ES2341794T3 - Aleta auxiliar del borde de ataque del ala de un avion. - Google Patents
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Abstract
Aleta auxiliar del borde de ataque del ala de un avión (10) destinada a ser montada en una parte de ataque del ala de un avión, comprendiendo la aleta auxiliar del borde de ataque del ala del avión: una sección de cuerpo principal (30); y una sección anterior (20) en la que la sección anterior (20) se puede desmontar de la sección de cuerpo principal (30) mediante unos medios de fijación liberables selectivamente, previstos para fijar de manera liberable la sección anterior al cuerpo principal.
Description
Aleta auxiliar del borde de ataque del ala de un
avión.
La presente invención se refiere a una aleta
auxiliar del borde de ataque (en inglés, "slat") del ala de un
avión, en particular a una aleta auxiliar del borde de ataque del
ala de un avión prevista en la parte de ataque del ala de
avión.
Las aletas auxiliares del borde de ataque del
ala están montadas en la parte de ataque de un ala de avión y son
móviles con respecto al ala para poder maniobrar el avión durante el
vuelo.
Generalmente, se calienta una aleta auxiliar del
borde de ataque del ala para reducir la acumulación de hielo que
podría interferir con el funcionamiento de dicha aleta auxiliar del
borde de ataque y perjudicar la seguridad del avión. Actualmente,
la mayoría de los diseños de las aletas auxiliares del borde de
ataque del ala de aviones civiles utilizan el gas caliente para las
finalidades de la protección contra el hielo. Dicha tecnología
incluye purgar aire de los motores, y conducir el aire purgado hacia
la aleta auxiliar del borde de ataque del ala mediante tubos.
Finalmente, el aire caliente es distribuido al recubrimiento del
morro de la aleta auxiliar del borde de ataque mediante unos
orificios reducidos practicados en los tubos. El sistema resulta
principalmente adecuado en los casos en los que la estructura del
avión se fabrica a partir de metal laminar, y puede soportar más
fácilmente la temperatura de los gases calientes procedentes del
motor. En general, se fabrica la aleta auxiliar del borde de ataque
de modo que forma una estructura remachada y de una sola pieza, de
tal manera que genera una caja de presión para el gas caliente que
se ve limitado por el recubrimiento del morro hacia la parte
anterior, y por la viga de la punta hacia la parte posterior. El
sistema no resulta eficaz, dado que no se puede distinguir la parte
de la estructura de la aleta auxiliar del borde de ataque del ala
que se tiene que calentar, y por lo tanto proteger contra el
hielo.
El sistema de protección contra el hielo para la
aleta auxiliar del borde de ataque del ala del avión requiere un
mantenimiento periódico, que normalmente supone retirar la aleta
auxiliar del borde de ataque del ala. La retirada de las aletas
auxiliares del borde de ataque deja el avión fuera de servicio
durante este periodo de mantenimiento, lo que supone una importante
inconveniente y una pérdida de ingresos por parte del operario del
avión. Además, los daños que se producen en el borde de ataque de
las aletas auxiliares del borde de ataque, provocados por impacto,
particularmente por parte de los vehículos que realizan el
mantenimiento del avión en los aeropuertos, ocurren con frecuencia.
Las aletas auxiliares del borde de ataque dañadas tienen que ser
retiradas, lo que supone una tarea engorrosa, y se tiene que
proporcionar una aleta auxiliar del borde de ataque de sustitución
y acoplar y volver a alinear dicha aleta auxiliar del borde de
ataque de sustitución al ala. Este procedimiento resulta muy
engorroso, e inconveniente y supone una pérdida de ingresos para el
operador del avión.
El documento WO2006010699 se refiere a una aleta
móvil de borde de ataque de un elemento del perfil alar del
avión.
El documento WO2005070762 se refiere a una aleta
móvil de borde de ataque para el ala principal de un avión que
comprende una piel aerodinámica con una zona anterior sujeta a los
impacto por pájaros.
El documento WO2006027624 se refiere a una
disposición de acoplamiento del ala de avión que acopla los
servicios a y/o de un componente de ala, que es extensible en
sentido translacional desde el ala de un avión.
El documento GB 1247071 se refiere a una campana
de punta para un aeromotor que comprende dos partes, consistiendo
cada una de ellas en una placa de soporte y unos diafragmas extremos
que están fijadas firmemente entre sí, de manera liberable,
mediante unos pernos de proyectil retenido.
El documento GB 1190933 se refiere a una campana
de admisión de aire para el motor de un avión, comprendiendo la
envolvente de la campana por lo menos una unidad de control para una
alfombra asociada calentada eléctricamente.
Los documentos WO2006010699 y WO2006027624
constituyen la técnica anterior con arreglo al artículo 54(3)
CPE.
Un objetivo de una forma de realización de la
presente invención consiste en aliviar por lo menos uno de los
problemas citados anteriormente.
Según un primer aspecto de la presente
invención, está prevista una aleta auxiliar del borde de ataque del
ala de un avión, destinada a ser montada en una parte de ataque del
de un avión, comprendiendo la aleta auxiliar del borde de
ataque
una sección de cuerpo principal y una sección
anterior,
en la que la sección anterior se puede desmontar
de la sección de cuerpo principal mediante unos medios de fijación
liberables selectivamente, dispuestos para fijar, de manera
liberable, la sección anterior al cuerpo principal.
Dado que la sección anterior de la aleta
auxiliar del borde de ataque se puede desmontar de la sección de
cuerpo principal, si dicha sección anterior resulta dañada por
cualquier razón, tal como un impacto, entonces se puede retirar y
sustituir únicamente dicha sección anterior dañada. Esto resulta ser
una operación mucho más sencilla y rápida que la retirada de la
aleta auxiliar del borde de ataque del ala móvil en su conjunto
seguido por su acoplamiento, lo que supone una tarea engorrosa de
alineación, y además permite ahorrar tiempo valioso y los gastos de
explotación asociados. Asimismo, resulta mucho más económico
sustituir únicamente una sección anterior desmontable de una aleta
auxiliar del borde de ataque del ala, en lugar que toda la aleta
auxiliar del borde de ataque en su conjunto.
La sección anterior de la aleta auxiliar del
borde de ataque presenta preferentemente un recubrimiento del morro
provisto de un calefactor eléctrico.
Al proporcionar un calefactor eléctrico en la
sección anterior de la aleta auxiliar del borde de ataque del ala
se permite proteger dicha aleta auxiliar del borde de ataque contra
la acumulación de hielo. Cuando el sistema de protección contra el
hielo requiere su mantenimiento periódico, únicamente se tiene que
retirar y sustituir la sección anterior de la aleta auxiliar del
borde de ataque, en vez de la aleta auxiliar del borde de ataque
del ala móvil en su conjunto, lo que supondría una nueva alineación
precisa al volver a acoplarlo para que se pueda realizar en otro
sitio el mantenimiento del sistema de protección contra el hielo.
Una vez más, esta modificación reduce el tiempo que el avión queda
fuera de servicio, y reduce los gastos.
Al proporcionar un calefactor eléctrico en la
sección anterior de la aleta auxiliar del borde de ataque para
contribuir a la protección contra la acumulación de hielo, permite
omitir los tubos de conducción del aire caliente que se prevén en
las aletas auxiliares del borde de ataque del ala convencionales.
Esto permite asimismo un ahorro considerable en los costes y en el
peso, lo que permite ofrecer un diseño alternativo para la
estructura interna de la aleta auxiliar del borde de ataque, y
proporcionar la sección anterior desmontable.
Además, dado que la sección anterior de la aleta
auxiliar del borde de ataque se calienta eléctricamente, no hace
faltar purgar los gases calientes de los motores. Purgar los gases
calientes de los motores reduce la eficacia de los mismos,
normalmente por un porcentaje relativamente alto.
El recubrimiento del morro de la sección
anterior de la aleta auxiliar del borde de ataque del ala comprende
preferentemente un calefactor que forma una sola pieza con ella.
Como consecuencia, las propiedades mecánicas del calefactor y del
dieléctrico asociado contribuyen a la resistencia de dicho
recubrimiento del morro. Esto proporciona una estructura general
más resistente y ligera con una conductividad térmica mejorada.
Preferentemente, el calefactor es microporoso para poder formar una
sola pieza con el dieléctrico que lo rodea en la sección anterior
de la aleta auxiliar del borde de ataque del ala.
Según un segundo aspecto de la presente
invención, se prevé una sección anterior desmontable de la aleta
auxiliar del borde de ataque del ala de un avión, que está
dispuesta de modo que coopere de manera liberable con un parte
correspondiente del cuerpo principal de la aleta auxiliar del borde
de ataque del ala de un avión, comprendiendo la sección anterior
desmontable unos medios de fijación, liberables selectivamente,
destinados a ser fijados de manera amovible a la sección de cuerpo
principal de una aleta auxiliar del borde de ataque del ala del
avión.
Según un tercer aspecto de la presente invención
se prevé una sección de cuerpo principal de una aleta auxiliar del
borde de ataque del ala de avión, destinada a ser montada en la
parte de ataque del ala de un avión, estando dispuesta la sección
de cuerpo principal para que coopere de manera liberable con una
parte correspondiente de una sección anterior desmontable mediante
unos medios de fijación liberables selectivamente previstos para
fijar de manera liberable la sección de cuerpo principal a la
sección anterior.
Según un cuarto aspecto de la presente invención
está prevista un ala de avión dotada de una aleta auxiliar del
borde de ataque del ala destinada a ser montada en la parte de
ataque del ala del avión, comprendiendo dicha aleta auxiliar del
borde de ataque del ala de un avión una sección de cuerpo principal
y una sección anterior en la que la sección anterior se puede
desmontar de la sección de cuerpo mediante unos medios de fijación
liberables selectivamente, comprendidos en la sección del cuerpo
principal, y previstos para fijar de manera liberable la parte
anterior a la sección de cuerpo principal.
A continuación se proporciona una descripción de
un ejemplo de la forma de realización de la presente invención,
haciendo referencia a los dibujos, en los cuales:
la figura 1 representa una vista lateral en
sección transversal de una aleta auxiliar del borde de ataque del
ala en sus posiciones de uso y de retirada en una parte de un
ala;
la figura 2 representa una vista lateral en
sección transversal de una aleta auxiliar del borde de ataque de
ala parcialmente desmontado;
la figura 3 representa un ejemplo esquemático de
la construcción del recubrimiento del morro del borde de ataque de
la sección anterior de una aleta auxiliar del borde de ataque del
ala;
la figura 4 representa una vista lateral en
sección transversal de una aleta auxiliar del borde de ataque del
ala con un recubrimiento del morro desmontable, que comprende una
manta calefactora; y
la figura 5 representa una vista superior de
unas aletas auxiliares del borde de ataque de ala segmentadas y
previstas en el ala de un avión.
Tal como se ilustra en la figura 1, una aleta
auxiliar del borde de ataque de ala 10 se prevé en una parte de
ataque del ala de un avión, representada esquemáticamente en líneas
de trazos 1. Está prevista la aleta auxiliar del borde de ataque
del ala 10 sobre un brazo articulado 11 que la desplaza entre sus
posiciones de uso y de retirada. La aleta auxiliar del borde de
ataque 10 comprende una sección anterior 20 y una sección de cuerpo
principal 30, tal como se puede apreciar en la figura 2. En este
ejemplo, la sección de cuerpo principal 30 comprende una sección
central 40 y una sección posterior o borde de salida (TEW) 50. Tal
como se ilustra en la figura 2, la sección anterior 20 se puede
desmontar de, o fijarse de manera liberable a la sección de cuerpo
principal 30.
Durante el uso, la sección anterior 20 se puede
fijar de manera liberable a la sección central 40 de la sección de
cuerpo principal 30 mediante cualesquiera medios adecuados. Sin
embargo, la sección anterior 20 está fijada preferentemente a la
sección central 40 mediante unos medios de fijación que permiten que
la sección anterior 20 sea retirada y sustituida fácil y
rápidamente, tal como unos tornillos de retención 21 en la sección
anterior 20 fijados en los orificios correspondientes 41
practicados en la sección central 40 y unos pernos de seguridad 42
de la sección central 40 fijados en los enchufes correspondientes 22
de la sección anterior 20. En este ejemplo, los enchufes 22 están
montados en un soporte 23 en la sección anterior 20. En este
ejemplo, se utilizan unos medios de fijación adicionales en forma
de secciones de interconexión 24, 43, uno de los cuales 24 está
previsto en un soporte adicional 25 en la sección anterior 20, y el
otro 43 en la sección central 40. Una de las secciones de
interconexión 24, 43 puede consistir en una clavija y el otro puede
ser un enchufe. En el ejemplo ilustrado en la figura 2, la sección
de interconexión 24 consiste en una clavija y la sección de
interconexión 43 consiste en un enchufe. Sin embargo, evidentemente
podría ser al revés. El soporte 23 que se ilustra en la figura 2
presentaría un orificio adecuado para permitir el paso de la sección
de interconexión 43 a su través para juntarse con la sección de
interconexión correspondiente 24.
La sección central 40 en general contendría unos
elementos accionadores (representados a modo de brazos articulados
11 en la figura 1) para permitir el desplazamiento de la aleta
auxiliar del borde de ataque de ala 10 entre sus posiciones de uso
y de retirada con respecto al tramo anterior de un ala en el que
está montado. La sección central 40 comprende unas vigas
estructurales 44 que confieren resistencia a dicha sección central
40. En general, se diseñaría la sección central 40 en forma de caja
de par.
En el ejemplo representado en la figura 2, la
sección posterior 50 está montada en una parte extrema 42 de la
sección central 40. En este ejemplo, la sección posterior 50,
similar a la sección anterior 20, asimismo se puede desmontar.
El recubrimiento del morro 26 de la sección
anterior 20 está provisto de un calefactor eléctrico, ilustrado con
líneas a trazos 27 en la figura 2. Dicho calefactor 27 ilustrado en
la figura 2, forma una sola pieza con la estructura del
recubrimiento del morro 26 de la sección anterior 20.
La figura 3 representa un ejemplo esquemático de
la construcción del recubrimiento del morro 26 de la sección
anterior 20. En este ejemplo, se prevé un escudo contra la erosión
200, que actúa a modo de superficie externa durante el uso. El
escudo contra la erosión se puede realizar en titanio y/o aluminio
para proteger contra los golpes de relámpagos. Se prevé una capa de
adhesión 210 para adherir el escudo contra la erosión 200 a un
dieléctrico exterior 220 que se puede realizar, por ejemplo, en
tejido de vidrio preimpregnado.
Está previsto un calefactor 230 entre el
dieléctrico exterior 220 y un dieléctrico interior 240, que se puede
realizar asimismo en un tejido de vidrio preimpregnado, por
ejemplo. El calefactor 230 en este ejemplo es microporoso para
poder formar una sola pieza con las capas dieléctricas interior y/o
exterior 220, 240, con el fin de formar una sola pieza con el
recubrimiento del morro de la sección anterior 20. Dado que el
calefactor 230 forma una sola pieza con las capas dieléctricas
interior y/o exterior 220, 240 esto permite que las propiedades
mecánicas del calefactor y de las capas dieléctricas contribuyan a
la resistencia mecánica de la estructura del recubrimiento del
morro 26, haciéndola más sólida y ligera. Además, dado que el
calefactor 230 forma una sola pieza con la capa dieléctrica 220, se
mejora la transferencia térmica desde el calefactor 230 hasta el
escudo exterior contra la erosión 200, donde es probable que se
acumule el hielo. Se puede realizar el calefactor microporoso 230
en fibras, tales como el tejido de carbón revestido con níquel, o
partículas metálicas pulverizadas típicamente entre 5 y 30 \mum
de diámetro con el fin de conseguir que una o ambas capas
dieléctricas 220, 240 formen una sola pieza con dicho calefactor, y
así proporcionar una estructura más resistente al desgaste. Cuando
se utiliza un calefactor microporoso, no se precisan de las capas de
unión o adhesivas opcionales 250, 260 entre el calefactor 230 y
cada una de las capas dieléctricas. Sin embargo, además de los
conductores microporosos que se han descrito anteriormente, se
podría proporcionar el calefactor 230, además o como alternativa,
mediante unos conductores sólidos, tales como uno o varios alambres
o películas. En el caso de que se proporcione el calefactor
mediante unos conductores sólidos, entonces las capas de unión y de
adhesión 250, 260 normalmente son necesarias. En este ejemplo, la
capa dieléctrica interior 240 está dotada de unas barras de
transferencia 250 para suministrar energía al calefactor 230.
La capa dieléctrica interior 240 está unida a un
elemento estructural 260 para conferir más resistencia al
recubrimiento del morro. Dicho elemento estructural 260 no tiene que
ser tan espeso o pesado que los recubrimientos del morro
convencionales, gracias a la resistencia que proporciona el
calefactor 230, que preferentemente forma una sola pieza con una o
ambas capas dieléctricas 220, 240. Esto reduce los gastos de
fabricación así como el peso de la estructura, lo que se traduce en
unos gastos de combustibles reducidos para el avión en el que se
prevé dicho elemento.
La estructura descrita en la figura 3 podría
fabricarse a partir del escudo contra la erosión 200, tal como se
ha descrito anteriormente, o a partir del elemento estructural 260 y
la aplicación de las capas en orden invertido, o según cualquier
otro orden.
Tal como se ilustra en la figura 4, la sección
anterior 20 desmontable o fijable de manera liberable, de la aleta
auxiliar del borde de ataque del ala 10 podría comprender el
recubrimiento del morro 26. La sección anterior 20 desmontable
puede fijarse de manera liberable a la sección de cuerpo principal
30 restante a través de cualesquiera medios adecuados. Sin embargo,
la sección anterior 20 está fijada preferentemente a la sección de
cuerpo principal 30 a través de unos medios de fijación que permiten
retirar y sustituir la sección anterior 20 de forma rápida y fácil,
tal como mediante unos tornillos de retención 21 previstos en la
sección anterior 20, destinados a fijarse en los orificios
correspondientes 31 practicados en la sección de cuerpo principal
30 restante. Tal como se puede apreciar en la figura 2, el
recubrimiento del morro 26 desmontable de la figura 4 comprende una
manta calefactora que forma una sola pieza con ella y que se puede
construir tal como indican los ejemplos ilustrados en las figuras 2
y 3 proporcionadas anteriormente.
Tal como se ilustra con la vista superior del
ala de un avión 60 en la figura 5, la aleta auxiliar del borde de
ataque del ala 10 puede estar segmentada para presentar una cantidad
de longitudes más reducidas 12. Al proporcionar una pluralidad de
aletas auxiliares del borde de ataque del ala segmentadas 12, se
permite retirar solamente uno de los segmentos 12 dañados de la
aleta auxiliar del borde de ataque del ala, en caso de estar
dañado, en lugar de una aleta auxiliar del borde de ataque del ala
10 más larga y sin segmentar, lo que simplifica en mayor medida el
mantenimiento y reduce el tiempo de preparación del avión. Por
ejemplo, una aleta auxiliar del borde de ataque del ala puede estar
dividida en seis segmentos 12 de la aleta auxiliar del borde de
ataque del ala, cada uno de 1 metro de longitud, tal como se ilustra
en la figura 5.
Se pueden introducir numerosas variaciones al
ejemplo de la forma de realización descrito anteriormente, estando
todas ellas comprendidas en el alcance de la invención. Por ejemplo,
una sección anterior desmontable podría estar dotada de un elemento
calefactor que se aplica de manera que no forme una sola pieza con
dicha parte, lo que sería en el caso de que no sea necesario
aprovechar las ventajas de un calefactor que forma una sola pieza
con la parte dieléctrica, tales como mejorar la resistencia, reducir
el peso o mejorar la transferencia térmica.
Claims (16)
1. Aleta auxiliar del borde de ataque del ala de
un avión (10) destinada a ser montada en una parte de ataque del
ala de un avión, comprendiendo la aleta auxiliar del borde de ataque
del ala del avión:
una sección de cuerpo principal (30); y
una sección anterior (20)
en la que la sección anterior (20) se puede
desmontar de la sección de cuerpo principal (30) mediante unos
medios de fijación liberables selectivamente, previstos para fijar
de manera liberable la sección anterior al cuerpo principal.
2. Aleta auxiliar del borde de ataque del ala de
un avión según la reivindicación 1, en la que los medios de
fijación liberables comprenden uno o varios de entre unos tornillos
de retención (21), unos pernos de seguridad (42) y una clavija y un
enchufe (24, 43).
3. Aleta auxiliar del borde de ataque del ala de
un avión según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la
que la sección anterior (20) presenta un recubrimiento del morro
(26) provisto de un calefactor eléctrico (27).
4. Aleta auxiliar del borde de ataque del ala de
un avión según la reivindicación 3, en la que el calefactor forma
parte del recubrimiento del morro de la sección anterior de tal
manera que el calefactor contribuye a la resistencia mecánica
estructural de dicho recubrimiento del morro.
5. Aleta auxiliar del borde de ataque del ala de
un avión según la reivindicación 4, en la que el calefactor (27)
está formado por un material microporoso y está dispuesto entre unas
capas dieléctricas (220, 240) que lo rodean.
6. Aleta auxiliar del borde de ataque del ala de
un avión según la reivindicación 5, en la que el calefactor está
provisto de unos conductores sólidos.
7. Aleta auxiliar del borde de ataque del ala de
un avión según la reivindicación 6, en la que los conductores
sólidos son uno o varios alambres.
8. Aleta auxiliar del borde de ataque del ala de
un avión según la reivindicación 7, en la que los conductores
sólidos consisten en unas películas.
9. Aleta auxiliar del borde de ataque del ala de
un avión según cualquiera de las reivindicaciones 4 a 8, en la que
el recubrimiento del morro de la sección anterior comprende un
elemento estructural (260).
10. Aleta auxiliar del borde de ataque del ala
de un avión según cualquiera de las reivindicaciones 4 a 9, en la
que el recubrimiento del morro de la sección anterior comprende un
escudo contra la erosión (200).
11. Aleta auxiliar del borde de ataque del ala
de un avión según cualquiera de las reivindicaciones anteriores,
que comprende una pluralidad de aletas auxiliares del borde de
ataque del ala (10) segmentadas y destinadas a ser montadas de
manera adyacente entre sí en una parte de ataque del ala de un avión
(60).
12. Sección anterior desmontable de una aleta
auxiliar del borde de ataque del ala de un avión (10) dispuesta
para que coopere de manera liberable con una parte correspondiente
de una sección de cuerpo principal (30) de la aleta auxiliar del
borde de ataque del ala del avión, comprendiendo la sección anterior
desmontable unos medios de fijación liberables selectivamente
destinados a ser fijados de manera liberable a la sección de cuerpo
principal de la aleta auxiliar del borde de ataque del ala del
avión.
13. Sección anterior desmontable de una aleta
auxiliar del borde de ataque del ala del avión según la
reivindicación 12, con un recubrimiento del morro (26) que
comprende un calefactor que forma una parte de dicho recubrimiento
del morro de tal modo que dicho calefactor contribuye a la
resistencia mecánica estructural del recubrimiento del morro.
14. Sección anterior desmontable de una aleta
auxiliar del borde de ataque del ala del avión según la
reivindicación 13, en la que el calefactor está compuesto por un
material microporoso y está dispuesto entre las capas dieléctricas
(220, 240) que lo rodean.
15. Sección de cuerpo principal (30) de una
aleta auxiliar del borde de ataque del ala del avión (10) destinada
a ser montada en una parte de ataque del ala de un avión, estando
dispuesta la sección de cuerpo principal (30) para que coopere de
manera liberable con una parte correspondiente de una sección
anterior desmontable, mediante unos medios de fijación liberables
selectivamente, comprendidos en la sección de cuerpo principal, y
dispuestos para fijar de manera amovible dicha sección de cuerpo
principal a la sección anterior.
16. Ala de avión (60) que comprende una aleta
auxiliar del borde de ataque del ala de avión según cualquiera de
las reivindicaciones 1 a 11.
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