ES2205735T3 - Estructura delantera de avion. - Google Patents

Estructura delantera de avion.

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ES2205735T3 ES99402079T ES99402079T ES2205735T3 ES 2205735 T3 ES2205735 T3 ES 2205735T3 ES 99402079 T ES99402079 T ES 99402079T ES 99402079 T ES99402079 T ES 99402079T ES 2205735 T3 ES2205735 T3 ES 2205735T3
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Abstract

Una estructura delantera de avión grande o muy grande se caracteriza por la presencia de un compartimento de tren (18) no presurizado, en su parte inferior de extremo delantero. El compartimento de tren (18) está delimitado hacia arriba por un techo (14), preferentemente abombado, y hacia abajo por un tabique (16). Una puerta (34) prevista en el tabique (16) permite acceder al alojamiento presurizado situado detrás de este tabique, por el compartimiento de tren (18). Una abertura (42) formada en la parte por delante de ésta permite también acceder a la cámara de radar sin depositar el radomo (38). La disposición original del compartimento de tren (18) permite la implantación de un tren de aterrizaje delantero de mayor dimensión que en los aviones existentes.

Description

Estructura delantera de avión.
Campo técnico
La presente invención se refiere a una estructura delantera de avión, especialmente adaptada para los aviones comerciales grandes y muy grandes.
Estado de la técnica
Actualmente, y como ilustran de manera muy esquemática las figuras 1 y 2, la estructura delantera de un avión grande comprende un compartimento presurizado 1, que se prolonga hacia delante por un radomo 2 en el que está definida una sala de radar 3. En el interior del compartimento presurizado 1, una base plana 4 sostiene principalmente la cabina y los acondicionamientos comerciales. Se pueden prever una o varias puertas de acceso 5 bajo el fuselaje en la zona presurizada, detrás de la sala de radar 3, para permitir al personal de tierra acceder a la parte del compartimento presurizado 1 situado por debajo de la base 4, con el fin de efectuar en él las operaciones de mantenimiento habituales.
En la zona presurizada 5, se dispone un cubículo del tren 6 no presurizado en el interior del fuselaje, para recibir el tren de aterrizaje delantero 7, en su posición plegada. El cubículo del tren 6 está separado del compartimento presurizado 1 por un número de tabiques determinado. Estos tabiques incluyen principalmente dos tabiques laterales prácticamente verticales, un tabique anterior, un tabique posterior, así como un techo con frecuencia inclinado hacia abajo, que va de delante hacia atrás, cuando las ruedas se encuentran delante de los herrajes de anclaje de la pata del aterrizador en posición plegada.
Según los aviones, se ve que los inventores tratan generalmente de minimizar las dimensiones del cubículo del tren mediante geometrías más o menos complejas o elaboradas, con el fin de aumentar, entre otras cosas, el volumen disponible en la zona presurizada. No obstante, en todas estas concepciones, la disposición de la estructura delantera sigue siendo clásica y los otros problemas persisten.
Esta disposición clásica de la estructura delantera de los aviones comerciales también fue preconizada por Chun Yung Ni en la obra "Airframe Structural Design", página 400, figuras 11.4.3 y 11.4.4, que hace referencia al tema de la estructura aeronáutica.
Sin embargo, esta disposición tradicional presenta ciertos inconvenientes.
Así, el acceso a la sala de radar 3 sólo es posible desde el exterior, desmontando el radomo 2. Esta operación, indispensable para cualquier acción de mantenimiento, reparación o comprobación de la antena del radar, requiere siempre el sistema de tornillo y/o bisagras mediante el cual está fijado el radomo 2 al avión. Esto obliga a conservar un juego funcional en el sistema de fijación del radomo. En consecuencia, los inevitables resaltos entre los bordes del radomo 2 y la estructura del avión son importantes o significativos, ya que se trata de una zona crítica. Esto conlleva una resistencia aerodinámica perjudicial y puede afectar a las tomas de aire anemométricas situadas cerca del radomo.
Por otra parte, las puertas 5 de acceso a través de las cuales el personal de tierra accede a la parte inferior del compartimento presurizado 1, dan al exterior del avión. Los resaltos, que inevitablemente existen, entre esta puerta y la estructura del avión, provocan igualmente una resistencia aerodinámica negativa para el avión.
Otro inconveniente de la disposición habitual de la estructura delantera de los aviones se deriva de la geometría del cubículo del tren 6. En efecto, los espacios formados entre las paredes del avión y las paredes laterales del cubículo del tren suelen ser reducidos y, por tanto, poco aprovechables. Sin embargo, estos volúmenes están presurizados y necesitan refuerzos estructurales para recuperar la presurización.
Finalmente, la concepción habitual del cubículo del tren 6 limita el volumen disponible principalmente para las ruedas y los neumáticos del tren de aterrizaje delantero 7, y concretamente puede impedir el montaje de ruedas más grandes en las evoluciones del avión. En el caso de un avión muy grande, cuyo peso máximo para el despegue sea, por ejemplo, superior a 500 toneladas, las presiones que debe soportar el tren de aterrizaje delantero hacen que sea necesario dar a las ruedas y a los neumáticos de este tren de aterrizaje unas dimensiones que no son compatibles con un cubículo del tren así concebido.
Descripción de la invención
La invención tiene por objeto precisamente una estructura delantera de avión, cuya concepción totalmente original permite resolver todos los problemas que presentan las estructuras delanteras de concepción tradicional.
Así, la estructura delantera de avión conforme a la invención permite suprimir la puerta de acceso que da al exterior y disminuir considerablemente la frecuencia de los desmontajes del radomo, limitada a las necesidades de intervención en el propio radomo o en la estructura que lo rodea. Esto se traduce en una mejora significativa de las características aerodinámicas del avión.
La estructura delantera conforme a la invención permite también adaptar sin dificultad el volumen disponible en el cubículo del tren a las dimensiones de las ruedas y los neumáticos del tren de aterrizaje delantero impuestas por un aumento del peso del avión para el despegue.
Conforme a la invención, estos resultados distintos se obtienen mediante una estructura delantera de avión que incluye un compartimento presurizado y un cubículo del tren no presurizado, capaz de alojar un tren de aterrizaje delantero, en posición plegada, caracterizado por que el compartimiento del tren no presurizado forma una parte inferior extrema delante de dicha estructura delantera.
En otras palabras, el cubículo del tren se prolonga bajo la cabina hasta la punta delantera del avión. Por tanto, sólo está separado del compartimento presurizado por un techo y un tabique posterior.
En un modo de realización preferente de la invención, el cubículo del tren incluye una extensión hacia atrás, más allá del tabique posterior. El tren de aterrizaje delantero se articula en dicha extensión hacia atrás, con el fin de extenderse hacia delante en el cubículo del tren, cuando se encuentra en posición plegada.
La extensión hacia atrás del cubículo del tren está delimitada por tabiques laterales que pueden ser prácticamente verticales o, preferiblemente, inclinados para acercarse hacia arriba.
Preferentemente, se otorga al techo del compartimento una forma abombada hacia abajo. Esta característica permite al techo soportar la diferencia de presión que existe entre sus dos caras, sin que sea necesario aumentar su masa de manera irreal.
Para permitir el acceso a la parte del compartimento presurizado situada detrás del cubículo del tren sin influir negativamente en el comportamiento aerodinámico del avión, se prevé de manera ventajosa, al menos, una puerta de acceso en el tabique posterior del cubículo del tren. Esta puerta de acceso puede tener principalmente forma casi ovalada, con un gran eje vertical, para una mejor resistencia estructural del conjunto.
Si se instalan refuerzos en el techo y en el tabique posterior, se consigue una mejora de la resistencia estructural.
Con el fin de evitar un desmontaje demasiado frecuente del radomo, que conllevaría los problemas de desnivelación conocidos con las tecnologías de radomo móvil y, por tanto, un crecimiento de la resistencia aerodinámica, se prevé ventajosamente al menos una abertura de acceso a la sala de radar, en un tabique anterior que separa esta sala del cubículo del tren.
La(s) rueda(s) del tren de aterrizaje delantero está(n) situada(s) cerca de este tabique anterior, cuando el tren se encuentra en posición plegada.
Finalmente, con el fin de mejorar la seguridad del personal de tierra que interviene en el cubículo del tren de aterrizaje, se coloca en el interior, de manera ventajosa, una barandilla y/o una red anti-reventones.
Breve descripción de los dibujos
A continuación se describirá, a título de ejemplo no limitativo, un modo de realización preferente de la invención, haciendo referencia a los dibujos anexos, en los que:
la figura 1, ya descrita, es una vista lateral que representa esquemáticamente la parte delantera de un avión de la técnica anterior;
la figura 2, ya descrita, es una vista en corte transversal según la línea II- II de la figura 1;
la figura 3 es una vista lateral, en corte parcial, que representa esquemáticamente la parte delantera de un avión conforme a la invención;
la figura 4 es una vista en corte transversal según la línea IV-IV de la figura 3; y
la figura 5 es una vista en despiece ordenado de la parte delantera del avión, ilustrada en las figuras 3 y 4.
Descripción detallada de un modo de realización preferente de la invención
Las figuras 3 a 5 ilustran un modo de realización preferente de una estructura delantera de avión conforme a la invención. Tal estructura delantera se aplica de forma ventajosa a un avión grande o muy grande.
La referencia 10 señala la pared que forma la envoltura exterior de la estructura delantera del avión. El volumen interno del avión, delimitado exteriormente por la pared 10, está dividido interiormente en dos zonas por un tabique estanco 12 de separación.
De manera más precisa, el tabique estanco 12 de separación comprende un techo 14 y un tabique posterior 16, cuyos bordes están unidos entre sí, así como con la pared 10. La zona situada bajo el techo 14 y delante del tabique posterior 16 forma la parte inferior extrema delantera de la estructura delantera del avión. Conforme a la invención, esta zona constituye el cubículo del tren 18 y no está presurizada.
La zona situada por encima del techo 14 y detrás del tabique posterior 16 constituye el compartimento presurizado 20 del avión. Esta zona contiene una base plana 22, situada por encima del techo 14. La base 22 sostiene principalmente la cabina y los acondicionamientos comerciales del avión. El compartimento presurizado 20 puede estar acondicionado de cualquier manera, sin abandonar el marco de la invención. En consecuencia, no se hará ninguna descripción.
Preferiblemente, y como se ilustra en las figuras 3 a 5, el techo 14 está abombado hacia abajo. Esta característica permite que el techo 14 soporte la diferencia de presión que existe entre el cubículo del tren 18 no presurizado y el compartimento presurizado 20, sin que sea necesario darle unas dimensiones demasiado importantes.
Por una razón comparable, de forma ventajosa, se instalan unos refuerzos 24 (figura 5) en el tabique de separación 12, por ejemplo, en el lado del cubículo del tren 18. En el modo de realización representado, estos refuerzos 24 tienen forma de ángulo cuya rama inferior prácticamente vertical se apoya sobre el tabique posterior 16 y cuya rama superior prácticamente horizontal se apoya sobre el techo 14.
El cubículo del tren 18 incluye una extensión hacia atrás 18a, que prolonga dicho compartimento más allá del tabique posterior 16, en la parte baja de la estructura delantera. Esta extensión 18a, que facilita concretamente el enganche de la pata del tren y la recuperación de fuerzas, está delimitada principalmente por dos tabiques laterales 26 (figura 5).
En la forma de realización ilustrada en la figura 5, los tabiques laterales 26 están inclinados con el fin de acercarse hacia arriba. Esta disposición aumenta el espacio disponible en el compartimento presurizado 20, a un lado o a otro de la extensión 18a, entre ésta y la pared 10.
En una variante de realización no representada, los tabiques laterales 26 pueden ser casi verticales. En efecto, el gran tamaño del avión y la longitud reducida de la extensión 18a convierten en accesibles, de todas las maneras, los espacios formados entre esta extensión y la pared 10.
El cubículo del tren 18, que se prolonga hacia atrás mediante su extensión 18a, permite alojar en la estructura delantera del avión un tren de aterrizaje delantero 28 (figuras 2 y 3) de grandes dimensiones. La disposición original del cubículo del tren permite así la utilización de un tren de aterrizaje delantero 28 cuyas ruedas y neumáticos tengan un tamaño adaptado a la importancia de las presiones que soporta el tren en el caso de un avión muy grande, cuyo peso máximo para el despegue puede ser normalmente superior a 500 toneladas. Si se comparan las figuras 2 y 4, que representan un corte del avión en ángulo recto con las ruedas, con el tren de aterrizaje delantero plegado, se ve claramente el aumento de tamaño que permite la invención (figura 4), con respecto a la técnica anterior (figura 2).
De manera más precisa, el tren de aterrizaje delantero 28 está articulado en la extensión 18a del cubículo del tren 18. Está dispuesto en su posición plegada y gira hacia delante de tal manera que las ruedas y neumáticos se alojan por completo en el interior del cubículo del tren 18. De manera habitual, un conjunto de trampillas 30 cierra una abertura 32 practicada en la base de la pared 10, frente al cubículo del tren 18 y su extensión hacia atrás 18a. Las dimensiones de la abertura 32 se adaptan para permitir la salida del tren de aterrizaje delantero 28, tras la apertura de las puertas 30, durante el aterrizaje.
Como se representa esquemáticamente en la figura 5, se prevé al menos una puerta 34 de acceso en el tabique posterior 16. Esta puerta 34 de acceso permite acceder al compartimento presurizado 20, por debajo de la base 22, pasando por el cubículo del tren 18. Preferentemente, la puerta 34 de acceso presenta una forma prácticamente ovalada, cuyo eje principal está inclinado casi verticalmente. Esta forma permite no influir negativamente en la resistencia estructural del tabique posterior 16. La puerta 34 está situada entre dos refuerzos 24 adyacentes.
La disposición original del cubículo del tren 18 según la invención y la presencia de la puerta 34 de acceso en el tabique posterior 16 permiten acceder al compartimento presurizado 20, detrás del tabique 16, sin que se haya previsto ninguna puerta de acceso sobre la pared exterior 10 del avión. En consecuencia, se suprime la resistencia aerodinámica inherente a la implantación de dicha puerta de acceso en la pared 10.
De manera habitual, una sala 36 de radar forma la nariz de la estructura delantera del avión. Esta sala de radar está delimitada por delante por un radomo 38 que prolonga sin discontinuidad la pared 10 del avión. El radomo 38 está unido a la pared exterior 10, de manera habitual, por medios de fijación desmontables (no representados) como tornillos y/o bisagras.
A diferencia de los aviones existentes, la sala 36 de radar se encuentra justo al lado del cubículo del tren 18, del que está separado por un tabique anterior 40. Al menos una abertura 42 de acceso, prevista en el tabique anterior 40, permite acceder a la sala 36 de radar, principalmente para efectuar en ella operaciones de mantenimiento, desde el cubículo del tren 18. Este acceso de mantenimiento se puede efectuar bajo la lluvia (haga el tiempo que haga) con el avión en el exterior, aunque en la actualidad el mantenimiento de la antena de radar requiere resguardar el avión. Esta disposición permite efectuar las operaciones de mantenimiento habituales sin tener que desmontar el radomo 38. La desnivelación aerodinámica de este último sobre la pared 10 del avión también se puede mantener en mejores condiciones que en los aviones que utilizan soluciones tradicionales.
Se debe tener en cuenta que la disposición original del cubículo del tren, justo detrás de la sala 36 de radar, permite colocar la(s) rueda(s) del tren de aterrizaje delantero 28 cerca del tabique 40, en la posición plegada del tren.
Con el fin de mejorar la seguridad durante la intervención del personal de tierra en el interior del cubículo del tren 18, una barandilla 44 (figura 3) recorre dicho compartimento. De manera más precisa, la barandilla 44 comprende dos partes laterales que se extienden hacia delante a partir del tabique posterior 16, así como una parte delantera que recorre transversalmente el tabique anterior 40. La barandilla 44 permite principalmente al personal de tierra intervenir con toda seguridad en la sala 36 de radar y acceder con toda seguridad al compartimento presurizado 20, detrás del tabique 16, por la puerta 34 de acceso.
La barandilla 44 también se puede utilizar para extender una red (no representada) cerca del techo 14. Dicha red permite evitar cualquier rotura del equipaje o daños en la cabina debido a la proyección de trozos del tren de aterrizaje delantero 28 hacia el techo 14, en caso de que reviente un neumático o se rompa otra parte del tren de aterrizaje o durante el desplazamiento en tierra.
El acceso al cubículo del tren 18 se realiza a través de una escalera móvil externa o un carro elevador. Para ello, también se puede colocar una escalera plegable embarcada (no representada) en el cubículo del tren 18.
Ni que decir tiene que la invención no está limitada al modo de realización preferente que se acaba de describir. Así, la forma del techo 14 y la del cubículo del tren 18 pueden ser distintas, sin abandonar el marco de la invención.

Claims (13)

1. Estructura delantera de avión, que incluye un compartimento presurizado (20) y un cubículo del tren (18) no presurizado, capaz de alojar un tren de aterrizaje delantero (28), en posición plegada, caracterizado por que el cubículo del tren (18) no presurizado forma una parte inferior extrema delante de dicha estructura delantera.
2. Estructura delantera de avión según la reivindicación 1, en la que el cubículo del tren (18) está separado del compartimento presurizado (20) por un techo (14) y un tabique posterior (16).
3. Estructura delantera de avión según la reivindicación 2, en la que el cubículo del tren (18) incluye una extensión hacia atrás (18a), más allá de dicho tabique posterior (16), estando articulado el tren de aterrizaje delantero (28) en dicha extensión hacia atrás (18a), de tal forma que se extiende hacia delante en el cubículo del tren (18) en su posición plegada.
4. Estructura delantera de avión según la reivindicación 3, en la que dicha extensión hacia atrás (18a) incluye tabiques laterales (26) inclinados de tal forma que se acerquen hacia arriba.
5. Estructura delantera de avión según la reivindicación 3, en la que dicha extensión hacia atrás (18a) incluye tabiques laterales (26) prácticamente verticales.
6. Estructura delantera de avión según una cualquiera de las reivindicaciones 2 a 5, en la que el techo (14) está abombado hacia abajo.
7. Estructura delantera de avión según una cualquiera de las reivindicaciones 2 a 6, en la que se prevé, al menos, una puerta (34) de acceso en el tabique posterior (16).
8. Estructura delantera de avión según la reivindicación 7, en la que la puerta (34) de acceso tiene una forma prácticamente ovalada, con un gran eje casi vertical.
9. Estructura delantera de avión según una cualquiera de las reivindicaciones 2 a 8, en la que se instalan unos refuerzos (24) en el techo (14) y en el tabique posterior (16).
10. Estructura delantera de avión según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la que se prevé una sala (36) de radar, delimitada exteriormente por un radomo (38), delante del cubículo del tren (18), y separada de éste por un tabique anterior (40) provisto, al menos, de una abertura (42) de acceso.
11. Estructura delantera de avión según la reivindicación 10, en la que el tren de aterrizaje delantero (28) está provisto, al menos, de una rueda que puede estar situada cerca del tabique anterior (40), en la posición plegada de dicho tren.
12. Estructura delantera de avión según una cualquiera de las reivindicaciones 2 a 6, en la que se coloca una barandilla (44) en el cubículo del tren (18).
13. Estructura delantera de avión según la reivindicación 12, en la que la barandilla (44) sujeta una red de protección del techo (14) del cubículo del tren (18).
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