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Patent Searching and Data


Title:
HRU MOUNTS THAT CAN BE ADJUSTED TO DIFFERENT USERS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2010/067153
Kind Code:
A1
Abstract:
The present invention relates to mounts for helicopter retained units (HRUs) or self-contained optical units that are an integral part of the system, which are used in flight helmets and characterized in that they comprise a mechanism that allows rapid, ongoing adjustment of the alignment of optical systems to different users and at the same time allows preventive and corrective maintenance programmes to be implemented, which reduces operating costs by modifying the disposable helmet concept.

Inventors:
ZULETA LARROTA, Mauricio (Avenida El Dorado No. 52-00CAN, Bogota, CO)
Application Number:
IB2009/007488
Publication Date:
June 17, 2010
Filing Date:
November 10, 2009
Export Citation:
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Assignee:
LA NACION, MINISTERIO DE DEFENSA, FUERZA AEREA COLOMBIANA (Avenida El Dorado No. 52 - 00CAN, Bogotá, CO)
ZULETA LARROTA, Mauricio (Avenida El Dorado No. 52-00CAN, Bogota, CO)
MONTENEGRO ROJAS, Camilo Arturo (Avenida El Dorado No. 52-00CAN, Bogota, CO)
International Classes:
G02B27/01; A42B3/04
Attorney, Agent or Firm:
RODRIGUEZ D'ALEMAN, Dilia Maria (Carrera 11 No. 86-53, Piso 6, Bogota, CO)
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Claims:
REIVINDICACIONES

1. Un montante móvil de HRU ajustable, caracterizado porque comprende una cuña de corrección angular (11), una base inferior (12), una base superior (13), rieles de ajuste de altura (134 y 135), un tornillo de ajuste de altura (14), dos soportes de los ejes de elevación (15A y 15B), cuatro ejes de elevación (16 y 16a), una base horizontal (17) y una base vertical (18), un soporte universal (19), un soporte de los HRU (20), un soporte del tornillo de ajuste vertical (21), un tornillo de ajuste vertical (22), unos rieles de desplazamiento vertical (23), un soporte de la placa electrónica (24), dos orificios de los tornillos de Ia placa electrónica (25), un orificio tornillo de ajuste montante HRU (26), rieles de ajuste de altura (27) y dos medialuna de ajuste (28).

2. El montante móvil de Ia reivindicación 1, caracterizado porque Ia cuña de corrección angular (11) se adhiere su cara posterior (113) al compartimiento de ensamble (101) en el casco (10) y por Ia cara frontal (114), a Ia base inferior (12) y al resto del montante (1).

3. El montante móvil de Ia reivindicación 2, caracterizado porque dicha cuña (11) está elaborada en resina poliéster.

4. El montante móvil de Ia reivindicación 3, caracterizado porque dicha cuña (11) presenta un ángulo α ubicado en Ia cara superior (111) y un ángulo β sobre una de las caras laterales (112).

5. El montante móvil de Ia reivindicación 4, caracterizado porque el ángulo α y el ángulo β se encuentra entre 6 y 12 grados

6. El montante móvil de Ia reivindicación 5, caracterizado porque dicho ángulo α o β preferiblemente es de 10 grados

7. El montante móvil de Ia reivindicación 1, caracterizado porque Ia base inferior (12) es una pieza elaborada de metal que comprende un eje central (121) y dos orificios (124 y 125).

8. El montante móvil de Ia reivindicación 7, caracterizado porque dicho eje central (121) es formado por una proyección que se extiende hacia Ia base superior (13) para permitir que esta última se inserte y tenga Ia posibilidad de moverse en forma de pivote y facilitar Ia alineación.

9. El montante móvil de Ia reivindicación 8, caracterizado porque dicho eje central (121) tiene un diámetro que se encuentra en un rango de 5 a 10 mm y un grosor de 1 a 2 mm.

10. El montante móvil de Ia reivindicación 7, caracterizado porque dicha base inferior (12) se une a base superior (13) mediante dos tornillos (122 y 123) que se insertan desde Ia cara posterior (126), a Ia cual se aseguran por medio de pegante estructural, pasan a través de los dos orificios (124 y 125) hacia Ia base superior (13), atraviesa las medialunas de aseguramiento (28) y se ajustan sobre Ia cara frontal (131) de Ia base superior (13) por medio de tuercas, logrando el aseguramiento de las dos bases, inferior y superior, en el ángulo de pivote seleccionado.

11. El montante móvil de Ia reivindicación 10, caracterizado porque dichos tornillos (122 y 123) tienen 1 mm de diámetro, 5 mm de altura y cabeza avellanada.

12. El montante móvil de Ia reivindicación 1, caracterizado porque dicha base superior (13) es una placa de metal que comprende en su parte central un orificio (133) a través del cual se inserta el eje central (121) para permitir el ajuste de pivote, dos medias lunas de aseguramiento (28) colocadas en cada uno de sus lados y sobre su cara frontal dos soportes (15a y 15b) para asegurar los ejes de elevación (16), dos rieles paralelos (134 y 135) que permiten el movimiento del carro de desplazamiento de altura (136) y un soporte (21) para el tornillo de ajuste de altura (14).

13. El montante móvil de Ia reivindicación 12, caracterizado porque el tomillo de ajuste de altura (14) es un tornillo sin fin, que se asegura a Ia base superior (13) por medio de un soporte (21), colocado sobre Ia parte central del extremo superior de Ia cara frontal (131) de Ia base (13) y su extremo se inserta al carro de desplazamiento de altura (136), mediante el orificio (132).

14. El montante móvil de Ia reivindicación 12, caracterizado porque los soportes de los ejes de elevación (15a y 15b) están formados por proyecciones que crean una serie cavidades en Ia cara frontal de Ia base superior (13), Ia cual permite Ia rotación de los ejes (16) a través de un pin de aseguramiento (161).

15. El montante móvil de Ia reivindicación 14, caracterizado porque dichos ejes de elevación (16) son una estructura metálica, con orificios en los extremos que permiten movimiento, y acercan o alejan el carro de desplazamiento de altura (136), por acción del tornillo de ajuste (14) y transmiten el movimiento a Ia base horizontal (17), subiéndola y bajándola.

16. El montante móvil de Ia reivindicación 15, caracterizado porque dichos ejes de elevación (16) son de aluminio.

17. El montante móvil de Ia reivindicación 1, caracterizado porque Ia base horizontal (17) es una estructura rectangular de metal, que tiene en el extremo superior de su cara posterior (171) unos soportes de los ejes de elevación (172), idénticos a los soportes (15), los cuales alojan los extremos contrarios de los ejes de elevación (16a) y reciben el movimiento transmitido por el tornillo de ajuste de altura (14).

18. El montante móvil de Ia reivindicación 17, caracterizado porque Ia base horizontal (17) además comprende rieles (139 y 140) para los carros superiores de desplazamiento vertical (137 y 138), los cuales reciben el extremo libre de los ejes de elevación (16).

19. El montante móvil de Ia reivindicación 17, caracterizado porque Ia base horizontal (17) presenta en los extremos superior e inferior de Ia cara frontal (173) unos rieles (174), que permiten el desplazamiento uniforme de Ia base vertical (18) en sentido horizontal, y un alojamiento (176) para el tornillo de adelanto y atraso (175), el cual controla el movimiento de Ia base vertical (18) en el plano horizontal.

20. El montante móvil de Ia reivindicación 1, caracterizado porque Ia base vertical (18) es una estructura cuadrada de metal que cuenta en sus extremos inferior y superior con rieles (181), que se insertan y desplazan por los rieles (174) de Ia base horizontal (17) para permitir el movimiento de adelanto y atraso controlado por el tornillo (175), el cual cuenta con un alojamiento especial denominado soporte de adelanto y atraso (182).

21. El montante móvil de Ia reivindicación 20, caracterizado porque Ia base vertical (18) comprende en Ia parte central de Ia cara frontal (183) unos rieles (23), que permiten el desplazamiento vertical del soporte universal (19) mediante su soporte (27) para el tornillo de ajuste vertical (22).

22. El montante móvil de Ia reivindicación 21, caracterizado porque el tornillo de ajuste vertical (22) se introduce inicialmente en el orificio de Ia parte superior de los rieles 23 y luego en el orificio del soporte (27), al moverse el tomillo (22) se genera un movimiento coincidencial en el soporte universal (19) desplazándolo en el eje vertical.

23. El montante móvil de Ia reivindicación 1, caracterizado porque el soporte universal (19) es otra estructura metálica recubierta con teflón, que comprende en su cara frontal un soporte (27) para el tornillo de ajuste vertical (22) y en su cara posterior cuenta con un soporte (24) de Ia placa electrónica, que transmite Ia potencia eléctrica para el funcionamiento de los visores nocturnos, un espacio (192) para insertar el soporte de los HRU (20) y un orificio (26) para que éste se asegure y dos extensiones guía para los HRU (193 y 194).

24. El montante móvil de Ia reivindicación 1, caracterizado porque el soporte de los HRU (20) es elaborado en metal recubierto con teflón y tiene un orificio rectangular (201) en el centro del extremo inferior de su cara posterior, que permite que el gancho de sujeción de los HRU se inserte y asegure sin ningún juego, un orificio para atornillarse al soporte universal (19) y dos extensiones (202 y 203) a cada lado para soportar el peso de los HRU.

5. Un casco (10) caracterizado porque comprende un compartimiento de ensamble (101) al cual se adhiere el montante (1) de acuerdo con las reivindicaciones 1 a 24.

.6. El casco (10) de Ia reivindicación 25 caracterizado porque el montante (1) unido al HRU es soldado por medio de resina de alta dureza, que se desplace hacia abajo en el momento que se aplique Ia fuerza de 10 a 15 gravedades.

27. El casco (10) de Ia reivindicación 25 caracterizado porque comprende una estructura exterior (102), un sistema interno de acople (103) y otros elementos propios de un casco.

28. El casco (10) de Ia reivindicación 27 caracterizado porque los otros elementos propios de un casco de aviación se seleccionan del grupo que consiste de: una cubierta de MRU (Unidad de Recepción Magnética) (104); una visera (105); espejos de combinación de imágenes (106); un sistema de comunicación (107), conformado por un micrófono (1071) y un sistema de audio (1072); un alojamiento misceláneo, para Ia tarjeta E-PROM del MRU (108), entre otros elementos.

29. El casco (10) de Ia reivindicación 28 caracterizado porque comprende opcionalmente un recubrimiento (1041) elaborado en caucho que recorre todo el borde extemo del casco protegiendo Ia estructura de éste y así mismo, Ia piel del piloto de posibles imperfecciones o secciones del casco que tengan material de fibras.

30. El casco (10) de Ia reivindicación 27 caracterizado porque comprende una estructura exterior (102) desarrollada en fibra de carbono trenzada con fibras de aramida,

31. El casco (10) de Ia reivindicación 27 caracterizado porque comprende una estructura exterior (102) elaborada con fibras de carbono, fibras trenzadas de carbono y fibras de polietileno o fibra de vidrio.

32. El casco (10) de las reivindicaciones 30 o 31 caracterizado porque Ia estructura exterior

(102) tiene un espesor de 1,5 a 2,5 milímetros.

33. El casco (10) de Ia reivindicación 32 caracterizado porque preferiblemente el espesor de Ia estructura exterior (102) es 2 milímetros.

34. El casco (10) de Ia reivindicación 27 caracterizado porque el exterior del casco (10) se encuentra recubierto por al menos una capa de resina y al menos dos capas de pintura poliéster.

35. El casco (10) de Ia reivindicación 27 caracterizado porque el casco es liso o comprende en su estructura externa una serie de venas.

36. El casco (10) de Ia reivindicación 27 caracterizado porque comprende un sistema interno de acople (103) que logra que Ia cabeza se ajuste de manera perfectamente a Ia parte interna del casco.

37. El casco (10) de Ia reivindicación 36 caracterizado porque el sistema interno de acople

(103) se elabora por medio de un molde que en su parte interna tiene Ia forma interna del casco y permite que se ajuste sin conflictos con el casco, cuando se instala para su uso.

38. Un proceso para Ia producción de Ia estructura exterior del casco (10) de las reivindicaciones 25 a 33 caracterizado porque comprende los siguientes pasos:

a) Desarrollar un primer modelo prototipo a partir de diseños en programas CAD, b) realizar el modelo en yeso y fibras de vidrio, c) producir un molde a partir de ese primer modelo para Ia fabricación del casco, d) efectuar unos cortes que permiten el desmolden de Ia estructura del casco completa, e) recubrir Ia parte interna del molde con alcohol polivinílico o cera desmoldante y se aplica una capa de resina de recubrimiento y se deja reposar hasta que ésta se encuentre casi seca, f) cuando el molde está listo para Ia fabricación de los prototipos funcionales, desarrollar patrones de corte para las telas de fibras que cubren Ia geometría externa del casco y recubrir con resina poliéster, g) insertar las telas dentro del molde y pegarlas a las paredes del molde recubiertas con resina, h) una vez las telas se encuentran adheridas de forma superficial se inserta un neumático esférico recubierto de desmoldante en Ia parte interna del molde, i) inflar el neumático para que sus paredes presionen las capas de fibra contra las paredes del molde, en ésta etapa se eliminan Ia burbujas de aire en Ia resina y los espacios vacíos entre las telas, se reparte de manera uniforme Ia resina, sacando los excesos de ésta y se logra un grosor parejo a través de toda Ia estructura del casco, j) dejar que Ia resina seque, remonver el casco del molde y con herramientas de corte eliminar los sobrantes y se pulen los bordes, y k) pintar el casco con pintura de poliéster.

39. Un proceso para Ia producción de Ia cubierta de MRU (104) del casco (10) de Ia reivindicación 28 caracterizado porque comprende un proceso idéntico al descrito anteriormente, Ia diferencia radica en que se utiliza fibra de carbono y solo una capa de tela con el fin de no generar interferencia en el campo electromagnético y degradación del sistema de Ia MRU.

40. Un proceso para Ia producción del sistema interno de acople (103) del casco (10) de Ia reivindicación 36 caracterizado porque comprende los siguientes pasos: a) Colocar el molde en Ia cabeza del piloto, b) asegurar el molde por medio de sellos de caucho para lograr total estanquidad, con una altura entre Ia base del molde y el centro de las pupilas del piloto de 40 a 50 mm, al tiempo que mantiene un total paralelismo entre el borde frontal y el plano medio ocular para mantener Ia simetría, c) verter un compuesto de espuma de poliuretano líquido, el cual da una resistencia de 300 a 600 kilogramos por metro cúbico, d) dejar solidificar para que el casco adquiera en su cara inferior el contorno exacto de Ia cabeza del piloto y en su cara superior Ia forma de Ia parte interna del casco, e) una vez Ia espuma se seca, efectuar unos cortes en el plano transversal y horizontal para permitir su instalación dentro del casco, y f) recubrir con cuero o materiales antialérgicos que permiten que el cuero cabelludo respire y se mantenga fresco.

41. Un proceso para Ia fabricación del casco (10) de Ia reivindicación 25 caracterizado porque comprende los siguientes pasos: a) Producir de Ia estructura exterior (102) del casco (10) según Ia reivindicación 38, b) producir de Ia cubierta de MRU (104) del casco (10) según Ia reivindicación 39, c) producir de Ia estructura interna (103) del casco (10) según Ia reivindicación 40, d) elaborar, montar y asegurar Ia visera oscura (105) de manera que no interfiera con los espejos de combinación de imágenes de los HRU e) ensamblar Ia estructura externa, Ia cubierta de MRU y Ia visera componentes e insertar el arnés de corriente de los HRU y el de audio adquirido en el mercado y el sistema de retención, f) insertar dentro del casco Ia estructura interna (103), g) instalar el MRU y del montante móvil (1), y h) efectuar Ia alineación externa.

42. Un proceso para efectuar Ia alineación externa del casco (10) con el montante (1) de las reivindicaciones 1 a 24, caracterizado porque comprende los siguientes pasos: a) establecer los planos medios de referencia, de distancia interpupilar y de inclinación del HRU1 b) efectuar una marcación inicial de Ia posición del montante (1) ya sea izquierdo_o derecho y se procede a pegarlo a Ia estructura del casco sobre Ia superficie de Ia cuña angular (11) c) calcular matemáticamente Ia fuerza necesaria para desprender el montante (1 ), d) adherir el montante (1) al casco por medio de una resina que se desprenda al alcanzar estas fuerzas, las cuales se encuentran calculadas entre 10 a 15 gravedades, e) dejar secar Ia resina por 24 horas, f) efectuar Ia alineación fina de los HRU mediante el movimiento de los tomillos de control de los ejes (16) del montante móvil (1), mediante los cuales se busca situar el punto medio de proyección de Ia imagen del HRU a los espejos de combinación de imágenes en el centro de Ia pupila de cada ojo del piloto, y g) verificar que el piloto obtenga el campo visual de 50 grados, nitidez en Ia imagen y se toman medidas de Ia alineación para futuras correcciones sin necesidad de efectuar todo el proceso con Ia presencia del piloto.

Description:
MONTANTES DE HRU AJUSTABLES A DIFERENTES USUARIOS

CAMPO DE LA INVENCIÓN

La presente invención esta dirigida a montantes de unidades retenidas para helicóptero (HRU por sus siglas en inglés Helicopter Retained Units) o unidades ópticas autocontenidas que son parte integral del sistema, utilizados en cascos de vuelo y caracterizados porque comprenden un mecanismo que permite ajustar de manera rápida y permanente Ia alineación de los sistemas ópticos a diferentes usuarios, al tiempo que admite que se implementen programas de mantenimiento preventivo y correctivo, Io cual disminuye los costos de operación al cambiar el concepto desechable del casco.

ESTADO DE LA TÉCNICA

La mayoría de los cascos de vuelo existentes en el estado de Ia técnica requieren de un proceso de personalización, que usualmente se lleva a cabo en las instalaciones del fabricante, durante el cual se somete al piloto a exámenes visuales y basándose en dicho datos se realiza el proceso de personalización interna y externa de los montantes con el fin de adaptar el visor a las dimensiones y características específicas del usuario,

Sumado a Io anterior, se observó que algunos cascos presentan falencias en el proceso de personalización Io que implicaba una nueva visita para corregir los errores de adaptación y alineación, y en otros casos, los pilotos reportan novedades acerca de Ia imagen de los visores nocturnos causadas por fallas estructurales del casco.

Adicional a Io expuesto, se tenía el inconveniente que al salir el piloto de Ia planta operativa se perdía el casco, ya que éste no puede ser utilizado por otro piloto, toda vez que los montantes requeridos para los elementos ópticos se encuentran adheridos a Ia estructura externa del casco por medio de una resina de alta dureza Io que impide que estos sean realineados y reasignados a otro usuario. Estos hechos hacían que el casco en cuestión resultara costoso pues no permitía su uso por distintos pilotos, Io que implicaba una inversión adicional, ya que cada nuevo piloto requería de su propio casco y al cambiar de personal, el casco no podía ser reutilizado.

En resumen las falencias y debilidades del casco más próximo en el estado de Ia técnica son las siguientes:

1. Al modificar el casco con el fin de poder alojar los HRU, su estructura debe ser cortada y un segmento de fibras de aramida con una forma semicircular debe ser adherido para permitir el ingreso de los espejos de combinación de imágenes y del elemento óptico que permite Ia visualización de Ia presentación en el ojo del piloto. Esta modificación afecta Ia integridad estructural del casco y genera deformación cuando se somete a condiciones de alta temperatura, como las que se encuentran en las cabinas de los helicópteros, perdiéndose Ia forma sólida y haciendo que el casco sufra distorsiones que causan Ia desalineación de los montantes de los HRU.

2. Los montantes a los cuales se sujetan los HRU se fijan mediante un sistema externo y a su vez se fijan a Ia estructura externa mediante una resina de alta dureza que no permite ninguna modificación una vez se solidifica, esto hace que el casco sea intransferible y solo ajustado a Ia cabeza de ese piloto específicamente, generando una subutilización de un elemento tan costoso y complejo de adquirir.

3. El proceso de personalización requiere mínimo de 2 visitas al fabricante y un promedio de fabricación de 45 días o más, Io que aumentaba significativamente los tiempos en que no se dispone de ese piloto para Ia operación de los helicópteros en las áreas de combate.

4. Los costos se aumentaban continuamente.

Ante este panorama, el solicitante decide desarrollar un proyecto para disminuir los costos y solucionar las falencias de los cascos existentes en el estado de Ia técnica. Para ello, planteó un proyecto que incluía una estructura completamente nueva e Integrada al casco y el desarrollo de un sistema móvil de alineación no permanente que permitiera ajustar los elementos ópticos cuando se requiera, sin tener que desechar el casco.

Aproximaciones de este tipo son encontradas en Ia patente US 6.249.386 que reporta un casco cuyo montante comprende un sistema de sujeción al casco por tornillos que atraviesan Ia estructura. Esta alternativa no permite que el montante se desprenda al aplicar un mínimo de 10 gravedades con los HRU montados, Io que aumenta el riesgo del piloto de sufrir lesiones en las vértebras cervicales en caso de un accidente. Además, al estar sujeto por tres pernos, el montante no se mueve Io cual genera que todo el desplazamiento deba ser hecho directamente en los HRU haciendo necesario un procedimiento de alineación del sistema cada vez que se instala, siendo dicho procedimiento una carga adicional para el usuario una vez es utilizado el casco.

Otra desventaja del casco mencionado en Ia patente US 6.249.386 es el uso de dos platinas unidas por un tornillo a Ia superficie del casco. La primera platina es interna y su función es disminuir Ia distancia de separación entre Ia pared del casco y Ia cabeza del piloto, Ia segunda es externa. Esta configuración genera, en caso de un impacto directo en dichas platinas, que Ia energía aplicada por un golpe sea transmitida de forma directa a Ia cabeza del usuario haciéndolo inadmisible de acuerdo con los estándares internacionales de protección de cabeza.

Por su parte, Ia patente US 6.195.206 divulga el uso de un arco de soporte externo, Io cual lleva a que el sistema allí definido muestre problemas de inestabilidad y de seguridad, ya que se puede presentar un desprendimiento de dicho arco en el momento de un accidente. Dentro del mencionado arco se encuentran los cables de conexión entre los módulos, Io que significa una desventaja considerable debido a que con el paso del tiempo y el uso diario, se pueden originar problemas electrónicos debidos al desgaste tanto de las soldaduras como del mismo cable. Además, el visor divulgado en dicha patente, exhibe aberraciones en aproximadamente un 60% de su campo óptico, Io que lleva a que el usuario tenga un campo de visión periférico limitado y Io obligue a realizar movimientos completos de cabeza cada vez que se desee cambiar el objetivo de Ia visión. Esta desventaja tiene grandes consecuencias cuando se requiere actuar con mayor rapidez.

Otra de las patentes relacionadas con un casco similar, es Ia US 5.901.369, Ia cual presenta un sistema que interfiere con los módulos HRU al montar un sistema mecánico complejo para subir y bajar el visor oscuro, interponiéndose en Ia trayectoria de instalación de los HRU.

De acuerdo con Io anterior, existe en el estado de Ia técnica Ia necesidad de contar con cascos económicos, cuyo tiempo y proceso de elaboración sean menores a los que se emplean actualmente, que puedan ser adaptados a diferentes usuarios, que garanticen Ia precisión del sistema y que aumenten los parámetros de seguridad para quienes Io utilizan.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS

FIGURA 1: Perspectiva frontal del montante móvil de Ia invención mostrando las bases inferior y superior,

FIGURA 2: Vista lateral del montantemostrando los ángulos de Ia cuña (11) que permiten Ia adaptación del montante al casco.

FIGURA 3: Vista explosionada del montante móvil de Ia invención mostrando principalmente las bases inferior y superior.

FIGURA 4: Vista explosionada del montante móvil de Ia invención mostrando principalmente las bases inferior y superior.

FIGURA 5: Vista ¡sométrica de un casco con el montante móvil de Ia invención.

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN Las figuras 1 a 4 ilustran el objeto de Ia invención que es un montante móvil (1) que comprende una cuña de corrección angular (11), una base inferior (12), una base superior (13), rieles de ajuste de altura (134 y 135), un tornillo de ajuste de altura (14), dos soportes de los ejes de elevación (15A y 15B), cuatro ejes de elevación (16), una base horizontal (17) y una base vertical (18), soporte universal (19), soporte de los HRU (20), soporte del tornillo de ajuste vertical (21), tomillo de ajuste vertical (22), rieles de desplazamiento vertical (23), soporte de Ia placa electrónica (24), orificios de los tornillos de Ia placa electrónica (25), orificio tornillo de ajuste montante HRU (26), rieles de ajuste de altura (27) y medialuna de ajuste (28).

De manera precisa, el montante (1) de Ia invención está construido de forma que Ia cuña de corrección angular (11) está diseñada para ser adherida al casco (10) por sus laterales (101), mostrados en Ia figura 5. El montante (1) es universal, así que un solo modelo puede ser utilizado en cada uno de los lados para el ajuste a Ia derecha y a Ia izquierda.

Esta cuña (11) se proyectó para corregir el ángulo del compartimiento de ensamble de los HRU y reducir el número de piezas metálicas del montante. Como se observa en Ia figura 2, esta cuña presenta un ángulo α ubicado en Ia cara superior (111) que tiene entre 6 y 12 grados, preferiblemente el ángulo es de 10 grados, y un ángulo β sobre una de las caras laterales (112). Dicho ángulo β es de 6 a 12 grados, en una modalidad preferida, el ángulo β es de 10 grados, Io cual hace que el campo visual con visores nocturnos sea entre 40 y 55 grados, preferiblemente el ángulo es de 50 grados, mientras el ángulo α hace que Ia presentación de Ia simbología sea paralela al plano exterior. Preferiblemente, esta cuña (11) se elabora en resina poliéster con el fin de generar un costo bajo y facilitar su fabricación mediante un molde de silicona producido a partir de una pieza maestra elaborada en una maquina de prototipado rápido. Esta pieza se une por su cara posterior (113) al compartimiento de ensamble (101) en el casco (10) y por Ia cara frontal (114), a Ia base inferior (12) y al resto del montante (1).

La base inferior (12) es una pieza elaborada de metal, que cuenta con un eje central (121) formado por una proyección que se extiende hacia Ia base superior (13) para permitir que esta última se inserte y tenga Ia posibilidad de moverse en forma de pivote y facilitar Ia alineación. Este eje (121) tiene un diámetro comprendido en un rango de 5 a 10 mm, preferiblemente 10 mm, y un grosor de 1 a 2 mm, preferiblemente 1 mm, para disminuir su peso y complejidad. Así mismo, esta base (12) comprende dos orificios (124 y 125), a través de los cuales se insertan dos tomillos (122 y 123) de 1 mm de diámetro, 5 mm de altura y cabeza avellanada, los cuales se introducen desde Ia cara posterior (126) de Ia base inferior (12) hacia Ia base superior (13) y se aseguran a esta cara (126) por medio de pegante estructural. Dichos tornillos (122 y 123) pasan a través de las medialunas de aseguramiento (28), que son orificios en Ia base superior (13) y se ajustan sobre Ia cara frontal (131) por medio de tuercas, logrando el aseguramiento de las dos bases, inferior (12) y superior (13), en el ángulo de pivote seleccionado.

La mencionada base superior (13) es una placa de metal, Ia cual en su parte frontal (131) cuenta con dos soportes (15A y 15B) para asegurar los ejes de elevación (16), un soporte (21) para el tornillo de ajuste de altura (14), en el medio de Ia base superior (13) se encuentra un orificio (133), a través del cual se inserta el eje central (121) para permitir el ajuste de pivote, y en Ia parte central dos rieles paralelos (134 y 135), que permiten el movimiento del carro de desplazamiento de altura (136). En sus extremos cuenta con dos medias lunas de aseguramiento (28), por las cuales pasan los tornillos de aseguramiento (122 y 123), que controlan y fijan el movimiento de pivote.

El tornillo de ajuste de altura (14) es un tornillo sin fin, que se asegura a Ia parte central del extremo superior de Ia base superior (13), por medio de un soporte (21), colocado sobre Ia cara frontal (131) de Ia base (13), y en el otro extremo se inserta al carro de desplazamiento de altura (136), mediante el orificio 132. Al girar el tornillo (14) en dirección de las manecillas del reloj hace que el carro (136) se desplace por los rieles centrales (134 y 135) de Ia base superior (13), moviendo los ejes de elevación (16) y originando un cambio en Ia altura del soporte universal (19).

Los soportes de los ejes de elevación (15a y 15b) están formados por proyecciones que crean unas cavidades en Ia estructura de Ia base superior (13), Ia cual permite Ia rotación de los ejes (16) a través de un pin de aseguramiento (161). Los mencionados ejes de elevación (16) son una estructura de metal, de preferencia aluminio, con orificios en los extremos que permiten movimiento, y acercan o alejan el carro de desplazamiento de altura (136), por acción del tornillo de ajuste y transmiten el movimiento a Ia base horizontal (17), subiéndola y bajándola, tal como se muestra en el figura 2.

Por su parte, Ia base horizontal (17) es una estructura rectangular de metal, que tiene en el extremo superior de su cara posterior (171) unos soportes de los ejes de elevación (172), idénticos a los soportes (15a y 15b), los cuales alojan los extremos contrarios de los ejes de elevación (16a) y reciben el movimiento transmitido por el tornillo de ajuste de altura (14), Así mismo, incorpora rieles (139 y 140) para los carros superiores de desplazamiento vertical (137 y 138), los cuales reciben el extremo libre de los ejes de elevación (16). En los extremos superior e inferior de Ia cara frontal (173) de Ia base (17) se encuentran los rieles (174), que permiten el desplazamiento uniforme de Ia base vertical (18) en sentido horizontal. Así mismo, en su extremo superior sobre el riel (174) cuenta con un alojamiento (176) para el tomillo de adelanto y atraso (175), el cual controla el movimiento de Ia base vertical (18) en el plano horizontal.

Complementando Ia base horizontal (17), se encuentra Ia base vertical (18) que al igual que Ia anterior es una estructura cuadrada de metal y cuenta en sus extremos inferior y superior con rieles (181), que se insertan y desplazan por los rieles (174) de Ia base horizontal (17) para permitir el movimiento de adelanto y atraso controlado por el tornillo (175), el cual cuenta con un alojamiento especial denominado soporte de adelanto y atraso (182). Así mismo, Ia base vertical (18) presenta en Ia parte central de Ia cara frontal (183) unos rieles (23), que permiten el desplazamiento vertical del soporte universal (19) mediante su soporte (27) para el tornillo de ajuste vertical (22).

El soporte universal (19) es otra estructura de metal, esta vez recubierta con teflón. En él se aloja el soporte (24) de Ia placa electrónica, que transmite Ia potencia eléctrica para el funcionamiento de los visores nocturnos. En su cara frontal presenta un soporte (27) para el tomillo de ajuste vertical (22), que se inserta en los rieles de desplazamiento de altura (23) de Ia base vertical (18) permitiendo el movimiento vertical. Cuenta con un espacio (192) para insertar el soporte de los HRU (20) y un orificio (26) para que éste se asegure. También presenta dos extensiones guía para los HRU (193 y 194). Finalmente, el soporte de los HRU (20) también es elaborado en metal recubierto con teflón, tiene un orificio rectangular (201) en el centro del extremo inferior de su cara posterior, que permite que el gancho de sujeción de los HRU se inserte y asegure sin ningún juego. Así mismo, cuenta con un orificio para atornillarse al soporte universal (19) y con dos extensiones (202 y 203) a cada lado para soportar el peso de los HRU.

El montante (1) de Ia invención complementa el mecanismo con un soporte del tornillo de ajuste vertical (27) en cuya cavidad se ensambla el tornillo sin fin de ajuste vertical (22) ubicado en Ia base vertical (18). Al rotar este tornillo de ajuste vertical (22) en las diferentes direcciones genera un movimiento coincidencial en el soporte universal (19) desplazándolo en el eje vertical.

Adicionalmente, el montante (1) cuenta con rieles de desplazamiento vertical (23), mediante los cuales se moviliza el soporte del tornillo de ajuste vertical (22), que se encuentran en Ia cara posterior del soporte universal (19), y rieles de ajuste de altura (134 y 135), por los cuales se desplaza el carro de desplazamiento de altura (136), una vez el tornillo de ajuste de altura (14) se gira y genera un movimiento de elevación 'o descenso del montante universal.

También hace parte de Ia presente invención, el casco (10) que comprende los montantes antes caracterizados, tal como se nuestra en Ia figura 5. Como se había mencionado anteriormente, el casco (10) comprende un compartimiento de ensamble (101) del montante (1) de los HRU. Este espacio está diseñado para alojar el montante móvil (1) de los HRU, sin afectar Ia integridad estructural del casco. El espacio es suficiente para que dicho montante (1) unido al HRU sea soldado por medio de resina de alta dureza y se desplace hacia abajo en el momento que se aplique Ia fuerza de 10 a 15 gravedades, necesarias para vencer Ia resistencia del pegante, con Io que se reduce el peso aplicado a las vértebras cervicales del piloto y por ende, se disminuye Ia probabilidad de lesiones asociadas a Ia compresión de estas vértebras.

En una modalidad preferida de Ia invención, el casco (10) comprende una estructura exterior (102) desarrollada en fibra de carbono trenzada con fibras de aramida. La estructura exterior (102) puede ser elaborada únicamente con fibras de carbono, fibras trenzadas de carbono y fibras de polietileno o fibra de vidrio. Dicha estructura (102) consta de traslapos unidireccionales de capas simétricas que permiten una distribución uniforme del material y evita que se presenten puntos de fricción o de esfuerzo, que generen rajaduras o fracturas. El espesor conjunto se establece en un rango de 1,5 a 2,5 milímetros, preferiblemente 2 milímetros. Además, se utiliza resina poliéster preparada a una temperatura exterior de 26 grados centígrados y aplicada de manera pareja sobre Ia tela para lograr una adherencia completa. El tamaño de esta pieza varía de acuerdo al diámetro del cráneo de los diferentes pilotos y se ajusta a esas tallas.

Por otro lado, el exterior del casco (10) se encuentra recubierto por una capa de resina para lograr un acabado parejo y fino, y posteriormente, se aplican al menos dos capas de pintura poliéster con el fin de aumentar Ia resistencia al fuego, a las condiciones de exposición a Ia luz solar y los rayones o golpes leves.

Especialmente, el casco de Ia invención puede ser liso o comprender en su estructura externa (102) una serie de venas, diseñadas para dispersar Ia energía a Ia que se somete el casco en el evento de un impacto directo, fracturándose sin separarse a través de los diferentes traslapos, disminuyendo su transferencia a las paredes del cráneo y a las vértebras cervicales del piloto, de esta manera reduciendo las probabilidades de sufrir una lesión mayor por efecto del golpe. Así mismo, al no separarse los segmentos y fracturarse, secuencialmente se provee protección contra golpes sucesivos que se presentan durante un evento de accidente.

El casco (10) también cuenta con un sistema interno de acople (103) que logra que Ia cabeza se ajuste de manera perfectamente a Ia parte interna del casco y sea de gran comodidad para el piloto, disminuyendo los factores de fatiga y cansancio. Igualmente, permite que el casco (10) se mantenga fijo sobre Ia cabeza del piloto y no se mueva, manteniendo Ia imagen presentada por los HRU alineada con los ojos del piloto.

Dicho sistema interno de acople (103) se elabora por medio de un molde que en su parte interna tiene Ia forma interna del casco y permite que se ajuste sin conflictos con el casco, cuando se instala para su uso. El molde se coloca en Ia cabeza del piloto y se asegura por medio de sellos de caucho para lograr total estanquidad, con una altura entre Ia base del molde y el centro de las pupilas del piloto de 40 a 50 mm, al tiempo que mantiene un total paralelismo entre el borde frontal y el plano medio ocular para mantener Ia simetría. Luego, se vierte un compuesto de espuma de poliuretano líquido, el cual da una resistencia de 300 a 600 kilogramos por metro cúbico, necesaria para permitir Ia compresión pero no Ia desintegración de este componente en caso de un impacto, aumentando los niveles de protección de los pilotos en caso de accidentes, Una vez ésta se empieza a solidificar adquiere en su cara inferior el contorno exacto de Ia cabeza del piloto, para un ajuste milimétrico, y en su cara superior Ia forma de la parte interna del casco, con Io que se alcanza un ajuste que no da lugar a movimientos o juegos que interrumpan Ia visión de las imágenes presentadas por los HRU. Cuando ésta se seca, se efectúan unos cortes en el plano transversal y horizontal para permitir su instalación dentro del casco. Por último, se recubre con cuero o materiales antialérgicos que permiten que el cuero cabelludo respire y se mantenga fresco. Esta pieza es Ia única dentro del casco que es elaborada de forma específica para una sola persona y que es completamente desechable, debido a su bajo valor.

El casco (10) de Ia presente invención comprende otros elementos, los cuales se seleccionan del grupo que comprende: una cubierta dé MRU (Unidad de Recepción Magnética) (104); una visera (105); espejos de combinación de imágenes (106); un sistema de comunicación (107), conformado por un micrófono (1071) y un sistema de audio (1072); un alojamiento misceláneo, para Ia tarjeta E-PROM del MRU (108), entre otros elementos propios de un casco de aviación. Opcionalmente, un recubrimiento elaborado en caucho (1041), que recorre todo el borde externo del casco protegiendo Ia estructura de éste y así mismo, Ia piel del piloto de posibles imperfecciones o secciones del casco que tengan material de fibras.

Igualmente, hace parte de esta invención el proceso para Ia elaboración del casco (10). El primer modelo prototipo se desarrolla a partir de diseños en programas CAD, para luego realizarse en yeso y fibras de vidrio. Posteriormente, se produce un molde a partir de ese primer modelo para Ia fabricación del casco.

Una vez se tiene el molde, se efectúan unos cortes que permiten el desmolden de Ia estructura del casco completa, para no afectar su integridad estructural. La parte interna del molde se recubre con resina de recubrimiento para lograr una repartición homogénea de las resinas y de las capas de tela del material en Ia cual se elabore este componente. Una vez se recubre Ia parte interna del molde con alcohol polivinílico o cera desmoldante, se aplica una capa de resina de recubrimiento y se deja reposar hasta que ésta se encuentre casi seca,

Cuando el molde está listo para Ia fabricación de los prototipos funcionales, se desarrollan patrones de corte para las telas de fibras, para lograr el cubrimiento total de Ia geometría compleja externa de venas y canales y se recubren con resina poliéster, se insertan dentro del molde y se pegan a las paredes del molde recubiertas con resina. Una vez las telas se encuentran adheridas de forma superficial se inserta un neumático esférico recubierto de desmoldante en Ia parte interna del molde.

Este neumático a su vez se encuentra conectado a una manguera de presión de aire y se infla para que las paredes del neumático presionen las capas de fibra contra las paredes del molde, proceso con el cual se eliminan Ia burbujas de aire en Ia resina, se eliminan los espacios vacíos entre las telas, se reparte de manera pareja Ia resina, sacando los excesos de ésta y se logra un grosor parejo a través de toda Ia estructura del casco.

Terminado el tiempo de secado de Ia resina, se remueve el casco del molde y con herramientas de corte se eliminan los sobrantes y se pulen los bordes. Luego de estas etapas se inician las capas de pintura de poliéster y se termina esta parte del casco.

La cubierta de MRU (104) está diseñada para seguir el contorno del diseño del casco (10) y, así mismo, proteger Ia parte de las bobinas del MRU del medio ambiente. La realización de esta cubierta se lleva a cabo mediante un proceso idéntico al descrito anteriormente, Ia diferencia radica en que se utiliza fibra de carbono y solo una capa de tela con el fin de no generar interferencia en el campo electromagnético y degradación del sistema de Ia MRU.

Para Ia elaboración de Ia visera oscura (105) se utiliza una capa de policarbonato de alta dureza y se efectúa un proceso de termoformado para darle Ia forma y que no presente aberraciones ópticas. Una vez se realiza Ia personalización exterior del casco (10) se monta Ia visera (105) de forma libre y se toman medidas para que ésta no interfiera con los espejos de combinación de imágenes de los HRU y se asegura, por medio de resina, a Ia parte externa del casco (10) por Ia cara interna de Ia estructura de montaje.

Por ultimo, se ensamblan todos estos componentes, se inserta el arnés de corriente de los HRU y el de audio adquirido en el mercado y el sistema de retención, se efectúa control de calidad verificando que los tornillos no rompan o afecten la estructura y queda listo para Ia instalación del MRU y del montante móvil (1).

Así, se procede a efectuar Ia personalización interna mediante el proceso descrito anteriormente, y este elemento se inserta dentro del casco y se efectúa Ia alineación externa.

Para llevar a cabo dicha alineación externa, Io primero que se hace es establecer los planos medios de referencia, de distancia interpupilar y de inclinación del HRU, se efectúa una marcación inicial de Ia posición del montante (1) ya sea izquierdo o derecho y se procede a pegarlo a Ia estructura del casco sobre Ia superficie de Ia cuña angular (11).

Así mismo, se calcula matemáticamente Ia fuerza necesaria para desprender el montante universal para los HRU, y este se adhiere al casco por medio de una resina que se desprenda al alcanzar estas fuerzas, las cuales se encuentran calculadas entre 10 a 15 gravedades, esto con el fin de descomponer el peso de total del casco y disminuir Ia probabilidad de lesiones.

Se deja secar Ia resina por 24 horas para lograr su máxima adherencia y se efectúa Ia alineación fina de los HRU, esto se logra por medio del movimiento de los pernos de control de los ejes (16) del montante móvil (1), mediante los cuales se busca situar el punto medio de proyección de Ia imagen del HRU a los espejos de combinación de imágenes en el centro de Ia pupila de cada ojo del piloto.

Una vez se logra Ia alineación con el ojo derecho, se procede a efectuar el mismo proceso con el ojo izquierdo. Posteriormente, se verifica que el piloto obtenga el campo visual de 50 grados, nitidez en Ia imagen y se toman medidas de Ia alineación para futuras correcciones sin necesidad de efectuar todo el proceso con Ia presencia del piloto.

EJEMPLOS

A continuación se muestras algunos ejemplos no limitantes de Ia mejor manera conocida por el solicitante para llevar a cabo de Ia invención.

PRUEBA DE RESISTENCIA

Para llevar a cabo esta primera prueba, se elaboró un modelo matemático basado en las formulas de caída libre y de movimiento para calcular Ia fuerza con Ia que debía impactar el casco para simular una desaceleración de 300 gravedades y se obtuvieron los siguientes datos:

• Una masa de 3000 gramos soltada en caída libre con una velocidad inicial de 0 m por segundo, impacta con una energía de 317 J y con una velocidad final de 15,33 m/s.

Así las cosas, se efectuó esta prueba con una muestra de 2 cascos prototipos y se obtuvieron resultados satisfactorios, con una fragmentación sin desprendimiento del casco y una compresión del 25% de Ia estructura interna.

Una vez probada Ia seguridad del casco y Ia estructura interna se llevó a cabo un programa de pruebas en tierra para verificar Ia compatibilidad del casco con el sistema de la MRU y Ia MTU. Se efectuaron 10 horas de comprobación en tierra sin interferencias o problemas asociados al casco nuevo.

Además, se efectuó un programa de pruebas de vuelo el cual dura 40 horas en helicópteros, en las cuales se realizan pruebas en polígono y en áreas de entrenamiento. Así mismo, en las 30 horas restantes se efectúan en operaciones reales de orden público en las cuales se llevan a cabo Ia totalidad de las misiones típicas de Ia fuerza aérea en condiciones diurnas y nocturnas con ayuda de sistemas de visión nocturna y no presenta interferencias o tallas asociadas al casco.

Los resultados obtenidos de dichas pruebas se muestran en Ia siguiente tabla, donde se muestran los diferentes tiempos obtenidos con el casco utilizado:

Tabla 1 : Resultados obtenidos de Ia prueba con el casco