ES2896930T3 - Superficie de control de vuelo para una aeronave y método para fabricar dicha superficie de control de vuelo - Google Patents

Superficie de control de vuelo para una aeronave y método para fabricar dicha superficie de control de vuelo Download PDF

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Abstract

Superficie de control de vuelo para una aeronave, que comprende: - un cuerpo principal (1) que comprende una cubierta superior (3) y una cubierta inferior (4), comprendiendo cada cubierta (3, 4) revestimientos superiores e inferiores (5, 6, 7, 8) y un núcleo (9, 10) situado entre los revestimientos superiores e inferiores (5, 6, 7, 8) de cada cubierta (3, 4), comprendiendo los revestimientos (5, 6, 7, 8) de las cubiertas (3, 4) una prolongación (12) de su longitud sobre la longitud del núcleo (9, 10) en la dirección según la cuerda de la superficie de control, de manera que la cubierta superior (3) y la cubierta inferior (4) definen una zona escalonada (16), y - un borde de salida (2) anexo al cuerpo principal (1) en la dirección de la cuerda de la superficie de control, dicho borde de salida (2) comprendiendo un perfil en forma de U (11) que rodea la prolongación (12) del cuerpo principal (1), el perfil en forma de U teniendo una superficie interna (11.1) y una superficie externa (11.2), la superficie interna (11.1) estando orientada enfrentada hacia la prolongación (12), - el perfil en forma de U (11) extendiéndose hacia el cuerpo principal (1) en la dirección de la cuerda hasta la zona escalonada (16) y comprendiendo una sección transversal en la dirección de la cuerda que disminuye progresivamente hacia la parte final del perfil en forma de U (11) opuesta al cuerpo principal (1), donde el borde de salida (2) comprende un primer y un segundo juego de remaches (13, 14) situados en la prolongación (12), comprendiendo cada remache (13, 14) un pasador (17) y al menos una cabeza (18) en el que la al menos una cabeza (18) del primer juego de remaches (14) está situada entre las cubiertas (3, 4) y el perfil en forma de U (11) para unir las cubiertas superior (3) e inferior (4), y en el que la al menos una cabeza (18) del segundo juego de remaches (13) está situada en la superficie externa (11. 2) del perfil en forma de U (11) para unir el perfil en forma de U (11) y las cubiertas superior (3) e inferior (4).

Description

DESCRIPCIÓN
Superficie de control de vuelo para una aeronave y método para fabricar dicha superficie de control de vuelo
Campo de la invención
La invención se refiere a una superficie de control de vuelo de una aeronave y también al método para fabricar dicha superficie de control de vuelo.
Antecedentes de la invención
Las superficies de control de una aeronave conocidas comprenden una cubierta superior y una cubierta inferior en la que cada cubierta comprende una estructura de fibra de carbono tipo sándwich que tiene revestimientos superiores e inferiores y un núcleo situado entre dichos revestimientos superiores e inferiores. Además, dichos revestimientos comprenden una prolongación de su longitud sobre la longitud del núcleo en la dirección de la cuerda de la superficie de control por lo tanto generando un escalonamiento en el área del borde de salida debido a la no existencia de núcleo en el borde de la superficie de control. Este escalonamineto tiene una fuerte influencia en la resistencia creada por la superficie aerodinámica.
Para evitar la penalización de la resistencia aerodinámica, se aplica un relleno de epoxi para suavizar el escalonamiento antes mencionado. La aplicación del relleno requiere mucho tiempo y también aumenta el peso de la superficie de control de vuelo. Además, este relleno es sensible a agrietarse durante el servicio, lo que provoca el agrietamiento y el desprendimiento de la pintura de la superficie externa, lo que puede dar lugar a la preocupación de los clientes debido a su aspecto deteriorado y a los costes de repintado.
El documento US2017/341774 A1 divulta un ejemplo del estado de la técnica de una superficie de control de vuelo.
El documento EP3210883 divulga otra solución basada en clips metálicos en forma de U, que unen las cubiertas superior e inferior con una o dos filas de fijaciones que llevan a utilizar remaches avellanados para evitar la penalización por arrastre que aumenta los costes de las operaciones de mantenimiento cuando estos perfiles tienen que ser reemplazados debido a golpes de rayo o daños accidentales. Dichos perfiles en forma de U se extienden en la dirección de la cuerda hasta la zona escalonada y comprenden una sección transversal en un plano en la dirección de la cuerda que disminuye progresivamente hacia la parte final del perfil en forma de U opuesta al cuerpo principal. Además, para realizar dicho avellanado de los remaches, es necesario situar un relleno entre el perfil metálico en forma de U, lo que aumenta el peso y el tiempo de fabricación.
Sumario de la invención
La invención reivindicada se dirige a una superficie de control de vuelo para una aeronave que comprende:
- un cuerpo principal que comprende una cubierta superior y una cubierta inferior, comprendiendo cada cubierta revestimientos superiores e inferiores y un núcleo situado entre los revestimientos superiores e inferiores de cada cubierta, comprendiendo los revestimientos de las cubiertas una prolongación de su longitud sobre la longitud del núcleo en la dirección según la cuerda de la superficie de control, de manera que la cubierta superior y la cubierta inferior definen una zona escalonada, y
- un borde de salida anexo al cuerpo principal en la dirección de la cuerda de la superficie de control, dicho borde de salida comprendiendo un perfil en forma de U que rodea la prolongación del cuerpo principal, el perfil en forma de U teniendo una superficie interna y una superficie externa, la superficie interna estando orientada enfrentada hacia la prolongación,
- el perfil en forma de U extendiéndose hacia el cuerpo principal en la dirección de la cuerda hasta la zona escalonada y comprendiendo una sección transversal en la dirección de la cuerda que disminuye progresivamente hacia la parte final del perfil en forma de U opuesta al cuerpo principal.
El borde de salida de la superficie de control de vuelo comprende un primer y un segundo juego de remaches situados en la prolongación, comprendiendo cada remache un pasador y al menos una cabeza en el que la al menos una cabeza del primer juego de remaches está situada entre las cubiertas y el perfil en forma de U para unir las cubiertas superior e inferior, y en el que la al menos una cabeza del segundo juego de remaches está situada en la superficie externa del perfil en forma de U para unir el perfil en forma de U y las cubiertas superior e inferior.
De acuerdo con lo anterior, la invención reivindicada permite suprimir el relleno aerodinámico descrito en el estado de la técnica cubriendo todo el hueco del borde de salida con un perfil en forma de U con sección decreciente, generalmente de aluminio. Dicha sección decreciente también evita la necesidad de un relleno situado en el perfil en forma de U para realizar las tareas de estampación de los remaches.
Es evidente, por tanto, que la invención reivindicada tiene la ventaja de que evita el tiempo de aplicación del relleno y también el tiempo de curado posterior, tanto durante la fabricación como durante el mantenimiento.
Finalmente, a medida que el perfil en forma de U disminuye progresivamente hacia su extremo, se consigue un perfil aerodinámico deseado eliminando la penalización por arrastre. La invención proporciona un rendimiento aerodinámico óptimo gracias a la eliminación de los huecos en el perfil aerodinámico, minimizando las perturbaciones de aire en la transición revestimineto-perfil.
Una ventaja adicional es que si el perfil en forma de U es de aluminio, al ser éste un elemento resistente, no se agrieta fácilmente en servicio, lo que aumenta la satisfacción del cliente. Además, la invención reivindicada mantiene la continuidad eléctrica para proteger a la aeronave contra los rayos.
La invención reivindicada ahorra peso frente al estado de la técnica porque no es necesario rellenar el hueco entre el perfil y los revestimientos para unir estas tres partes.
Según la invención reivindicada, el borde de salida comprende un primer y un segundo juego de remaches, el primer juego de remaches uniendo las cubiertas superior e inferior directamente y el segundo juego de remaches uniendo el perfil en forma de U a las cubiertas superior e inferior mediante la estampación de dicho segundo juego de remaches que se sitúan cada "x" remaches De este modo, sólo es necesario desinstalar dichos remaches "x" para retirar el perfil en forma de U. En el estado de la técnica, a menudo son necesarias varias operaciones de mantenimiento debido a los impactos en los perfiles de aluminio en forma de U. Para reemplazar estos perfiles en forma de U, se deben desinstalar cientos de remaches. Por lo tanto, la presente invención reduce considerablemente la cantidad de remaches a desinstalar.
También es objeto de la invención la aeronave que comprende una superficie de control y el método para fabricar dicha superficie de control que comprende los siguientes pasos:
- proporcionar una superficie de control de vuelo que comprende:
- un cuerpo principal que comprende una cubierta superior y una cubierta inferior, comprendiendo cada cubierta revestimientos superiores e inferiores y un núcleo situado entre los revestimientos superiores e inferiores de cada cubierta, comprendiendo los revestimientos de las cubiertas una prolongación de su longitud sobre la longitud del núcleo en la dirección según la cuerda de la superficie de control, de manera que la cubierta superior y la cubierta inferior definen una zona escalonada, y
- un borde de salida anexo al cuerpo principal en la dirección de la cuerda de la superficie de control, dicho borde de salida comprendiendo un perfil en forma de U que rodea la prolongación del cuerpo principal, el perfil en forma de U teniendo una superficie interna y una superficie externa, la superficie interna estando orientada enfrentada hacia la prolongación,
- proporcionar un perfil en forma de U que rodea la prolongación del cuerpo principal, el perfil en forma de U comprendiendo una sección transversal en la dirección de la cuerda que disminuye progresivamente hacia la parte final del perfil en forma de U opuesta al cuerpo principal,
- proporcionar un primer y un segundo conjunto de remaches en la prolongación del cuerpo principal, comprendiendo cada remache un pasador y al menos una cabeza,
- estampando el primer juego de remaches que une las cubiertas superior e inferior,
- situando el perfil en forma de U en la dirección de la cuerda de manera que se extienda hasta la zona escalonada, y de manera que la al menos una cabeza del primer juego de remaches se sitúe entre las cubiertas y el perfil en forma de U, y
- estampar el segundo juego de remaches de manera que la al menos una cabeza del segundo juego de remaches esté situada en la superficie externa del perfil en forma de U que une el perfil en forma de U y las cubiertas superior e inferior.
Descripción de las figuras
Para completar la descripción y con el fin de ofrecer una mejor comprensión de la invención, se proporciona un conjunto de dibujos. Dichos dibujos forman parte integrante de la descripción e ilustran realizaciones preferidas de la invención. Los dibujos comprenden las siguientes figuras.
La figura 1 muestra una sección transversal de una superficie de control y un borde de salida correspondiente según el estado de la técnica.
La figura 2 muestra una sección transversal de un ejemplo de realización de la superficie de control de la invención y su borde de salida mostrando un remache que une el perfil en forma de U y dos cubiertas.
La figura 3 muestra una sección transversal de un ejemplo de realización de la superficie de control de la invención y su borde de salida mostrando un remache que une las dos cubiertas pero no el perfil en forma de U.
La figura 4 muestra una vista en planta esquemática de un ejemplo de realización del borde de salida de la superficie de control de vuelo de la invención.
La figura 5 muestra una vista en perspectiva de un ejemplo de realización del borde de salida de la superficie de control de vuelo de la invención.
La figura 6 muestra una aeronave según un ejempo de realización de la invención.
Descripción detallada de la invención
La figura 1 divulga una superficie de control según el estado de la técnica en la que se representa el cuerpo principal (1) que comprende una cubierta superior (3) y una cubierta inferior (4), comprendiendo cada cubierta (3, 4) revestimientos superiores e inferiores (5, 6, 7, 8) y un núcleo (9, 10) situado entre los revestimietnos superiores e inferiores (5, 6, 7, 8) de cada cubierta (3, 4).
Además, los revestimientos (5, 6, 7, 8) de las cubiertas (3, 4) comprenden una prolongación (12) de su longitud sobre la longitud del miembro de núcleo (9, 10) en la dirección según la cuerda de la superficie de control. Esta prolongación (12) define una zona escalonada (16) entre la zona del cuerpo principal (1) en la que está presente el núcleo (9, 10) y la propia prolongación (12) en la que falta el núcleo (9, 10).
La figura 1 muestra un perfil en forma de U (11) que encierra la prolongación (12) del cuerpo principal (1) y un material de relleno (15) que rellena el hueco entre la zona escalonada (16) y el perfil en forma de U (11) de forma que se realiza una transición suave. Otra posibilidad conocida en el estado de la técnica sería tener un perfil en forma de U con una sección decreciente y un material de relleno situado entre dicho perfil en forma de U.
Las figuras 2 y 3 muestran un ejemplo de realización de la invención, en la que el perfil en forma de U (11) se extiende hasta los revestimientos superior (5) e inferior (8) en la zona escalonada (16) y comprende una sección transversal en un plano en sentido longitudinal que disminuye progresivamente hacia la parte final del perfil en forma de U opuesta al cuerpo principal (1).
Como se ha dicho, cada remache (13, 14) comprende un pasador (17) y al menos una cabeza (18), más concretamente, los ejemplos de realización divulgados en las figuras muestran remaches (13, 14) que comprenden un pasador (17) y dos cabezas (18).
La figura 2 muestra uno de los segundos conjuntos de remaches (13) que unen el perfil en forma de U (11) y las cubiertas superior (3) e inferior (4), en el que además el perfil en forma de U (11) está en contacto, en la prolongación (2) , con los revestimientos (5, 6, 7, 8) de las cubiertas superior e inferior (3, 4) en la zona que rodea a dicho segundo conjunto de remaches (13). Dicha configuración también evita la necesidad de ubicar un relleno entre el perfil en forma de U (11) para estampar el segundo juego de remaches (13).
La figura 3 muestra uno de los primeros juegos de remaches (14) que unen las cubiertas superior (3) e inferior (4) de manera que las cabezas (18) del remache (14) se encuentran entre las cubiertas (3, 4) y el perfil en forma de U (11).
Por lo tanto, un conjunto de remaches (13, 14) une el perfil en forma de U (11) y las dos cubiertas (3, 4). Una parte del juego de remaches, concretamente un segundo juego de remaches (13), une el perfil en forma de U (11), las cubiertas superior (3) e inferior (4) y un primer juego de remaches (14) sólo une las cubiertas superior (3) e inferior (4).
Además, el perfil en forma de U (11) está alineado respectivamente con los revestimientos superior (5) e inferior (8) de las cubiertas superior (3) e inferior (4) del cuerpo principal (1) en una sección transversal en un plano en la dirección de la cuerda, es decir el perfil en forma de U (11) está dispuesto de manera que forma una línea recta con los revestimientos superior (5) e inferior (8) del cuerpo principal (1) en la sección transversal mencionada, de manera que hay una transición aerodinámica suave entre los revestimientos (5, 8) y el perfil en forma de U (11).

Claims (5)

  1. REIVINDICACIONES
    1 Superficie de control de vuelo para una aeronave, que comprende:
    - un cuerpo principal (1) que comprende una cubierta superior (3) y una cubierta inferior (4), comprendiendo cada cubierta (3, 4) revestimientos superiores e inferiores (5, 6, 7, 8) y un núcleo (9, 10) situado entre los revestimientos superiores e inferiores (5, 6, 7, 8) de cada cubierta (3, 4), comprendiendo los revestimientos (5, 6, 7, 8) de las cubiertas (3, 4) una prolongación (12) de su longitud sobre la longitud del núcleo (9, 10) en la dirección según la cuerda de la superficie de control, de manera que la cubierta superior (3) y la cubierta inferior (4) definen una zona escalonada (16), y
    - un borde de salida (2) anexo al cuerpo principal (1) en la dirección de la cuerda de la superficie de control, dicho borde de salida (2) comprendiendo un perfil en forma de U (11) que rodea la prolongación (12) del cuerpo principal (1), el perfil en forma de U teniendo una superficie interna (11.1) y una superficie externa (11.2), la superficie interna (11.1) estando orientada enfrentada hacia la prolongación (12),
    - el perfil en forma de U (11) extendiéndose hacia el cuerpo principal (1) en la dirección de la cuerda hasta la zona escalonada (16) y comprendiendo una sección transversal en la dirección de la cuerda que disminuye progresivamente hacia la parte final del perfil en forma de U (11) opuesta al cuerpo principal (1),
    donde el borde de salida (2) comprende un primer y un segundo juego de remaches (13, 14) situados en la prolongación (12), comprendiendo cada remache (13, 14) un pasador (17) y al menos una cabeza (18) en el que la al menos una cabeza (18) del primer juego de remaches (14) está situada entre las cubiertas (3, 4) y el perfil en forma de U (11) para unir las cubiertas superior (3) e inferior (4), y en el que la al menos una cabeza (18) del segundo juego de remaches (13) está situada en la superficie externa (11.2) del perfil en forma de U (11) para unir el perfil en forma de U (11) y las cubiertas superior (3) e inferior (4).
  2. 2. - Superficie de control de vuelo para una aeronave, según la reivindicación 1, en la que el perfil en forma de U (11) está en contacto en la prolongación (2) con los revestimientos (5, 6, 7, 8) de las cubiertas superior e inferior (3, 4) en la zona que rodea al segundo juego de remaches (13).
  3. 3. - Superficie de control de vuelo para una aeronave, según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que el perfil en forma de U (11) está configurado para alinearse con el revestimiento superior (5) de la cubierta superior (3) y el revestimiento inferior (8) de la cubierta inferior (4) del cuerpo principal (1) en una sección transversal en la dirección de la cuerda.
  4. 4. - Aeronave, caracterizada por que comprende una superficie de control de vuelo según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores.
  5. 5. - Método de fabricación de una superficie de control de vuelo para una aeronave, que comprende las siguientes etapas
    - proporcionar una superficie de control de vuelo que comprende:
    - un cuerpo principal (1) que comprende una cubierta superior (3) y una cubierta inferior (4), comprendiendo cada cubierta (3, 4) revestimientos superiores e inferiores (5, 6, 7, 8) y un núcleo (9, 10) situado entre los revestimientos superiores e inferiores (5, 6, 7, 8) de cada cubierta (3, 4), comprendiendo los revestimientos (5, 6, 7, 8) de las cubiertas (3, 4) una prolongación (12) de su longitud sobre la longitud del núcleo (9, 10) en la dirección según la cuerda de la superficie de control, de manera que la cubierta superior (3) y la cubierta inferior (4) definen una zona escalonada (16), y
    - un borde de salida (2) anexo al cuerpo principal (1) en la dirección de la cuerda de la superficie de control, dicho borde de salida (2) comprendiendo un perfil en forma de U (11) que rodea la prolongación (12) del cuerpo principal (1), el perfil en forma de U teniendo una superficie interna (11.1) y una superficie externa (11.2), la superficie interna (11.1) estando orientada enfrentada hacia la prolongación (12),
    - proporcionar un perfil en forma de U (11) que rodea la prolongación (12) del cuerpo principal (1), el perfil en forma de U (11) comprendiendo una sección transversal en la dirección de la cuerda que disminuye progresivamente hacia la parte final del perfil en forma de U (11) opuesta al cuerpo principal (1),
    - proporcionar un primer y un segundo conjunto de remaches (13, 14) en la prolongación (12) del cuerpo principal (1), comprendiendo cada remache (13, 14) un pasador (17) y al menos una cabeza (18),
    - estampando el primer juego de remaches (14) que une las cubiertas superior (3) e inferior (4)
    - situando el perfil en forma de U (11) en la dirección de la cuerda de manera que se extienda hasta la zona escalonada (16), y de manera que la al menos una cabeza (18) del primer juego de remaches (14) se sitúe entre las cubiertas (3, 4) y el perfil en forma de U (11), y
    - estampar el segundo juego de remaches (13) de manera que la al menos una cabeza (18) del segundo juego de remaches (13) esté situada en la superficie externa del perfil en forma de U (11) que une el perfil en forma de U (11) y las cubiertas superior (3) e inferior (4).
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