BR102013030239A2 - Longarina e revestimento de asa de suportes múltiplos - Google Patents

Abstract

LONGARINA E REVESTIMENTO DE ASA DE SUPORTES MÚLTIPLOS A presente invenção refere-se a um aparelho e processos proporcionam a construção de seções de asa tendo longarinas de asa de suportes múltiplos. De acordo com um aspecto da descrição proporcionada no presente relatório descritivo, uma asa de aeronave pode ser construída por aplicação de uma ou mais camadas de material composto em vários mandris de asa. Os mandris de asa, quando colocados conjuntamente, geram a forma da asa. Após as camadas de material composto terem sido aplicadas a cada mandril individual, os mandris são postos em contato entre si. Depois, os mandris são comprimidos usando o ferramental de superfície de asa, aplicado nos vários mandris de asa. O material composto é depois curado. Após cura, o ferramental de superfície e os mandris de asa são removidos, resultando em uma asa tendo várias longarinas de asa de suportes múltiplos e um revestimento metálico.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "LONGARINA E REVESTIMENTO DE ASA DE SUPORTES MÚLTIPLOS".

ANTECEDENTES A construção de asas de aeronaves convencionais específicas varia de fabricante para fabricante, mas tem vários processos de manufatura em comum. Uma ou mais longarinas de asa, que se estendem por todo o comprimento da asa, são colocadas e presas em um gabarito de construção de asa. Uma ou mais nervuras são presas nas longarinas de asa, para proporcionar mais suporte à asa. Após fixação das nervuras nas longarinas de asa, uma série de longarinas de reforço de asa é acoplada às longarinas de asa, proporcionando suporte estrutural adicional, bem como proporcionando suporte ao revestimento metálico de asa. Após a instalação de um ou mais outros itens, tais como tanques de combustível, componentes eletrônicos, etc., se necessário, o revestimento metálico de asa de aeronave, reforçado com longarinas de reforço, é preso nas longarinas de asa e nervuras. O revestimento metálico de asa pode ser preso usando vários processos, incluindo, mas não limitados a, o uso de rebites ou outros prendedores. Depois, outros componentes de asas de aeronaves são presos no conjunto de asa, tais como flapes de asa, ailerons presos em uma longarina traseira, bem como superfícies de controle de asa dianteira e traseira.

As técnicas convencionais para a construção de asas pode usar um número relativamente significativo de peças e pode ser um processo trabalhoso, intenso em tempo. O número de peças pode aumentar o peso da asa, bem como a complexidade da construção da asa.

Em vista do que foi exposto acima, persiste uma necessidade na técnica para uma técnica de construção de asa que use menos peças e seja menos intensa em tempo.

SUMÁRIO

Deve-se considerar que este resumo é proporcionado para introduzir uma seleção de conceitos, em uma forma simplificada, que são descritos adicionalmente abaixo na descrição detalhada. Este resumo não é intencionado para ser usado para limitar o âmbito do objeto reivindicado. O aparelho e os processos proporcionam longarinas de asa de suportes múltiplos e um revestimento metálico, usando um ou mais mandris conformadores. De acordo com um aspecto da invenção proporcionado no presente relatório descritivo, uma asa de aeronave pode ser construída por aplicação de uma ou mais camadas de material composto em vários mandris conformadores. Os mandris de asa, quando colocados conjuntamente, geram a forma da asa. Após as camadas de material composto serem aplicadas a cada mandril individual, os mandris são colocados em contato entre si. Mais material pode ser adicionado para formar todo ou parte do revestimento metálico da asa ou a parte de topo e/ou de fundo das longarinas de asa de suportes múltiplos. Depois, os mandris são comprimidos por uso de um fer-ramental de superfície de asa aplicado nos vários mandris de asa. Em alguns exemplos, durante a compressão dos mandris, o material composto pode ser posto sob tensão, para endireitar as fibras no material composto. O material composto é depois curado. Após cura, o ferramental de superfície de asa e os mandris são removidos, resultando em uma asa tendo longarinas de asa de suportes múltiplos e revestimentos metálicos. Se necessário, uma ou mais nervuras são instaladas dentro da longarina de asa de suportes múltiplos, para proporcionar suporte adicional.

De acordo com um outro aspecto, uma asa pode compreender várias longarinas de asa de suportes múltiplos, para fixação da asa na fuselagem de uma aeronave. A asa pode ter uma superfície superior, uma superfície inferior e vários segmentos de asa. As longarinas de asa de suportes múltiplos, a superfície de asa superior e a superfície de asa inferior podem ser curadas conjuntamente, ou camadas compostas aglutinadas conjuntamente formadas de fibras substancialmente contínuas.

De acordo com mais um outro aspecto, um sistema para formar uma asa de aeronave pode incluir vários mandris, formados de acordo com as superfícies superior, inferior, dianteira e traseira da asa de aeronave. O sistema pode também incluir um aparelho de compressão, para comprimir conjuntamente os vários mandris, para curar as camadas de material composto nos mandris. O sistema pode também incluir um bloco de tensão, para manter tensão no material composto.

Os aspectos, funções e vantagens, que foram discutidos, podem ser obtidos independentemente em várias configurações da presente invenção, ou podem ser combinados em mais outras configurações, cujos detalhes adicionais podem ser vistos com referência à descrição apresentada a seguir e aos desenhos.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS A Figura 1 é uma vista em perspectiva pelo topo de um mandril exemplificativo, que pode ser usado para formar longarinas de asa de suportes múltiplos, de acordo com as várias configurações apresentadas no presente relatório descritivo. A Figura 2 é uma vista em perspectiva pelo topo de um mandril exemplificativo, que pode ser usado para formar uma asa, ilustrando a aplicação de uma camada enviesada enrolada em filamento no mandril, de acordo com as várias configurações apresentadas no presente relatório descritivo. A Figura 3 é uma vista em perspectiva pelo topo de um mandril exemplificativo, que pode ser usado para formar uma asa, ilustrando a aplicação de uma camada unitária no mandril, de acordo com as várias configurações apresentadas no presente relatório descritivo. A Figura 4 é uma vista em perspectiva pelo topo de um mandril exemplificativo, que pode ser usado para formar uma asa, ilustrando uma disposição final do mandril, de acordo com as várias configurações apresentadas no presente relatório descritivo. A Figura 5 é uma vista em perspectiva pelo topo de vários man-dris exemplificativos, que podem ser usados para formar uma asa, de acordo com as várias configurações apresentadas no presente relatório descritivo. A Figura 6 é uma vista em perspectiva pelo topo de vários man-dris exemplificativos, que são postos em contato entre si, de acordo com as várias configurações apresentadas no presente relatório descritivo. A Figura 7 é uma vista em perspectiva pelo topo de um ferra-mental de superfície de asa, antes de compressão, de acordo com as várias configurações apresentadas no presente relatório descritivo. A Figura 8 é uma vista em perspectiva pelo topo de um ferra-mental de superfície de asa, durante compressão, de acordo com as várias configurações apresentadas no presente relatório descritivo. A Figura 9 é uma vista em perspectiva pelo topo de um ferra-mental de superfície de asa sendo removido, após cura, de acordo com as várias configurações apresentadas no presente relatório descritivo. A Figura 10 é uma vista em perspectiva pelo topo de uma asa tendo longarinas de asa de suportes múltiplos e revestimento metálico, após a remoção do ferramental de superfície de asa e dos mandris, de acordo com as várias configurações apresentadas no presente relatório descritivo. A Figura 11 é uma vista em perspectiva pelo topo de uma asa tendo longarinas de asa de suportes múltiplos e revestimento metálico, após a remoção do ferramental de superfície de asa e dos mandris, ilustrando a-inda a instalação de uma nervura vertical, de acordo com as várias configurações apresentadas no presente relatório descritivo. A Figura 12 é uma vista em perspectiva pelo topo de uma seção de fuselagem com duas asas, tendo longarinas de asa de suportes múltiplos, de acordo com as várias configurações apresentadas no presente relatório descritivo. A Figura 13 é uma rotina ilustrativa para manufatura de longarinas de asa de suportes múltiplos, de acordo com as várias configurações apresentadas no presente relatório descritivo.

DESCRIÇÃO DETALHADA A descrição detalhada apresentada a seguir proporciona asas tendo longarinas de asa de suportes múltiplos. Como discutido sucintamente acima, as asas de aeronaves convencionais são construídas tipicamente por uso de vários componentes, incluindo uma ou mais longarinas, nervuras e longarinas de reforço de asa, cada um deles executando funções individuais. Após a asa ser construída, esta é tipicamente presa em um suporte de asa na fuselagem da aeronave. Em uma aeronave convencional, o suporte de asa é um componente estrutural, reforçado na fuselagem da aeronave, à qual as asas são presas. A construção de asas de aeronaves convencionais pode ser um processo caro e intenso em tempo. Ainda mais, se a asa for construída por uso de determinados materiais, incluindo polímero, ou, especialmente, materiais compostos, as múltiplas seções da asa reduzem a disponibilidade de comprimentos relativamente longos de um material inteiro, reduzindo a resistência mecânica dos polímeros e/ou materiais compostos. Por exemplo, quando do uso de materiais termoplásticos reforçados com fibra de carbono, se a superfície contiver múltiplas rupturas nas fibras, o benefício de usar o compósito pode ser reduzido, pois estruturas ou material de reforço adicionais podem precisar ser usados, para compensar a perda em rigidez estrutural.

Por utilização dos conceitos descritos no presente relatório descritivo, uma asa de aeronave pode ser construída por uso de uma série de mandris conformadores, que, quando colocados conjuntamente, produzem a forma da asa. Os materiais compostos, ou outros materiais adequados, podem ser aplicados a mandril conformador, e depois comprimidos e curados para formar uma asa, tendo longarinas de asa de suportes múltiplos. Em outras configurações, uma ou mais camadas de materiais compostos podem ser, inteira ou parcialmente, curadas, antes da aplicação das camadas a uma ou mais peças do mandril conformador. Nesta configuração, uma ou mais camadas, parcial ou inteiramente curadas, de material composto podem ser aglutinadas conjuntamente com outras camadas, parcial ou inteiramente curadas, de materiais compostos. Deve-se considerar ainda que os conceitos descritos no presente relatório descritivo, relativos a uma asa de aeronave, também podem ser usados em outros componentes de aeronave, tal como um estabilizador vertical ou horizontal, sem que se afaste do âmbito desta descrição e das reivindicações associadas.

Na descrição detalhada apresentada a seguir, são feitas referências aos desenhos em anexo, que formam uma parte dela, e que são mostrados por meio de ilustração, configurações específicas ou exemplos. Com referência então aos desenhos, nos quais os números similares representam elementos similares ao longo das várias figuras, a fabricação de a-sas, tendo longarinas de asa de suportes múltiplos, vai ser descrita. Deve-se considerar que uma construção de longarina de asa de suportes múltiplos, de acordo com as várias concretizações descritas no presente relatório descritivo, pode ter uma ou mais longarinas e um ou mais revestimentos metálicos, cuja presente invenção não é limitada a qualquer número de longarinas e revestimentos metálicos.

Voltando à Figura 1, uma vista em perspectiva pelo topo de um mandril, que pode ser usado para formar uma asa, é ilustrada. O mandril conformador (ou de asa) 100 pode ter uma camada superficial superior 102, que é formada de acordo com uma camada superficial superior de uma asa de aeronave (mostrada por meio de exemplo na Figura 12). O mandril conformador (ou de asa) 100 pode ter também uma camada superficial inferior 104, que é formada de acordo com uma camada superficial inferior de uma asa de aeronave. A camada superficial superior 102 e a camada superficial inferior 104 podem ser formadas de modo que, quando uma ou mais camadas de material composto, tal como material termoplástico reforçado com fibra de carbono, são aplicadas no mandril 100, a forma resultante é a de uma asa de aeronave. Ainda mais, a camada superficial superior 102 e a camada superficial inferior 104 podem ser formadas de modo que haja poucas ou nenhumas dobras ou rupturas do material composto, proporcionando maior rigidez do material composto. O mandril conformador (ou de asa) 100 pode ter também uma camada superficial frontal e uma camada superficial traseira, em contato com um ou mais de vários mandris.

Como vai ser descrito em mais detalhes abaixo, quando da formação de uma estrutura usando materiais compostos, é tipicamente preferível evitar que não apenas dobras ou rupturas desnecessárias no material, mas também manter a retidão das fibras estendendo-se em uma ou mais partes do material. Em materiais compostos típicos, pode ser preferível ter fibras retas na matriz de material composto. Deve-se considerar que a presente invenção não é limitada ao uso de fibras retas em uma matriz composta. Várias configurações da presente invenção podem ser implementadas na construção de asas tendo matrizes compostas usando fibras retas ou curvas, ou suas combinações.

Se for desejado ou necessário endireitar as fibras em uma matriz de fibras compostas, antes da cura, o mandril 100 pode ter também os blocos de tensão 106 e 108. Os blocos de tensão 106 e 108 podem ser usados separadamente ou em conjunto entre si, para "puxar" as fibras de uma matriz composta, proporcionando, desse modo, uma matriz de fibras endireitadas. Em algumas configurações, as fibras em uma matriz composta (descrita em mais detalhes abaixo) podem ser presas a um ou ambos dos blocos de tensão 106 e 108, ou podem ser formadas em torno dos blocos de tensão 106 e 108. Os blocos de tensão 106 e 108 podem ser configurados para se estenderem para fora do mandril 100, a várias pressões para proporcionar uma tensão nas fibras na matriz de fibras.

Uma configuração da construção da matriz de fibras, como discutida sucintamente acima, e a formação de uma asa tendo longarinas de suportes múltiplos são então descritas em relação às Figuras 2-12. Na Figura 2, uma primeira camada de camada enviesada enrolada em filamento 200 (ilustrada em um modelo hachurado sobre a superfície do mandril) é enrolada ou aplicada no mandril 100. Se necessário ou desejado, a camada enviesada enrolada em filamento 200 pode ter tensão aplicada nela, por uso do bloco de tensão 106 e/ou do bloco de tensão 108, para ajudar a endireitar as fibras na camada enviesada enrolada em filamento 200.

Após a camada enviesada enrolada em filamento 200 ser aplicada ao mandril 100, uma camada unitária é aplicada, como mostrado na Figura 3. A camada unitária 300 é aplicada ao mandril 100 e pode ser apertada por uso do bloco de tensão 106 e/ou do bloco de tensão 108. Deve-se entender que a presente invenção não é limitada a qualquer configuração específica de camada enviesada ou camada unitária. Por exemplo, uma ou mais camadas de uma camada enviesada podem ser adicionadas antes da adição de uma camada unitária. Da mesma maneira, uma ou mais camadas de camada unitária podem ser adicionadas entre as aplicações da uma ou mais camadas enviesadas.

Deve-se entender ainda que a presente invenção não é limitada a qualquer número de camadas de qualquer tipo de camada, pois várias combinações podem ser usadas para obter as metas estruturais ou de custo. Por exemplo, e não por meio de limitação, pode ser desejável ou necessário adicionar camadas suficientes de camada enviesada enrolada e/ou camada unitária, para obter uma espessura ou rigidez estrutural de asa desejada. Adicionalmente, deve-se entender que a presente invenção não é limitada a uma camada tendo um único tipo de camada, pois algumas configurações podem usar uma combinação de camadas enviesada e única dentro da mesma camada. Várias combinações podem ser usadas de acordo com as várias configurações, sem que se afaste do âmbito desta descrição e das reivindicações associadas. A Figura 4 ilustra uma matriz composta completa 400 no mandril 100. A matriz composta 400 pode ser formada usando várias técnicas de estratificação e aplicação, tal como, por meio de exemplo, o processo descrito acima em relação às Figuras 2 e 3. A Figura 5 é uma vista em perspectiva pelo topo de uma série de mandris, tendo matrizes compostas formadas inteiramente aplicadas neles. O aparelho de mandril 500 tem os mandris individuais 500a - d. Os mandris 500a - d têm disposta neles uma matriz composta 502, tendo matrizes compostas individuais 502a - d. A matriz composta 502 pode ser formada de uma ou mais camadas, várias combinações de camadas, e pode ser, inteira ou parcialmente, não curadas nesse ponto. Como ilustrado na Figura 5, a forma geral de uma asa de aeronave pode ser vista quando da visão do aparelho de mandril 500.

De acordo com várias configurações, após a matriz composta 502 ser aplicada ao aparelho de mandril 500, os mandris 500a - d são postos em contato entre si, como mostrado na Figura 6. Os mandris individuais (ilustrados por meio de exemplo como os mandris 500a - d na Figura 5) são postos em contato entre si, para formar uma disposição de longarina de asa de suportes múltiplos, tendo a matriz composta 502, que é formada de múltiplas matrizes compostas (ilustradas por meio de exemplo como as matrizes compostas 502a -d na Figura 5).

Para curar, parcial ou inteiramente, e formar a configuração de longarina de asa de suportes múltiplos, de acordo com as várias configurações da presente invenção, um sistema de cura pode ser usado. Como discutido acima, uma ou mais camadas de material composto podem ser, inteira ou parcialmente, curadas antes de uso em um mandril conformador. Nesta configuração, as camadas compostas parcial ou inteiramente curadas podem ser aglutinadas conjuntamente a outras camadas compostas parcial ou inteiramente curadas, usando uma ou mais camadas de adesivo, para fixar as camadas de material composto dentro de uma matriz composta. Um e-xemplo de um sistema para formar longarinas de asa de suportes múltiplos é mostrado na Figura 7. Após os mandris individuais formando o aparelho de mandril 500 serem postos em contato entre si, formando, desse modo, a matriz composta 502 de uma série de matrizes compostas individuais, uma série de ferramentas de superfície pode ser aplicada às várias superfícies do aparelho de mandril 500. Deve-se considerar que material adicional pode ser adicionado pela superfície da longarina, após os mandris, que formam o a-parelho de mandril 500, terem sido postos em contato entre si. O material adicional pode ser usado para formar o revestimento metálico da asa, reforçar o mandril já no lugar, ou proporcionar várias propriedades aerodinâmicas ou físicas, por meio de exemplo. Vários processos para adicionar a camada enviesada enrolada e a camada única adicionais são conhecidos daqueles versados na técnica, à qual as várias configurações, descritas no presente relatório descritivo, não são dependentes em qualquer processo particular de aplicação de mandris. Em uma configuração, um revestimento metálico de asa superior curável, um revestimento metálico de asa inferior curável, uma borda de asa dianteira curável e uma borda de asa traseira curável podem ser aplicados (ou dispostos), após as camadas adicionais terem sido adicionadas à matriz composta 502, antes da aplicação de ferramentas de superfície à matriz composta 502. O aparelho de compressão 504 tem uma ferramenta de superfície de revestimento metálico dianteira 506, uma ferramenta de superfície de revestimento metálico inferior 508, uma ferramenta de superfície de revestimento metálico traseira 510 e uma ferramenta de superfície de revestimento metálico de topo 512. Deve-se considerar ainda que nem todos os materiais adicionados são materiais "curáveis", pois um material não curável pode ser adicionado à matriz composta 502. As ferramentas de superfície 506, 508, 510 e 512 são comprimidas individual ou coletivamente, aplicando, desse modo, pressão nas respectivas superfícies do aparelho de mandril 500, para ajudar a formar e curar a matriz composta 502. Em algumas configurações, o elemento de aquecimento 514 pode ser aplicado a uma ou mais das ferramentas de superfície 506 - 512. A combinação de pressão e calor pode curar, inteira ou parcialmente, a matriz composta 502 em um período de tempo desejado, ou pode proporcionar rigidez estrutural adicional. O elemento de aquecimento 514 pode usar vários meios de aplicação de calor na matriz composta 502, incluindo vapor e corrente elétrica. A Figura 8 ilustra o aparelho de compressão 504 em um estado comprimido, com o aparelho de mandril 500 mostrado fora do aparelho de compressão 504.

Uma vez que a matriz composta 502 é curada a um nível desejado, o aparelho de compressão 504 é removido, ilustrado em mais detalhes na Figura 9. As ferramentas de superfície 506, 508, 510 e 512 do aparelho de compressão 504 são removidas da superfície da matriz composta então curada 502, e os mandris individuais do aparelho de mandril 500 são extraídos da matriz composta 502. A estrutura resultante é ilustrada na Figura 10. Deve-se considerar que a presente invenção não é limitada à matriz composta inteiramente curada 502, pois pode ser desejado ou necessário, em algumas configurações, remover os mecanismos de cura (por exemplo, o aparelho de compressão 504 ou o elemento de aquecimento 514), antes que a matriz composta 502 seja inteiramente curada. Vários graus de cura podem ser usados de acordo com as várias configurações da presente invenção, sem que se afaste do âmbito desta descrição e das reivindicações associadas. A Figura 10 é uma ilustração em perspectiva pelo topo, mostrando uma matriz composta 502 com uma longarina de asa de suportes múltiplos. Por uso de materiais compostos formados sobre mandris em contato entre si, a matriz composta 502 tem disposta nela as longarinas 600a - ?, que se estendem internamente para a matriz composta 502 ao longo do eixo X - Y, formando, desse modo, as longarinas de asa de suportes múltiplos. Por uso de um aparelho de mandril, tal como o aparelho de mandril 500 da Figura 7, pode-se notar que a matriz composta 502 pode ser formada tendo fibras dispostas nela, que podem ser endireitadas e não cortadas (ou terminadas indesejavelmente). Após cura, a matriz composta 502 pode ser considerada uma estrutura contígua, singular. Se for desejável ou necessário reforçar ainda mais a matriz composta 502, uma ou mais nervuras (ou segmentos de nervuras) podem ser instalados na matriz composta 502, um exemplo delas sendo mostrado pela nervura 700 na Figura 11.

Ainda mais, utilizando os conceitos descritos no presente relatório descritivo, uma asa, formada de acordo com as várias configurações descritas no presente relatório descritivo, pode ser acoplada a uma seção de fuselagem de uma aeronave, sem a necessidade para um suporte de asa convencional. As técnicas exemplificativas são descritas no pedido de patente copendente (13/685024) intitulado: Vertically Integrated Stringers", depositado em 26 de novembro de 2012. A Figura 12 ilustra uma dessas configurações, na qual uma asa, formada de acordo com as técnicas descritas no presente relatório descritivo, é presa em uma fuselagem, sem o uso de um suporte de asa tradicional. Deve-se considerar que os conceitos, apresentados no presente relatório descritivo, podem ser também usados para formar uma asa, de acordo com as técnicas descritas no presente relatório descritivo, para ser presa em um suporte de asa tradicional.

As matrizes compostas 800 e 802, que são construídas de acordo com as várias configurações descritas no presente relatório descritivo, têm múltiplas longarinas de asa, que podem ser acopladas à seção de fuselagem 804. Deve-se considerar que as matrizes compostas 800 e 802 podem ser formadas em várias formas e com vários itens, em que a presente invenção não é limitada a qualquer uma configuração particular. A longarina de asa exemplificativa 806 é identificada na Figura 12 com o intuito de clareza, ainda que se deva entender que as matrizes compostas 800 e 802 possam ter longarinas de asa adicionais. A longarina de asa exemplificativa 806 pode ter uma abertura elíptica 808.

Dependendo do deslocamento angular entre as matrizes compostas 800 e 802 e a seção de fuselagem 804, a abertura elíptica 808 pode variar em circunferência e forma, isto é, os focos da abertura elíptica 808 podem variar, bem como os raios. Por exemplo, em uma aeronave de perfil de asa reta, na qual a longarina 806 pode ser fixada na seção de fuselagem 804, a um ângulo de aproximadamente 90 graus, a abertura elíptica 808 pode ser circular. Em outro exemplo, tal como aquele ilustrado na Figura 12, a longarina 806 pode ser presa na seção de fuselagem 804 em um perfil de asa em flecha. Desse modo, a abertura elíptica 808 pode ser de uma forma mais oval, para proporcionar espaço interno na aeronave e ser presa circun-ferencialmente na fuselagem. Uma ou mais longarinas de reforço de fuselagem circunferenciais, tais como as longarinas de reforço descritas no pedido de patente copendente intitulado "Vertically Integrated Stringers" e identificadas como as longarinas de reforço circunferenciais 810, podem proporcionar suporte estrutural adicional à seção de fuselagem 804. As longarinas de asa de suportes múltiplos, formadas pelas matrizes compostas 800 e/ou 802, podem ser presas em uma ou mais vigas de uma fuselagem de aeronave, tal como a seção de viga de coroa 812. Deve-se considerar que as fuselagens podem ter um ou mais tipos de vigas, incluindo, mas não limitadas a, viga de coroa 812 ou uma viga de quilha (não mostrada). A Figura 12 também ilustra as várias seções de uma asa, que podem ser formadas por uso das várias configurações descritas no presente relatório descritivo. A matriz composta 802 é ilustrada como tendo uma borda de asa dianteira 814, uma borda de asa traseira 816, uma camada superficial superior 818 e uma camada superficial inferior 820. Uma ou mais das bordas de asa dianteira 814, borda de asa traseira 816, camada superficial superior 818 e camada superficial inferior 820 podem ser curáveis ou agluti-náveis, de acordo com as várias configurações descritas no presente relatório descritivo. Ainda mais, uma ou mais das bordas de asa dianteira 814, borda de asa traseira 816, camada superficial superior 818 e camada superficial inferior 820 podem ser formadas separadamente das outras e presas depois. Em algumas configurações, a borda de asa dianteira 814 e/ou a borda de asa traseira 816 podem ser formadas com a camada superficial superior 818 e/ou a camada superficial inferior 820. Desse modo, em um aparelho de compressão, tal como o aparelho de compressão 504 da Figura 7, a borda de asa dianteira 814 pode ser um revestimento metálico dianteiro, formado por uso da ferramenta de superfície de revestimento metálico dianteira 506 da Figura 7, e a borda de asa traseira 816 pode ser uma superfície de revestimento metálico traseira, formada por uso da ferramenta de superfície de revestimento metálico traseira 510.

Voltando então à Figura 13, uma rotina ilustrativa 900, para a construção de longarinas de asa de suportes múltiplos, é descrita em detalhes. A menos que indicado de outro modo, deve-se considerar que mais ou menos operações podem ser conduzidas do que as mostradas nas figuras e descritas no presente relatório descritivo. Adicionalmente, a menos que indicado de outro modo, essas operações podem ser também conduzidas em uma ordem diferente do que aquela descrita no presente relatório descritivo. A rotina 900 começa na operação 902, na qual uma ou mais camadas enviesadas e/ou únicas são aplicadas em uma série de mandris con-formadores. Em algumas configurações, as fibras nas camadas enviesadas e/ou únicas podem ser apertadas por uso de um ou mais blocos de tensão no mandril. Da operação 902, a rotina 900 continua para a operação 904, na qual os mandris conformadores são postos em contato entre si, para criar uma disposição de longarinas de asa de suportes múltiplos. Em algumas configurações, a disposição de longarinas de asa de suportes múltiplos compreende uma matriz composta, formada de uma ou mais camadas das camadas enviesadas e/ou unitárias. Como mencionado acima, as camadas adicionais podem ser adicionadas em vários estágios do processo de conformação.

Da operação 904, a rotina 900 continua para a decisão 906, na qual é feita uma determinação se camadas adicionais de camadas enviesadas ou únicas vão ser adicionadas, antes da cura da matriz composta. Em uma configuração, pode ser desejável formar e curar conjuntamente as longarinas de asa de suportes múltiplos e uma ou mais partes do revestimento metálico de asa. Em outra configuração, uma espessura ou rigidez estrutural de asa desejada pode requerer que camadas adicionais sejam adicionadas, a rotina 900 continua para a operação 908, na qual camadas adicionais são aplicadas à disposição.

Se for determinado 906 que nenhuma camada adicional para a disposição vai ser aplicada 908, ou após as camadas adicionais para a disposição terem sido aplicadas 908, a rotina 900 continua para a operação 910, na qual o ferramental de superfície é aplicado (posto em contato) nas várias superfícies da matriz composta. O ferramental de superfície, em algumas configurações, pode servir para várias funções. Por exemplo, o ferramental de superfície pode ter uma ou mais superfícies o configuradas para criar certas formas na superfície da matriz composta. O ferramental de superfície pode ser também usado para aplicar pressão e/ou calor a uma matriz composta, para curar a matriz composta, bem como, em alguns exemplos, proporcionar uma redução em volume da matriz composta durante a disposição.

Da operação 910, a rotina 900 continua para a operação 912, com o que o ferramental de superfície é comprimido na matriz composta, para promover o processo de cura. Em algumas configurações, pode ser desejável, além de pressão, aplicar calor a uma ou mais ferramentas de superfície, para aquecer várias superfícies da matriz composta. Desse modo, a operação 912 pode também incluir uma operação de aquecimento.

Da operação 912, a rotina 900 continua para a operação 914, na qual a matriz composta, na disposição de longarinas de asa de suportes múltiplos, é curada. Em algumas outras configurações, pode ser desejável na operação 912 e/ou na operação 914 aplicar tensão às camadas dentro da matriz composta, de uma ou de ambas as extremidades da matriz composta, para reduzir a quantidade de pregas de fibras dentro da matriz composta e aumentar a retidão das fibras dentro da matriz composta. Uma vez que a cura está completa, a rotina 900 continua para a operação 916, com o que o ferramental de superfície (e calor) é removido da matriz composta. Ainda mais, os mandris são extraídos da matriz composta, formando seções de asa tendo longarinas de asa de suportes múltiplos.

Ainda mais, a descrição compreende concretizações, de acordo com as seguintes cláusulas: 1. Um processo de manufatura de uma asa de aeronave, compreendendo: aplicar várias camadas enviesadas enroladas em filamento e camadas unitárias em cada um de vários mandris de asa separados; colocar em contato entre si os vários mandris de asa separados, para criar uma disposição de longarinas de asa de suportes múltiplos; colocar em contato os vários ferramentais de superfície de asa com a disposição de longarinas de asa de suportes múltiplos; comprimir os vários ferramentais de superfície de asa, para aplicar pressão à disposição de longarinas de asa de suportes múltiplos; e curar a disposição de longarinas de asa de suportes múltiplos para formar a asa de aeronave, tendo várias longarinas de asa de suportes múltiplos. 2. O processo de acordo com a cláusula 1, em que curar a disposição de longarinas de asa de suportes múltiplos compreende ainda aplicar calor à disposição de longarinas de asa de suportes múltiplos. 3. O processo de acordo com a cláusula 1, compreendendo ainda remover cada um dos vários mandris de asa separados, após cura da disposição de longarinas de asa de suportes múltiplos. 4. O processo de acordo com a cláusula 1, em que aplicar várias camadas enviesadas enroladas em filamento e camadas unitárias compreende adicionar camadas suficientes de camadas enviesadas enroladas ou camadas unitárias, para obter uma espessura ou rigidez estrutural de asa desejada. 5. O processo de acordo com a cláusula 1, compreendendo ainda dispor um revestimento metálico de asa superior curável e um revestimento metálico de asa inferior curável, após aplicação de várias camadas enviesadas enroladas em filamento e camadas unitárias, em que a cura da disposição de longarinas de asa de suportes múltiplos cura conjuntamente a disposição de longarinas de asa de suportes múltiplos, o revestimento metálico de asa superior e o revestimento metálico de asa inferior. 6. O processo de acordo com a cláusula 1, compreendendo ainda instalar vários segmentos de nervuras, após cura da disposição de longarinas de asa de suportes múltiplos. 7. O processo de acordo com a cláusula 1, compreendendo ainda instalar uma borda de asa dianteira ou uma borda de asa traseira, após cura da disposição de longarinas de asa de suportes múltiplos. 8. O processo de acordo com a cláusula 1, compreendendo ainda dispor uma borda de asa dianteira curável e uma borda de asa traseira curável, após aplicação das várias camadas enviesadas enroladas em filamento e camadas unitárias, em que curar a disposição de longarinas de asa de suportes múltiplos cura conjuntamente a disposição de longarinas de asa de suportes múltiplos, a borda de asa dianteira e a borda de asa traseira. 9. O processo de acordo com a cláusula 1, em que comprimir os vários ferramentais de superfície de asa compreende ainda aplicar tensão às várias camadas enviesadas enroladas em filamento e camadas unitárias, para minimizar o pregueamento das várias fibras nelas. 10. Uma asa, compreendendo: várias longarinas de asa de suportes múltiplos presas em pelo menos uma viga de uma fuselagem de aeronave; uma superfície de asa superior; uma superfície de asa inferior; e vários segmentos de asa, em que as várias longarinas de asa de suportes múltiplos, a superfície de asa superior e a superfície de asa inferior são camadas compostas, compreendendo fibras substancialmente contínuas. 11. Asa de acordo com a cláusula 10, em que a asa compreende ainda várias nervuras dispostas dentro das várias longarinas de asa de suportes múltiplos. 12. Asa de acordo com a cláusula 10, em que a asa compreende ainda uma borda de asa dianteira e uma borda de asa traseira compreen- dendo camadas compostas curadas conjuntamente com as várias longarinas de asa de suportes múltiplos, a superfície de asa superior e a superfície de asa inferior. 13. Asa de acordo com a cláusula 10, em que pelo menos uma das longarinas de asa de suportes múltiplos compreende uma abertura elíptica. 14. Asa de acordo com a cláusula 13, em que uma superfície externa da abertura elíptica é próxima de uma superfície interna da fuselagem da aeronave. 15. Asa de acordo com a cláusula 13, em que os focos da abertura elíptica proporcionam um deslocamento angular entre a fuselagem e a asa da aeronave, em que o deslocamento angular proporciona um perfil de asa reta ou um perfil de asa em flecha. 16. Asa de acordo com a cláusula 10, em que pelo menos uma das várias longarinas de asa de suportes múltiplos é presa a pelo menos uma de várias longarinas de asa de suportes múltiplos de uma segunda asa. 17. Asa de acordo com a cláusula 10, compreendendo ainda um revestimento metálico de asa curado conjuntamente com várias longarinas de asa de suportes múltiplos. 18. Asa de acordo com a cláusula 10, em que as camadas compostas, compreendendo fibras substancialmente contínuas, são camadas compostas curadas ou aglutinadas conjuntamente. 19. Um sistema para formação de uma asa de aeronave, compreendendo: vários mandris compreendendo: uma camada superficial superior formada de acordo com uma camada superficial superior da asa da aeronave; uma camada superficial inferior formada de acordo com uma camada superficial inferior da asa da aeronave; e uma camada superficial frontal e uma camada superficial traseira em contato com um ou mais de vários mandris, em que as camadas superficiais superiores dos vários mandris são formados de acordo com uma superfície superior da asa da aeronave, e as camadas superficiais inferiores dos vários mandris são formadas de acordo com uma camada inferior da asa da aeronave; um bloco de tensão para manter tensão em uma ou mais camadas de material composto, que forma a asa da aeronave; e um aparelho de compressão para curar mecanicamente a uma ou mais camadas de material composto, formando a asa da aeronave, o a-parelho de compressão compreendendo: uma ferramenta de superfície de revestimento metálico traseira para aplicar pressão na camada superficial traseira dos vários mandris; uma ferramenta de superfície de revestimento metálico de topo para aplicar pressão na camada superficial superior dos vários mandris; uma ferramenta de superfície de revestimento metálico inferior para aplicar pressão na camada superficial inferior dos vários mandris; e uma ferramenta de superfície de revestimento metálico dianteiro para aplicar pressão à camada superficial dianteira dos vários mandris. 20. Sistema de acordo com a cláusula 19, compreendendo ainda um elemento de aquecimento, para curar termicamente a uma ou mais camadas de material composto, que forma a asa da aeronave.

Com base no que foi exposto acima, deve-se considerar que as tecnologias para construção das seções de asa, tendo longarinas de asa de suportes múltiplos, foram apresentadas no presente relatório descritivo. O objeto descrito acima é proporcionado por meio de ilustração apenas e não deve ser considerado como limitante. Várias modificações e variações podem ser feitas no objeto, descrito no presente relatório descritivo, sem que seguir as configurações e aplicações exemplificativas ilustradas e descritas, e sem que se afaste dos verdadeiros espírito e âmbito da presente invenção, que é apresentada nas reivindicações a seguir.

Claims (15)

1. Processo de manufatura de uma asa de aeronave, compreendendo: aplicar várias camadas enviesadas enroladas em filamento (200) e camadas unitárias (300) em cada um de vários mandris de asa separados (100); colocar em contato entre si os vários mandris de asa separados (100), para criar uma disposição de longarinas de asa de suportes múltiplos; colocar em contato os vários ferramentais de superfície de asa com a disposição de longarinas de asa de suportes múltiplos; comprimir os vários ferramentais de superfície de asa, para aplicar pressão à disposição de longarinas de asa de suportes múltiplos; e curar a disposição de longarinas de asa de suportes múltiplos para formar a asa de aeronave, tendo várias longarinas de asa de suportes múltiplos.

2. Processo de acordo com a reivindicação 1, em que curar a disposição de longarinas de asa de suportes múltiplos compreende ainda aplicar calor à disposição de longarinas de asa de suportes múltiplos.

3. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, compreendendo ainda remover cada um dos vários mandris de asa separados (100), após cura da disposição de longarinas de asa de suportes múltiplos.

4. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, em que aplicar várias camadas enviesadas enroladas em filamento (200) e camadas unitárias (300) compreende adicionar camadas suficientes de camadas enviesadas enroladas (200) ou camadas unitárias (300), para obter uma espessura ou rigidez estrutural de asa desejada.

5. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, compreendendo ainda: dispor um revestimento metálico de asa superior curável e um revestimento metálico de asa inferior curável, após aplicação de várias camadas enviesadas enroladas em filamento (200) e camadas unitárias (300), em que a cura da disposição de longarinas de asa de suportes múltiplos cura conjuntamente a disposição de longarinas de asa de suportes múltiplos, o revestimento metálico de asa superior e o revestimento metálico de asa inferior; instalar vários segmentos de nervuras (700), após cura da disposição de longarinas de asa de suportes múltiplos.

6. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, compreendendo ainda instalar uma borda de asa dianteira (814) ou uma borda de asa traseira (816), após cura da disposição de longarinas de asa de suportes múltiplos.

7. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, compreendendo ainda dispor uma borda de asa dianteira curável (814) e uma borda de asa traseira curável (816), após aplicação das várias camadas enviesadas enroladas em filamento (200) e camadas unitárias (300), em que curar a disposição de longarinas de asa de suportes múltiplos cura conjuntamente a disposição de longarinas de asa de suportes múltiplos, a borda de asa dianteira (814) e a borda de asa traseira (816).

8. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, em que comprimir os vários ferramentais de superfície de asa compreende ainda aplicar tensão às várias camadas enviesadas enroladas em filamento (200) e camadas unitárias (300), para minimizar o pregueamento das várias fibras nelas.

9. Asa, compreendendo: várias longarinas de asa de suportes múltiplos (600) presas em pelo menos uma viga (por exemplo, 812) de uma fuselagem de aeronave; uma superfície de asa superior; uma superfície de asa inferior; e vários segmentos de asa, em que as várias longarinas de asa de suportes múltiplos, a superfície de asa superior e a superfície de asa inferior são camadas compostas, compreendendo fibras substancialmente contínuas.

10. Asa de acordo com a reivindicação 9, em que a asa compre- ende ainda várias nervuras (700) dispostas dentro das várias longarinas de asa de suportes múltiplos.

11. Asa de acordo com a reivindicação 9 ou 10, em que a asa compreende ainda uma borda de asa dianteira (814) e uma borda de asa traseira (816) compreendendo camadas compostas curadas conjuntamente com as várias longarinas de asa de suportes múltiplos (600), a superfície de asa superior e a superfície de asa inferior.

12. Asa de acordo com qualquer uma das reivindicações de 9 a 11, em que pelo menos uma das longarinas de asa de suportes múltiplos (600) compreende uma abertura elíptica (808); em que uma superfície externa da abertura elíptica (808) é próxima de uma superfície interna da fuselagem da aeronave; e em que os focos da abertura elíptica proporcionam um deslocamento angular entre a fuselagem e a asa da aeronave, em que o deslocamento angular proporciona um perfil de asa reta ou um perfil de asa em flecha.

13. Asa de acordo com qualquer uma das reivindicações de 9 a 12, em que pelo menos uma das várias longarinas de asa de suportes múltiplos (600) é presa a pelo menos uma de várias longarinas de asa de suportes múltiplos (600) de uma segunda asa.

14. Asa de acordo com qualquer uma das reivindicações de 9 a 13, compreendendo ainda um revestimento metálico de asa curado conjuntamente com várias longarinas de asa de suportes múltiplos (600).

15. Asa de acordo com qualquer uma das reivindicações de 9 a 14, em que as camadas compostas, compreendendo fibras substancialmente contínuas, são camadas compostas curadas ou aglutinadas conjuntamente.