Componentes estructurales de aeronaves

Las principales estructuras de las aeronaves son las alas, el fuselaje y el empenaje. Las principales superficies de control de vuelo, ubicadas en las alas y el empenaje, son los alerones, los elevadores y el timón. Estas partes están conectadas por costuras, llamadas juntas.

Todas las juntas construidas con remaches, pernos o sujetadores especiales son juntas traslapadas. Los sujetadores no se pueden usar en juntas en las que los materiales que se van a unir no se superponen, por ejemplo, juntas a tope, en T y de borde. Un borde biselado es un tipo de junta de traslape que se hace cuando dos superficies metálicas se unen entre sí de tal manera que se superponen.

Las piezas internas de los aviones se fabrican de cuatro formas: fresado, estampado, doblado y extrusión. El metal de una pieza fresada se transforma de fundido a forjado primero dándole forma y luego grabándolo químicamente o moliéndolo. Una pieza estampada se recoce, se coloca en una prensa de formación y luego se vuelve a tratar con calor.

Las piezas dobladas son hechas por mecánicos de láminas de metal utilizando los procedimientos de diseño y tolerancia de doblado. Una extrusión es una pieza de avión que se forma forzando el metal a través de un troquel preformado. Las formas forjadas resultantes se utilizan como largueros, largueros, largueros o canales. Para que el metal se extruya, doble o forme, primero debe volverse maleable y dúctil mediante recocido. Después de la operación de formación, el metal se vuelve a tratar térmicamente y se endurece por envejecimiento.

Alas de Airbus

Aquí en el Reino Unido y, en particular, en las instalaciones de Airbus en el norte de Gales, nuestra experiencia se centra en la fabricación de alas para aviones. Las alas de los aviones deben ser lo suficientemente fuertes para soportar las fuerzas positivas del vuelo, así como las fuerzas negativas del aterrizaje. Las alas de metal son de dos tipos: Semicantilever y full voladizo. Las alas semivoladizas o arriostradas se utilizan en aviones ligeros. Están sostenidos externamente por puntales o cables voladores que conectan el larguero del ala al fuselaje. Un ala en voladizo completo generalmente está hecha de un metal más resistente. No requiere refuerzos ni soportes externos. La piel lleva parte del estrés del ala. Las partes comunes a ambos diseños de alas son los largueros, las nervaduras de compresión, las nervaduras anteriores, los largueros, las placas de tensión y los refuerzos. puntas de las alas y pieles de las alas.

Airbus en Broughton emplea a más de 5.000 personas, principalmente en fabricación, pero también en funciones de ingeniería y soporte, como adquisiciones y finanzas.

Largueros de ala

Se utilizan dos o más largueros en la construcción de un ala. Llevan la carga longitudinal principal, de tope a punta, del ala. Tanto el larguero como una costilla de compresión conectan el ala al fuselaje.

Costillas de compresión

Las nervaduras de compresión soportan la carga principal en la dirección del vuelo, desde el borde de ataque hasta el borde de salida. En algunos aviones, la nervadura de compresión es una pieza estructural de tubería que separa dos largueros principales. La función principal de la nervadura de compresión es absorber la fuerza aplicada al larguero cuando la aeronave está en vuelo.

Costillas anteriores

Una nervadura anterior, que está hecha de metal ligero, se une a los largueros y al revestimiento del ala para darle al ala su forma aerodinámica. Las costillas anteriores se pueden clasificar como costillas de la nariz, costillas del borde de fuga y costillas medias que se extienden hacia adelante y hacia atrás entre el larguero delantero y trasero del ala. Los formadores no se consideran miembros estructurales primarios.

Largueros

Los largueros están hechos de láminas delgadas de aleación de aluminio extruido o moldeado a mano. Corren de adelante hacia atrás a lo largo del fuselaje y desde el extremo del ala hasta la punta del ala. Remachar la piel del ala tanto al larguerillo como a las costillas le da al ala una fuerza adicional.

Placas de estrés

Las placas de tensión se utilizan en las alas para soportar el peso del tanque de combustible. Algunas placas de tensión están hechas de metal grueso y otras son de metal delgado corrugado para mayor resistencia. Las placas de tensión generalmente se mantienen en su lugar mediante largas filas de tornillos para metales, con tuercas autoblocantes, que se enroscan en canales especialmente montados. La canalización de la placa de tensión está remachada a los largueros y costillas de compresión.

refuerzos

Los refuerzos, o placas de refuerzo, se utilizan en aeronaves para unir y reforzar miembros estructurales que se cruzan. Las cartelas se utilizan para transferir esfuerzos de un miembro a otro en el punto donde se unen los miembros.

Puntas de ala

La punta del ala, el extremo exterior del ala, tiene dos propósitos: suavizar aerodinámicamente el flujo de aire de la punta del ala y darle al ala un aspecto acabado.

Pieles de alas

Las pieles de las alas cubren las partes internas y proporcionan un flujo de aire suave sobre la superficie del ala. En las alas en voladizo completo, las pieles soportan tensión. Sin embargo, todos los revestimientos de las alas deben tratarse como estructuras primarias, ya sea que estén sobre superficies arriostradas o en voladizo completo.

Montajes de fuselaje.

El más grande de los componentes estructurales de las aeronaves, hay dos tipos de fuselajes metálicos de aeronaves: monocasco completo y semimonocasco. El fuselaje monocasco completo tiene menos partes internas y una piel más sometida a esfuerzos que el fuselaje semimonocasco, que utiliza refuerzos internos para obtener su resistencia.

El fuselaje monocasco completo generalmente se usa en aviones más pequeños, porque la piel estresada elimina la necesidad de larguerillos, anillos anteriores y otros tipos de arriostramiento interno, aligerando así la estructura del avión.

El fuselaje semimonocasco deriva su fuerza de las siguientes partes internas: mamparos, largueros, vigas de quilla, puntales de arrastre, soportes del cuerpo, anillos anteriores y largueros.

Mamparos

Un mamparo es una partición estructural, generalmente ubicada en el fuselaje, que normalmente corre perpendicular a la viga de la quilla o los largueros. Algunos ejemplos de ubicaciones de mamparos son donde los largueros de las alas se conectan al fuselaje, donde los domos de presurización de la cabina están asegurados a la estructura del fuselaje y en las puertas de entrada de carga o pasajeros de la cabina.

Longerons y vigas de quilla

Los largueros y las vigas de la quilla realizan la misma función en el fuselaje de un avión. Ambos transportan la mayor parte de la carga viajando hacia adelante y hacia atrás. La viga de la quilla y los largueros, las secciones más fuertes de la estructura del avión, atan su peso a otras partes del avión, como los motores, las celdas de combustible y los trenes de aterrizaje.

Puntales de arrastre y otros accesorios

Los puntales de arrastre y los accesorios de soporte del cuerpo son otros miembros estructurales principales. Los puntales de arrastre se utilizan en grandes aviones a reacción para unir el ala a la sección central del fuselaje. Los accesorios de soporte del cuerpo se utilizan para soportar las estructuras que forman las secciones de vigas de mamparo o piso.

Los antiguos anillos y largueros del fuselaje no son miembros estructurales primarios. Se utilizan antiguos anillos para dar forma al fuselaje. Los largueros del fuselaje que corren hacia adelante y hacia atrás se utilizan para amarrar los mamparos y

antiguos anillos.

Sección de Empenaje de Aeronaves

El empenaje es la sección de cola de un avión. Se compone de un estabilizador horizontal, elevador, estabilizador vertical y timón. La sección de empenaje convencional contiene el mismo tipo de piezas que se utilizan en la construcción de un ala. Las partes internas de los estabilizadores y sus controles de vuelo están hechos con largueros, costillas, larguerillos y pieles.

Además, las secciones de la cola, como las alas, pueden estar reforzadas externa o internamente.

Estabilizador horizontal y elevador

El estabilizador horizontal está conectado a una superficie de control principal, es decir, el ascensor. El elevador hace que la nariz de la aeronave se incline hacia arriba o hacia abajo. Juntos, el estabilizador horizontal y el elevador proporcionan estabilidad sobre el eje horizontal de la aeronave. En algunas aeronaves, el estabilizador horizontal se hace móvil mediante un conjunto de gato de tornillo que permite al piloto compensar la aeronave durante el vuelo.

Estabilizador vertical y timón

El estabilizador vertical está conectado al extremo posterior del fuselaje y le da estabilidad a la aeronave sobre el eje vertical. Conectado al estabilizador vertical está el timón, cuyo propósito es hacer girar la aeronave sobre su eje vertical.

alerones

Los elevadores y los timones son los controles de vuelo principales en la sección de cola. Los alerones son controles de vuelo primarios conectados a las alas. Ubicados en la parte exterior del ala, permiten que la aeronave gire sobre el eje longitudinal.

Cuando el alerón derecho se mueve hacia arriba, el izquierdo baja, lo que hace que el avión se desplace hacia la derecha. Debido a que esta acción crea una fuerza tremenda, los alerones deben construirse de tal manera que la resistan.

Se necesitan controles de vuelo distintos de los tres principales en aeronaves de alto rendimiento. En las alas de un jet de fuselaje ancho, por ejemplo, hay hasta trece controles de vuelo, incluidos alerones, flaps y spoilers de alta y baja velocidad.

Flaps y alerones

Los flaps aumentan la sustentación para el despegue y el aterrizaje. Los flaps internos y externos, en el borde de fuga del ala, viajan desde arriba, que es una posición de flujo aerodinámico neutral, hasta abajo, lo que hace que el aire se acumule y cree sustentación. Los flaps de borde de ataque (flaps Krueger y flaps de inclinación variable) aumentan el tamaño de la cuerda del ala y, por lo tanto, permiten que la aeronave despegue o aterrice en una pista más corta. Los spoilers, ubicados en la sección central a lo ancho, tienen dos propósitos. Ayudan a los alerones de alta velocidad a girar la aeronave durante el vuelo y se utilizan para eliminar la sustentación aerodinámica durante el aterrizaje al abrirse en el aterrizaje.

Pestañas de ajuste

Conectados a los controles de vuelo primarios hay dispositivos llamados pestañas de ajuste. Se utilizan para realizar ajustes finos en la trayectoria de vuelo de una aeronave. Los compensadores están construidos como alas o alerones, pero son

considerablemente más pequeño.