CAMPO DE LA INVENCIÓN

La presente invención se refiere a un componente de aeronave con paneles rigidizados con larguerillos y, más particularmente, a una configuración mejorada de los extremos de los larguerillos en zonas de intersección o posible interferencia con otros elementos estructurales.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

En muchos componentes de aeronaves fabricados con materiales compuestos se utilizan paneles rigidizados con larguerillos cuyas trazas tienen zonas de intersección o interferencia con otros elementos estructurales del componente.

Así por ejemplo, en el ala de una aeronave, los larguerillos de refuerzo de los paneles del revestimiento se cruzan con las costillas y los extremos de algunos de ellos pueden estar dispuestos en zonas próximas a los largueros planteando posibles interferencias.

En el caso de que los extremos de los larguerillos ("run-outs") se configuren sin ninguna variación de forma se plantea el problema de que, en aquellas zonas del panel no rigidizadas por larguerillos por la imposibilidad de extender alguno de ellos a causa de la eventual interferencia o intersección con alguna costilla o larguero, nos encontremos con unas zonas en las que es necesario aumentar el espesor del panel y por consiguiente su peso. Por otra parte, en la zona de terminación de un larguerillo se produce una modificación del reparto de cargas entre el panel y el larguerillo que causa determinados problemas.

Para resolver esos problemas se conocen varias propuestas en la técnica anterior para configurar los extremos finales de los larguerillos utilizados en paneles rigidizados como los mencionados. En WO 2008/132498 se describe una solución al problema del reparto de cargas y en la descripción detallada de la invención mencionaremos propuestas de configuración de los extremos finales de los larguerillos para reducir las zonas del panel no rigidizadas que tienen varios inconvenientes a cuya solución está orientada la presente invención.

SUMARIO DE LA INVENCIÓN

Es un objeto de la presente invención proporcionar una terminación de un larguerillo rigidizador de un panel de una estructura aeronáutica realizada en material compuesto, es decir un material de matriz orgánica y fibras continuas principalmente basadas en resinas epoxídicas y fibras de carbono, que permita que el larguerillo tenga la máxima longitud posible sin producir interferencias con otros elementos de la estructura tales como largueros ó costillas a los efectos de optimizar el peso del panel.

Es otro objeto de la presente invención proporcionar una terminación de un larguerillo rigidizador de un panel de una estructura aeronáutica realizada en material compuesto que facilite la reducción de su tamaño y, en particular, de su anchura.

En un aspecto, esos y otros objetos se consiguen en un componente de aeronave que comprende al menos un panel de material compuesto, conformado por una piel y una pluralidad de larguerillos rigidizadores configurados con un alma y unos pies, así como largueros y costillas unidos a dicho panel, comprendiendo la disposición de dichos larguerillos y dichos largueros y costillas zonas de intersección ó posible interferencia entre ellos, mediante una configuración del extremo de un larguerillo en una de dichas zonas de intersección o posible interferencia que comprende un primer tramo en el que la altura del alma del larguerillo va disminuyendo hasta desaparecer y la anchura de los pies va aumentando hasta llegar a una anchura predeterminada A y un segundo tramo con unos pies extendidos de dicha anchura predeterminada A y sin alma, incluyéndose en dicho primer tramo los medios mecánicos de unión del extremo del larguerillo a la piel del panel.

En una realización preferente, dicho extremo de larguerillo está ubicado en una zona de intersección con una costilla, quedando los pies de la costilla unidos al segundo tramo del extremo del larguerillo. Se consigue con ello una terminación de larguerillo que no requiere que la costilla tenga un orificio de paso ("mousehole").

En otra realización preferente, dicho extremo de larguerillo queda ubicado en una zona próxima a un larguero sin producirse ninguna interferencia con él gracias a la reducida anchura de los pies extendidos. Se consigue con ello evitar que el extremo del larguerillo pueda interferir con un larguero próximo con lo que se optimiza el peso del panel al evitar tener que disminuir la longitud del larguerillo y aumentar el espesor del panel en la zona no rigidizada por el larguerillo.

En otra realización preferente, dicha anchura predeterminada A de dichos pies extendidos está comprendida entre un 125-135% de la anchura de los pies del larguerillo. Se consigue con ello una terminación de larguerillo de una anchura apta para optimizar el peso del panel, particularmente en el caso de paneles que pertenecen al revestimiento de un ala de una aeronave.

En otro aspecto, los objetos mencionados se consiguen mediante un procedimiento de fabricación del panel mencionado en el que para la conformación de los larguerillos utilizan dos preformas con forma de L y en el que, entre los distintos pasos para su fabricación, se incluye un paso en el que la ranura existente entre dichas preformas en el extremo del larguerillo, tras la desaparición del alma, se rellena de "rowing".

Otras características y ventajas de la presente invención se desprenderán de la descripción detallada que sigue de realizaciones ilustrativas de su objeto en relación con las figuras que se acompañan.

DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS Las Figuras 1 y 2 son respectivamente vistas en perspectiva y en planta del interior de un ala de aeronave mostrando la terminación típica (conocida en la técnica) de un larguerillo rigidizador en una zona en la que se produce una interferencia con un larguero.

Las Figuras 3 y 4 son vistas en perspectiva desde el interior de un ala de aeronave que muestran la terminación de un larguerillo rigidizador según la presente invención en la misma zona mostrada en las Figuras 1 y 2. DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN

Para una mejor comprensión de la invención describiremos en primer lugar una zona del ala de una aeronave con un larguerillo terminado de manera típica ya conocida en la técnica y en segundo lugar la misma zona con un larguerillo terminado según la presente invención.

Las Figuras 1 y 2 muestran el interior de una zona del ala de una aeronave con un larguero 25, una costilla 27 y un panel 1 1 formado por una piel 13 y un larguerillo rigidizador 15 con un alma 17 y unos pies 19.

La terminación del larguerillo 15 está configurada de forma conocida con unos pies ensanchados 21 en los que el alma 17 va disminuyendo de altura hasta desaparecer, estando situados en ellos unos remaches mecánicos 31 como medios complementarios de unión entre el larguerillo 15 y la piel 13 a los medios químicos de unión utilizados en un proceso de co-curado ó de co- pegado, típico en la fabricación de elementos de materiales compuestos.

La disminución progresiva de la altura del alma 17 del larguerillo 15 es un recurso bien conocido en la técnica anterior para facilitar la transferencia de carga de la piel 13 al larguerillo 15 al proporcionar un incremento gradual de la rigidez -a flexión y a tracción- y al evitar concentraciones locales de carga. Por su parte el ensanchamiento de los pies 21 facilita una respuesta acoplada de larguerillo 15 y piel 13 a las cargas a las que está sometido el panel 1 1 . Los remaches mecánicos 31 son necesarios para prevenir delaminaciones y/o fallos de la unión química entre el larguerillo 15 y la piel 13.

Por su parte puede observarse en las Figuras 1 y 2 que al terminar el larguerillo 15 tras una intersección con una costilla 27, ésta debe tener un orificio de paso 29 ("mousehole") del larguerillo 15 y los pies ensanchados 21 deben ser lo suficientemente grandes como para albergar el alma 17 del larguerillo 17, dejar suficiente hueco para los pies 28 de dicha costilla 27 y para que puedan ubicarse en ellos los medios de fijación (normalmente cuatro tornillos 33) de los pies 28 de dicha costilla 27 que están situados a una distancia relativamente grande entre ellos como consecuencia de la existencia de dicho orificio de paso 29.

En las Figuras 1 y 2 se muestra una situación en la que se presenta una interferencia entre la terminación del larguerillo 15 y el pie 26 del larguero 25 lo que obligaría a que el larguerillo 15 no pudiera llegar hasta la costilla 27 y tuviese que terminar en una costilla anterior con lo que la zona afectada de la piel 13 debería tener un mayor espesor aumentando el peso del panel 1 1 . Una de las causas de esas interferencias es la anchura de los pies 21 .

Pasando a describir una realización preferente de la presente invención, con relación a las Figuras 3 y 4 puede observarse que la terminación del larguerillo 15 comprende un primer tramo 41 en el que tiene lugar la disminución progresiva del alma 17 del larguerillo 15, en el que se sitúan los remaches mecánicos 31 necesarios para prevenir delaminaciones y/o fallos de la unión química entre el larguerillo 15 y la piel 13, y un segundo tramo 43 con unos pies 23 de una anchura A suficiente para ubicar los medios de fijación (normalmente cuatro tornillos 33) de los pies 28 de dicha costilla 27 que pueden estar situados a una distancia mucho menor de lo que sucedía en la terminación conocida en la técnica ya que, en este caso, no es necesario el agujero de paso ("mousehole") 29. Con ello se reduce la posibilidad de interferencias con el pie 26 del larguero 25.

Se considera que la anchura A de los pies extendidos 23 de una terminación de un larguerillo 15 según la presente invención está comprendida en un rango del 125%-135% de la anchura de los pies 19 del larguerillo 15 mientras que en la terminación conocida esa anchura está comprendida entre un 145%- 155%.

La piel 13 se fabrica típicamente mediante una primera etapa de apilado de capas de "prepeg" (fibras o haces de fibra de carbono embebidos en una matriz de resina termoestable o termoplástica en forma de material preimpregnado) utilizando máquinas ATL y una segunda etapa de curado en autoclave.

El larguerillo 15 se fabrica típicamente conformando en un útil apropiado dos preformas en forma de L a partir de unos apilados de prepreg. Posteriormente se procede a su curado bien conjuntamente con la piel 13 o independientemente en cuyo caso se une posteriormente a ella utilizando medios adhesivos.

En cualquiera de los casos, la utilización de dos preformas puede dar lugar a que una vez conformado el larguerillo exista una ranura 49 entre las dos preformas que, en su caso, se rellenaría de "rowing" (tiras de fibra unidireccionales del mismo material o de un material compatible con el de las preformas).

Entre las ventajas aportadas por la presente invención cabe señalar las siguientes:

- Un menor ancho de los pies del larguerillo en la zona de terminación del mismo.

- Una disminución del riesgo de interferencia entre el larguerillo y el pie del larguero.

- Posibilidad de una mayor extensión longitudinal del larguerillo.

- Reducción del espesor (peso) del panel.

- Posibilidad de eliminación de agujeros de paso ("mouseholes") de larguerillo en costillas.

Aunque la presente invención se ha descrito enteramente en conexión con realizaciones preferidas, es evidente que se pueden introducir aquellas modificaciones dentro de su alcance, no considerando éste como limitado por las anteriores realizaciones, sino por el contenido de las reivindicaciones siguientes.