ES2927469T3 - Entrada de aire para una góndola de motor de aeronave y método de fabricación de tal entrada de aire - Google Patents
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Abstract
Entrada de aire (3) para una góndola (2) de aeronave (1) que comprende: al menos un panel acústico (5), adaptado para bajar el ruido generado por el motor (21) al que se puede conectar la entrada de aire (3). conectado; al menos un labio (6), que define el perfil sobre el que puede actuar un flujo de aire que desemboca en la entrada de aire (3); y, en su caso, al menos un aro motor (4), adaptado para permitir la conexión de la entrada de aire (3) a un motor (21) de la góndola (2), y, en su caso, al menos un cilindro exterior (7), que está adaptada para definir la forma exterior de la entrada de aire (3) sobre la que puede actuar un flujo de aire. Estando dicha entrada de aire (3) fabricada en una sola pieza, realizada en material compuesto. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)
Description
DESCRIPCIÓN
Entrada de aire para una góndola de motor de aeronave y método de fabricación de tal entrada de aire
La invención se refiere a una entrada de aire para una góndola de un motor de aeronave.
La entrada de aire según la invención se fabrica como una única pieza, usando materiales compuestos, más en particular con un único ciclo de estabilización, por ejemplo en autoclave, implementando un procedimiento que se conoce en el campo como curado conjunto.
Tal como se conoce, la entrada de aire de una góndola consiste actualmente en los siguientes componentes: un anillo de motor, un panel acústico, que, a su vez, comprende habitualmente dos o tres piezas, un labio, un barril exterior, que, a su vez, comprende habitualmente dos o tres piezas, y una pluralidad de divisiones y refuerzos. Estos componentes se fabrican individualmente, incluso con materiales diferentes, tales como materiales metálicos y materiales compuestos, y después se ensamblan entre sí y se unen unos a otros.
Por ejemplo, el anillo de motor es tradicionalmente un elemento independiente, realizado de un material metálico, y se fija a la estructura de la entrada de aire mediante tornillos y pernos. Por otro lado, el panel acústico consiste normalmente en dos o tres piezas posicionadas de manera apropiada de material compuesto o piezas de chapa de metal adheridas entre sí y se fija a la estructura de la entrada de aire mediante medios de fijación mecánicos, tales como tornillos y pernos.
Las operaciones llevadas a cabo para ensamblar las partes de la entrada de aire, además de aumentar los costes de fabricación, ponen en peligro los rendimientos globales de los elementos individuales que constituyen la entrada de aire de la góndola, especialmente en las porciones que unen las diferentes partes.
De hecho se sabe que la presencia de uniones entre el labio y el barril exterior genera una diferencia entre la superficie aerodinámica de la entrada de aire y la superficie aerodinámica de diseño teórica debido a tolerancias de fabricación y de ensamblaje, creando por tanto discontinuidades entre las superficies acopladas, tales como escalones o aberturas. Esta diferencia genera perturbaciones en el flujo de aire, que ya no es laminar, aumentando por tanto la resistencia aerodinámica y poniendo en peligro los rendimientos de la aeronave.
Por tanto, el mercado necesita fabricantes líderes que produzcan góndolas que estén adaptadas para reducir el consumo de energía.
Se conocen soluciones en las que los fabricantes intentaron integrar algunas partes de la entrada de aire para reducir el número de elementos que van a ensamblarse así como la resistencia aerodinámica.
Estas soluciones, a pesar de reducir los costes de fabricación y consumo de energía, se ven significativamente superadas por los rendimientos que ofrece la solución sugerida por esta invención.
Además, en el campo existe la necesidad de reducir el ruido generado por el conjunto de motor. Las soluciones de la técnica anterior carecen de eficacia con respecto a esto, ya que sus resultados ponen en peligro otros aspectos de la entrada de aire, tales como, por ejemplo, el peso y/o los rendimientos aerodinámicos.
Un problema técnico adicional se refiere a la formación de hielo sobre las porciones expuestas al aire de la entrada de aire. Se conocen soluciones que permiten que los fabricantes coloquen elementos de calentamiento en la zona de las superficies sometida a la formación de hielo. Las soluciones adoptadas se basan normalmente en la purga de aire caliente a partir de los motores y en el direccionamiento posterior del mismo hacia la zona de interés a través de tubos de metal. Esta solución se ve afectada por algunos límites referentes al peso del sistema, que necesita realizarse necesariamente de metal, las altas temperaturas implicadas y la baja eficiencia general del sistema. A partir de la solicitud estadounidense US2015377128 A1 se conoce una góndola (N) que tiene un sistema (10) incorporado para protección antihielo y absorción acústica e incluye una carcasa o carenado (C), que tiene una forma sustancialmente tubular y comprende un barril exterior (OB) y un barril interior (IB), y un borde de acoplamiento o labio (L), que está dispuesto en la parte delantera y conecta radialmente dichos barriles (OB, IB). El sistema (10) incluye una estructura (12) de panel que tiene conductores (22) eléctricos, que están adaptados para generar calor cuando una corriente eléctrica fluye a través de los mismos, y una capa (18) de atenuación del sonido. El barril interior (IB) aloja el sistema (10).
También a partir de la solicitud estadounidense US2010199629 A1 se conoce un sistema de descongelación y antihielo para una barquilla de motor de aeronave, que incluye una admisión de aire dotada de un labio seguido por una parte tubular de admisión de aire, equipada con un primer panel de atenuación del sonido, que incluye medios de descongelación que tienen al menos una matriz de elementos de calentamiento resistivo incorporados en un material aislante, estando los medios de descongelación en forma de una estera que incorpora el elemento resistivo en el grosor de la misma.
Además, a partir de la solicitud estadounidense US 2008179448 A1 se conoce un labio de entrada de góndola de motor que incluye tanto tratamiento acústico como calentamiento eléctrico para la protección frente a hielo. El labio de entrada tiene un revestimiento exterior compuesto y un revestimiento interior compuesto, teniendo el revestimiento exterior compuesto al menos un elemento de calentamiento integrado incorporado en el material compuesto. Un núcleo celular acústico posicionado entre el revestimiento exterior e interior actúa para atenuar el ruido de ventilador procedente del motor.
El documento EP2241504 A2 da a conocer una entrada de góndola para un motor de aeronave de un tipo que tiene una carcasa de ventilador de motor con una brida delantera que incluye un barril interior acústico que tiene un borde delantero y un borde trasero, una cubierta exterior que tiene una porción de labio de morro con un borde interno de salida, y una porción de barril exterior que tiene una porción trasera. La entrada de góndola también incluye una brida de unión trasera configurada para unir la entrada a la brida delantera de la carcasa de ventilador de motor, y un mamparo trasero que tiene un extremo trasero y que conecta la porción de barril exterior de la cubierta exterior a la brida de unión trasera. El borde delantero del barril interior acústico está conectado al borde interno de salida de la porción de labio de morro, y la porción trasera del barril interior está unida a la brida de unión trasera.
El objetivo de la invención es resolver los problemas técnicos anteriormente mencionados así como otros problemas proporcionando una entrada de aire para una góndola fabricada como una única pieza, en un único cuerpo.
Un aspecto de la invención se refiere a una entrada de aire para góndolas que tiene las características expuestas en la reivindicación 1 adjunta.
Un aspecto adicional de la invención se refiere a una góndola que tiene las características expuestas en la reivindicación 7 adjunta.
Un aspecto adicional de la invención se refiere a un procedimiento para fabricar una entrada de aire que tiene las características expuestas en la reivindicación 8 adjunta.
Las características complementarias de la entrada de aire, del conjunto y del procedimiento se dan a conocer en las reivindicaciones dependientes adjuntas.
Las características y ventajas de la entrada de aire, de la góndola y del procedimiento se entenderán mejor tras la lectura atenta de la siguiente descripción de posibles realizaciones explicativas no limitativas y de los dibujos adjuntos, que muestran respectivamente lo siguiente:
• la figura 1 muestra, en una vista axonométrica, una posible realización de la entrada de aire según la presente invención;
• la figura 2 muestra la entrada de aire de la figura 1 en una vista en sección transversal en una porción superior de la misma;
• la figura 3 muestra, en una vista en sección transversal, la entrada de aire de un conjunto con una góndola en una porción superior;
• la figura 4 muestra, en una vista en sección transversal axonométrica, una porción del panel acústico comprendida en la entrada de aire según la invención.
Haciendo referencia a las figuras anteriormente mencionadas, la entrada 3 de aire según la invención está particularmente adaptada para asociarse con una góndola 2 para una aeronave 1.
La entrada 3 de aire según la invención comprende: al menos un panel 5 acústico, estando este último adaptado para reducir el ruido generado por un motor 21 al que puede conectarse la entrada 3 de aire; y al menos un labio 6 que define el perfil sobre el cual puede actuar un flujo de aire, que está fluyendo al interior de la entrada 3 de aire. Dicha entrada 3 de aire según la invención se fabrica como una única pieza, realizada de un material compuesto, en un único cuerpo.
Para el fin de esta descripción, el término “una única pieza” significa que, en la entrada 3 de aire, no hay ninguna unión entre las partes comprendidas en la propia entrada de aire, en particular entre las partes anteriormente mencionadas y/o entre las partes descritas a continuación, creando por tanto un único cuerpo. Más en general, no hay ninguna unión adaptada para fijar distintas partes de la entrada 3 de aire entre sí, en particular las partes anteriormente mencionadas y/o las partes descritas a continuación tal como están comprendidas en la entrada 3 de aire.
Por tanto, en esta realización, al menos un panel 5 acústico y al menos un labio 6 de la entrada 3 de aire se fabrican
como una única pieza, en un único cuerpo.
Al fabricar una entrada 3 de aire como una única pieza, es posible eliminar uniones entre las partes de la entrada 3 de aire. Esta solución permite a los fabricantes obtener una reducción de la resistencia aerodinámica y, como consecuencia, una reducción del consumo de combustible del motor 21 comprendido en la góndola 2 de la aeronave 1. Además, es posible obtener flujos de aire laminares sobre la estructura, por la mayor parte de la extensión del conducto interno de la entrada 3 de aire.
En una realización preferida, dicha al menos una entrada 3 de aire comprende al menos un barril 7 exterior, que está adaptado para definir la forma exterior de la entrada 3 de aire sobre la cual puede actuar un flujo de aire.
Dicha entrada 3 de aire según la invención se fabrica como una única pieza, realizada de un material compuesto. Por tanto, en esta realización, al menos un panel 5 acústico, al menos un labio 6 y al menos un barril 7 exterior de la entrada 3 de aire se fabrican como una única pieza, en un único cuerpo.
Al fabricar una entrada 3 de aire en una única pieza, es posible obtener flujos de aire laminares sobre la estructura, por la mayor parte de la extensión del barril 7 exterior y del conducto interno de la entrada 3 de aire. De hecho, la invención permite a los fabricantes eliminar uniones entre las partes de la entrada 3 de aire. Esta solución permite a los fabricantes obtener una reducción de la resistencia aerodinámica y, como consecuencia, una reducción del consumo de combustible del motor 21 comprendido en la góndola 2 de la aeronave 1, dado que conduce a la creación de un flujo de aire laminar, que se extiende sobre una gran parte del barril 7 exterior y del conducto interno de la entrada 3 de aire, y, por consiguiente, a superficies aerodinámicas mejoradas gracias a la eliminación de uniones.
Según la invención, dicha al menos una entrada 3 de aire comprende al menos un anillo 4 de motor, que está adaptado para permitir conectar la entrada 3 de aire a un motor 21 de la góndola 2.
Dicha entrada 3 de aire según la invención se fabrica como una única pieza, realizada de un material compuesto. Por tanto, al menos un panel 5 acústico, al menos un labio 6, al menos un anillo 4 de motor y opcionalmente al menos un barril 7 exterior de la entrada 3 de aire se fabrican como una única pieza, en un único cuerpo.
En el estado de la técnica, el anillo de motor es generalmente un elemento independiente, distinto del resto de la entrada de aire y realizado de metal. Según la invención, el anillo 4 de motor se fabrica completamente con el resto del cuerpo de la entrada 3 de aire, realizado de un material compuesto, reduciendo por tanto significativamente el peso de toda la entrada 3 de aire así como los costes de fabricación y ensamblaje.
En la realización preferida, la entrada 3 de aire se fabrica por medio de un único ciclo de estabilización, por ejemplo por medio de un único ciclo en autoclave, o un único ciclo en horno, o un único ciclo en prensa, dependiendo del material usado para fabricar la entrada 3 de aire.
Al usar un único ciclo de estabilización para fabricar la entrada 3 de aire, además de obtener los efectos técnicos indicados anteriormente, es posible reducir significativamente el tiempo necesario para fabricar una entrada 3 de aire completa, reduciendo por tanto notablemente los costes de producción, dado que, entre otras cosas, se reducen los tiempos de trabajo necesarios para la entrada 3 de aire.
En una realización preferida, aunque no limitativa, de la entrada 3 de aire según la invención, dicho panel 5 acústico se extiende sustancialmente desde dicho anillo 4 de motor hasta dicho labio 6.
En la entrada 3 de aire según la invención, dado que se fabrica como una única pieza, es posible diseñar un dispositivo de reducción del ruido obtenido por medio de dicho panel 5 acústico, que puede extenderse sustancialmente a lo largo de toda la extensión longitudinal de la entrada 3 de aire.
En términos generales, la entrada 3 de aire según la invención permite aumentar la superficie de reducción del ruido, hasta un aumento de la misma que asciende al 70% o más en comparación con una entrada de aire que consiste en elementos diferenciados ensamblados entre sí.
Por tanto, esta solución permite a los fabricantes aumentar el área disponible para un dispositivo de reducción del ruido y, en particular, para crear un panel 5 acústico.
Por tanto, esta solución permite a los fabricantes crear un dispositivo de reducción del ruido que se extiende hasta la zona del labio 6.
El panel 5 acústico comprendido en la entrada 3 de aire según la invención crea una pluralidad de resonadores de Helmholtz, que permiten reducir el ruido. El principio de funcionamiento de un panel acústico que usa el principio de
resonadores de Helmholtz no se describirá adicionalmente, ya que lo conoce un experto en la técnica.
La capacidad total de reducción del ruido de la entrada 3 de aire se proporciona por el panel 5 acústico y por el procedimiento para fabricar la propia entrada 3 de aire. De hecho, este procedimiento permite a los fabricantes producir dispositivos acústicos, en particular paneles 5 acústicos, con altos rendimientos, tal como se explica con más detalle a continuación. Los paneles 5 acústicos comprendidos en la entrada 3 de aire tienen una impedancia acústica próxima al valor óptimo calculado, para obtener la máxima amortiguación de ruido posible. La impedancia óptima varía basándose en el espectro de ruido incidente y en la masa de flujo de aire en la entrada 3 de aire y, por tanto, depende de las rpm de funcionamiento del motor.
En términos generales, la entrada 3 de aire según la invención, dado que se fabrica como una única pieza usando un material compuesto, comprende una capa 3a delantera, que define un perfil exterior de la entrada 3 de aire y es visible desde el exterior; una capa 3c trasera, que define un perfil interior de la entrada 3 de aire y no es visible desde el exterior; y al menos una capa 3b intermedia, que está incorporada entre dichas dos capas (3a, 3b).
Dicha capa 3b intermedia se realiza preferiblemente con una estructura de panal de abejas.
En la zona de la entrada 3 de aire en la que está ubicada dicha capa 3b intermedia puede obtenerse dicho panel 5 acústico, en particular realizando orificios en dicha capa 3a delantera, para crear resonadores de Helmholtz.
La capa 3b intermedia también puede usarse como estructura de rigidización para una o más porciones de la entrada 3 de aire.
Preferiblemente, la entrada 3 de aire según la invención incorpora, en la estructura de la propia entrada de aire, un sistema 8 antihielo. Dicho sistema 8 antihielo es eléctrico, por ejemplo un elemento de calentamiento, y se fabrica con una tecnología anticongelante conocida como “funcionamiento en húmedo”. Esta tecnología evita que se congele agua o vapor de agua sobre las superficies, en particular sobre las superficies sometidas a un flujo de aire. Este sistema 8 antihielo es más eficiente desde un punto de vista de consumo energético, ya que requiere un consumo de potencia eléctrica en comparación con otras tecnologías usadas para fabricar sistemas antihielo, tales como por ejemplo la tecnología “completamente evaporativa”.
En una posible realización explicativa y no limitativa, dicho sistema 8 antihielo es un elemento de calentamiento. Dicho elemento de calentamiento se obtiene por medio de un circuito electrónico redundante.
El sistema 8 antihielo, dado que es eléctrico y está incorporado dentro de la estructura de la entrada 3 de aire y dado que funciona con una tecnología de “funcionamiento en húmedo”, conduce a una reducción del consumo de energía y del peso típico de sistemas antihielo tradicionales.
En una posible realización explicativa y no limitativa, dicho sistema 8 antihielo comprende un circuito electrónico redundante en estado sólido. El circuito, dado que comprende una pluralidad de conexiones o ramificaciones y nodos redundantes, es intrínsecamente resistente a posibles interrupciones de una pluralidad de interconexiones entre los nodos, garantizando por tanto la continuidad y funcionalidad del circuito incluso en presencia de múltiples interrupciones individuales de conexiones o ramificaciones del mismo circuito, por ejemplo provocadas por orificios, por ejemplo necesarios para crear resonadores de Helmholtz. La continuidad y funcionalidad del circuito se garantizan para un alto porcentaje, aproximadamente el 99,99%, de los casos. El circuito eléctrico es redundante porque hay una pluralidad de trayectorias adaptadas para conducir una corriente eléctrica/electrónica entre dos nodos cualesquiera. Un segundo uso posible del circuito, además de como sistema antihielo, es como línea de comunicación. Por tanto, el circuito puede usarse como elemento de conducción de energía eléctrica o señal eléctrica y/o electrónica, útil para gestionar y/o controlar sensores y/o accionadores.
En una realización alternativa, dicho sistema 8 antihielo se obtiene por medio de un sistema que comprende un accionador de plasma, que es adecuado para incorporarse en la estructura de la entrada 3 de aire, especialmente con respecto a la superficie expuesta al aire. Dicho accionador de plasma está adaptado para generar al menos una descarga de plasma adaptada para crear un flujo de partículas de aire caliente ionizadas hacia dicha superficie expuesta al aire.
La entrada 3 de aire según la invención está particularmente adaptada para asociarse con una góndola 2 para una aeronave 1.
La góndola 2 comprende un motor 21 y una estructura 22 de contención, que está adaptada para rodear el motor 21. La entrada 3 de aire según la invención permite a los fabricantes mejorar los rendimientos del motor 21 y, en particular, reducir los consumos. De hecho, la entrada 3 de aire según la invención reduce el consumo de combustible de la aeronave 1, gracias al hecho de que la entrada 3 de aire garantiza un flujo de aire laminar, en particular que se extiende a lo largo de una gran parte del barril 7 exterior. La entrada 3 de aire según la invención tiene eficiencias aerodinámicas mejoradas en comparación con soluciones actualmente conocidas porque ya no hay
uniones entre las partes comprendidas en la entrada 3 de aire.
El procedimiento para fabricar una entrada 3 de aire adaptada para aplicarse a góndolas 2 comprende las siguientes etapas, que tienen lugar una detrás de otra:
- laminar una capa 3a delantera de la entrada 3 de aire;
- ensamblar al menos una capa 3b intermedia de panal de abejas sobre al menos una porción de dicha capa 3a delantera;
- laminar una capa 3c trasera de la entrada 3 de aire;
- procesar la entrada 3 de aire así obtenida por medio de un único ciclo de estabilización;
- realizar una pluralidad de orificios en al menos una porción de la capa 3a delantera, para generar resonadores de Helmholtz.
La etapa de laminar una capa 3a delantera implica conformar la capa de la entrada 3 de aire que será visible desde el exterior.
Durante la etapa de laminar una capa 3a delantera, se define la forma al menos del labio 6 y, si es necesario, también del barril 7 exterior y del anillo 4 de motor. La forma seguirá las especificaciones de diseño de la entrada 3 de aire. En la realización preferida, aunque no limitativa, durante la etapa de laminar una capa 3a delantera, se define la forma del labio 6, del barril 7 exterior y del anillo 4 de motor.
Por tanto, esta etapa implica de manera apropiada conformar la capa 3a delantera, realizada de un material compuesto, con el fin de obtener el perfil deseado de la entrada 3 de aire, al menos en la porción que tiene que fabricarse como una única pieza. El perfil visible de la entrada 3 de aire es sustancialmente similar al perfil de diseño teórico, dado que no hay uniones entre las partes.
Dicha capa 3a delantera se realiza preferiblemente de una matriz termoendurecible, por ejemplo una matriz de resina epoxídica o termoplástica, con fibras de carbono de refuerzo.
En una posible realización explicativa y no limitativa, durante y/o después de la etapa de laminar una capa 3a delantera, se proporciona una etapa secundaria de disponer un sistema 8 antihielo en la zona de las porciones de interés de la entrada 3 de aire. Durante esta etapa, por ejemplo, se posiciona de manera apropiada un circuito electrónico redundante como el descrito anteriormente.
En una posible realización, la forma de la capa 3a delantera y, en particular, la composición y/o el grosor de la misma, pueden variar en las diferentes porciones de la entrada 3 de aire, dependiendo de las necesidades.
Después de la etapa de laminar una capa 3a delantera, está la etapa de ensamblar al menos una capa 3b intermedia. Preferiblemente, durante la etapa de ensamblar al menos una capa 3b intermedia de panal de abejas, se definen la extensión y la disposición del panel 5 acústico.
Dicha capa 3b intermedia es preferiblemente una estructura de panal de abejas. La forma y las dimensiones de cada celda individual de la capa 3b intermedia se diseñan de manera intencionada de modo que pueden usarse como cavidad para un resonador de Helmholtz.
En una posible realización, entre la etapa de laminar la capa 3a delantera y la etapa de ensamblar al menos una capa 3b intermedia hay una etapa secundaria de laminar una capa adhesiva sobre la capa 3a delantera.
Dicha capa 3b intermedia se coloca sobre al menos una porción de dicha capa 3a delantera. En particular, dicha capa 3b intermedia está dispuesta en al menos una todas las porciones de la capa 3a delantera para las que se necesita usar un panel 5 acústico para la entrada 3 de aire. Dicha capa 3b intermedia también puede usarse, además de como componente para fabricar un panel 5 acústico, como estructura de refuerzo para la estructura de la entrada 3 de aire. De esta manera, además de garantizar la rigidez y capacidad autoportante deseadas en las zonas apropiadas de la entrada 3 de aire, hay una reducción significativa del peso total de la entrada 3 de aire.
La forma de las celdas de la capa 3b intermedia puede variar dependiendo de las necesidades y basándose en la zona de la entrada 3 de aire en la que tiene que colocarse.
Después de la etapa de ensamblar al menos una capa 3b intermedia, está la etapa de laminar una capa 3c trasera de la entrada 3 de aire.
En una posible realización, entre la etapa de ensamblar al menos una capa 3b intermedia y la etapa de laminar una
capa 3c trasera hay una etapa secundaria de laminar una capa adhesiva sobre la capa 3b intermedia. Dicha capa adhesiva, como la que puede colocarse entre la capa 3a delantera y la capa 3b intermedia, es por ejemplo una resina termoendurecible, por ejemplo una resina epoxídica o una resina termoplástica.
En términos generales, dicha etapa de laminar una capa 3c trasera permite a los fabricantes conformar de manera apropiada la capa 3c trasera, realizada de un material compuesto, con el fin de obtener el perfil interior de la entrada 3 de aire, que no es visible.
Dicha capa 3c trasera se realiza preferiblemente de una matriz termoendurecible, por ejemplo una matriz de resina epoxídica o termoplástica, con fibras de carbono de refuerzo.
Después de la etapa de laminar una capa 3c trasera, aún no se ha procesado ninguna de la capa 3a delantera ni la capa 3c trasera, por ejemplo polimerizado o vulcanizado, y, por tanto, las matrices respectivas aún no se han estabilizado, por ejemplo debido a un ciclo de estabilización, tal como un ciclo en autoclave o un ciclo en horno o un ciclo en prensa.
Después de la etapa de laminar una capa 3c trasera, está la etapa de procesar la entrada 3 de aire ensamblada haciendo esto.
Por tanto, la estabilización, por ejemplo una polimerización o una vulcanización, sólo tiene lugar cuando se han laminado de manera apropiada tanto la capa 3a delantera como la capa 3c trasera.
La etapa de procesar la entrada 3 de aire se lleva a cabo por medio de un único ciclo de estabilización, por ejemplo por medio de un ciclo en autoclave.
La invención prevé la ejecución de un único procedimiento de estabilización, por ejemplo polimerización o vulcanización, por ejemplo haciendo que toda la entrada 3 de aire se someta a un único ciclo en autoclave, en horno o en prensa. Por tanto, la entrada 3 de aire se somete a un procedimiento que puede definirse como curado conjunto.
Por tanto, el procedimiento según la invención permite a los fabricantes reducir significativamente los tiempos de los ciclos de fabricación necesarios para producir la entrada 3 de aire.
Después de la etapa de procesar la entrada 3 de aire, está la etapa de realizar una pluralidad de orificios.
Esta etapa implica realizar orificios en al menos una porción de la capa 3a delantera, para generar resonadores de Helmholtz.
Preferiblemente, dicha porción de la capa 3a delantera en la que se realizan los orificios anteriormente mencionados está incluida en la porción de la entrada 3 de aire en la que está posicionada dicha capa 3b intermedia.
Dicha pluralidad de orificios se realizan en dicha capa 3a delantera de una manera mecánica, por ejemplo usando husillos de perforación con una única cabeza o con múltiples cabezas.
El tamaño y la distancia de los orificios dependen, entre otras cosas, de las dimensiones de cada celda de la capa 3b intermedia, en cumplimiento con las especificaciones que deben seguirse cuando se fabrica un resonador de Helmholtz. Preferiblemente, la distancia entre los orificios es proporcional a las dimensiones de las celdas de la capa 3b intermedia.
Esta solución permite a los fabricantes obtener un panel 5 acústico con propiedades acústicas muy altas en comparación con un panel acústico asociado con una entrada de aire que consiste en diferentes partes ensambladas entre sí de una manera mecánica, por medio de uniones.
Gracias al hecho de que la etapa de realizar una pluralidad de orificios se lleva a cabo después de la etapa de polimerizar la entrada 3 de aire, el panel 5 acústico resultante está caracterizado por garantizar que todos los orificios generados están abiertos, en particular no están obstruidos por colas y/o resinas, lo cual es un problema típico que afecta a los procedimientos de fabricación en los que se llevan a cabo diferentes etapas de polimerización y/o la etapa de realizar una pluralidad de orificios tiene lugar después de la última etapa de polimerización; por tanto, se mejoran los rendimientos de reducción del ruido de la entrada 3 de aire según la invención.
Además, dado que no hay ninguna unión en la entrada 3 de aire según la invención, se maximiza la zona asociada con un dispositivo de reducción del ruido, representado por el panel 5 acústico. De hecho, puede aumentarse la zona en la que se crea dicho panel 5 acústico, por ejemplo extendiéndola hasta el labio 6, tal como se muestra por ejemplo en la figura 2.
Además, aunque se aumenta la zona en la que está presente dicho panel 5 acústico, el peso total de la entrada 3 de
aire disminuye significativamente.
La entrada 3 de aire fabricada por medio del procedimiento según la invención permite a los fabricantes eliminar tanto las discontinuidades estructurales como las discontinuidades acústicas, mejorando por tanto los rendimientos de la entrada 3 de aire.
Según realizaciones alternativas del procedimiento, en particular con respecto a las zonas de la entrada 3 de aire en las que está el panel 5 acústico, la capa 3b intermedia comprende una división porosa adherida entre dos estructuras de panal de abejas.
La figura 1 muestra, en una vista axonométrica, la entrada 3 de aire según la invención. Según la figura, la realización preferida de la entrada 3 de aire está libre de uniones, en particular en la capa 3a delantera de la entrada 3 de aire, es decir la capa 3a delantera descrita anteriormente sobre la cual actúa el flujo de aire, creando por tanto un flujo de aire que es altamente laminar, lo cual conduce a todas las ventajas comentadas anteriormente. Además, la forma de la entrada 3 de aire y, en particular, del labio 6 y del barril 7 exterior no difiere de ninguna manera de la forma diseñada ideal, superando por tanto posibles límites estructurales presentes en las entradas de aire según el estado de la técnica.
La figura 2 muestra la entrada 3 de aire de la figura 1 en una vista en sección transversal en una porción superior de la misma. La sección transversal muestra que no hay ninguna discontinuidad estructural desde el anillo 4 de motor hasta el barril 7 exterior, dado que la entrada 3 de aire se fabrica como una única pieza.
La figura 2 muestra además la extensión del panel 5 acústico, que, en la realización explicativa y no limitativa mostrada en la misma, empieza desde el anillo 4 de motor y alcanza el labio 6.
La figura revela además cómo puede incorporarse el sistema antihielo en la estructura de la entrada 3 de aire.
La figura 2 también muestra a un experto en la técnica que el perfil de la entrada 3 de aire puede coincidir con el perfil de diseño teórico, obteniendo por tanto un flujo laminar porque no hay ninguna discontinuidad estructural que pueda crear turbulencias.
Además, la figura 2 revela a un experto en la técnica dónde pueden colocarse las placas de cierre o divisiones, de modo que la estructura interna de la entrada 3 de aire no es accesible, y dónde pueden disponerse posibles porciones con brida con el fin de fijar la entrada 3 de aire a la estructura 22 de contención de una góndola 2. Dichas placas de cierre o divisiones y porciones con brida pueden ajustarse en la entrada 3 de aire en una etapa posterior, por ejemplo basándose en las características de la góndola 2 a la que debe aplicarse la entrada 3 de aire.
La figura 3 muestra, en una vista en sección transversal, la entrada 3 de aire de un conjunto con una góndola 2 para una aeronave 1.
La entrada 3 de aire según la invención puede aplicarse a una góndola 2 ya existente, mejorando por tanto los rendimientos del motor 21.
La figura 4 muestra, en una vista en sección transversal esquemática, una porción de una posible realización del panel 5 acústico en la que son visibles la capa 3a delantera, la capa 3b intermedia y la capa 3c trasera. La forma de las capas permite a los fabricantes obtener un panel 5 acústico de alto rendimiento, que, dado que se fabrica como una única pieza con la entrada 3 de aire, en particular por medio del procedimiento descrito anteriormente, genera resonadores de Helmholtz, que conducen a una reducción del ruido que es mucho mayor que las que pueden obtenerse con una combinación de un panel acústico ensamblado en una entrada de aire según el estado de la técnica.
La configuración de una pieza de la entrada 3 de aire según la invención permite a los fabricantes eliminar todas las uniones, en particular entre el labio 6 y el barril 7 exterior, reduciendo por tanto la diferencia con respecto al perfil de diseño teórico. El perfil sin uniones garantiza un flujo laminar en la parte más grande posible de la entrada 3 de aire, ofreciendo por tanto mejoras en cuanto a los consumos de combustible de la aeronave 1.
Por tanto, la entrada 3 de aire según la invención permite a los fabricantes reducir el consumo de energía, tanto para el correcto funcionamiento de la entrada 3 de aire como para el motor 21 de una góndola 2 asociada con la entrada 3 de aire.
Preferiblemente, la entrada 3 de aire según la invención se realiza completamente de un material compuesto y se fabrica con un procedimiento de curado conjunto llevado a cabo sustancialmente por medio de un único ciclo de estabilización.
Todos los componentes principales de la entrada 3 de aire, en particular el panel 5 acústico, el labio 6 y, si es necesario, el barril 7 exterior y el anillo 4 de motor, se realizan de un material compuesto, creando por tanto un único
cuerpo obtenido por medio de un único ciclo de estabilización.
Por tanto, esta solución es especialmente ventajosa por el ahorro de fabricación en cuanto a tiempos de producción y peso de la entrada 3 de aire.
La entrada 3 de aire según la invención tiene un peso pequeño en comparación con las entradas de aire actualmente conocidas, gracias a la eliminación de la mayor parte de las uniones y de los elementos de conexión, además de poder integrar, en la estructura de la propia entrada 3 de aire, elementos que, según el estado de la técnica, estaban fijados a la estructura de la entrada de aire.
La entrada 3 de aire según la invención permite a los fabricantes obtener un aumento de la capacidad de reducción del ruido, por ejemplo como consecuencia de la expansión de la zona acústica, es decir de las dimensiones del panel 5, gracias a la perforación del borde interno del labio 6, es decir de la capa 3a delantera, que se realiza de un material compuesto. De hecho, la entrada 3 de aire según la invención permite aumentar la superficie adaptada para reducir el ruido, hasta un aumento de la misma que asciende a más del 70% en comparación con una entrada de aire que consiste en elementos diferenciados ensamblados entre sí.
Esta solución permite a los fabricantes integrar, en la entrada 3 de aire, incluyéndolo en esta última, un sistema 8 antihielo, que es más eficiente desde el punto de vista del consumo energético así como de rendimientos y costes de fabricación.
Esta solución, dado que garantiza flujos laminares que actúan tanto sobre el labio 6 como sobre el barril 7 exterior, conduce a una reducción del consumo de combustible de la aeronave 1, gracias a superficies aerodinámicas mejoradas y mediante la eliminación de uniones.
Naturalmente, habiéndose expuesto el principio de la invención, pueden cambiarse ampliamente realizaciones y detalles de implementación con respecto a lo que se describió anteriormente y se muestra en los dibujos simplemente a modo de ejemplo no limitativo, sin por ello ir más allá del alcance de protección proporcionado por las reivindicaciones adjuntas.
Referencias numéricas
Aeronave 1
Góndola 2
Motor 21
Estructura de contención 22
Entrada de aire 3
Capa delantera 3a
Capa intermedia 3b
Capa trasera 3c
Anillo de motor 4
Panel acústico 5
Labio 6
Barril exterior 7
Sistema antihielo 8
Claims (10)
1. Entrada (3) de aire para una góndola (2) para una aeronave (1) que comprende:
- al menos un panel (5) acústico, adaptado para reducir el ruido generado por un motor (21) al que puede conectarse la entrada (3) de aire;
- al menos un labio (6), que define el perfil sobre el cual puede actuar un flujo de aire que fluye al interior de la entrada (3) de aire; y
- al menos un anillo (4) de motor, adaptado para conectar la entrada (3) de aire al motor (21) comprendido en la góndola (2);
en la que dicho al menos un panel (5) acústico, dicho al menos un labio (6) y dicho al menos un anillo (4) de motor de la entrada (3) de aire se fabrican como una única pieza realizada de un material compuesto; y en la que dicho al menos un panel (5) acústico, dicho al menos un labio (6) y dicho al menos un anillo (4) de motor de la entrada (3) de aire se fabrican en un único cuerpo realizado de un material compuesto.
2. Entrada (3) de aire según la reivindicación 1, que comprende además al menos un barril (7) exterior, adaptado para definir la forma exterior de la entrada (3) de aire sobre la cual puede actuar un flujo de aire; dicho al menos un panel (5) acústico, dicho al menos un labio (6), dicho al menos un anillo (4) de motor y dicho al menos un barril (7) exterior de la entrada (3) de aire se fabrican como una única pieza, en un único cuerpo, realizado de un material compuesto.
3. Entrada (3) de aire según las reivindicaciones anteriores, en la que dicho panel (5) acústico se extiende desde el anillo (4) de motor hasta el labio (6).
4. Entrada (3) de aire según la reivindicación 1 ó 2, en la que un sistema (8) antihielo está incorporado en la estructura de la entrada (3) de aire.
5. Entrada (3) de aire según la reivindicación 4, en la que dicho sistema (8) antihielo es un circuito electrónico redundante.
6. Entrada (3) de aire según la reivindicación 1, en la que dicha entrada (3) de aire comprende una capa (3a) delantera, que define un perfil exterior de la entrada (3) de aire y es visible desde el exterior; una capa (3c) trasera, que define un perfil interior de la entrada (3) de aire y no es visible desde el exterior; y al menos una capa (3b) intermedia, que está incorporada entre dichas dos capas (3a, 3b) y mediante la cual puede realizarse dicho panel (5) acústico.
7. Góndola (2) para una aeronave (1) que comprende un motor (21) y una estructura (22) de contención, caracterizada porque comprende una entrada (3) de aire según cualquiera de las reivindicaciones anteriores.
8. Método para fabricar una entrada (3) de aire según la reivindicación 1, adaptado para aplicarse a góndolas (2), que comprende, en secuencia, las siguientes etapas:
- laminar una capa (3a) delantera de la entrada (3) de aire;
- ensamblar al menos una capa (3b) intermedia de panal de abejas sobre al menos una porción de dicha capa (3a) delantera;
- laminar una capa (3c) trasera de la entrada (3) de aire;
- procesar la entrada (3) de aire así realizada por medio de un único ciclo de estabilización;
- realizar una pluralidad de orificios en al menos una porción de la capa (3a) delantera, para generar resonadores de Helmholtz;
en el que, durante la etapa de laminar una capa (3a) delantera, se define la forma del labio (6) y del anillo (4) de motor.
9. Método según la reivindicación 8, en el que, durante la etapa de laminar una capa (3a) delantera, se define adicionalmente la forma del barril (7) exterior.
10. Método según la reivindicación 8 ó 9, en el que, durante la etapa de ensamblar al menos una capa (3b) intermedia de panal de abejas, se definen la extensión y la disposición del panel (5) acústico.
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