ES2907733T3 - Método y aparato para unir un armazón de fuselaje a un cajón de ala - Google Patents
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Abstract
Un montaje de unión para unir un cuerpo de aeronave a un cajón de ala de una aeronave, el montaje de unión que comprende: un primer miembro de unión que se acopla al cuerpo de aeronave y que comprende un miembro de acoplamiento; un segundo miembro de unión que se acopla al cajón de ala y que comprende una lengüeta de extensión que se extiende lejos del cajón de ala, donde la lengüeta de extensión se configura para acoplarse al miembro de acoplamiento; y una pluralidad de sujetadores configurados para extenderse a través de la lengüeta de extensión y el miembro de acoplamiento de modo que la pluralidad de sujetadores se carga en cizallamiento durante una condición de carga de ala, donde el primer miembro de unión comprende una pestaña de extensión que se extiende desde el miembro de acoplamiento, el segundo miembro de unión comprende una porción de cuerpo que tiene una superficie de extremo orientada horizontalmente, donde la lengüeta de extensión se extiende desde la superficie de extremo orientada horizontalmente en una dirección lejos de la porción de cuerpo y la pestaña externa comprende un extremo distal configurado para ubicarse próximo a la superficie de extremo orientada horizontalmente para definir un espacio entre los mismos, y caracterizado porque el montaje de unión comprende además una placa de soporte acoplada de forma desmontable a la superficie de extremo orientada horizontalmente y colocada dentro del espacio.
Description
DESCRIPCIÓN
Método y aparato para unir un armazón de fuselaje a un cajón de ala
Campo
La siguiente divulgación se refiere en general a estructuras de aeronave y, más en particular, a uniones de aeronave de ala a cuerpo.
Antecedentes
Una porción significativa del tiempo de montaje final de aeronave se dedica a unir el montaje de ala al cuerpo de aeronave. Un método de instalación de ala a cuerpo conocido incluye unir los montajes de ala a la aeronave usando múltiples montajes de unión. Los montajes de unión se conectan entre sí con una pluralidad de sujetadores. Durante ciertas condiciones de carga de las alas, la ruta de carga se canaliza a través de los sujetadores de modo que los sujetadores se cargan en tensión. Con el fin de transportar de forma segura las cargas de tracción, los sujetadores son relativamente grandes y aumentan el peso de cada montaje de unión.
El documento US 9 180 956 B1, de acuerdo con su resumen, establece una aeronave que incluye un cuerpo de aeronave que tiene una cantidad de miembros de armazón de cuerpo en una porción externa del cuerpo de aeronave, un montaje de ala que se extiende a través de una porción del cuerpo de aeronave. Al menos un par de un miembro de unión y un miembro de correa de unión se unen de forma fija a una superficie superior del montaje de ala cerca de la porción del cuerpo de aeronave en una ubicación de uno del número de miembros de armazón de cuerpo. Un número de sujetadores unen de forma fija el cuerpo de aeronave a través de al menos un miembro de armazón de cuerpo a un miembro de unión y un miembro de correa de unión correspondiente, asegurando así el cuerpo de aeronave al montaje de ala.
El documento US 2017/015402 A1, de acuerdo con su resumen, establece una aeronave que comprende un fuselaje, un montaje de ala y una conexión de fuselaje a ala fijada que incluye una junta de pasador delantera, una junta de pasador trasera y juntas de pasador intermedias entre las juntas de pasador delantera y trasera. Las juntas de pasador intermedias tienen pasadores alineados en una dirección axial y se configuran para deslizarse a lo largo de la dirección axial sin transferir cargas axiales del montaje de ala al fuselaje. Al menos una de las juntas de pasador delantera y trasera se restringe para evitar la traslación a lo largo de la dirección axial.
El documento US 2014/103162 A1, de acuerdo con su resumen, establece un cuerpo de aeronave que incluye una piel de fuselaje en un miembro externo del cuerpo de aeronave y un cajón de ala que se extiende a través de un miembro del cuerpo de aeronave. El cajón de ala que se encierra y se puede presurizar se une de forma fija en una superficie externa a al menos un par de un miembro de unión y un miembro de enlace de unión que se une de forma fija al cuerpo de aeronave.
Breve descripción
En un aspecto, se proporciona un miembro de unión para unir un cuerpo de aeronave a un cajón de ala de una aeronave. El montaje de unión incluye un primer miembro de unión que se acopla al cuerpo de aeronave e incluye un miembro de acoplamiento. El montaje de unión también incluye un segundo miembro de unión que se acopla al cajón de ala e incluye una lengüeta de extensión que se extiende lejos del cajón de ala, donde la lengüeta de extensión se configura para acoplarse al miembro de acoplamiento. El montaje de unión también incluye una pluralidad de sujetadores configurados para extenderse a través de la lengüeta de extensión y el miembro de acoplamiento de modo que la pluralidad de sujetadores se carga en cizallamiento durante una condición de carga de ala. El primer miembro de unión comprende una pestaña externa que se extiende desde el miembro de acoplamiento. El segundo miembro de unión comprende una porción de cuerpo que tiene una superficie de extremo orientada horizontalmente. La lengüeta de extensión se extiende desde la superficie de extremo orientada horizontalmente en una dirección lejos de la porción de cuerpo y la pestaña externa comprende un extremo distal configurado para ubicarse próximo a la superficie de extremo orientada horizontalmente para definir un espacio entre los mismos. El montaje de unión comprende además una placa de soporte acoplada de forma desmontable a la superficie de extremo orientada horizontalmente y colocada dentro del espacio.
En otro aspecto, se proporciona una aeronave. La aeronave comprende un cuerpo de aeronave que incluye un eje longitudinal. La aeronave comprende además un cajón de ala que se extiende a través del cuerpo de aeronave. Aún más, la aeronave comprende un montaje de unión como se definió anteriormente acoplado al cuerpo de aeronave y al ala.
En aun otro aspecto, se proporciona un método para montar una aeronave. El método incluye formar un cajón de ala y formar un cuerpo de aeronave configurado para acoplarse al cajón de ala. El método también incluye acoplar un primer miembro de unión al cuerpo de aeronave y acoplar un segundo miembro de unión al cajón de ala. El cajón de ala y el cuerpo de aeronave se alinean luego para unión fija y el primer miembro de unión y el segundo miembro de unión se
acoplan junto con una pluralidad de sujetadores de modo que la pluralidad de sujetadores se carga en cizallamiento durante una condición de carga de ala. El acoplamiento del primer miembro de unión y el segundo miembro de unión comprende acoplar un miembro de acoplamiento del primer miembro de unión a una lengüeta de extensión del segundo miembro de unión, donde la lengüeta de extensión se extiende lejos del cajón de ala. Además, acoplar el primer miembro de unión al segundo miembro de unión comprende acoplar el primer miembro de unión al segundo miembro de unión de modo que un extremo distal de una pestaña externa del primer miembro de unión se separa de una superficie de extremo orientada horizontalmente del segundo miembro de unión para definir un espacio entre los mismos. El método comprende además acoplar una placa de soporte a la superficie de extremo orientada horizontalmente y dentro del espacio de modo que la placa de soporte se configura para acoplarse al extremo distal de la pestaña externa durante la condición de carga de ala.
Las características, funciones y ventajas que se han analizado se pueden lograr independientemente en varias realizaciones de la presente divulgación o se pueden combinar en aun otras realizaciones, cuyos detalles adicionales se pueden ver con referencia a la siguiente descripción y las figuras.
Breve descripción de los dibujos
La figura 1 es una vista isométrica superior de una aeronave que tiene un miembro de ala unido a un cuerpo de aeronave de acuerdo con una realización divulgada en la presente;
La figura 2 es una vista en perspectiva parcialmente recortada hacia adelante o hacia atrás que ilustra una primera realización de un montaje de unión de ejemplo unido a un cajón de ala y un fuselaje de la aeronave en la figura 1;
La figura 3 es una vista frontal del montaje de unión ilustrado en la figura 2;
La figura 4 es una vista en sección transversal del montaje de unión ilustrado en la figura 3;
La figura 5 es una vista en perspectiva de una placa de soporte para su uso con el montaje de unión ilustrado; y La figura 6 es un proceso de diagrama de flujo que ilustra un método para montar una aeronave.
Aunque las características específicas de varios ejemplos se pueden mostrar en algunos dibujos y no en otros, esto es solo por conveniencia.
A menos que se indique lo contrario, los dibujos proporcionados en la presente pretenden ilustrar características de ejemplos de la divulgación. Se cree que estas características son aplicables en una amplia variedad de sistemas que comprenden uno o más ejemplos de la divulgación. Como tal, no se pretende que los dibujos incluyan todas las características convencionales conocidas por aquellos expertos en la técnica que se requieren para la práctica de los ejemplos divulgados en la presente.
Descripción detallada
Las implementaciones descritas en la presente se refieren a estructuras de aeronave y, más en particular, a uniones de aeronave de ala a cuerpo. Más específicamente, en la implementación de ejemplo, el cuerpo de aeronave y el cajón de ala se acoplan entre sí usando un montaje de unión. Un primer miembro de unión del montaje de unión se conecta al cuerpo de aeronave y un segundo miembro de unión del montaje de unión se conecta al cajón de ala. Una pluralidad de sujetadores acopla el primer y segundo montajes de unión entre sí. Específicamente, los sujetadores se insertan a través del primer y segundo miembros de unión en una dirección paralela al eje longitudinal del cuerpo de aeronave. El montaje de unión también incluye una placa de soporte acoplada a una superficie de extremo del segundo miembro de unión en un espacio entre el primer miembro de unión y el segundo miembro de unión. Cuando la aeronave se encuentra en una condición de carga de ala, una carga de elevación se transfiere del cajón de ala al cuerpo de aeronave a través del montaje de unión. La carga de elevación actúa en una dirección tal que los sujetadores se cargan en cizallamiento, debido a su orientación longitudinal. Además, la carga de elevación produce una fuerza de compresión en la placa de soporte que reduce la carga de cizallamiento total en los sujetadores. Debido a la alta resistencia al cizallamiento de los sujetadores y la reducción de la carga de cizallamiento, el montaje de unión incluye sujetadores que son más pequeños y ligeros para reducir el peso del montaje de unión y también simplificar la fabricación de aeronaves. La figura 1 es una vista isométrica superior de una aeronave 10 que tiene un montaje de ala 20 unido a un fuselaje o cuerpo de aeronave 30 de acuerdo con una realización presentada en la presente. El cuerpo de aeronave 30 incluye un eje longitudinal 31, un primer miembro de cuerpo de aeronave 32 y un segundo miembro de cuerpo de aeronave 34 correspondiente. El montaje de ala 20 incluye un primer miembro de montaje de ala 22 que se extiende hacia afuera desde el primer miembro de cuerpo de aeronave 32, y un segundo miembro de montaje de ala 24 que se extiende hacia afuera desde el segundo miembro de cuerpo de aeronave 34. El montaje de ala 20 incluye además un cajón de ala 40 que se extiende a través del cuerpo de aeronave 30. El cajón de ala 40 une estructuralmente el primer miembro de montaje de ala 22 al segundo miembro de montaje de ala 24. En una realización, los miembros de montaje de ala 22 y 24 se unen entre sí con el cajón de ala 40 para formar un montaje de ala completo 20. De manera similar, los miembros
de cuerpo de aeronave 30 y 34 se unen para formar el cuerpo de aeronave completo 30, que luego se une al montaje de ala completo 20 en una intersección adyacente 50, donde una piel de ala exterior 60 del montaje de ala 20 divide una piel de cuerpo exterior 70 del cuerpo de aeronave 30, como se describe en detalle adicional en la presente.
El cajón de ala 40 puede estar completamente ubicado dentro del montaje de ala 20 y puede definir además una estructura de cavidad interior, (no mostrada), que puede incluir una celda de combustible o cualquier otra cavidad que puede estar compartimentada separada e independiente del cuerpo de aeronave 30. Por ejemplo, la estructura de cavidad interior definida por el cajón de ala 40 se puede probar a presión independientemente de las pruebas de presión del cuerpo de aeronave 30. Esto permite la prueba de cualquier fuga de presión antes de que el cuerpo de aeronave 30 se una al montaje de ala 20.
Las realizaciones presentadas en la presente son métodos y sistemas novedosos para unir el cuerpo de aeronave 30 al montaje de ala 20 a través del cajón de ala 40 por medio de montajes de unión 100 dispuestos en bordes laterales delantero y trasero del cajón de ala 40, cerca de donde la piel del cuerpo exterior 70 se encuentra con la piel de ala exterior 60.
En la realización ilustrada, la aeronave 10 es una aeronave comercial. En otras realizaciones, sin embargo, los métodos y sistemas descritos en la presente para unir alas a cuerpos se pueden usar en otras aeronaves, que incluyen otras aeronaves comerciales y no comerciales. Por ejemplo, otra aeronave de transporte que tiene uno o más motores montados en el cuerpo de aeronave.
La figura 2 es una vista delantera o trasera en perspectiva parcialmente recortada que ilustra una primera realización de un montaje de unión de ejemplo 100 unido a un cajón de ala 40 y un fuselaje o cuerpo de aeronave 30 de la aeronave 10 en la figura 1. La figura 3 es una vista frontal del montaje de unión 100, la figura 4 es una vista en sección transversal del montaje de unión 100 y la figura 5 es una vista en perspectiva de una placa de soporte para su uso con el montaje de unión ilustrado 100.
Como se muestra en la figura 2, el cajón de ala 40 se ilustra parcialmente para identificar una superficie superior 42 del cajón de ala 40 y una superficie vertical externa 44 orientada hacia adelante o hacia atrás del cajón de ala 40. Esta orientación se basa en si el montaje de unión 100 se dispone ya sea en la sección orientada hacia adelante del cajón de ala 40, o en la sección orientada hacia atrás del cajón de ala 40, como se ilustran ambos en la figura 1. El montaje de unión 100 se ubica adicionalmente en el miembro externo del cajón de ala 40 para permitir una unión fija al cuerpo de aeronave 30 a través de un miembro de fuselaje 36 que puede incluir tanto una piel de fuselaje 38 como un panel trapezoidal 39. Una carga vertical en el miembro de fuselaje 36 se puede reducir cuando se usa junto con el panel trapezoidal 39. La piel de fuselaje 38 también puede comprender el miembro externo del panel trapezoidal 39, (no ilustrado).
En la realización de ejemplo, el montaje de unión 100 se acopla a la aeronave 30 y al cajón de ala 40 e incluye un primer miembro de unión 102 y un segundo miembro de unión 104. Como se muestra en la figura 2, el primer miembro de unión 102 se acopla al cuerpo de aeronave 30 y el segundo miembro de unión 104 se acopla al cajón de ala 40. Además, el segundo miembro de unión 104 también se configura para acoplarse al primer miembro de unión 102 cuando los miembros de montaje de ala 22 y 24 y el cajón de ala 40 se acoplan al cuerpo de aeronave 30. El montaje de unión 100 también incluye una pluralidad de sujetadores 106 que se extienden a través del primer miembro de unión 102 y a través del segundo miembro de unión 104 de modo que la pluralidad de sujetadores se carga en cizallamiento durante una condición de carga de ala, como se describe en la presente.
Más específicamente, el primer miembro de unión 102 incluye un miembro de acoplamiento 108 y el segundo miembro de unión 104 incluye una lengüeta de extensión 110 configurada para acoplarse al miembro de acoplamiento 108. En la realización de ejemplo, la pluralidad de sujetadores 106 se extienden a través de la lengüeta de extensión 110 y el miembro de acoplamiento 108 de modo que la pluralidad de sujetadores 106 se cargan en cizallamiento durante una condición de carga de ala.
El segundo miembro de unión 104 incluye una porción de cuerpo 112 acoplada al cajón de ala 40 con una pluralidad de sujetadores (no mostrados). La porción de cuerpo 112 incluye una superficie de extremo orientada horizontalmente 114. La lengüeta de extensión 110 se extiende desde la superficie de extremo 114 en una dirección lejos de la porción de cuerpo 112 y el cajón de ala 40.
En un ejemplo, como se muestra mejor en la figura 4, el miembro de acoplamiento 108 incluye una primera superficie de acoplamiento 122 y una primera superficie opuesta 124. De manera similar, la lengüeta de extensión 110 incluye una segunda superficie de acoplamiento 126 y una segunda superficie opuesta 128. Las superficies de acoplamiento 122 y 126 entran en contacto entre sí para facilitar el acoplamiento del primer miembro de unión 102 al segundo miembro de unión 104. Además, tanto la primera como la segunda superficie opuesta 124 y 128 incluyen rigidizadores 130 para aumentar la resistencia y tanto la primera como la segunda superficie de acoplamiento 122 y 126 están libres de los rigidizadores 130. El hecho de no tener rigidizadores 130 en la primera superficie de acoplamiento 122 permite un montaje más rápido y fácil del primer miembro de unión 102 al segundo miembro de unión 104. También como se muestra en la figura 4, un extremo distal 132 del miembro de acoplamiento 108 se separa del segundo miembro de
unión 104, y un extremo distal 134 de la lengüeta de extensión 110 se separa del primer miembro de unión 102. Como tal, la ruta de carga se canaliza a través de la pluralidad de sujetadores 106 en lugar de a través del miembro de acoplamiento 108 y la lengüeta de extensión 110.
El primer miembro de unión 102 incluye una pestaña externa 116 que se extiende en una dirección hacia adelante desde el miembro de acoplamiento 108. La pestaña externa 116 incluye un extremo distal 118 configurado para colocarse cerca de la superficie de extremo 114 cuando el segundo miembro de unión 104 se acopla al primer miembro de unión 102 de modo que un espacio 120 (que se muestra en la figura 5) se define entre la superficie de extremo 114 y el extremo distal 118. En un ejemplo, el montaje de unión 100 incluye una placa de soporte 136 acoplada de forma desmontable a la superficie de extremo 114 y posicionada dentro del espacio 120. Como se muestra en la figura 5, la placa de soporte 136 se acopla a la superficie de extremo 114 cerca de la lengüeta de extensión 110. Como se describe en la presente, el extremo distal 118 de la pestaña externa 116 del primer miembro de unión 102 se acopla a la placa de soporte 136 durante una condición de carga de ala. Cuando la aeronave no experimenta una condición de carga de ala, el extremo distal 118 del primer miembro de unión 102 se separa de la placa de soporte 136. Alternativamente, el extremo distal 118 puede estar solo en contacto con la placa de soporte 136 cuando la aeronave no experimenta una condición de carga de ala.
La placa de soporte 136 soporta la fuerza de la pestaña externa 116 durante una condición de carga de ala para proteger el segundo miembro de unión 104 del desgaste repetido. Debido a que la placa de soporte 136 es desmontable, se puede reemplazar cuando ha llegado al final de la vida útil. Además, en un ejemplo, la placa de soporte 136 se fabrica de acuerdo con mediciones personalizadas para cada montaje de unión 100. Debido a las tolerancias de fabricación y montaje, cada espacio 120 de los cuatro montajes de unión puede ser ligeramente diferente. Una vez que el primer miembro de unión 102 se fija al segundo miembro de unión 104, se mide el espacio 120, y la placa de soporte 136 se mecaniza a medida para cada montaje de unión en la aeronave 10.
En operación, el montaje de ala 20 transporta la mayoría de las fuerzas a través del cuerpo de aeronave 30 a través del montaje de unión 100. Una primera condición de carga está presente cuando la aeronave 10 está en el suelo, que no tiene un componente de elevación en el montaje de ala 20, donde los miembros de unión 102 y 104 soportan el peso del cuerpo de aeronave 30 y lo transfieren a través del montaje de ala 20 a los trenes de aterrizaje principales (no ilustrados). Una vez que la aeronave 10 despega del suelo, se presenta una segunda condición de carga donde el montaje de unión 100 transfiere una carga de elevación 138 inducida por el montaje de ala en vuelo 20 al cuerpo de aeronave 30 a través de los miembros de unión 102 y 104. En esta segunda configuración de carga, la carga de elevación 138 incluye cargas y momentos de compresión significativos debido a la flexión del ala que se transfieren de los miembros de montaje de ala 22 y 24, hacia los primeros miembros de unión 102, a través de los sujetadores 106, hacia los segundos miembros de unión 104 y hacia el cuerpo de aeronave 30. La carga de elevación 138 provoca flexión o rotación del primer miembro de unión 102 con respecto al segundo miembro de unión 104 de modo que el extremo distal 118 de la pestaña externa 116 se presiona en la placa de soporte 136. A medida que la carga de elevación 138 actúa sobre el montaje de unión 100, los sujetadores 106 se cargan en cizallamiento. Más específicamente, debido a que los sujetadores 106 se orientan sustancialmente paralelos al eje longitudinal 31 del cuerpo de aeronave 30, los sujetadores 106 se cargan en cizallamiento durante la condición de carga de ala, o segunda condición de carga. La carga de elevación 138 produce una fuerza de compresión en la placa de soporte 136 que reduce la carga de cizallamiento total en los sujetadores 106. Como tal, debido a la reducción de la carga de cizallamiento, el montaje de unión 100 utiliza sujetadores 106 que son más pequeños y ligeros de lo que normalmente se usarían en configuraciones similares. Los sujetadores más pequeños y ligeros 106 reducen el peso del montaje de unión 100 y también simplifican la fabricación.
La figura 6 es un proceso de diagrama de flujo que ilustra un método 200 para montar una aeronave, tal como una aeronave 10. En la realización de ejemplo, el método 200 incluye formar 202 el cajón de ala 40 y formar 204 el cuerpo de aeronave 30 que se configura para acoplarse al cajón de ala 40. Formar 202 el cajón de ala 40 incluye formar el cajón de ala 40 junto con el montaje de ala 20 de modo que el cajón de ala 40, el primer miembro de montaje de ala 22 y el segundo miembro de montaje de ala 24 se acoplan entre sí en una unidad. Además, formar 204 el cuerpo de aeronave 30 incluye formar una muesca en el cuerpo de aeronave 30 que recibe el cajón de ala 40 en la misma.
El método 200 también incluye acoplar 206 el primer miembro de unión 102 al cuerpo de aeronave 30 y acoplar 208 el segundo miembro de unión 104 al cajón de ala 40. El método 200 también incluye alinear 210 el cajón de ala 40 con el cuerpo de aeronave 30. Específicamente, el cajón de ala 40 se alinea con la muesca en el cuerpo de aeronave 30. Como se describe en la presente, el primer miembro de unión 102 se acopla al cuerpo de aeronave 30 y el segundo miembro de unión 104 se acopla al cajón de ala 40 antes de que el cuerpo de aeronave 30 se alinee con el cajón de ala 40. Alinear 210 el cajón de ala 40 con el cuerpo de aeronave 30 también incluye alinear el primer miembro de unión 102 con el segundo miembro de unión 104 y perforar agujeros a través del primer miembro de unión 102 y el segundo miembro de unión 104 para la pluralidad de sujetadores 106.
El método 200 incluye además acoplar 212 el primer miembro de unión 102 al segundo miembro de unión 104 con la pluralidad de sujetadores 106 de modo que la pluralidad de sujetadores 106 se cargan en cizallamiento durante una condición de carga de ala. Específicamente, acoplar 212 el primer miembro de unión 102 al segundo miembro de unión 104 incluye acoplar el miembro de acoplamiento 108 del primer miembro de unión 102 a la lengüeta de extensión 110
del segundo miembro de unión 104. Además, acoplar 212 el miembro de acoplamiento 108 a la lengüeta de extensión 110 incluye insertar la pluralidad de sujetadores 106 en los agujeros pasantes nuevos o pre-perforados en una dirección sustancialmente paralela al eje longitudinal del cuerpo de aeronave 30. En la realización de ejemplo, acoplar 212 el primer miembro de unión 102 al segundo miembro de unión 104 incluye acoplar el primer miembro de unión 102 al segundo miembro de unión 104 de modo que un extremo distal 118 de la pestaña externa 116 del primer miembro de unión 102 se separa de una superficie de extremo orientada horizontalmente 114 del segundo miembro de unión 104 para definir el espacio 120 entre los mismos. En una implementación, el método 200 también incluye acoplar la placa de soporte 136 a la superficie de extremo 114 y dentro del espacio 120 de modo que la placa de soporte 136 se configura para acoplarse al extremo distal 118 de la pestaña externa 116 durante la condición de carga de ala.
Como se describe en la presente, el montaje de ala 20 transporta la mayoría de las fuerzas a través del cuerpo de aeronave 30 a través del montaje de unión 100. La aeronave 10 está en la primera condición de carga cuando la aeronave 10 está en el suelo y no hay un componente de elevación en el montaje de ala 20. En esta primera condición de carga, los miembros de unión 102 y 104 soportan el peso del cuerpo de aeronave 30 y lo transfieren a través del montaje de ala 20 a los trenes de aterrizaje principales (no ilustrados). Una vez que la aeronave 10 despega del suelo, se presenta la segunda condición de carga donde el montaje de unión 100 transfiere la carga de elevación 138 inducida por el montaje de ala en vuelo 20 al cuerpo de aeronave 30 a través de los miembros de unión 102 y 104. En esta segunda configuración de carga, también conocida en la presente como una condición de carga de ala, la carga de elevación 138 incluye cargas y momentos de compresión significativos debido a la flexión del ala que se transfieren de los miembros de montaje de ala 22 y 24, hacia los primeros miembros de unión 102, a través de los sujetadores 106, hacia los segundos miembros de unión 104 y hacia el cuerpo de aeronave 30. A medida que la carga de elevación 138 actúa sobre el montaje de unión 100, se transfiere una fuerza de compresión a la placa de soporte 136 y los sujetadores 106 se cargan en cizallamiento. Debido a la carga de compresión, se reduce la carga de cizallamiento experimentada por los sujetadores 106. Como tal, los sujetadores 106 son más pequeños y ligeros que los sujetadores utilizados en configuraciones anteriores de cajón de ala a cuerpo de aeronave.
Las implementaciones descritas en la presente se refieren a estructuras de aeronave y, más en particular, a uniones de aeronave de ala a cuerpo. Más específicamente, en la implementación de ejemplo, el cuerpo de aeronave y el cajón de ala se acoplan entre sí usando un montaje de unión. Un primer miembro de unión del montaje de unión se conecta al cuerpo de aeronave y un segundo miembro de unión del montaje de unión se conecta al cajón de ala. Una pluralidad de sujetadores acopla el primer y segundo montajes de unión entre sí. Específicamente, los sujetadores se insertan a través del primer y segundo miembros de unión en una dirección paralela al eje longitudinal del cuerpo de aeronave. El montaje de unión también incluye una placa de soporte acoplada a una superficie de extremo del segundo miembro de unión en un espacio entre el primer miembro de unión y el segundo miembro de unión. Cuando la aeronave se encuentra en una condición de carga de ala, una carga de elevación se transfiere del cajón de ala al cuerpo de aeronave a través del montaje de unión. La carga de elevación actúa en una dirección tal que los sujetadores se cargan en cizallamiento, debido a su orientación longitudinal. Además, la carga de elevación produce una fuerza de compresión en la placa de soporte que reduce la carga de cizallamiento total en los sujetadores. Debido a la alta resistencia al cizallamiento de los sujetadores y la reducción de la carga de cizallamiento, el montaje de unión incluye sujetadores que reducen el peso del montaje de unión y también simplifican la fabricación de aeronaves.
Esta descripción escrita utiliza ejemplos para divulgar diversas implementaciones, que incluye el mejor modo, y también para permitir que cualquier experto en la técnica ponga en práctica las diversas implementaciones, que incluye la fabricación y el uso de cualquier dispositivo o sistema y la realización de cualquier método incorporado. El alcance patentable de la divulgación se define por las reivindicaciones.
Claims (15)
1. Un montaje de unión para unir un cuerpo de aeronave a un cajón de ala de una aeronave, el montaje de unión que comprende:
un primer miembro de unión que se acopla al cuerpo de aeronave y que comprende un miembro de acoplamiento; un segundo miembro de unión que se acopla al cajón de ala y que comprende una lengüeta de extensión que se extiende lejos del cajón de ala, donde la lengüeta de extensión se configura para acoplarse al miembro de acoplamiento; y
una pluralidad de sujetadores configurados para extenderse a través de la lengüeta de extensión y el miembro de acoplamiento de modo que la pluralidad de sujetadores se carga en cizallamiento durante una condición de carga de ala,
donde el primer miembro de unión comprende una pestaña de extensión que se extiende desde el miembro de acoplamiento, el segundo miembro de unión comprende una porción de cuerpo que tiene una superficie de extremo orientada horizontalmente, donde la lengüeta de extensión se extiende desde la superficie de extremo orientada horizontalmente en una dirección lejos de la porción de cuerpo y la pestaña externa comprende un extremo distal configurado para ubicarse próximo a la superficie de extremo orientada horizontalmente para definir un espacio entre los mismos, y
caracterizado porque
el montaje de unión comprende además una placa de soporte acoplada de forma desmontable a la superficie de extremo orientada horizontalmente y colocada dentro del espacio.
2. El montaje de unión de la reivindicación 1, donde el primer miembro de unión se configura para acoplarse a la placa de soporte durante una condición de carga de ala, y donde el primer miembro de unión se configura para separarse de la placa de soporte cuando la aeronave no experimenta la condición de carga de ala.
3. El montaje de unión de cualquier reivindicación anterior, donde la placa de soporte se acopla al segundo miembro de unión cerca de la lengüeta de extensión y se configura para acoplarse al primer miembro de unión durante la condición de carga de ala.
4. El montaje de unión de cualquier reivindicación anterior, donde el miembro de unión incluye una primera superficie de unión y la lengüeta de extensión incluye una segunda superficie de unión, y la primera superficie de unión y la segunda superficie de unión entran en contacto entre sí para facilitar el acoplamiento del primer miembro de unión al segundo miembro de unión.
5. El montaje de unión de la reivindicación 4, donde la primera superficie de acoplamiento y la segunda superficie de acoplamiento están libres de rigidizadores.
6. El montaje de unión de cualquiera de las reivindicaciones 4 o 5, donde el miembro de acoplamiento incluye además una primera superficie opuesta y la lengüeta de extensión incluye una segunda superficie opuesta y tanto la primera superficie opuesta como la segunda superficie opuesta incluyen rigidizadores.
7. Una aeronave que comprende:
un cuerpo de aeronave que incluye un eje longitudinal;
un cajón de ala que se extiende a través del cuerpo de aeronave; y
un montaje de unión de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6 acoplado al cuerpo de aeronave y al cajón de ala.
8. La aeronave de la reivindicación 7, donde la pluralidad de sujetadores se orienta sustancialmente paralelos al eje longitudinal del cuerpo de aeronave.
9. La aeronave de cualquiera de las reivindicaciones 7 u 8, donde cuando la aeronave se encuentra en una condición de carga de ala, una carga de elevación se transfiere del cajón de ala al cuerpo de aeronave a través del montaje de unión.
10. La aeronave de cualquiera de las reivindicaciones 7 a 9, donde el cuerpo de aeronave incluye además un primer miembro de cuerpo de aeronave y un segundo miembro de cuerpo de aeronave correspondiente.
11. La aeronave de la reivindicación 10, que comprende además un primer miembro de montaje de ala que se extiende
hacia afuera desde el primer miembro de cuerpo de aeronave, y un segundo miembro de montaje de ala que se extiende hacia afuera desde el segundo miembro de cuerpo de aeronave.
12. Un método para montar una aeronave, el método que comprende:
formar un cajón de ala;
formar un cuerpo de aeronave configurado para acoplarse al cajón de ala;
acoplar un primer miembro de unión al cuerpo de aeronave;
acoplar un segundo miembro de unión al cajón de ala;
alinear el cajón de ala con el cuerpo de aeronave para unión fija; y
acoplar el primer miembro de unión al segundo miembro de unión con una pluralidad de sujetadores de modo que la pluralidad de sujetadores se carga en cizallamiento durante una condición de carga de ala,
donde el acoplamiento del primer miembro de unión y el segundo miembro de unión comprende acoplar un miembro de acoplamiento del primer miembro de unión a una lengüeta de extensión del segundo miembro de unión, donde la lengüeta de extensión se extiende lejos del cajón de ala, y
donde el acoplamiento del primer miembro de unión al segundo miembro de unión comprende acoplar el primer miembro de unión al segundo miembro de unión de modo que un extremo distal de una pestaña externa del primer miembro de unión se separa de una superficie de extremo orientada horizontalmente del segundo miembro de unión para definir un espacio entre los mismos, y
caracterizado porque
el método comprende además acoplar una placa de soporte a la superficie de extremo orientada horizontalmente y dentro del espacio de modo que la placa de soporte se configura para acoplarse al extremo distal de la pestaña externa durante la condición de carga de ala.
13. El método de la reivindicación 12, donde el acoplamiento del miembro de acoplamiento a la lengüeta de extensión comprende insertar los sujetadores en una dirección sustancialmente paralela a un eje longitudinal del cuerpo de aeronave.
14. El método de la reivindicación 12 o 13, donde el acoplamiento del miembro de acoplamiento a la lengüeta de extensión comprende acoplar el miembro de acoplamiento a la lengüeta de extensión de modo que el miembro de acoplamiento y la lengüeta de extensión estén ambos orientados sustancialmente perpendiculares a un eje longitudinal del cuerpo de aeronave.
15. El método de cualquiera de las reivindicaciones 12 a 14, donde una estructura de cavidad interior definida por el cajón de ala se prueba a presión independientemente de las pruebas de presión del cuerpo de aeronave.
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