ES2563174T3

ES2563174T3 - Estructura tipo sándwich que tiene características de detención y método para fabricar la misma

Info

Publication number: ES2563174T3
Application number: ES10768664.4T
Authority: ES
Inventors: Charles R. Saff; John H. Fogarty; Haozhong Gu; Terry D. Richardson; Kevin M. Retz
Original assignee: Boeing Co
Current assignee: Boeing Co
Priority date: 2009-12-04
Filing date: 2010-10-12
Publication date: 2016-03-11
Anticipated expiration: 2030-10-12
Also published as: RU2012127691A; KR101829075B1; RU2540653C2; CA2782656C; JP2013512798A; US8955290B2; WO2011068592A1; US8992709B2; AU2010326674B2; AU2010326674A1; CN102639317A; US9216556B2; CA2782656A1; US20110135887A1; KR20120099662A; US20130129970A1; EP2507050A1; US20150183181A1; JP5788403B2; US20120193016A1

Abstract

Una estructura tipo sándwich compuesta (20), que comprende: primera y segunda láminas de revestimiento laminadas compuestas (24, 26); un núcleo (22) que incluye una pluralidad de segmentos de núcleo (28) intercalados entre la primera y segunda láminas de revestimiento (24, 26); y medios de detención (25) entre el núcleo (22) y cada una de la primera y segunda láminas de revestimiento (24, 26) para detener la propagación de una inconsistencia en la estructura, en donde el medio de detención (25) incluye una envoltura compuesta (32) que cubre los bordes (37) de cada uno de los segmentos de núcleo (28) y que incluye una porción intercalada entre el núcleo (22) y cada una de la primera y segunda láminas de revestimiento (24, 26).

Description

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DESCRIPCION

Estructura tipo sandwich que tiene caractensticas de detencion y metodo para fabricar la misma

La presente divulgacion se refiere en general a estructuras compuestas, y trata mas particularmente de una estructura tipo sandwich compuesto que tiene un nucleo segmentado y una caractenstica de detencion integral.

Un tipo de estructura compuesta utilizada en una variedad de aplicaciones comprende un nucleo intercalado entre un par de laminas de revestimiento compuestas, a veces referida estructura tipo sandwich. Donde el nucleo incluye multiples detalles basicos, tales como multiples segmentos de nucleo unidos entre sf, la estructura puede ser denominada como una "manta de nucleo". El nucleo en estas estructuras puede estar formado por cualquiera de diversos materiales incluyendo, pero sin limitarse a panales, espumas y balsa, por nombrar solo unos pocos. Las laminas de revestimiento se pueden formar a partir de multiples capas laminadas de una resina reforzada con fibra.

A veces se pueden producir inconsistencias dentro de las areas localizadas de las laminas de revestimiento de estas estructuras tipo sandwich. Por ejemplo, una lamina de revestimiento puede contener un vado, una abolladura o una porosidad que puede producirse en el momento en que se fabrica la lamina de revestimiento o mas tarde durante la vida de servicio de la estructura tipo sandwich. Por ejemplo, una lamina de revestimiento impactada por un objeto puede causar una falta de adherencia localizada o grieta que se produce en una o mas capas de la lamina de revestimiento. A no ser que sea detenida, una falta de adherencia o grieta puede extenderse o propagarse a areas fuera de la zona de impacto local.

Una solucion al problema consiste en la inclusion de subestructuras dentro del sandwich para limitar la propagacion de inconsistencias, sin embargo las subestructuras pueden ser relativamente costosas de fabricar y montar, y pueden anadir peso adicional a la estructura tipo sandwich. Ademas, las soluciones de subestructura conocidas estan disenadas espedficamente para limitar la propagacion de desjuntas o grietas, pero no pueden limitar ambas. Puede ser posible combinar varios disenos de subestructura con el fin de detener la propagacion de desjuntas y grietas, sin embargo, el uso de multiples subestructuras puede conducir a un diseno de estructura compuesta global que supera el peso objetivo presupuesto. Otra solucion al problema es la de limitar la tension de operacion aplicada a la estructura tipo sandwich, y realizar controles visuales periodicos de la integridad de la estructura, sin embargo, este enfoque puede no ser practico en algunas aplicaciones en donde las tensiones de operacion colocadas en la estructura tipo sandwich no pueden limitarse, y / o predecirse.

En consecuencia, hay una necesidad de una estructura tipo sandwich que tiene un nucleo de peso ligero pero robusto capaz de reducir o detener la propagacion de irregularidades que puedan ocurrir en la estructura, en particular como resultado de los impactos de objetos.

A partir del documento US 5154963 A se conoce un aparato de tabla de nido de abeja que tiene una hoja de tabla con una superficie exterior y un patron de agujeros de montaje en la hoja de tabla, y una lamina de revestimiento separada de la hoja de tabla por una primera distancia. Una seccion de nido de panal se encuentra entre la hoja de tabla y la lamina de revestimiento, siendo menos que al menos la mitad de la primera distancia. Una lamina de sellado esta dispuesta entre la hoja de tabla y la seccion del nucleo de nido de abeja a una segunda distancia de la hoja de tabla, que es mas pequena que la primera distancia, en el que una seccion de soporte de carga esta dispuesta entre la lamina de sellado y la hoja de tabla.

A partir del documento WO 01/36189 A1 se conoce una construccion tipo sandwich que incluye al menos una primera y una segunda placa y una capa de distancia intermedia. La capa de distancia incluye al menos un alambre formado, momento de elemento de distancia de fuerza, que esta adaptado en puntos de juntas que estan ubicados para estar escalonados con los primeros, respectivamente, las segundas placas hacia las superficies enfrentadas. El elemento de distancia se extiende en consecuencia hacia adelante y hacia atras entre las placas en varios angulos.

Es un objeto de la presente invencion proporcionar una estructura tipo sandwich mejorada que tenga un nucleo robusto ligero capaz de reducir la propagacion de irregularidades que puedan producirse en la estructura. Ademas, es un objeto de la presente invencion proporcionar un metodo de fabricacion de una estructura tipo sandwich mejorada que tenga un nucleo de peso ligero pero robusto capaz de reducir la propagacion de las irregularidades que puedan producirse en la estructura.

El objeto anterior se consigue mediante una estructura tipo sandwich compuesta de acuerdo con la reivindicacion 1 y un metodo de fabricacion de una estructura tipo sandwich compuesta de acuerdo con la reivindicacion 7.

SUMARIO

De acuerdo con las realizaciones descritas, una estructura tipo sandwich comprende un nucleo de peso ligero, segmentado que puede reducir o detener la propagacion de irregularidades que puedan producirse en la estructura, tal como los que resultan de un impacto de objeto en laminas de revestimiento durante el servicio. La estructura incluye una caractenstica de detencion que puede ser integrado facilmente y a bajo costo en el nucleo a lo largo de las juntas en donde los segmentos de nucleo se empalman. Ademas de la detencion de la propagacion de

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inconsistencias, la caractenstica de detencion puede mejorar la resistencia del nucleo, as^ como su resistencia estructural y a fractura y la capacidad de carga total de la estructura tipo sandwich.

De acuerdo con una realizacion descrita, se proporciona una estructura tipo sandwich compuesta que comprende un nucleo que incluye una pluralidad de segmentos de nucleo intercalados entre las laminas de revestimiento. Los medios de detencion se proporcionan entre el nucleo y cada una de las laminas de revestimiento para detener la propagacion de una inconsistencia en las laminas de revestimiento. Los medios de detencion incluyen una envoltura compuesta que cubre los bordes de los segmentos del nucleo incluye una porcion intercalada entre el nucleo y cada una de las laminas de revestimiento. Los medios de detencion pueden incluir ademas una correa compuesta que recubre las juntas entre los segmentos de nucleo, asf como una capa de adhesivo que une las envolturas a lo largo de las juntas.

De acuerdo con otra realizacion descrita, una estructura tipo sandwich compuesta que tiene detencion integral comprende un nucleo segmentado intercalado entre y unido a la primera y segunda laminas de revestimiento, compuestas de capas multiples. El nucleo incluye una pluralidad de segmentos de nucleo que son empalmados juntos a lo largo de las juntas entre sus bordes mutuos. La estructura tipo sandwich comprende ademas envolturas compuestas y tiras compuestas. Las envolturas cubren los bordes de cada uno de los segmentos de nucleo a lo largo de las juntas y pueden tener una seccion transversal en forma de C. Las envolturas en las secciones de nucleo adyacentes forman una forma de C en forma consecutiva ja lo largo de cada una de las juntas. Las tiras compuestas cubren, respectivamente, las juntas y estan intercaladas entre cada una de las envolturas y una de las laminas de revestimiento. Cada una de las envolturas puede cubrir tres lados adyacentes de uno de los segmentos de nucleo. Las envolturas adyacentes se pueden unir junto con una capa de adhesivo. Las envolturas y las tiras pueden comprender una resina reforzada con fibra.

De acuerdo a otra realizacion, se proporciona un metodo para fabricar una estructura tipo sandwich compuesta. El metodo comprende producir un nucleo mediante la formacion de juntas entre una pluralidad de segmentos de nucleo, e intercalar el nucleo entre primera y segunda laminas de revestimiento, que incluye unir el nucleo a cada una de las laminas de revestimiento. El metodo ademas comprende formar una caractenstica de detencion entre el nucleo y al menos una de las laminas de revestimiento a lo largo de cada una de las juntas. La formacion de la caractenstica de detencion puede incluir colocar una envoltura compuesta en cada uno de los segmentos de nucleo a lo largo de cada una de las juntas. La formacion de la caractenstica de detencion ademas puede incluir colocar una tira compuesta entre la envoltura y al menos una de las laminas de revestimiento.

En resumen, de acuerdo a un aspecto de la invencion se proporciona una estructura tipo sandwich compuesta que tiene detencion integral que incluye primera y segunda laminas de revestimiento compuestas de multiples capas; un nucleo segmentado intercalado entre y unido a la primera y segunda laminas de revestimiento, donde el nucleo incluye una pluralidad de segmentos de nucleo empalmados juntos a lo largo de las juntas entre sus bordes mutuos; y una caractenstica de detencion entre la primera y segunda laminas de revestimiento, extendiendose la caractenstica de detencion a lo largo de las juntas para detener la propagacion de una inconsistencia en la estructura.

De forma ventajosa, la estructura tipo sandwich compuesta en donde la caractenstica de detencion incluye envolturas compuestas que cubren los bordes de cada uno de los segmentos de nucleo a lo largo de las juntas, formando las envolturas de las secciones de nucleo adyacentes una seccion transversal en forma de C en forma consecutiva a lo largo de cada una de las juntas, y tiras compuestas respectivamente que cubren las juntas y estan intercalados entre cada una de las envolturas y una de la primera y segunda laminas de revestimiento.

De forma ventajosa la estructura tipo sandwich compuesta ademas incluye una capa de adhesivo que une adhesivamente las envolturas en cada lado de cada una de las juntas.

De forma ventajosa la estructura tipo sandwich compuesta, en la que: cada una de las envolturas y las tiras es una resina reforzada con fibra. De acuerdo a otro aspecto de la invencion se proporciona una estructura tipo sandwich compuesta, que incluye la primera y segunda laminas de revestimiento de multiples capas; un nucleo que incluye una pluralidad de segmentos de nucleo intercalados entre la primera y segunda laminas de revestimiento; y juntas que conectan los segmentos de nucleo juntos a lo largo de sus bordes, donde cada una de las juntas que incluye un par de envolturas compuestas respectivamente alrededor de los bordes de los segmentos de nucleo adyacentes, y un par de tiras compuestas respectivamente que engranan la primera y segunda laminas de revestimiento.

De forma ventajosa la estructura tipo sandwich compuesta, en la que: cada una de las envolturas recubre al menos una porcion de cada uno de los tres lados de uno de los segmentos de nucleo, y al menos porciones de cada una de las envolturas estan rebajadas dentro de un segmento de nucleo correspondiente.

De forma ventajosa la estructura tipo sandwich compuesta, en la que las porciones de cada una de las envolturas engranan la primera y segunda laminas de revestimiento.

De forma ventajosa la estructura tipo sandwich compuesta, en la que las envolturas estan dispuestas en forma

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consecutiva a lo largo de cada una de las juntas.

De forma ventajosa la estructura tipo sandwich compuesta, en la que cada una de las tiras esta posicionada entre las envolturas y una de la primera y segunda laminas de revestimiento.

De acuerdo a otro aspecto de la invencion, se proporciona un metodo para fabricar una estructura tipo sandwich compuesta para una aeronave, que incluye proporcionar una pluralidad de segmentos de nucleo; envolver tres lados de cada uno de los segmentos de nucleo a lo largo de los bordes de los segmentos de nucleo con una envoltura de resina compuesta reforzada con fibra; ensamblar los segmentos de nucleo envueltos en un nucleo que incluye formar juntas entre los segmentos de nucleo disponiendo los segmentos de nucleo en relacion de borde con borde y unir a tope las envolturas en los bordes adyacentes de los segmentos de nucleo; introducir una capa de adhesivo entre las envolturas a lo largo de cada una de las juntas; formar una pluralidad de tiras de desgarre compuestas; colocar una de las tiras de desgarre sobre las envolturas a lo largo de cada una de las juntas; ensamblar la estructura que incluye intercalar el nucleo, las envolturas y las tiras de desgarre entre las primera y segunda laminas de revestimiento; y curar la estructura ensamblada.

De acuerdo a aun otro aspecto de la invencion se proporciona una estructura tipo sandwich compuesta para una aeronave, que incluye un par de laminas de revestimiento compuestas de multiples capas, un nucleo intercalado entre y unido a las laminas de revestimiento, donde el nucleo incluye una pluralidad de segmentos de nucleo empalmados juntos en juntas a lo largo de sus respectivos bordes, donde cada uno de los segmentos de nucleo incluye un receso en las caras opuestas del mismo; a envoltura compuesta de resina reforzada con fibra envuelta alrededor de los tres lados de cada uno de los segmentos de nucleo, a lo largo de los bordes de los segmentos, donde cada una de las envolturas tiene una seccion transversal sustancialmente con forma de C y en la que las envolturas estan dispuestas en forma consecutiva a lo largo de cada una de las juntas; una capa de adhesivo entre las envolturas en cada una de las juntas; y tiras de desgarre compuestas de resina reforzada con fibra intercaladas entre las envolturas y las laminas de revestimiento a lo largo de cada una de las juntas, extendiendose una porcion de cada una de las envolturas mas alla de las laminas de desgarre y estando intercaladas entre el nucleo y una de las laminas de revestimiento, en donde las envolturas y las tiras estan dispuestas dentro de los recesos en los segmentos de nucleo.

Las realizaciones divulgadas satisfacen la necesidad de una estructura tipo sandwich compuesta y un metodo para producir la misma que pueden superar las limitaciones de las estructuras tipo sandwich existentes proporcionando al mismo tiempo un nucleo segmentado que puede exhibir una resistencia mejorada, y que incluye una caractenstica de detencion integral que puede limitar la propagacion de irregularidades en las laminas de revestimiento.

La FIGURA 1 es una ilustracion de un diagrama de bloques funcional de una estructura tipo sandwich compuesta que tiene una caractenstica de detencion integral.

La FIGURA 2 es una ilustracion de una vista en perspectiva de una estructura tipo sandwich que tiene un nucleo segmentado y una caractenstica de detencion integral.

La FIGURA 3 es una ilustracion de una vista en seccion tomada a lo largo de la lmea 3-3 en la FIGURA 2.

La FIGURA 4 es una ilustracion del area designada como "A" en la FIGURA 3.

La FIGURA 5 es una ilustracion de un diagrama de flujo que muestra las etapas de un metodo para producir una estructura tipo sandwich que tiene una caractenstica de detencion integral.

Las FIGURAS 6A-6F son ilustraciones utiles para explicar un metodo de produccion de la estructura tipo sandwich que se ilustra en las FIGURAS 1-4.

La FIGURA 7 es una ilustracion de una vista en seccion de un borde de uno de los segmentos de nucleo en el que se han formado los procesos.

La FIGURA 8 es una ilustracion de una vista en seccion en despiece que muestra un metodo de produccion alternativo de la estructura tipo sandwich.

La FIGURA 9 es una ilustracion de una vista en seccion de una porcion de una estructura tipo sandwich que muestra una forma alternativa de la caractenstica de detencion.

La FIGURA 10 es una ilustracion similar a la FIGURA 9 pero que muestra otra realizacion de la caractenstica de detencion.

La FIGURA 11 es una ilustracion de un diagrama de flujo de la metodologfa de produccion y servicio de la aeronave.

La FIGURA 12 es una ilustracion de un diagrama de bloques de una aeronave.

Haciendo referencia primero a las FIGURAS 1 y 2, las realizaciones divulgadas se refieren a una estructura tipo sandwich compuesta 20 que comprende un nucleo segmentado 22 intercalado entre y unido a la primera y segunda laminas de revestimiento 24, 26. El nucleo 22 incluye una pluralidad de segmentos de nucleo 28 empalmados juntos a lo largo de sus bordes mutuos 37 para formar juntas 30. En la realizacion ilustrada, las juntas 30 se extienden sustancialmente ortogonales, sin embargo son posibles otras geometnas. Tambien, si bien la estructura tipo sandwich 20 se muestra como sustancialmente plana, la misma puede incluir curvas o contornos (no mostrados) para adaptarse a la aplicacion particular.

La estructura tipo sandwich 20 incluye una caractenstica de detencion 25 a lo largo de las juntas 30, que esta

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dispuesto entre los segmentos de nucleo adyacentes 28, y entre las laminas de revestimiento 24, 26. Como se debatira mas abajo en mas detalle, la caractenstica de detencion 25 puede funcionar para detener la propagacion de una o mas inconsistencias localizadas (no mostradas) en la estructura tipo sandwich 20, tal como una falta de adherencia o grieta en cualquiera de las laminas de revestimiento 24, 26 como resultado de, por ejemplo y sin limitacion, un objeto (no mostrado) que impacta en una superficie exterior 26a de una de los laminas de revestimiento 26. Como se usa en este documento "area incompatible","inconsistencia" y "inconsistencias" se refieren a un area localizada en el sandwich compuesto 20 que, pueden estar fuera de las tolerancias de diseno. La inconsistencia puede comprender por ejemplo y sin limitacion, un vado, un hueco, una grieta o una porosidad que puede producir en el momento en que la estructura tipo sandwich compuesta 20 se fabrica o mas tarde durante la vida de servicio de la estructura tipo sandwich 20. Ademas, la caractenstica de detencion 25 puede proporcionar al nucleo 22 una resistencia adicional y/o formar trayectorias de carga alternativas a traves de la estructura tipo sandwich 20.

Tambien haciendo referencia ahora a las FIGURAS 3 y 4, la caractenstica de detencion 25 puede comprender un par de envolturas compuestas 32, un par de tiras de desgarre compuestas 34, y una capa 36 de adhesivo entre las envolturas adyacnetes32. Cada una de las envolturas 32 en general tiene forma de C en seccion transversal, e incluye tres patas 32b y 32c respectivamente que cubren tres lados 33 de cada uno de las secciones de nucleo 28, a lo largo de los bordes externos 37 de la seccion de nucleo 28. Dependiendo de la aplicacion, las envolturas 32 pueden tener formas de seccion transversal distintas de una forma en C. Las envolturas en forma de C 32 estan dispuestas en relacion consecutiva y se unen entre sf por la capa de adhesivo 36 que se extiende sustancialmente a traves de todo el espesor del nucleo 22. En la realizacion ilustrada, cada uno de los segmentos de nucleo 28 incluye un receso 35 en las caras exteriores 33a del mismo. Las patas 32b, 32c de cada una de las envolturas 32 son recibidas dentro de los recesos 35 de manera que las laminas de revestimiento 24, 26 se encuentran sustancialmente planas sobre las caras exteriores 33a de los segmentos de nucleo 28.

Como se observa mejor en la FIGURA 4, cada una de las patas 32b, 32c incluye una seccion decreciente hacia fuera o inclinada 40, y un extremo exterior 42 que se extiende sustancialmente paralelo a y se acopla con una correspondiente lamina de revestimiento 24, 26. Los extremos externos42 de las patas 32c estan intercalados entre la seccion de nucleo 28 y una de las laminas de revestimiento 24, 26, cada uno de los cuales puede comprender multiples capas compuestas laminadas 38.

Las tiras de desgarre compuestas 34 se extienden a lo largo de la junta 30 y estan intercalados entre una de las laminas de revestimiento 24, 26 y las patas 32b, 32c de las envolturas 32. Como se observa mejor en la FIGURA4, cada una de las tiras 34 esta dentro de uno de los recesos 35 para permitir que las laminas de revestimiento 24, 26 se encuentren sustancialmente planas. Como se debatira mas abajo, en otras realizaciones, los segmentos de nucleo 28 no pueden proporcionarse con recesos 35, en cuyo caso las laminas de revestimiento 24, 26 pueden incluir areas levemente elevadas (no mostradas) donde las laminas de revestimiento 24, 26 cubren las envolturas 32 y las tiras 34. Las tiras de desgarre 34 pueden funcionar para detener la propagacion de irregularidades tal como grietas en la estructura 20 i en la direccion a traves del espesor de la estructura 20.

Las envolturas 32 y tiras de desgarre 34 pueden comprender cada una capa de compuesto laminada, tal como, sin limitacion, una resina epoxi reforzada fibra de vidrio que puede estar en la forma de una cinta unidireccional. Las tiras 34 pueden incluir desniveles de capas 34a que corresponden a la seccion ahusada 40 de la envoltura 32. El extremo exterior 42 de cada una de las envolturas 32 se extiende una distancia "D” mas alla de los bordes exteriores 34b de cada una de las tiras 34, de modo que los extremos 42 de cada una de las envolturas 32 estan unidas directamente a la capa mas interna 38a de una de los laminas de revestimiento 24, 26. La extension de los extremos de envoltura 32 mas alla de las tiras de desgarre 34 puede ayudar en la orientacion de la propagacion de posibles faltas de adherencia a lo largo de una trayectoria deseada que conduce a la detencion.

A partir de lo anterior puede apreciarse que las envolturas 32 y las tiras 34 estan unidas directamente a las laminas de revestimiento 24, y que los segmentos de nucleo 28 estan fijos a las laminas de revestimiento 24 a traves de las envolturas 32 y las tiras 34. Ademas, como se observa mejor en la FIGURA 3, las secciones de nucleo adyacentes 28 se empalman juntas mediante la capa adhesiva 36 que une las envolturas adyacentes 32, y por las tiras 34 que se extienden entre y estan unidas a las envolturas adyacentes 32.

Ahora se hace referencia a la FIGURA 5 y FIGURAS 6A-6F que ilustran las etapas para fabricar una estructura tipo sandwich compuesta tal como aquella que se muestra en las FIGS 1-4. Comenzando en la etapa 44 (FIGURA 5)se proporciona el numero deseado de segmentos de nucleo 28 donde cada uno puede comprender, como se describio previamente, cualquiera de los diversos materiales y construcciones, incluyendo, pero sin limitarse a los panales, espumas y balsa, asf como una combinacion de estos y otros materiales. En la etapa 46, los bordes perifericos 37 (FIGURAS 3 y 4) de cada uno de los segmentos de nucleo 28 pueden mecanizarse, segun se desee para formar los recesos 35 en los segmentos de nucleo 28.

A continuacion, como se muestra en la etapa 48 en la FIGURA 5 y en la FIGURA 6A, una capa. 62 de adhesivo puede aplicarse opcionalmente a los lados exteriores 33 de cada uno e los segmentos de nucleo 28 con el fin de ayudar en retencion de las envolturas 32 en su lugar durante la etapa de procesamiento posterior. En la etapa 50

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(FIGURA 5) una tira 64 (FIGURA 6A) de material compuesto es plegada a lo largo de los bordes exteriores 37 de cada uno de los segmentos de nucleo 28, para cubrirtres lados 33 del segmento de nucleo 28, como se muestra en la FIGURA 6C. Como se ha senalado anteriormente, las capas 62 de adhesivo pueden ayudar en la retencion de la envoltura 32 en su estado plegado cubriendo los tres lados 33 durante la etapa de procesamiento posterior.

A continuacion, como se muestra en la etapa 52 en la FIGURA 5, una capa de adhesivo adecuado 36 se aplica a los bordes envueltos 37 de los segmentos de nucleo 28, y en particular a las patas 32a de cada envoltura 32. En la etapa 54, los segmentos de nucleo 28 son ensamblados para formar la configuracion que se muestra en la FIGURA 2, llevando los bordes 37 de los segmentos de nucleo 38 a tope entre st Las FIGURAS 6D y 6E ilustran los segmentos de nucleo envueltos 28 despues de la finalizacion de la etapa 52. Hay que senalar aqm, que debido a que se las envolturas 32 y las tiras 34 integran en el nucleo 22 en un estado no curado, la estructura ensamblada 20 se puede formar antes del curado en partes curvas o contorneadas si se desea.

A continuacion, como se muestra en la etapa 56 en la FIGURA 5, las tiras 34 se colocan sobre envolturas adyacentes 32, recubriendo las juntas 30, como se muestra en la FIGURA 6F. En la etapa 58 en la FIGURA 5, las laminas de revestimiento 24, 26 se pueden aplicar sobre los segmentos de nucleo ensamblados 28, que tambien se muestra en la FIGURA 6F. Por ultimo, en la etapa 60 en la FIGURA 5, las partes constitutivas de la estructura tipo sandwich ensamblada 20 pueden ser co-curadas para formar una estructura integrada. El proceso de produccion que se describe mas arriba y sobre todo el proceso de montaje, se pueden llevar a cabo por trabajo a mano o pueden ser automatizados total o parcialmente por maquinas (no mostrado).

En la realizacion que se ilustra en las FIGURAS 6A-6F no se ha formado un receso 35 en los segmentos de nucleo 28. De ese modo, en esta realizacion, las laminas de revestimiento 24, 26 puede estar ligeramente elevadas en la zona de las juntas 30. Como se menciono previamente, sin embargo y como se muestra en la FIGURA 7, puede ser posible formar recesos 35 en los segmentos de nucleo 28 para acomodar el espesor combinado de las envolturas 32 y las tiras 34 por mecanizado; las caras exteriores 33a de los segmentos de nucleo 28 a lo largo de los bordes exteriores 37 a una profundidad "d", donde “d” es sustancialmente igual al espesor combinado de las tiras 34 y las patas 32b de las envolturas 32 (vease la FIGURA 4).

La FIGURA 8 ilustra una estructura tipo sandwich 20 similar a aquella que se describe mas arriba, pero que puede fabricarse mediante una realizacion alternativa del metodo descrito. En esta realizacion, la caractenstica de detencion 25 comprende un par de envolturas32, un par de tiras 34 y una capa de adhesivo 36, que son preensambladas antes del montaje de los segmentos de nucleo 28 y las laminas de revestimiento 24, 26. En esta realizacion, la caractenstica de detencion 25, que tiene forma similar en seccion transversal a la de la caractenstica de detencion 25 descrito anteriormente, se puede pre-ensamblar como una bandeja sin curar, usando material preimpregnado. El caractenstica pre-ensamblado 25 puede entonces ser instalado entre los segmentos de nucleo 28 a medida que los segmentos de nucleo 28 estan siendo ensamblados en el nucleo 22. Despues del montaje del nucleo 22, las laminas de revestimiento 24, 26 se pueden aplicar al nucleo 22, y la estructura ensamblada 20 puede entonces ser curada. En otras realizaciones, dependiendo de la aplicacion, la caractenstica de detencion 25 puede ser pre-curado, en cuyo caso se puede unir a los segmentos de nucleo 28 y laminas de revestimiento 24, 26 con un adhesivo de union que se cura unto con los segmentos de nucleo 28 y laminas de revestimiento 24, 26.

En algunas realizaciones, puede no ser necesario utilizar las envolturas 32 y las tiras 34. Por ejemplo, como se muestra en la FIGURA, 9, en una realizacion alternativa de la estructura tipo sandwich 20a, puede ser posible lograr la detencion adecuada a traves del uso de tiras de desgarre 34 que estan intercaladas entre los segmentos de nucleo 28 y las laminas de revestimiento 24, 26, que recubre las juntas 30. En este ejemplo, las tiras 34 se embuten en los segmentos de nucleo 28, y la capa de adhesivo 36 une los segmentos de nucleo contiguos 28 a lo largo de la junta 30.

La FIGURA 10 ilustra otra realizacion de una estructura tipo sandwich 20b en la que la detencion deseada puede lograrse a traves del uso de envolturas 32 unidas por la capa 36 de adhesivo. En este ejemplo, los segmentos de nucleo adyacentes 28 estan unidos entre sf a traves de envolturas 32 y el adhesivo 36, mientras que las longitudes completas de las patas externas 32b, 32c de las envolturas 32 estan unidas a las laminas de revestimiento 24, 26. Las envolturas consecutivas 32 forman parte integral del nucleo 22 que refuerza las juntas 30 y forma un refuerzo periodico entre el nucleo 22 y las laminas de revestimiento 24, 26 que pueden ayudar a reducir la propagacion de inconsistencias tales como faltas de adherencia en las laminas de revestimiento 24, 26.

Las realizaciones de la descripcion pueden encontrar uso en una variedad de aplicaciones potenciales, particularmente en la industria del transporte, incluyendo por ejemplo aplicaciones de la industria automotriz, aeroespacial, y marina. Por lo tanto, haciendo referencia ahora a las FIGURAS 11 y 12, las realizaciones de la descripcion se pueden utilizar en el contexto de un metodo de fabricacion y servicio de aeronave 68 como se muestra en la Figura 11 y una aeronave 70 como se muestra en la Figura 12. Durante la pre-produccion, el metodo ilustrativo 68 puede incluir la especificacion y diseno 72 de la aeronave 70 y adquisicion de material 74, durante la cual la estructura tipo sandwich divulgada 20 puede ser especificada para su uso en la aeronave 70. Durante la produccion, se lleva a cabo la fabricacion de componentes y subensamblajes 76 e integracion del sistema 78 de la aeronave 70. El metodo descrito se puede utilizar durante los procesos 76, 78 para fabricar y ensamblar los

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componentes que incorporan la estructura tipo sandwich divulgada 20.

A partir de entonces, la aeronave 70 puede pasar por certificacion y entrega 80 con el fin de ser puesta en servicio 82. Mientras esta en servicio por un cliente, el avion 70 esta programada para el mantenimiento y servicio de rutina 84 (que tambien puede incluir modificacion, reconfiguracion, remodelacion, y as^ sucesivamente). El metodo descrito puede ser utilizado para producir las estructuras tipo sandwich que estan instaladas en la aeronave como parte del mantenimiento y servicio 84.

Cada uno de los procesos del metodo 68 se pueden realizar o llevar a cabo mediante un integrador de sistemas, un tercero, y / o un operador (por ejemplo, un cliente). A los efectos de esta descripcion, un integrador de sistema puede incluir, sin limitacion, cualquier numero de fabricantes de aviones y subcontratistas importante del sistema; un tercero puede incluir, sin limitacion, cualquier numero de proveedores, subcontratistas y proveedores; y un operador puede ser una lmea aerea, comparua de arrendamiento, entidad militar, organizacion de servicio, y asf sucesivamente.

Como se muestra en la FIGURA 12, la aeronave 70 producida por el metodo ilustrativo 68 puede incluir un fuselaje 86 con una pluralidad de sistemas 94 y un interior 90. Los ejemplos de sistemas de alto nivel 94 incluyen uno o mas de un sistema de propulsion 92, un sistema electrico 94, un sistema hidraulico 96, y un sistema ambiental 98. Cualquier numero de otros sistemas puede ser incluido. Aunque se muestra un ejemplo aeroespacial, los principios de la descripcion pueden ser aplicados a otras industrias, tales como las industrias marina, automotriz y construccion.

Los sistemas y metodos incorporados en este documento pueden ser empleados durante una cualquiera o mas de las etapas del metodo de produccion y servicio 68. Por ejemplo, los componentes o subensamblajes que utilizan la estructura divulgada tipo sandwich correspondiente al proceso de produccion 76 pueden fabricarse de una manera similar a los componentes o subensamblajes producidos mientras la aeronave 70 esta en servicio. Ademas, una o mas de las realizaciones descritas se pueden utilizar durante las etapas de produccion 76 y 78, por ejemplo, "acelerando sustancialmente el montaje de o reduciendo el costo de una aeronave 70. De manera similar, una o mas de las formas de realizacion, o una combinacion de las mismas puede utilizarse mientras la aeronave 70 esta en servicio, por ejemplo y sin limitacion, para el mantenimiento y servicio 184.

Aunque las realizaciones de esta descripcion se han descrito con respecto a ciertas realizaciones ejemplares, debe entenderse que las formas de realizacion espedficas son para fines de ilustracion y no de limitacion, tal como otras variaciones se les ocurriran a los expertos en la tecnica.

Claims

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

REIVINDICACIONES

1. Una estructura tipo sandwich compuesta (20), que comprende:

primera y segunda laminas de revestimiento laminadas compuestas (24, 26);

un nucleo (22) que incluye una pluralidad de segmentos de nucleo (28) intercalados entre la primera y segunda laminas de revestimiento (24, 26); y

medios de detencion (25) entre el nucleo (22) y cada una de la primera y segunda laminas de revestimiento (24, 26) para detener la propagacion de una inconsistencia en la estructura, en donde el medio de detencion (25) incluye una envoltura compuesta (32) que cubre los bordes (37) de cada uno de los segmentos de nucleo (28) y que incluye una porcion intercalada entre el nucleo (22) y cada una de la primera y segunda laminas de revestimiento (24, 26)
2. La estructura tipo sandwich compuesta de la reivindicacion 1, en donde cada una de las envolturas (32) en general tiene forma de C en seccion transversal y cubre tres lados (33) de uno de los segmentos de nucleo (28).
3. La estructura tipo sandwich compuesta de cualquier reivindicacion precedente, en donde los segmentos de nucleo (28) se empalman juntos a lo largo de las juntas (30) entre sus respectivos bordes (37), y

el medio de detencion (25) incluye una envoltura compuesta (32) que cubre los bordes (37) de cada uno de los segmentos de nucleo (28) en las juntas (30).
4. La estructura tipo sandwich compuesta de cualquier reivindicacion precedente, en donde el medio de detencion (25) ademas incluye una tira compuesta (34) que recubre cada una de las juntas (30) e intercalada entre las envolturas adyacentes (32) y una de la primera y segunda laminas de revestimiento (24, 26).
5. La estructura tipo sandwich compuesta de cualquier reivindicacion precedente, en donde el medio de detencion (25) incluye una capa (36) de adhesivo que une las envolturas. (32) en las juntas (30).
6. La estructura tipo sandwich compuesta de cualquier reivindicacion precedente, en donde el medio de detencion 425) incluye una tira compuesta (34) que recubre cada una de las juntas (30).
7. Un metodo para fabricar una estructura tipo sandwich compuesta que comprende:

producir un nucleo (22) mediante la formacion de juntas (30) entre una pluralidad de segmentos de nucleo (28);

intercalar el nucleo (22) entre la primera y segunda laminas de revestimiento (24, 26), que incluye unir el nucleo (22) a cada una de las laminas de revestimiento (24, 26); y

formar una caractenstica de detencion (25) entre el nucleo (22) y al menos una de las laminas de revestimiento (24, 26) a lo largo de cada una de las juntas (30), en donde la formacion de la caractenstica de detencion (25) incluye colocar un miembro compuesto (32) en los margenes (37) de cada uno de los segmentos de nucleo (28) a lo largo de cada una de las juntas (30).
8. El metodo de la reivindicacion 7, en donde la colocacion de una envoltura compuesta (32) en cada uno de los segmentos de nucleo (28) a lo largo de cada una de las juntas (30) incluye formar la envoltura (32) sobre al menos porciones de cada uno de los tres lados (33) de cada uno de los segmentos de nucleo (28).
9. El metodo de la reivindicacion 7 o 8, en donde la formacion de una caractenstica de detencion (25) incluye colocar una tira compuesta (34) entre la envoltura (32) y al menos una de las laminas de revestimiento (24, 26).
10. El metodo de cualquiera de las reivindicaciones 7 a 9, en donde la formacion de una caractenstica de detencion (25) incluye aplicar una capa (36) de adhesivo entre las envolturas (32) sobre los segmentos de nucleo adyacentes (28).