ES3014253T3 - A method and apparatus for producing at least part of a structural frame of a vehicle - Google Patents

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ES3014253T3
ES3014253T3 ES20725895T ES20725895T ES3014253T3 ES 3014253 T3 ES3014253 T3 ES 3014253T3 ES 20725895 T ES20725895 T ES 20725895T ES 20725895 T ES20725895 T ES 20725895T ES 3014253 T3 ES3014253 T3 ES 3014253T3
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Abstract

Un método para producir al menos parte de un bastidor estructural de un vehículo, comprendiendo el método: proporcionar una estructura de soporte (300), comprendiendo la estructura de soporte (300): una pluralidad de miembros alargados (301); y uno o más miembros de retención (208) configurados para retener los miembros alargados (301); montar una pluralidad de primeros componentes estructurales (206) a la estructura de soporte (300) acoplando los primeros componentes estructurales (206) a los miembros alargados (301) de manera que cada primer componente estructural (206) ocupe una posición respectiva diferente a lo largo de los miembros alargados (301); y fijar una pluralidad de segundos componentes estructurales (204) a los primeros componentes estructurales (206), acoplando así entre sí los primeros componentes estructurales (206) para formar al menos parte del bastidor estructural de un vehículo. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Un método y aparato para producir al menos parte de un bastidor estructural de un vehículo
Campo de la invención
La presente invención se refiere a la producción de un bastidor de vehículo, que incluye la producción de un armazón de una aeronave.
Antecedentes
Los armazones de las aeronaves típicamente comprenden una pluralidad de bastidores (o piezas estructurales transversales) y largueros (o larguerillos/refuerzos). Los bastidores están, de forma típica, separados lateralmente entre sí y dispuestos perpendiculares al eje longitudinal de la aeronave. El objetivo principal de las piezas estructurales transversales es establecer la forma del fuselaje y reducir la longitud de la columna de los largueros. Los largueros son de forma típica miembros alargados que están unidos a los bastidores y están dispuestos paralelos al eje longitudinal de la aeronave. Los largueros soportan el revestimiento de aeronave y, en uso, transfieren a los bastidores las cargas aerodinámicas que actúan sobre el revestimiento.
Es deseable que los armazones de aeronave se produzcan dentro de unos límites de tolerancia muy estrechos.
La producción de un armazón de aeronave comprende normalmente producir dos o más secciones de armazón separadas (p. ej., una sección de fuselaje anterior, una sección de fuselaje posterior y una sección de cola) y, posteriormente, unir esas secciones entre sí.
Tiende a ser muy difícil de producir secciones de armazón independientes con un nivel suficiente de precisión como para permitir un fácil ensamblado del armazón. Pueden requerirse procesos de acuñado largos y costosos para rellenar los huecos entre las secciones de armazón cuando esas secciones se unen entre sí.
La producción de una sección de un armazón de aeronave conlleva de forma típica el uso de herramientas de ensamblado de armazones diseñadas para soportar componentes de armazón mientras se trabaja en los mismos y para situar distintos componentes juntos en las posiciones relativas correctas durante el ensamblado del armazón. Tradicionalmente, cada proceso de ensamblado distinto ha requerido al menos una herramienta de ensamblado dedicado, que se produce específicamente para un conjunto dado de componentes y que está diseñada para soportar los componentes de una forma particular para que las operaciones de ensamblado puedan llevarse a cabo sin interferencia de la herramienta. Tales herramientas de ensamblado se fabrican según unas normas muy estrictas.
Una herramienta de ensamblado convencional comprende un plantilla de metal rígida cuya estructura está construida de acero de sección transversal rectangular soldada. Se ensambla una pluralidad de dispositivos de recogida en la estructura para transportar los componentes de aeronave durante el proceso de ensamblado, y estos también se producen de forma convencional a partir de piezas de acero soldadas.
La solicitud de patente WO2015038041 describe un dispositivo de fijación para mantener en posición mutua un primer artículo estructural con respecto a un segundo artículo estructural. El dispositivo de fijación comprende una disposición de fijación que se puede conectar a una disposición de acoplamiento de los respectivos primer y segundo artículos estructurales. La invención también considera un método para fabricar una estructura manteniendo en posición mutua un primer artículo estructural con respecto a un segundo artículo estructural.
Resumen de la invención
El ensamblado convencional de armazones tiende a emplear el uso de empaquetadores o cuñas para gestionar la acumulación de tolerancias durante el ensamblado. El ensamblado convencional de armazones típicamente requiere cantidades significativas de herramental de ensamblado de alta precisión y fabricación detallada, entornos con temperatura controlada y mecanizado de ensamblado de alta precisión. Los aspectos de la presente invención tienden ventajosamente a reducir tales requisitos.
En un primer aspecto, la presente invención proporciona un método para producir al menos parte de un bastidor estructural de un vehículo. El método comprende proporcionar una estructura de soporte, comprendiendo la estructura de soporte una pluralidad de miembros alargados y uno o más miembros de retención configurados para retener los miembros alargados, montar una pluralidad de primeros componentes estructurales en la estructura de soporte acoplando los primeros componentes estructurales a los miembros alargados de manera que cada primer componente estructural ocupe una posición respectiva diferente a lo largo de los miembros alargados y unir una pluralidad de segundos componentes estructurales a los primeros componentes estructurales, acoplándose de este modo entre sí los primeros componentes estructurales para formar la al menos parte del bastidor estructural de un vehículo. Cada uno de los primeros componentes estructurales puede estar acoplado a cada uno de los miembros alargados. Cada uno de los primeros componentes estructurales comprende una pluralidad de orificios pasantes. Para cada primer componente estructural, el acoplamiento de esos primeros componentes estructurales a los miembros alargados comprende colocar cada miembro alargado a través de un orificio pasante respectivo de ese primer componente estructural. El acoplamiento de los primeros componentes estructurales a los miembros alargados de manera que cada primer componente estructural ocupe una posición respectiva diferente a lo largo de los miembros alargados comprende deslizar los primeros componentes estructurales a lo largo de los miembros alargados.
La al menos parte de un bastidor estructural de un vehículo puede ser al menos una parte de un armazón de una aeronave. Los primeros componentes estructurales pueden ser bastidores o piezas estructurales transversales. Los segundos componentes estructurales pueden ser componentes seleccionados del grupo de componentes que consiste en almas de cizalladura, largueros, vigas y quillas.
Unir la pluralidad de segundos componentes estructurales a los primeros componentes estructurales puede comprender unir un segundo componente estructural entre un par adyacente de primeros componentes estructurales.
El tamaño de cada orificio pasante puede ser mayor que el tamaño de la sección transversal del miembro alargado que se coloca a través de ese orificio pasante.
Los miembros alargados pueden ser tubos.
El método puede comprender además proporcionar la pluralidad de primeros componentes estructurales, comprender proporcionar uno o más paneles de un material y cortar los primeros componentes estructurales del uno o más paneles. Para un primer componente estructural, ese primer componente estructural puede comprender una o más características a través de las cuales ese primer componente estructural se monta en los miembros alargados. La una o más características a través de las cuales se monta ese primer componente estructural en los miembros alargados pueden definir un punto de referencia con respecto al cual se definen una o más características adicionales de ese primer componente estructural en uno o más paneles. La una o más características a través de las cuales se monta ese primer componente estructural en los miembros alargados pueden comprender uno o más orificios pasantes. La una o más características adicionales de ese componente estructural comprende una o más características seleccionadas del grupo de características que consisten en orificios de sujeción, zonas de descansillo para recibir otros componentes estructurales y un borde de ese primer componente estructural.
Cada uno del uno o más paneles puede comprender un material central intercalado entre capas opuestas para formar de este modo una estructura intercalada, estando la estructura intercalada cosida entre sí mediante puntadas que atraviesan un espesor de la estructura intercalada.
Breve descripción de los dibujos
La figura 1 es un diagrama de flujo de proceso que muestra ciertas etapas de un proceso de producción de un armazón;
la figura 2 es una ilustración esquemática (no a escala) que muestra paneles de material con componentes de armazón definidos sobre los mismos;
la figura 3 es una ilustración esquemática (no a escala) que muestra una estructura de soporte;
la figura 4 es una ilustración esquemática (no a escala) que muestra una pluralidad de bastidores montados en la estructura de soporte; y
la figura 5 es una ilustración esquemática (no a escala) que muestra un armazón ensamblado montado en la estructura de soporte.
Descripción detallada
La figura 1 es un diagrama de flujo de proceso que muestra ciertas etapas de una realización de un proceso 100 de producción de un armazón de una aeronave.
En la etapa s2, se proporcionan uno o más paneles. Los paneles son paneles de material a partir del cual se van a producir las piezas estructurales del armazón.
En esta realización, el uno o más paneles son paneles intercalados o paneles cosidos tridimensionales de Acrosoma (RTM). Los paneles de Acrosoma (RTM) pueden comprender un núcleo de espuma (p. ej., una placa de espuma de poliuretano o cloruro de polivinilo (PVC) de celda cerrada) intercalado entre capas opuestas de una estera de fibra (p. ej., una estera de fibra de vidrio E). Las esteras de fibra forman los revestimientos superior e inferior de panel. Todo el conjunto se cose usando material de costura de fibra de aramida que se cose en todo el espesor del panel, es decir, a través del revestimiento superior, el núcleo de espuma y el revestimiento inferior. La resina (tal como la resina de éster vinílico) se inyecta en el conjunto cosido y se cura. La resina puede saturar sustancialmente los revestimientos superior e inferior, y también “ embutir” el material de costura de fibra de aramida que une el conjunto.
Se puede usar cualquier tipo apropiado de núcleo de espuma para el uno o más paneles. Se puede usar cualquier tipo apropiado de material de revestimiento para el uno o más paneles, tal como material reforzado con fibras de vidrio, aramida y/o carbono. Se puede usar cualquier tipo apropiado de material de costura con el uno o más paneles. Cualquiera del uno o más paneles se puede producir usando cualquier tipo apropiado de resina, tal como resinas de éster vinílico y epoxídica.
Ventajosamente, los paneles de Acrosoma (RTM) se pueden producir como láminas de material continuas muy largas. Los paneles tienden a tener una alta rigidez a la flexión. Los paneles tienden a ser resistentes a los daños y a la deformación. Además, el riesgo de delaminación tiende a ser bajo, por ejemplo, debido a la costura conjunta del núcleo y los revestimientos.
En la etapa s4, se define una pluralidad de componentes de armazón en el uno o más paneles.
La figura 2 es una ilustración esquemática (no a escala) que muestra dos paneles, especialmente, un primer panel 200 y un segundo panel 202, en los que se define una pluralidad de componentes de armazón. Las etapas restantes del proceso de la figura 1 se describirán en mayor detalle más adelante después de una descripción de la figura 2.
En esta realización, en el primer panel 200, se define una pluralidad de almas 204 de cizalladura. Aunque en la figura 2 se representan once almas 204 de cizalladura, los expertos en la técnica apreciarán que, en la práctica, se puede usar cualquier número de almas 204 de cizalladura.
También, en el segundo panel 202, se define una pluralidad de bastidores o “ piezas estructurales transversales” 206. Aunque en la figura 2 se representan cinco bastidores 206, los expertos en la técnica apreciarán que, en la práctica, se puede usar cualquier número de bastidores 206.
También, en el segundo panel 202, se definen dos porciones de extremo de una estructura de soporte, denominadas a continuación en la memoria “ porciones de extremo” 208.
En algunas realizaciones, la definición de los componentes 204, 206, 208 de armazón se puede realizar digitalmente. Por ejemplo, los modelos digitales del uno o más paneles 200, 202 pueden crearse y usarse para definir modelos digitales de los componentes 204, 206, 208 de armazón. En algunas realizaciones, los componentes 204, 206, 208 de armazón pueden marcarse en los paneles físicos 200, 202, por ejemplo, mediante dibujos o contornos grabados de los componentes 204, 206, 208 en los paneles 200, 202.
En esta realización, cada bastidor 206 comprende dos características que, como se describe en mayor detalle más adelante, se usarán para montar ese bastidor 206 sobre una estructura de soporte. En esta realización, estas características son orificios pasantes que, a continuación en la memoria, reciben el nombre de “ primeros orificios pasantes” y se indican en las figuras con los números de referencia 210. Los primeros orificios pasantes 210 son sustancialmente idénticos entre sí. En esta realización, para cada bastidor 206, la distancia entre los dos primeros orificios pasantes 210 de ese bastidor 206 es sustancialmente igual a la de cada otro bastidor 206.
Los bastidores 206 comprenden además una pluralidad de otras características. Los ejemplos de características incluyen, aunque no de forma limitativa, los orificios 212 de sujeción (es decir, orificios para recibir sujetadores para sujetar los bastidores 206 a otros componentes de armazón), las zonas de descansillo para recibir otros componentes de armazón (tales como las almas 204 de cizalladura), los bordes de bastidor que pueden definir al menos parte de una línea de molde interior (IML) de la aeronave, y similares.
En esta realización, para cada bastidor 206, los primeros orificios pasantes 210 de ese bastidor 206 definen un punto de referencia con respecto al cual se definen las demás características de ese bastidor (por ejemplo, los orificios 212 de sujeción, las zonas de descansillo, los bordes de bastidor, etc.).
En algunas realizaciones, un bastidor 206 puede definirse en el segundo panel 202 de la siguiente manera. En primer lugar, se definen las posiciones de los primeros orificios pasantes 210 de ese bastidor 206 en el panel 202. Los contornos de los primeros orificios pasantes 210 pueden marcarse en el panel 202, y/o los primeros orificios pasantes 210 pueden perforarse o cortarse a través del panel 202. Este marcado o taladrado/corte de los primeros orificios pasantes 210 se puede realizar con respecto a un punto de referencia general o global. En segundo lugar, las posiciones de las otras características de ese bastidor 206 se definen con respecto a los primeros orificios pasantes 210 de ese bastidor 206. Las posiciones de las otras características de bastidor pueden medirse con respecto al punto de referencia definido por los primeros orificios pasantes 210 de ese bastidor 206. Por lo tanto, las características de bastidor de un bastidor 206 se definen con respecto a un punto de referencia local respectivo definido por los primeros orificios pasantes 210 de ese bastidor 206.
En esta realización, las porciones 208 de extremo son miembros estructurales que formarán parte de la estructura de soporte sobre la que se montarán los bastidores 206 y las almas 204 de cizalladura. Cada porción 208 de extremo comprende dos características que, como se describe en mayor detalle más adelante, se usarán para mantener miembros de soporte alargados de la estructura de soporte. En esta realización, estas características son orificios pasantes que, a continuación en la memoria, reciben el nombre de los “segundos orificios pasantes” y se indican en las figuras con los números de referencia 214. Los segundos orificios pasantes 214 son sustancialmente idénticos entre sí. En esta realización, la distancia entre los dos segundos orificios pasantes 214 de una porción 208 de extremo es sustancialmente igual a la distancia entre los dos segundos orificios pasantes 214 de la otra porción 208 de extremo. En algunas realizaciones, las distancias entre los segundos orificios pasantes 214 de cada porción 208 de extremo pueden ser sustancialmente iguales a las distancias entre los primeros orificios pasantes 210 de cada bastidor 206.
Las porciones 208 de extremo comprenden además una pluralidad de otras características. Los ejemplos de características incluyen, aunque no de forma limitativa, los bordes de las porciones 208 de extremo.
En esta realización, para cada porción 208 de extremo, los segundos orificios pasantes 214 de esa porción 208 de extremo definen un punto de referencia con respecto al cual se definen las otras características de esa porción 208 de extremo.
En algunas realizaciones, una porción 208 de extremo puede definirse en el segundo panel 202 de la siguiente manera. En primer lugar, se definen las posiciones de los segundos orificios pasantes 214 de esa porción 208 de extremo en el panel 202. Los contornos de los segundos orificios pasantes 214 pueden marcarse en el panel 202 y/o los segundos orificios pasantes 214 pueden perforarse o cortarse a través del panel 202. Este marcado o taladrado/corte de los segundos orificios pasantes 214 se puede realizar con respecto al punto de referencia global. En segundo lugar, las posiciones de las otras características de esa porción 208 de extremo se definen con respecto a los segundos orificios pasantes 214 de esa porción 208 de extremo. Las posiciones de las otras características de la porción 208 de extremo pueden medirse con respecto al punto de referencia definido por los segundos orificios pasantes 214 de esa porción 208 de extremo. Por lo tanto, las características de una porción 208 de extremo se definen con respecto a un punto de referencia local respectivo definido por los segundos orificios pasantes 214 de esa porción 208 de extremo.
Volviendo ahora a la descripción de la figura 1, en la etapa s6, la pluralidad de componentes 204, 206, 208 de armazón se recortan de los paneles 200, 202.
Preferiblemente, el corte de los componentes 204, 206, 208 de armazón de los paneles 200, 202 se realiza usando un enrutador o una máquina de corte de control numérico por ordenador (CNC), tal como una máquina de corte por láser.
En la etapa s8, se ensambla una estructura de soporte.
La figura 3 es una ilustración esquemática (no a escala) que muestra la estructura de soporte ensamblada. Las etapas restantes del proceso de la figura 1 se describirán en mayor detalle más adelante después de una descripción de la figura 3.
La estructura 300 de soporte comprende las dos porciones 208 de extremo, dos tubos 301 y una base 302.
Los tubos 301 son tubos alargados, sustancialmente rectos o tuberías que tienen secciones transversales sustancialmente circulares. En otras palabras, los tubos 301 son cilindros huecos largos. Los tubos 301 están hechos de un material compuesto de fibra de carbono (CFC).
La base 302 es un panel sustancialmente plano que tiene una superficie superior sustancialmente rectangular. La base 302 puede ser alargada. La base 302 puede estar hecha de cualquier material apropiado, por ejemplo, la base puede ser un panel cosido tridimensional de Acrosoma (RTM).
Las porciones 308 de extremo están unidas a la base 302 en extremos opuestos de la base 302, de manera que las porciones 208 de extremo se extienden sustancialmente de forma perpendicular a la superficie superior de la base 302.
Cada tubo 301 se coloca a través de un par opuesto de segundos orificios pasantes 214. Cada tubo 301 está dispuesto de manera que el primer extremo de ese tubo 301 se coloca a través de un segundo orificio pasante 214 de una de las porciones 208 de extremo y un segundo extremo de ese tubo 301 (que es opuesto al primer extremo de ese tubo 301) se coloca a través de un segundo orificio pasante 214 de la otra de las porciones 208 de extremo. En esta realización, los tubos 301 son sustancialmente paralelos entre sí. Por lo tanto, los tubos 301 son retenidos por las porciones 208 de extremo, es decir, las porciones 208 de extremo son miembros de retención para retener los tubos 301. Los tubos 301 pueden retenerse en posiciones relativas sustancialmente fijas.
En algunas realizaciones, los diámetros de los segundos orificios pasantes 214 pueden ser sustancialmente iguales a los diámetros externos de los tubos 301, para asegurar de este modo un ajuste cómodo entre las porciones 208 de extremo y los tubos 301. Esto tiende a proporcionar que los extremos de los tubos 301 se mantengan de forma segura por las porciones 208 de extremo. Sin embargo, en algunas realizaciones, los diámetros de los segundos orificios pasantes 214 pueden ser mayores que los diámetros externos de los tubos 301, para permitir de este modo el movimiento relativo entre los tubos 301 y las porciones 208 de extremo.
Volviendo ahora a la descripción de la figura 1, en la etapa s10, la pluralidad de bastidores 206 se monta en la estructura 300 de soporte.
La figura 4 es una ilustración esquemática (no a escala) que muestra los bastidores 206 montados en la estructura 300 de soporte. Las etapas restantes del proceso de la figura 1 se describirán en mayor detalle más adelante después de una descripción de la figura 4.
En esta realización, cada bastidor 206 se monta en la estructura 300 de soporte insertando cada uno de los tubos 301 a través de un primer orificio pasante 210 respectivo de ese bastidor 206. Esto se puede realizar separando los extremos de los tubos 301 de las porciones 208 de extremo y montando el bastidor 206 en los extremos libres de los tubos 301. Los bastidores 206 se deslizan a lo largo de los tubos 301 y se disponen de manera que cada uno de los bastidores 206 ocupa una ubicación respectiva deseada a lo largo de los tubos 301. Por lo tanto, los bastidores 206 están dispuestos en una disposición separada a lo largo de los tubos 301. Preferiblemente, las posiciones relativas de los bastidores 206 son aproximadamente las requeridas en el armazón ensamblado final.
En esta realización, los diámetros de los primeros orificios pasantes 210 son mayores que los diámetros externos de los tubos 301. Esto tiende ventajosamente a permitir que los bastidores 206 se deslicen a lo largo de los tubos. Además, esto tiende a permitir un grado de movimiento relativo entre los bastidores 206 durante la posterior unión de los almas 204 de cizalladura.
Volviendo ahora a la descripción de la figura 1, en la etapa s12, la pluralidad de almas 204 de cizalladura se unen a los bastidores 206.
La figura 5 es una ilustración esquemática (no a escala) que muestra las almas 204 de cizalladura unidas entre los bastidores 206, formando de este modo un armazón 500 ensamblado. La etapa restante del proceso de la figura 1 se describirá en mayor detalle más adelante después de una descripción de la figura 5.
En esta realización, cada alma 204 de cizalladura está unida entre un par adyacente de bastidores 206. Un alma 204 de cizalladura y el par de bastidores 206 unidos a la misma forman un perfil I. En esta realización, las almas 204 de cizalladura están dispuestas en múltiples planos diferentes no paralelos (preferiblemente, sustancialmente perpendiculares), como se muestra en la figura 5.
Las almas 204 de cizalladura pueden sujetarse a los bastidores 206 de cualquier manera apropiada, por ejemplo, usando sujetadores que pueden colocarse a través de los orificios 212 de sujeción.
Ventajosamente, el movimiento relativo de los bastidores 206 y los tubos 301 permitido por los primeros orificios pasantes 210 que están sobredimensionados en comparación con los diámetros de los tubos 301 tiende a facilitar la unión correcta y precisa de los almas 204 de cizalladura. Por ejemplo, los bastidores 206 y las almas 204 de cizalladura se pueden mover para asegurar que los bastidores 206 y las almas 204 de cizalladura se coloquen con precisión y se enganchen correctamente, y después se sujeten posteriormente entre sí.
Por lo tanto, el armazón 500 de aeronave está ensamblado. Cualquier hueco entre los componentes de armazón, tal como entre los bastidores 206 y las almas 204 de cizalladura y/o entre los bastidores 206 y los tubos 301, puede llenarse con cualquier material apropiado, tal como una cuña líquida que pueda curarse después de la aplicación.
Volviendo ahora a la descripción de la figura 1, en la etapa s14, en esta realización, se retiran la base 302 y las porciones 208 de extremo.
Por lo tanto, se proporciona el armazón 500. El armazón 500 comprende los bastidores 206 sujetos entre sí, las almas 204 de cizalladura y los tubos 301.
En esta realización, un revestimiento compuesto de aeronave puede sujetarse al armazón 500 para formar de este modo al menos parte (p. ej., sustancialmente todo) del fuselaje de una aeronave. La forma exterior del fuselaje se denomina línea de molde exterior (OML) del fuselaje. Suele ser deseable que la OML del fuselaje esté dentro de una tolerancia preespecificada. La OML del fuselaje que tiene la tolerancia requerida se ve facilitada por la línea de molde interior (IML) del fuselaje que está dentro de una tolerancia preespecificada. La IML del fuselaje es la superficie en la que el armazón 500 y el revestimiento de la aeronave hacen tope, es decir, una superficie exterior del armazón 500. Ventajosamente, el método y el aparato descritos anteriormente tienden a mejorar la precisión de la IML del armazón 500. Por consiguiente, la precisión de la OML del fuselaje tiende a mejorarse.
Una ventaja proporcionada por los métodos y aparatos descritos anteriormente es que el armazón se produce dentro de unos límites de tolerancia muy estrechos, que tienden a no ser posibles usando técnicas de producción convencionales. Por lo tanto, el ensamblado de la aeronave tiende a facilitarse.
Ventajosamente, la estructura de soporte descrita anteriormente evita el uso de acoplamientos para mantener los componentes de armazón. El peso y el coste de la estructura de soporte tienden a reducirse en comparación con las plantillas de montaje convencionales. Además, dado que los componentes de armazón no son sujetados por acoplamientos, los daños/tensiones resultantes de que un componente sea mantenido por acoplamientos tienden a reducirse. En cambio, los componentes de armazón se mantienen mediante la pluralidad de tubos, que forman parte del armazón ensamblado. Ventajosamente, los tubos huecos pueden usarse para alojar, enrutar o transportar materiales y estructuras a través del armazón. Por ejemplo, los tubos 301 pueden usarse como tuberías de combustible para transportar combustible a través de la aeronave, como tuberías de aire para transportar aire de calefacción o refrigeración a través de la aeronave o para enrutar cables eléctricos y/o fibras ópticas.
Ventajosamente, las zonas de descansillo y otras características de un componente de armazón se mecanizan con alta precisión con respecto a un punto de referencia local que se define por las características que se usan para ubicar ese componente de armazón en la estructura de soporte. Por lo tanto, en el armazón ensamblado, las zonas de descansillo y otras características de los componentes de armazón tienden a ubicarse con precisión una con respecto a la otra. Esto tiende a facilitar la unión de otras estructuras de aeronave al armazón, tales como tuberías, dispositivos electrónicos, cableados o cables eléctricos, otros componentes estructurales de aeronave (tales como largueros) y el revestimiento externo de la aeronave. Además, los huecos o espacios entre los componentes de armazón tienden ventajosamente a minimizarse. El uso de cuñas para rellenar tales huecos o espacios tiende a reducirse o eliminarse.
Otra ventaja proporcionada por los métodos y aparatos descritos anteriormente es que pueden realizarse ensayos no destructivos y otros procesos en componentes de armazón individuales por separado. Esto tiende a ser difícil si, a diferencia del método descrito anteriormente, se mecanizan múltiples componentes de armazón como un conjunto en una plantilla de montaje.
Los métodos y aparatos descritos anteriormente tienden a reducir el tiempo y el costo de ensamblado del armazón. El uso de herramental costoso puede reducirse o eliminarse.
Los métodos de ensamblado descritos anteriormente tienden a ser ventajosamente flexibles a los cambios de tamaño y forma del fuselaje, por ejemplo.
El armazón ensamblado descrito anteriormente tiende a ser más ligero que los armazones hechos de metal tal como titanio, aluminio o aleaciones de los mismos.
Ventajosamente, los métodos y aparatos descritos anteriormente tienden a facilitar el uso de una estructura monocasco del revestimiento externo de la aeronave. Por ejemplo, mediante el uso de los sistemas y métodos anteriores, tiende a ser más fácil colocar o deslizar un revestimiento externo de una sola cubierta sobre el armazón.
Los métodos y aparatos descritos anteriormente tienden a facilitar el acondicionamiento de edificios. Por ejemplo, un primer componente de armazón puede cortarse a partir de un panel. Este primer componente de armazón puede medirse (p. ej., usando una máquina de medición de coordenadas (CMM)) para determinar un error implicado en la definición del componente y el proceso de corte. Algunos o todos los componentes de armazón que se cortan posteriormente del panel (preferiblemente al menos los componentes de armazón que se van a instalar en el primer componente de armazón) pueden modificarse para tener en cuenta el error determinado.
Los métodos y aparatos descritos anteriormente tienden a proporcionar que el armazón esté formado por materiales similares, es decir, se reduce o evita el uso de materiales diferentes. Esto tiende ventajosamente a reducir o eliminar la aparición de corrosión galvánica entre materiales diferentes. Además, esto tiende a reducir o eliminar la necesidad de tratamientos que mitiguen tal corrosión.
Cabe señalar que algunas de las etapas de proceso representadas en el diagrama de flujo de la figura 1 y descritas anteriormente pueden omitirse o tales etapas de proceso pueden realizarse en un orden diferente al presentado anteriormente y que se muestra en la figura 1. Además, aunque todas las etapas de proceso se han representado, por motivos de conveniencia y facilidad de comprensión, como etapas discretas y temporalmente secuenciales, no obstante, algunas de las etapas de proceso pueden de hecho realizarse simultáneamente o al menos superponerse en cierta medida temporalmente.
En las realizaciones anteriores, los componentes de armazón se forman a partir de paneles cosidos tridimensionales de Acrosoma (RTM). Sin embargo, en otras realizaciones, uno o más de los componentes de armazón se forman a partir de un material diferente, tal como a partir de materiales compuestos que tienen una estructura diferente, o a partir de un metal (p. ej., aluminio o titanio) o aleación.
En las realizaciones anteriores, los componentes de armazón se cortan a partir de paneles de material. Sin embargo, en otras realizaciones, uno o más de los componentes de armazón se producen de una forma diferente. Por ejemplo, en algunas realizaciones, uno o más componentes de armazón pueden mecanizarse a partir de una pieza forjada (p. ej., una pieza en bruto de metal o aleación).
En las realizaciones anteriores, en la etapa s14, la base y las porciones de extremo se retiran del armazón ensamblado. Sin embargo, en algunas realizaciones, una o ambas de las porciones de extremo y/o la base forman parte del armazón ensamblado y, como tal, no se retiran en la etapa s14.
En las realizaciones anteriores, el armazón comprende los bastidores sujetos entre sí, las almas de cizalladura y los tubos. Sin embargo, en otras realizaciones, el armazón puede incluir uno o más componentes adicionales en lugar o además de uno o más bastidores o almas de cizalladura. Los ejemplos de otros componentes de armazón que pueden incluirse en el armazón incluyen, aunque no de forma limitativa, largueros, quillas y vigas. Los otros componentes de armazón pueden producirse de la misma manera que los bastidores y almas de cizalladura. Los otros componentes de armazón pueden estar unidos al armazón mientras el armazón está montado en la estructura de soporte.
En las realizaciones anteriores, la estructura de soporte comprende dos tubos. Sin embargo, en otras realizaciones, la estructura de soporte comprende un número diferente de tubos, por ejemplo, más de dos tubos (p. ej., 2, 3, 4, 5 o más de 5 tubos).
En las realizaciones anteriores, la estructura de soporte comprende tubos. Sin embargo, en otras realizaciones, uno o más de los tubos se sustituye por un tipo diferente de miembro alargado, tal como una varilla, es decir, un miembro alargado sólido y no hueco.
En las realizaciones anteriores, la estructura de soporte comprende tubos que tienen secciones transversales circulares. Sin embargo, en otras realizaciones, uno o más de los tubos tienen una sección transversal no circular.
En las realizaciones anteriores, la estructura de soporte comprende dos porciones de extremo que retienen los tubos. Sin embargo, en otras realizaciones, la estructura de soporte comprende una o más porciones de retención de tubos adicionales, por ejemplo, una porción de retención de tubo intermedia que se puede colocar entre las dos porciones de extremo. La una o más porciones de retención de tubos pueden comprender orificios pasantes a través de los cuales se colocan los tubos.
En las realizaciones anteriores, se ensambla un armazón de una aeronave. Sin embargo, en otras realizaciones, se ensambla un bastidor o chasis de un tipo diferente de vehículo, por ejemplo, un vehículo terrestre o acuático.

Claims (11)

  1. REIVINDICACIONES
    i. Un método (100) para producir al menos parte de un bastidor estructural de un vehículo, comprendiendo el método:
    proporcionar una estructura de soporte, comprendiendo la estructura de soporte:
    una pluralidad de miembros alargados; y
    uno o más miembros de retención configurados para retener los miembros alargados; y
    (s10) montar una pluralidad de primeros componentes estructurales en la estructura de soporte acoplando los primeros componentes estructurales a los miembros alargados de manera que cada primer componente estructural ocupe una posición respectiva diferente a lo largo de los miembros alargados,
    en donde
    cada uno de los primeros componentes estructurales comprende una pluralidad de orificios pasantes; y el método comprende además:
    para cada primer componente estructural, acoplar esos primeros componentes estructurales a los miembros alargados comprende colocar cada miembro alargado a través de un orificio pasante respectivo de ese primer componente estructural; y en donde acoplar los primeros componentes estructurales a los miembros alargados de manera que cada primer componente estructural ocupe una posición respectiva diferente a lo largo de los miembros alargados comprende deslizar los primeros componentes estructurales a lo largo de los miembros alargados; y
    unir una pluralidad de segundos componentes estructurales a los primeros componentes estructurales, acoplando de este modo los primeros componentes estructurales entre sí para formar la al menos parte del bastidor estructural de un vehículo.
  2. 2. El método (100) de la reivindicación 1, en donde la al menos parte de un bastidor estructural de un vehículo es al menos una parte de un armazón de una aeronave.
  3. 3. El método (100) de la reivindicación 1 o 2, en donde los primeros componentes estructurales son bastidores o piezas estructurales transversales.
  4. 4. El método (100) de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en donde los segundos componentes estructurales son componentes seleccionados del grupo de componentes que consiste en almas de cizalladura, largueros, vigas y quillas.
  5. 5. El método (100) de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en donde unir la pluralidad de segundos componentes estructurales a los primeros componentes estructurales comprende unir un segundo componente estructural entre un par adyacente de primeros componentes estructurales.
  6. 6. El método (100) de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en donde un tamaño de cada orificio pasante es mayor que el tamaño de la sección transversal del miembro alargado que se coloca a través de ese orificio pasante.
  7. 7. El método (100) de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en donde los miembros alargados son tubos.
  8. 8. El método (100) de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, que comprende además:
    proporcionar la pluralidad de primeros componentes estructurales, que comprende:
    (s2) proporcionar uno o más paneles de un material; y
    (s6) cortar los primeros componentes estructurales del uno o más paneles.
  9. 9. El método (100) de la reivindicación 8, en donde, para un primer componente estructural:
    ese primer componente estructural comprende una o más características a través de las cuales ese primer componente estructural se monta en los miembros alargados; y
    la una o más características a través de las cuales se monta ese primer componente estructural en los miembros alargados definen un punto de referencia con respecto al cual se definen una o más características adicionales de ese primer componente estructural en el uno o más paneles.
  10. 10. El método (100) de la reivindicación 9, en donde:
    la una o más características a través de las cuales se monta ese primer componente estructural en los miembros alargados comprende uno o más orificios pasantes; y/o
    la una o más características adicionales de ese componente estructural comprende una o más características seleccionadas del grupo de características que consisten en orificios de sujeción, zonas de descansillo para recibir otros componentes estructurales y un borde de ese primer componente estructural.
  11. 11. El método (100) de cualquiera de las reivindicaciones 8 a 10, en donde cada uno del uno o más paneles comprende un material central intercalado entre capas opuestas para formar de este modo una estructura intercalada, estando la estructura intercalada cosida entre sí mediante puntadas que atraviesan un espesor de la estructura intercalada.
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