetuo 5, tal y como se ha representado en la figura 4.

Por otra parte, según el presente ejemplo, en el correspondiente montaje, las barras en celosía 2 se unen a un formero central 7 de titanio, hacia ambos lados del plano de simetría de forma alternativa, facilitando así en el nudo de unión condiciones cuasisimétricas que reducen el número necesario de cartelas.

En el presente ejemplo, cada una de las barras 2 tiene unos extremos longitudinales con zonas de unión 3 y una sección transversal en forma de “T”. Además, en el presente ejemplo las barras 2 se realizan con materiales de gran resistencia a la corrosión. Ejemplos de dichos materiales especialmente resistentes a la corrosión son la fibra de carbono y el titanio, que además son galvánicamente compatibles entre sí.

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Claims (5)

1. REIVINDICACIONES

   1. Sistema de integración de semipartes de superficies sustentadoras en aeronaves, donde la superficie sustentadora consiste en un cajón de torsión capaz de soportar cargas aerodinámicas e inerciales, y las semipartes (1, 1’) que la componen se conectan entre sí con unos medios de unión que convencionalmente consisten en una costilla enteriza en su plano de simetría (6), precisando el montaje final de esas superficies sustentadoras de unos registros u orificios para poder acceder a las correspondientes uniones; caracterizado porque dichos medios de unión consisten en una pluralidad de barras (2) dispuestas modularmente a modo de celosía, de manera que se reduce el número necesario de los referidos registros y se facilita un montaje secuencial conectando los extremos superiores e inferiores de las barras (2).
2. 2. Sistema de integración de semipartes de superficies sustentadoras en aeronaves, según la reivindicación 1, caracterizado porque dichas barras (2) presentan unos extremos longitudinales con zonas de unión (3) y una sección transversal en forma de “T”.

3. 3.

   Sistema de integración de semipartes de superficies sustentadoras en aeronaves, según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque dichas barras (2) se realizan con fibra de carbono, titanio, una combinación de dichos materiales u otros de gran resistencia a la corrosión.

4. 4.

   Sistema de integración de semipartes de superficies sustentadoras en aeronaves, según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque las barras en celosía (2) se unen, en el correspondiente montaje, a un formero central (7) de titanio, hacia ambos lados del plano de simetría de forma alternativa, facilitando así en el nudo de unión (3) condiciones cuasi-simétricas que reducen el número necesario de cartelas.

   OFICINA ESPAÑOLA DE PATENTES Y MARCAS

   N.º solicitud: 200803082

   ESPAÑA

   Fecha de presentación de la solicitud: 30.10.2008

   Fecha de prioridad:

   INFORME SOBRE EL ESTADO DE LA TÉCNICA

   51 Int. Cl : B64C3/18 (2006.01)

   DOCUMENTOS RELEVANTES

   Categoría

   Documentos citados Reivindicaciones afectadas

   X

   US 20040011927 A1 (CHRISTMAN et al.) 22.01.2004, 1,3

   párrafos [0049],[0052]; figuras 8,10.

   X

   GB 192966 A (HUGH OSWALD SHORT) 15.02.1923, 1-2

   página 2, líneas 60-82,96-107; figuras 1-2.

   X

   US 1388543 A (BARLING) 23.08.1921, 1-2

   página 1, línea 69 – página 2, línea 25; figuras 1,5.

   X

   US 2116953 A (SAMBRAUS) 10.05.1938, 1

   página 2, línea 70 – página 3, línea 34; figuras 4,11.

   Categoría de los documentos citados X: de particular relevancia Y: de particular relevancia combinado con otro/s de la misma categoría A: refleja el estado de la técnica O: referido a divulgación no escrita P: publicado entre la fecha de prioridad y la de presentación de la solicitud E: documento anterior, pero publicado después de la fecha de presentación de la solicitud

   El presente informe ha sido realizado • para todas las reivindicaciones • para las reivindicaciones nº:

   Fecha de realización del informe 04.08.2011

   Examinador L. Dueñas Campo Página 1/4

   INFORME DEL ESTADO DE LA TÉCNICA

   Nº de solicitud: 200803082

   Documentación mínima buscada (sistema de clasificación seguido de los símbolos de clasificación) B64C Bases de datos electrónicas consultadas durante la búsqueda (nombre de la base de datos y, si es posible, términos de

   búsqueda utilizados) EPODOC

   Informe del Estado de la Técnica Página 2/4

   OPINIÓN ESCRITA

   Nº de solicitud: 200803082

   Fecha de Realización de la Opinión Escrita: 04.08.2011

   Declaración

   Novedad (Art. 6.1 LP 11/1986)

   Reivindicaciones Reivindicaciones 1-4 SI NO

   Actividad inventiva (Art. 8.1 LP11/1986)

   Reivindicaciones Reivindicaciones 4 1-3 SI NO

   Se considera que la solicitud cumple con el requisito de aplicación industrial. Este requisito fue evaluado durante la fase de examen formal y técnico de la solicitud (Artículo 31.2 Ley 11/1986).

   Base de la Opinión.-

   La presente opinión se ha realizado sobre la base de la solicitud de patente tal y como se publica.

   Informe del Estado de la Técnica Página 3/4

   OPINIÓN ESCRITA

   Nº de solicitud: 200803082

   1. Documentos considerados.-

   A continuación se relacionan los documentos pertenecientes al estado de la técnica tomados en consideración para la realización de esta opinión.

   Documento

   Número Publicación o Identificación Fecha Publicación

   D01

   US 2004/0011927 A1 (CHRISTMAN et al.) 22.01.2004

   D02

   GB 192966 A (HUGH OSWALD SHORT) 15.02.1923

   D03

   US 1388543 A (BARLING) 23.08.1921

   D04

   US 2116953 A (SAMBRAUS) 10.05.1938

5. 2. Declaración motivada según los artículos 29.6 y 29.7 del Reglamento de ejecución de la Ley 11/1986, de 20 de marzo, de Patentes sobre la novedad y la actividad inventiva; citas y explicaciones en apoyo de esta declaración

   El documento D01 se refiere a un aparato y método de unión de partes estructurales. Concretamente, en la figura 8 y en el párrafo [0049] presenta una vista isométrica de una estructura de ala de un avión. Presenta dos tipos de cajones de torsión, del que se destaca el 862, un tipo de costilla de celosía que se extiende entre el larguero anterior 868 y el posterior 866. Dicha costilla en celosía se une por su parte inferior al revestimiento inferior del ala 802 y por su parte superior al revestimiento superior del ala 801. Un detalle de dichas uniones se puede ver en la figura 10 y en párrafo [0052]. Por todo ello, se considera que la reivindicación 1 carece de actividad inventiva. Lo mismo puede argumentarse a partir de los documentos D02 (ver figuras 1-2), D03 (ver figuras 1, 3) y D04 (ver figuras 4, 11). La reivindicación 2, que sería obvia para un experto en la materia, aparece en los documentos D02 y D03. Igualmente ocurre con la reivindicación 3, que también sería obvia para un experto en la materia; aunque acaba generalizando a cualquier tipo de material resistente a la corrosión, el documento D01 está realizado en material compuesto. Por ello, se considera que dichas reivindicaciones dependientes 2-3 carecen de actividad inventiva.

   Informe del Estado de la Técnica Página 4/4