ES2627675T3 - Elemento de una aeronave que comprende un panel sándwich de material compuesto reforzado - Google Patents

Elemento de una aeronave que comprende un panel sándwich de material compuesto reforzado Download PDF

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ES2627675T3 ES09737024.1T ES09737024T ES2627675T3 ES 2627675 T3 ES2627675 T3 ES 2627675T3 ES 09737024 T ES09737024 T ES 09737024T ES 2627675 T3 ES2627675 T3 ES 2627675T3
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Jean-Luc Pacary
Paulo Francisco
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Safran System Aerostructures SAS
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Abstract

Elemento de una aeronave, que comprende un panel sándwich de material compuesto (1) que comprende por lo menos un alma alveolar (2) comprendida entre un revestimiento interno (3) y un revestimiento externo (4), estando cada revestimiento realizado en material compuesto a partir de una pluralidad de pliegues fibrosos (5, 6, 7, 8) tratados por resina, caracterizado por que una parte de los pliegues del revestimiento interno y/o del revestimiento externo se extiende cada uno por lo menos parcialmente a través del alma, a nivel de una zona interrumpida de esta última, de manera que formen juntos por lo menos un refuerzo (9) pasante que se extiende desde el revestimiento interno hasta el revestimiento externo del panel sándwich de material compuesto, teniendo el panel una sección curva, estando el refuerzo pasante (9) situado en la sección curva, sustancialmente en el medio de ésta, estando el refuerzo pasante (9) realizado perpendicularmente a la curvatura del panel, y estando el alma alveolar interrumpida en la sección curva a nivel de dicho refuerzo (9) de manera que el refuerzo (9) se extienda a través del panel sándwich (1).

Description

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DESCRIPCION
Elemento de una aeronave que comprende un panel sandwich de material compuesto reforzado.
La presente invencion se refiere a un elemento de aeronave que comprende un panel sandwich de material compuesto.
Los paneles sandwich de material compuesto son unos materiales utilizados cada vez mas en aplicaciones diversas debido a sus excelentes propiedades mecanicas teniendo en cuenta su pequena masa.
Un panel sandwich de material compuesto comprende de manera general una capa central que forma un alma aprisionada, dispuesta en sandwich, entre un revestimiento interno y un revestimiento externo realizado en material compuesto, es decir, constituido cada uno por uno o varios pliegues fibrosos preimpregnados de resina que se polimeriza a continuacion en una etapa de coccion.
El documento US 2005/0025948 A1 describe un panel de material compuesto de este tipo.
Otros procedimientos utilizan unos pliegues fibrosos secos, es decir, no impregnados previamente de resina, aplicandose la resina posteriormente en una etapa de coccion en el curso de la cual es forzada por aspiracion a difundirse entre los pliegues fibrosos.
Por supuesto, un panel sandwich de material compuesto puede comprender asimismo varias capas centrales, del mismo tipo o de tipos diferentes, pudiendo las capas centrales estar separadas a su vez por una capa de material compuesto.
Las capas centrales pueden ser, por ejemplo, de tipo alveolar, madera de balsa, espuma, o incluso comprender uno o varios insertos fusibles.
Los paneles sandwich de material compuesto que utilizan un alma en nido de abeja, madera de balsa o espuma, por ejemplo, ayudan a reducir la masa de los objetos conservando al mismo tiempo, incluso aumentando sus propiedades mecanicas.
Los revestimientos interno y/o externo pueden presentar unos acabados particulares en funcion de la aplicacion final del panel. Un ejemplo de acabado podran ser unas perforaciones a traves del revestimiento interno en el caso de un panel acustico. Otros ejemplos comprenden en particular unos revestimientos conductores, estancos, etc.
Uno de los campos en los que la utilizacion de paneles sandwich de material compuesto se ha desarrollado particularmente es el campo aeronautico.
Unos paneles de este tipo se utilizan en particular para los suelos, tabiques, paneles de alas, etc.
En efecto, numerosos paneles, inicialmente realizados en aluminio, han podido ser sustituidos por unos paneles sandwich de material compuesto, que comprenden en particular un alma con estructura alveolar de tipo Nomex, Kevlar o metalica, por ejemplo, mucho mas ligeros y que aseguran excelentes propiedades mecanicas, lo cual permite un aligeramiento importante de los aviones y, en consecuencia, conlleva una reduccion del consumo de carburante.
No obstante, las zonas de curvaturas de tales paneles son generalmente mas fragiles y deben ser reforzadas ya que estas zonas curvadas constituyen unas zonas de concentracion de tensiones debido a la flexion de la pieza. Para ello, se utilizan entonces unos herrajes o pesados refuerzos de tejido monolftico.
Por consiguiente, existe una necesidad de una solucion que permita reforzar eficazmente unas zonas curvas de un panel sandwich de material compuesto sin impactar de forma demasiado importante sobre la masa de dicho panel.
Para ello, la presente invencion se refiere a un elemento de aeronave que comprende un panel sandwich de material compuesto que comprende por lo menos un alma alveolar comprendida entre un revestimiento interno y un revestimiento externo, estando cada revestimiento realizado en material compuesto a partir de una pluralidad de pliegues fibrosos tratados por resina, caracterizado por que una parte de los pliegues del revestimiento interno y/o del revestimiento externo se extiende cada uno por lo menos parcialmente a traves del alma, a nivel de una zona interrumpida de esta ultima, de manera que formen juntos por lo menos un refuerzo pasante que se extiende desde el revestimiento interno hasta el revestimiento externo del panel sandwich de material compuesto, teniendo el panel una seccion curva, estando el refuerzo pasante situado en la seccion curva, sustancialmente en el medio de esta y estando realizado perpendicularmente a la curvatura del panel, estando el alma alveolar interrumpida en la seccion curva a nivel de dicho refuerzo de manera que el refuerzo se extienda a
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traves del panel sandwich.
Asf, utilizando una parte de los pliegues que constituyen el revestimiento interno y/o externo para crear un refuerzo de material compuesto integrado en el panel, es posible reforzar localmente el panel sandwich de material compuesto con ayuda de un refuerzo ligero que posee ademas las excelentes propiedades mecanicas de un material compuesto. Por otra parte, dado que los pliegues constitutivos de estos refuerzos pertenecen asimismo a los revestimientos interno y/o externo, se deduce que los esfuerzos que se ejercen sobre estos revestimientos pueden ser absorbidos mejor por el refuerzo.
Se observara asimismo que este refuerzo esta aplicado o fabricado directamente con el panel y totalmente integrado en este. Por tanto, ya no es necesario aplicar un elemento de refuerzo, tal como un herraje o un tejido monolftico, que debe ser fijado en el panel y, por tanto, corre el riesgo de fragilizar su estructura.
Ventajosamente, el refuerzo pasante esta realizado a partir de por lo menos un pliegue que se extiende de manera continua desde el revestimiento externo hasta el revestimiento interno. Mas precisamente, un mismo pliegue puede partir del revestimiento interno (respectivamente externo), extenderse a traves del panel sandwich para venir a constituir el refuerzo pasante, y despues continuar extendiendose para constituir un pliegue del revestimiento externo (respectivamente interno). Ocurre lo mismo para la parte del panel situada en el otro lado del refuerzo. Asf, un panel puede comprender incluso varios refuerzos pasantes formados por pliegues perifericos.
Ventajosamente, el panel es un panel acustico.
Segun una segunda variante de realizacion del panel sandwich de material compuesto, el alma comprende una espuma.
La presente invencion se comprendera mejor con ayuda de la descripcion detallada siguiente con respecto al dibujo adjunto en el que la figura unica es una representacion esquematica en seccion longitudinal de un panel sandwich de material compuesto segun la invencion que presenta una seccion curva.
Un panel sandwich de material compuesto 1 de un elemento de aeronave segun la invencion, tal como se representa en la figura 1, comprende un alma alveolar 2 comprendida entre un revestimiento interno 3 y un revestimiento externo 4 de material compuesto realizados cada uno a partir de pliegues fibrosos 5, 6, 7, 8 impregnadas de resina polimerizada.
El panel sandwich de material compuesto 1 presenta una seccion curvada que constituye una zona de concentracion de tensiones y, por tanto, forma una zona de fragilidad de la pieza.
Por tanto, en consecuencia, esta previsto un refuerzo pasante 9 que forma un radio de la seccion curvada y orientado de manera sustancialmente perpendicular a la curvatura del panel sandwich de material compuesto 1 en esta zona.
Segun la invencion, el refuerzo pasante 9 se extiende desde el revestimiento externo 4 hasta el revestimiento interno 3 y esta realizado a partir de una parte de los pliegues fibrosos que pertenecen a dichos revestimientos interno 3 y externo 4.
Por supuesto, el alma alveolar 2 esta interrumpida en la seccion curva a nivel de dicho refuerzo 9 de manera que este ultimo se extienda a traves del panel sandwich 1.
Mas precisamente, el revestimiento externo 4 y el revestimiento interno 3 comprenden unos pliegues 5, 6 dispuestos hacia el exterior del panel sandwich 1 y que se extienden continuamente a lo largo de dicho panel a partir de una seccion recta hasta una segunda seccion recta siguiendo al mismo tiempo la seccion curva.
El revestimiento externo 4 y el revestimiento interno 3 comprenden asimismo unos pliegues 7, 8 dispuestos hacia el interior del panel sandwich 1 y que se extienden a lo largo de una seccion recta y sobre una parte de la seccion curva donde vienen a formar el refuerzo pasante 9.
Asf, como se representa en la figura 1, los pliegues 7 se extienden continuamente desde el revestimiento interno 3 a lo largo de la seccion recta, atraviesan el panel sandwich 1 a nivel de la seccion curva viniendo a constituir una parte de los pliegues del refuerzo 9 y antes de extenderse a nivel del revestimiento externo 4 de nuevo a lo largo de la seccion recta.
Ocurre lo mismo para los pliegues 8 para la otra seccion recta.
Asf, a nivel de la seccion curva, el refuerzo 9 esta formado por los pliegues 7 y los pliegues 8 procedentes de las secciones rectas.
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Los pliegues 7, 8 que constituyen el refuerzo 9 estan asimismo impregnados de resina polimerizada clasicamente en una etapa final de fabricacion.
Se observara que los pliegues 7, 8 pueden continuar extendiendose para llegar a formar otros refuerzos 9 en otra seccion curva, y formar asf unos pliegues perifericos.
Por supuesto, los pliegues utilizados pueden ser de naturaleza identica o diferente segun las propiedades buscadas.
Como naturaleza de pliegues utilizados clasicamente, se pueden citar las fibras de vidrio, las fibras de carbono, las fibras de kevlar, etc.
Por supuesto, los refuerzos pueden estar formados asimismo por pliegues de naturaleza identica o diferente segun las propiedades buscadas.
En el caso de que los pliegues participates en los refuerzos no presentaran por si solos una consistencia suficiente o debieran ser reforzados, se podra coser en particular la totalidad o una parte de estos pliegues entre ellos. Se podra insertar asimismo en el refuerzo, entre los pliegues, unos pliegues de refuerzos, como unos pliegues de fibras de carbono, por ejemplo.
Aunque la invencion se ha descrito con un ejemplo particular de realizacion, resulta evidente que no esta en absoluto limitada al mismo y que comprende todos los equivalentes tecnicos de los medios descritos asf como sus combinaciones si estas entran en el marco de la invencion. Se observara en particular que el refuerzo puede ser realizado en una etapa preliminar antes de la aplicacion de los pliegues de los revestimientos externo e interno en una segunda etapa. Se podran utilizar en particular unas tecnicas de preimpregnacion de los pliegues fibrosos o de infusion de la resina a traves de dichos pliegues.

Claims (3)

  1. REIVINDICACIONES
    1. Elemento de una aeronave, que comprende un panel sandwich de material compuesto (1) que comprende por lo menos un alma alveolar (2) comprendida entre un revestimiento interno (3) y un revestimiento externo (4), 5 estando cada revestimiento realizado en material compuesto a partir de una pluralidad de pliegues fibrosos (5, 6, 7, 8) tratados por resina, caracterizado por que una parte de los pliegues del revestimiento interno y/o del revestimiento externo se extiende cada uno por lo menos parcialmente a traves del alma, a nivel de una zona interrumpida de esta ultima, de manera que formen juntos por lo menos un refuerzo (9) pasante que se extiende desde el revestimiento interno hasta el revestimiento externo del panel sandwich de material compuesto, 10 teniendo el panel una seccion curva, estando el refuerzo pasante (9) situado en la seccion curva, sustancialmente en el medio de esta, estando el refuerzo pasante (9) realizado perpendicularmente a la curvatura del panel, y estando el alma alveolar interrumpida en la seccion curva a nivel de dicho refuerzo (9) de manera que el refuerzo (9) se extienda a traves del panel sandwich (1).
    15 2. Elemento de una aeronave segun la reivindicacion 1, caracterizado por que el refuerzo (9) pasante esta
    realizado a partir de por lo menos un pliegue (7, 8) que se extiende de manera continua desde el revestimiento externo hasta el revestimiento interno.
  2. 3. Elemento de una aeronave segun la reivindicacion 1 o 2, caracterizado por que el panel es un panel acustico.
    20
  3. 4. Elemento de una aeronave segun cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado por que el alma comprende una espuma.
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