ES2331700T3 - Estructura y procedimiento de seguridad a los impactos. - Google Patents

Abstract

Depósito de combustible (1) con características de absorción de energía elevada para aplicaciones aeronáuticas, siendo dicho depósito de combustible (1) sustancialmente cerrado y sustancialmente rígido, en el que por lo menos una pared lateral (3, 4) de dicho depósito de combustible sustancialmente cerrado (1) comprende por lo menos una válvula de ventilación (8) que puede abrirse cuando una presión que sobrepasa un valor predeterminado de presión está presente en el interior del depósito de combustible sustancialmente cerrado (1), en el que dicho depósito de combustible (1) comprende además un depósito de combustible adicional (13) que coopera con dicha por lo menos una válvula de ventilación (8), estando adaptado dicho depósito de combustible adicional (13) para recibir combustible a través de dicha por lo menos una válvula de ventilación (8) cuando dicha por lo menos una válvula de ventilación (8) está abierta debido a una sobrepresión en el interior de dicho depósito de combustible (1), en el que dicha válvula de ventilación (8) comprende una membrana rompible (10), que está dispuesta para cerrar una abertura correspondiente (9), y un dispositivo de refuerzo de abertura (12), en el que dicha membrana rompible (10) comprende un material frágil.

Description

Estructura y procedimiento de seguridad a los impactos.

La presente invención se refiere al campo de la seguridad pasiva de las estructuras, particularmente las estructuras aeronáuticas. Todavía más particularmente, la presente invención se refiere a una estructura de subsuelo para aeronaves de alas fijas o rotatorias provista de características innovadoras de absorción de energía, y a un procedimiento para aumentar la seguridad pasiva de las aeronaves en caso de impacto.

La investigación en el campo de la protección contra impactos de las estructuras aeronáuticas de helicópteros y vehículos voladores en general tiene su origen en una serie de observaciones y análisis estadísticos realizados a partir de los años 60 y los años 70. Esta investigación tuvo el mérito de demostrar por primera vez que las consecuencias de los impactos de las aeronaves, particularmente de los helicópteros, contra el suelo podrían limitarse, siempre y cuando se emprendieran acciones para prevenir una serie de riesgos claramente identificados, tales como los incendios, la penetración de grandes masas suspendidas dentro de la cabina, la acción de una aceleración intensa sobre los ocupantes y la intrusión de paneles y otros componentes estructurales en el espacio de los pasajeros.

La identificación cada vez más precisa de estos sucesos ha permitido establecer especificaciones militares y civiles detalladas que tienen un efecto significativo sobre la filosofía de diseño relacionada con los helicópteros de generación más reciente y con los de futuras generaciones. Estas especificaciones permiten definir sin ambigüedades la naturaleza del problema y establecer claramente los objetivos que se desea alcanzar.

Si se desea satisfacer requisitos de seguridad a los impactos (crashworthiness) (o de manera más general, de seguridad pasiva), la investigación y el desarrollo deberán tener un alcance más amplio y más detallado, los propios estándares de seguridad pasiva deberán mejorarse progresivamente y la filosofía de diseño deberá experimentar un cambio radical. Por ejemplo, la estructura de un helicóptero sólo podrá comportarse satisfactoriamente frente a los impactos si las especificaciones de seguridad pasiva se analizan en la etapa de diseño preliminar.

A título de ejemplo, la absorción de energía total de un helicóptero no se obtiene solamente aprovechando las aportaciones ofrecidas en secuencia por el tren de aterrizaje, la parte inferior del fuselaje ("subsuelo"), el asiento con los soportes y el techo con la estructura de soporte para la transmisión. Esto es debido al hecho de que, aunque cada uno de dichos componentes considerados por separado presente un comportamiento satisfactorio ante los impactos, tal vez esto no sea suficiente para asegurar el comportamiento satisfactorio de la estructura considerada en su conjunto, lo cual exigirá también estudiar y potenciar al máximo el funcionamiento de todos los elementos considerados de forma global. La necesidad de tomar en consideración diferentes aspectos del fenómeno de manera simultánea ha permitido determinar nuevos sistemas de diseño.

Proporcionar una estructura de helicóptero resistente al impacto determina un incremento de los costes, debido al gasto adicional que comporta la mayor dificultad del procedimiento de diseño causada por las complicaciones estructurales y tecnológicas y por la reducción del volumen útil y la capacidad de carga. Por otro lado, el requisito de preservación de la seguridad de los pasajeros es de importancia primordial; por consiguiente, siempre será necesario buscar disposiciones estructurales y soluciones que sean eficientes y efectivas en relación con la absorción de energía y que permitan elevar los niveles de seguridad con un mínimo incremento del peso y del coste.

Sin embargo, como es obvio, resulta imposible garantizar la supervivencia de los ocupantes en todos los tipos de accidentes y, por consiguiente, se centrará la atención en la categoría de impactos definidos como "choques sin riesgo potencial para la vida", en los que el nivel y la duración de las tensiones transmitidas a los pasajeros no sobrepasan los límites de la tolerancia humana.

Se han llevado a cabo investigaciones en relación con la aceleración que un ser humano puede soportar en un impacto, los resultados de las cuales demuestran que el ser humano puede soportar aceleraciones horizontales de hasta 45 g, pero solo durante un período de tiempo muy corto. Estos valores se reducen notoriamente si la aceleración actúa en la dirección vertical; en este caso, el límite de tolerancia es de aproximadamente 17 g para 0,04 segundos y desciende hasta 5 g para 0,2 segundos.

Todos estos datos son fundamentales para el diseño de estructuras capaces de transmitir, en un impacto, sólo las tensiones que los seres humanos puedan resistir, para asegurar la supervivencia de éstos. El objetivo que se desea alcanzar consiste, por consiguiente, en diseñar y producir estructuras capaces de deformarse hasta tal grado y de tal forma que sea posible limitar los niveles de aceleración a los cuales están sometidos los ocupantes de la aeronave, mientras se asegura la preservación de una celda de supervivencia.

Estas estructuras deben ser capaces de absorber energía a través de su deformación controlada y programada. Asimismo, dichas estructuras deberán situarse preferentemente en la parte inferior del fuselaje de la aeronave o el helicóptero, puesto que en la mayoría de casos la parte que choca contra el suelo es la parte inferior.

Entre los otros aspectos de seguridad que incrementan la probabilidad de supervivencia incluso tras un impacto contra el suelo, el más importante es sin duda alguna el de la prevención de incendios y explosiones y el de la reducción de los efectos causados por dichos fenómenos.

La causa de los incendios o las explosiones producidas en caso de un choque es esencialmente la presencia del sistema de combustible instalado en el vehículo. El requisito básico es indudablemente el confinamiento del combustible. Por esta razón, los depósitos y los conductos del sistema de combustible deben ser resistentes y a la vez deformables, y deben instalarse en una posición alejada con respecto a los sistemas o elementos que pueden provocar un incendio.

Las normas actuales exigen que el depósito, ya sea a escala completa o bien reducida, o partes de este superen pruebas de caída sin experimentar pérdidas. Cada norma estipula las características principales de esta prueba, es decir, la altura de caída, el grado de llenado del depósito, la presencia de cualquier herraje o de una estructura de la aeronave que lo rodea. Por ejemplo, algunas normas estipulan que el llenado del depósito debe ser completo y la altura de caída de 20 m, mientras que otras estipulan que el llenado debe ser del 80% y la altura de caída de 15,2 m.

En el estado actual de la técnica, las normas se aplican sólo en el campo militar, ya que en el campo civil no existen helicópteros que satisfagan los requisitos de seguridad relativos a la prevención de incendios.

De lo expuesto anteriormente es fácil deducir que, por un lado, sea deseable disponer de una estructura de subsuelo sumamente deformable que pueda absorber parte de la energía en caso de impacto, mientras que por otro lado sea necesario disponer de un depósito de combustible (generalmente dispuesto en el área de subsuelo, en el caso de una aeronave de alas rotatorias, por ejemplo) que no se deforme para evitar el grave peligro de una deflagración.

Análogamente, aunque el transporte aéreo se considera más seguro que el transporte terrestre (ya sea por carretera o bien por ferrocarril), este tipo de transporte es muy vulnerable a los ataques terroristas, y el riesgo de que los terroristas coloquen un artefacto explosivo a bordo de una aeronave siempre es muy elevado. La estrategia seguida por los diseñadores hasta la actualidad es también la de proveer estructuras cada vez más rígidas y fuertes, capaces de resistir las explosiones que se puedan producir intencionadamente o accidentalmente en el fuselaje, particularmente en la parte inferior o la bodega.

No obstante, esta estrategia se contradice con el requisito de proporcionar estructuras deformables que absorban parte de la energía generada en caso de choque o explosión de una bomba. Por otra parte, el reforzamiento de una estructura causa un inevitable e indeseable incremento del peso y en cualquier caso generalmente es insuficiente para proveer una protección adecuada contra las explosiones.

La patente US nº 5.451.015 se refiere a una estructura aeronáutica constituida por un depósito de combustible integrado que enfrenta el problema de la seguridad en caso de impacto. La patente US nº 5.451.015 trata pues un problema similar al tratado por la presente invención, aunque la solución es completamente diferente, puesto que requiere del reforzamiento de la estructura tal como sucede en las soluciones conocidas.

La patente US nº 4.426.050 se refiere a unos depósitos que pueden desprenderse de antemano en caso de impacto.

El documento EP-A-0 337 932 da a conocer un contenedor fijo o móvil que permite el confinamiento o el transporte de sustancias sólidas, líquidas, pulverulentas, granulares o gaseosas, y en particular de sustancias tóxicas, peligrosas, contaminadas o, en cualquier caso, nocivas para la salud y el entorno. Dicho contenedor comprende una pared externa, por ejemplo de metal, una pared interna de protección en una o dos capas, inatacable o en cualquier caso inerte con respecto a las sustancias contenidas dentro del contenedor, autosellante en caso de perforación o desgarre de la pared externa y elásticamente deformable para compensar el cambio de volumen ocasionado por las deformaciones del contenedor en caso de impacto y hacer que la presión interna permanezca casi constante, y un contenedor adicional expandible opcional conectado por una válvula de retención a la pared interna de protección.

En el documento DE-3 049 429 A1, que se considera la técnica anterior más próxima, se da a conocer un depósito de combustible con características de alta absorción de energía.

En otras soluciones conocidas, el combustible es expulsado si el piloto prevé un riesgo potencial de choque.

A partir de la técnica anterior descrita anteriormente, el objetivo principal de la presente invención consiste en proporcionar una estructura, normalmente de tipo aeronáutico, que ceda localmente y absorba gran cantidad de energía y que asimismo satisfaga los requisitos de seguridad pasiva de una aeronave.

Otro objetivo de la presente invención consiste en proporcionar un procedimiento para aumentar la seguridad pasiva de una estructura, normalmente de tipo aeronáutico, con características innovadoras y perfeccionadas de absorción de energía.

Otro objetivo de la presente invención consiste en proporcionar un depósito de combustible, habitualmente para una aeronave, con características de absorción de energía innovadoras y perfeccionadas.

Estos y otros objetivos se alcanzan por medio de la estructura y el procedimiento según la presente invención, que presentan las características indicadas en las reivindicaciones 1 y 7, respectivamente. Otras características ventajosas de la presente invención se describen en las reivindicaciones subordinadas correspondientes. Se considera que las reivindicaciones en su totalidad forman parte de la presente invención.

El principio fundamental de la presente invención consiste en la creación de válvulas de ventilación correctamente diseñadas en las paredes de una estructura aeronáutica sustancialmente cerrada, particularmente en las paredes de un depósito. En el caso de un depósito de combustible, estas válvulas permiten la liberación del fluido en condiciones de impacto y la transferencia de éste a unas bolsas laterales adecuadas (o depósitos adicionales), y entonces el subsuelo puede desempeñar satisfactoriamente la función de amortiguador de impactos y al mismo tiempo absorber parte de la energía del impacto que se transfiere al fluido. En caso de que se produzca una explosión en un fuselaje, las válvulas de ventilación permiten la salida de la energía generada en la explosión e impiden que la explosión provoque roturas en el propio fuselaje.

Por lo tanto, la presente invención se basa en un principio totalmente diferente y opuesto al que se ha seguido hasta la actualidad o, dicho de otro modo, al principio que postula la utilización de estructuras de gran resistencia. Por el contrario, la presente invención cubre la necesidad de disponer de estructuras sustancialmente cerradas que, en caso de incremento de la presión por encima de cierto nivel, ceden localmente en posiciones predeterminadas para reducir de ese modo el nivel de presión.

La presente invención puede asociarse convenientemente con sistemas convencionales, tales como las válvulas de seguridad, que ayudan a confinar cualquier incendio o por lo menos a limitar su alcance, interrumpiendo el suministro a los motores y aislando el depósito.

En un primer aspecto, la presente invención proporciona una estructura sustancialmente cerrada, particularmente para aplicaciones aeronáuticas, en la que por lo menos una de las paredes de la estructura comprende por lo menos una válvula de ventilación que puede abrirse cuando la presión en el interior de la estructura sustancialmente cerrada sobrepasa un valor predeterminado, siendo dicho valor predeterminado por lo menos el doble (y preferentemente el triple) del valor de la presión de trabajo normal.

En otro aspecto, la presente invención proporciona un procedimiento para aumentar la seguridad pasiva de una estructura sustancialmente cerrada, particularmente para aplicaciones aeronáuticas, que comprende la etapa que consiste en proporcionar, en por lo menos una pared de la estructura, por lo menos una válvula de ventilación que puede abrirse cuando la presión en el interior de la estructura sustancialmente cerrada sobrepasa un valor predeterminado, siendo este valor predeterminado por lo menos el doble (y preferentemente el triple) del valor de la presión de trabajo normal.

La presente invención es aplicable a estructuras sustancialmente cerradas y sustancialmente rígidas para aplicaciones de aeronáutica, por ejemplo los depósitos de combustible (convenientemente, del tipo de los helicópteros) o los fuselajes.

La presente invención se pondrá claramente de manifiesto mediante la descripción detallada siguiente, proporcionada únicamente a título de ejemplo no limitativo, haciendo referencia a los dibujos ilustrativos, en los que:

\bullet la figura 1 representa de forma muy esquemática un depósito conocido para los subsuelos de las aeronaves, en una vista axonométrica;

\bullet la figura 2 representa una sección transversal del depósito de la figura 1;

\bullet la figura 3 representa de forma muy esquemática un depósito para subsuelos según una forma de realización de la presente invención;

\bullet la figura 4 representa una sección transversal del depósito de la figura 3;

\bullet la figura 5 representa la sección transversal de la figura 4 a escala ampliada;

\bullet la figura 6 representa una sección transversal ampliada de un depósito según la presente invención con un depósito auxiliar en condiciones de uso normales;

\bullet la figura 7 representa una sección transversal ampliada de un depósito deformado con la válvula de ventilación abierta y el depósito auxiliar lleno;

\bullet la figura 8 representa una sección transversal esquemática de un fuselaje con un dispositivo de ventilación de energía según la presente invención y

\bullet la figura 9 representa la sección a través del fuselaje de la figura 8 en caso de explosión.

A título de ejemplo, la presente invención se describirá principalmente haciendo referencia a los depósitos de los helicópteros que representan solo una de las estructuras de la pluralidad de estructuras sustancialmente cerradas y sustancialmente rígidas para aplicaciones de aeronáutica. De acuerdo con el objetivo de la presente invención, el término "estructura sustancialmente cerrada" denota una estructura que es sustancialmente cerrada pero no necesariamente sellada. Por lo tanto, una estructura sustancialmente cerrada para aplicaciones de aeronáutica puede ser, por ejemplo, un depósito de combustible, un fuselaje, una bodega o una estructura similar.

Los depósitos de helicóptero generalmente están situados en el subsuelo, debido principalmente a cuestiones de espacio. Por su parte, el subsuelo actúa como un amortiguador de energía en situaciones de emergencia, por ejemplo en una situación de impacto contra el suelo, puesto que absorbe la energía del impacto reduciendo así la aceleración transmitida a los ocupantes.

Como se ha mencionado anteriormente, en algunas situaciones los depósitos pueden constituir un impedimento para el desempeño de las funciones del subsuelo, y además pueden provocar daños irreparables si la compresión del depósito causa la explosión o la rotura descontrolada del propio depósito. Dicho de otro modo, la presencia de combustible dentro del depósito limita o, si el depósito está lleno, compromete por completo las propiedades de absorción de energía necesarias. Esto es debido a que la deformación del depósito provoca la reducción de su capacidad, es decir, del volumen interno disponible para el líquido, y un incremento de la presión que ocasiona una deflagración.

Según la presente invención, se proporcionan unas válvulas de ventilación correctamente diseñadas en las paredes del depósito. En condiciones de impacto, estas válvulas permiten la liberación del fluido del depósito y la transferencia de este a unas bolsas laterales adecuadas, y entonces el subsuelo puede desempeñar de forma satisfactoria la función de amortiguador de impactos y absorber al mismo tiempo parte de la energía del impacto que se transfiere al
fluido.

Se conocen diversos tipos de depósitos. En algunas aeronaves, la estructura del compartimento de combustible está sellada, y entonces dicho compartimento funciona directamente como un depósito de combustible. No obstante, los depósitos de este tipo a menudo ocasionan problemas de sellado, y por esta razón en muchas aeronaves se utiliza una bolsa o celda flexible para contener el combustible. Esta bolsa está situada dentro del compartimento. Por último, otro tipo de depósito consiste en una o más bolsas sustancialmente flexibles que se adaptan para vaciar de forma correcta los espacios formados entre las costillas y los mamparos de la aeronave.

En un aspecto, la presente invención proporciona un depósito integrado en el subsuelo de un helicóptero, que puede, incluso cuando está lleno, de mantener sus propiedades de absorción de la energía generada en un impacto contra el suelo en condiciones de emergencia.

Se ha llevado a cabo un estudio preliminar para describir el comportamiento de un depósito cuyas paredes están provistas de válvulas de seguridad que se rompen en condiciones especificadas, y que permiten la salida del líquido de una manera controlada para impedir de ese modo cualquier explosión.

En primer lugar, se ha establecido que un depósito completamente lleno de combustible experimenta una explosión cuando se somete a un impacto contra el suelo. Con este objetivo, se utiliza un modelo para impactos diseñado para el 50% de su capacidad y este se modifica adecuadamente llenándolo al completo con líquido. La simulación confirma la hipótesis de la explosión: se comprueba que las grandes deformaciones sufridas por el depósito en el impacto realmente reducen el volumen disponible para el líquido contenido dentro del mismo, y que el incremento de presión provoca la deflagración. La hipótesis que propone que la explosión del depósito puede ser debida a problemas de inestabilidad queda refutada por el hecho de que la energía espuria (hourglass) se mantiene a cero mientras que la energía cinética se reduce hasta después de la ruptura del depósito.

En el contexto de la presente invención se ha comprobado que la presión en el interior de un depósito lleno puede reducirse si se hace salir el líquido del depósito de una manera guiada, controlada y predecible y se transfiere a uno o más depósitos adicionales conectados al depósito principal. Esto determina que el volumen disponible para el líquido se incremente con respecto al volumen disponible para el líquido en el caso de un depósito que experimenta deformación (compresión). Por lo tanto, el combustible permanece sustancialmente confinado en dicho depósito (en este caso, el término "depósito" comprende tanto el depósito de serie como el depósito adicional), impidiéndose así que se produzca cualquier explosión.

El principio básico estipula pues la apertura de las válvulas como consecuencia de la presión del líquido en las paredes del depósito para permitir que el combustible salga del depósito. En el contexto de la presente invención, en la figura 1 se ilustra un depósito convencional 1 que adopta sustancialmente la forma de un elemento tipo caja cerrada, habitualmente fabricado con una lámina metálica doblada y remachada en las esquinas (para simplificar, no se representan ni los elementos de refuerzo ni los elementos de remachado). El depósito 1 presenta una base 2, cuatro paredes laterales 3 y 4 y una tapa 5. El depósito también comprende un tubo de llenado 6 convencional. Aunque para simplificar el depósito ilustrado no comprende ninguna bolsa flexible dentro del elemento tipo caja, debe tenerse en cuenta que la presente invención es igualmente aplicable a este tipo de depósito. Cuando se dispone de una bolsa, la pared lateral de la estructura sustancialmente rígida del depósito está provista de una pestaña, completamente similar a las contenidas en las bolsas de otras aplicaciones, para cada válvula de ventilación. La figura 2 representa una sección transversal esquemática del depósito de la figura 1 parcialmente lleno con combustible líquido 7.

Según la presente invención, las paredes laterales del depósito están provistas de unas válvulas de ventilación 8, que constituyen áreas de material debilitado o áreas de menor grosor que las paredes del depósito. La figura 3 representa esquemáticamente dos válvulas de ventilación 8 que adoptan la forma de dos aberturas creadas en una de las paredes laterales 3 del depósito 1 y que se cierran mediante diafragmas rompibles.

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Alternativamente, es posible conformar aberturas sin realizar un orificio, simplemente creando un área grabada con un perfil debilitado. La figura 4 representa una sección transversal del depósito 1 según la forma de realización de la presente invención representada en la figura 3.

La figura 5 representa la vista en sección de la figura 1, ampliada para mostrar la válvula de ventilación 8 más claramente. La válvula de ventilación comprende un orificio u abertura 9 formada en la pared 3 del depósito y un diafragma rompible 10 que la recubre y que se fija a la pared 3, por ejemplo mediante remaches 11 o elementos similares. Los remaches 11 no se representan en la figura 3.

Para compensar la pérdida de rigidez debida a la presencia de las válvulas, la parte que las rodea preferentemente se refuerza mediante elementos de mayor grosor 12 (en forma de marco, por ejemplo).

En una forma de realización de la presente invención, está prevista una abertura de perforación simple en una de las paredes laterales del depósito, en una posición sustancialmente próxima a la base 2.

En otra forma de realización de la presente invención, está prevista una abertura de perforación simple en cada una de las dos (o más) paredes laterales del depósito, en posiciones sustancialmente próximas a la base 2.

En otra forma de realización de la presente invención, están previstas por lo menos dos aberturas de perforación simples en una de las paredes laterales del depósito, en una posición sustancialmente próxima a la base 2 (figura 3).

En otra forma de realización de la presente invención, están previstas por lo menos dos aberturas de perforación simples en cada una de las dos (o más) paredes laterales del depósito, en posiciones sustancialmente próximas a la base 2.

La posición próxima a la base es ventajosa porque permite el funcionamiento incluso con una pequeña cantidad de combustible. De entre las diversas formas de realización, resultan preferidas las simétricas. Asimismo, debe tenerse en cuenta que las válvulas están diseñadas de tal manera que su ruptura tiene lugar no solo cuando el depósito está al 100% de su capacidad, sino también en general en todos los casos en los que existe cierto grado de impacto contra el suelo, y por consiguiente también, por ejemplo, cuando el depósito está al 50% de su capacidad.

Los parámetros que se deben especificar para la producción de las válvulas son pues el tamaño, el grosor y el material de las válvulas y sus posiciones en términos de altura y anchura (en qué lados y en cuántos lados deben disponerse); y el tamaño, el grosor y el material de las áreas de refuerzo que deben disponerse de tal forma que se compense la pérdida de rigidez debida a la presencia de las válvulas.

A título de ejemplo, para un depósito que mide aproximadamente 1,0 m x 1,0 m x 0,5 m, fabricado en una aleación ligera de aluminio con un grosor de pared de aproximadamente 1 mm, una solución que se considera aceptable es la provisión de cuatro aberturas que miden aproximadamente de 8 a 12 cm x 10 a 20 cm (preferentemente, 10 x 15 cm aproximadamente) en por lo menos una de las paredes del depósito. Cada una de estas aberturas puede cerrarse convenientemente mediante una membrana rompible realizada en una aleación ligera de aluminio de un grosor de 0,1 a 0,3 mm, o en un material plástico tal como un policarbonato. El material que se va a utilizar para fabricar la membrana en cada caso es un material frágil o elástico-frágil con características de baja plasticidad.

Otra posibilidad, indicada anteriormente, consiste simplemente en grabar las aberturas en el panel del depósito, para crear así una "área de activación" (una pared adecuadamente debilitada).

Debe destacarse que las presiones de trabajo normales en el depósito de una aeronave son del orden de 1 a 3 barios, mientras que las explosiones se producen a presiones aproximadas de 15 a 17 barios. Se realiza esta observación para poner de relieve que no existe ningún peligro de que la membrana rompible diseñada para romperse a una presión de 15 a 17 barios se rompa en condiciones normales de funcionamiento.

La válvula está pues diseñada para abrirse a una presión que es por lo menos el doble, preferentemente el triple y más preferentemente superior al triple de la presión en condiciones nominales.

Los valores de presión predeterminados normales son 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19 ó 20 barios para un depósito de combustible en el que la presión nominal es de 1 a 3 barios.

Según la presente invención, en el caso de los depósitos para aeronaves, particularmente para helicópteros, las válvulas de ventilación 8 cooperan con unas cámaras auxiliares 13 para contener el combustible que sale por dichas válvulas. Dicho de otro modo, la ruptura de las membranas rompibles 10 (es decir, la apertura de las válvulas 8) comunica el depósito con las cámaras auxiliares 13. En una forma de realización particularmente ventajosa, estas cámaras auxiliares 13 adoptan la forma de fuelles u otros elementos similares. En condiciones de funcionamiento de ausencia de impacto (con el depósito no deformado, figura 6), y por consiguiente con presiones internas normales, las válvulas 8 están cerradas y los fuelles 13 están completamente replegados. Por otro lado (figura 7), si el depósito está deformado (como consecuencia de un impacto) y la presión interna se incrementa y supera cierto límite (aproximadamente 15 barios), las válvulas se romperán y el líquido tenderá a salir del depósito, llenando de ese modo los fuelles tal como se indica mediante la flecha 14. Por lo tanto, el depósito no se dispersará de una forma peligrosa fuera del depósito (en este caso, se considera que el término "depósito" comprende asimismo el depósito o los depósitos
auxiliares).

Una solución similar a la aplicada y descrita en detalle para un depósito aeronáutico, particularmente para helicópteros, puede utilizarse también como mecanismo de liberación de energía en caso de explosión de un artefacto explosivo en la bodega de una aeronave comercial o militar de alas fijas. En consecuencia, la presente invención permite expulsar la energía hacia el exterior, en contraposición a las soluciones conocidas cuyo objetivo ha consistido en "contener" la explosión.

La figura 8 representa esquemáticamente una sección de fuselaje 20. Según la presente invención, la base del fuselaje está provista de unas válvulas de ventilación 8 totalmente similares a las descritas e ilustradas haciendo referencia a los depósitos de combustible. Si se produce una explosión, la energía generada puede liberarse a través de las válvulas 8 sin causar perforaciones u otro tipo de daños al fuselaje. Si la presente invención se aplica al fuselaje (particularmente a la bodega) de una aeronave, es obvio que no será necesario proporcionar cámaras auxiliares para aumentar la protección contra explosiones (a diferencia de la aplicación para los depósitos de combustible).

A partir de la descripción anterior, es evidente pues que la presente invención puede aplicarse de diversas maneras, ya que puede utilizarse en depósitos de subsuelo y en estructuras de compartimentos de equipaje (en aeronaves de alas fijas y móviles), y dichas estructuras pueden ser nuevas o bien usadas y convenientemente modificadas.

Se pueden introducir en la presente invención numerosas modificaciones, adaptaciones y sustituciones de partes por otras partes funcionalmente equivalentes. Se considera que dichas modificaciones, adaptaciones y sustituciones de partes están en su totalidad comprendidas dentro del alcance de protección de la presente invención, que está limitado de acuerdo con las reivindicaciones adjuntas.

Claims (16)

1. Depósito de combustible (1) con características de absorción de energía elevada para aplicaciones aeronáuticas, siendo dicho depósito de combustible (1) sustancialmente cerrado y sustancialmente rígido, en el que por lo menos una pared lateral (3, 4) de dicho depósito de combustible sustancialmente cerrado (1) comprende por lo menos una válvula de ventilación (8) que puede abrirse cuando una presión que sobrepasa un valor predeterminado de presión está presente en el interior del depósito de combustible sustancialmente cerrado (1), en el que dicho depósito de combustible (1) comprende además un depósito de combustible adicional (13) que coopera con dicha por lo menos una válvula de ventilación (8), estando adaptado dicho depósito de combustible adicional (13) para recibir combustible a través de dicha por lo menos una válvula de ventilación (8) cuando dicha por lo menos una válvula de ventilación (8) está abierta debido a una sobrepresión en el interior de dicho depósito de combustible (1), en el que dicha válvula de ventilación (8) comprende una membrana rompible (10), que está dispuesta para cerrar una abertura correspondiente (9), y un dispositivo de refuerzo de abertura (12), en el que dicha membrana rompible (10) comprende un material frágil.

2. Depósito de combustible (1) según la reivindicación 1, en el que dicho material frágil comprende un material metálico.

3. Depósito de combustible (1) según la reivindicación 2, en el que dicha membrana rompible (10) está realizada en una aleación de aluminio ligera.

4. Depósito de combustible (1) según la reivindicación 3, en el que dicha membrana rompible (10) presenta un grosor de 0,1 a 0,3 mm.

5. Depósito de combustible (1) según la reivindicación 2, en el que dicha membrana rompible (10) está realizada en policarbonato.

6. Depósito de combustible (1) según la reivindicación 1, en el que está dispuesto en una estructura de subsuelo de una aeronave.

7. Depósito de combustible (1) según la reivindicación 1, en el que dicho por lo menos un depósito de combustible adicional (13) está replegado en su estado no utilizado, es decir con la válvula de ventilación (8) cerrada, y extendido cuando la válvula de ventilación (8) está abierta.

8. Depósito de combustible (1) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicho valor de presión predeterminado es por lo menos 3 veces el valor de presión en el interior del depósito de combustible (1) en condiciones de trabajo nominales.

9. Depósito de combustible (1) según la reivindicación 8, en el que dicho valor de presión predeterminado es de por lo menos 15 barios.

10. Procedimiento para aumentar la seguridad pasiva de un depósito de combustible (1) sustancialmente cerrado y sustancialmente rígido para aplicaciones aeronáuticas, que comprende las etapas siguientes:

proporcionar por lo menos una válvula de ventilación (8) que puede abrirse cuando una presión que sobrepasa un valor predeterminado está presente en el interior del depósito sustancialmente cerrado (1), en el que dicha por lo menos una válvula de ventilación (8) está prevista en por lo menos una pared lateral (3, 4) del depósito de combustible (1), en el que dicha válvula de ventilación (8) comprende una membrana rompible (10) que está dispuesta para cerrar una abertura correspondiente (9), en el que dicha válvula de ventilación (8) comprende un dispositivo de refuerzo de abertura (12), en el que dicha membrana rompible (10) comprende además un material que es frágil, y

proporcionar un depósito de combustible adicional (13) que coopera con dicha por lo menos una válvula de ventilación (8), estando adaptado dicho depósito de combustible adicional para recibir combustible a través de dicha por lo menos una válvula de ventilación (8) cuando dicha por lo menos una válvula de ventilación (8) está abierta debido a una sobrepresión en el interior de dicho depósito de combustible (1).

11. Procedimiento según la reivindicación 10, en el que dicho material frágil comprende un material metálico.

12. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 10 a 11, en el que dicho depósito de combustible (1) está dispuesto en una estructura de subsuelo de una aeronave.

13. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 10 a 11, en el que dicha etapa de apertura de dicha por lo menos una válvula de ventilación (8) comprende una etapa que consiste en provocar una apertura de dicha por lo menos una válvula de ventilación (8) en presencia de una presión que es por lo menos el doble, pero preferentemente el triple, de la presión de trabajo normal en dicho depósito de combustible sustancialmente cerrado (1).

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14. Procedimiento según la reivindicación 10, en el que dicha etapa de apertura de dicha por lo menos una válvula de ventilación (8) comprende una etapa de provocar una apertura de dicha por lo menos una válvula de ventilación (8) a una presión igual o superior a aproximadamente 15 barios.

15. Procedimiento según la reivindicación 10, en el que dicha etapa que consiste en proporcionar por lo menos una válvula de ventilación (8) comprende proporcionar dicha membrana rompible (10) realizada a partir de una aleación de aluminio ligera.

16. Procedimiento según la reivindicación 10, en el que dicha etapa que consiste en proporcionar por lo menos una válvula de ventilación (8) comprende proporcionar dicha membrana rompible (10) realizada en policarbonato.