Manual de Estructuras

 

MANUAL DE ESTRUCTURAS AERONAUTICAS.

COMPONENTES ESTRUCTURALES DEL AVIÓN

Las estructuras mayores del avión, son las alas, fuselaje y empenaje. Las superficies de control de vuelo primario, ubicado en las alas y empenaje son los alerones y rudder (timón de dirección). Estas partes son conectadas mediante costuras llamadas uniones.

A.- UNIONES Todas las uniones construidas, usando remaches, pernos o sujetadores especiales son uniones sobre puestas. Los sujetadores NO pueden ser usados en uniones en el cual los materiales a ser unidos no se van a sobreponer  –  por  por ejemplo uniones de borde, en forma de “T” y empalme (/butt). Un borde unido (Fig.1-1) es un tipo de unión sobre puesta hecha cuando 2 superficies metálicas son juntadas una con otra de tal manera que se sobre pone.

FIG.1-1 Las partes internas del avión son fabricados de 4 maneras. Fresado, estampado, doblado y extrusión (alargamiento). El metal de una parte fresada es transformada de un fundido a forjado, dándole forma primero y luego rectificando o grabando químicamente. Una parte sellada es recocida, en una fresa de forjado y vuelto a calentar. Las partes dobladas son hechas por los mecánicos estructuristas , los que usan  procedimientos de trazado y tolerancia de doblez.

 

Una extrusión es una parte del avión que es formada por material que es forzado a través de un dado con forma pre determinada. Los forjados resultantes son usados como, largueros, larguerillos, longerones o canales. La figura 1-2, muestra una selección de forma extruida usadas para la construcciones de muchas partes internas del avión. Para que los materiales sean extruidos, doblados o forjados primero deben ser recocidos para que se vuelvan maleables y dúctiles. Despúes de la operación de forjado, el metal se vuelve a calentar y endurecido.

FIG. 1-2 Extruded Shapes B.- ALAS 1.- Generalidade Generalidades. s.

El ala del avión tiene que ser lo suficientemente fuerte para soportar las fuerzas positivas del vuelo. Así como las fuerzas negativas del aterrizaje. Las alas metálicas son de 2 tipos, semi cantiléver y cantiléver completo. Las alas semi cantilever o riostradas (braced) son usadas en aviones livianos. Son sujetadores externamente por amortiguadores (struss) y alambres de vuelo que conectan el larguero del ala al fuselaje. Una ala cantiléver (Fig.1-3) es hecha generalmente de un metal más fuerte. No requiere riostra o soporte externo. El revestimiento lleva parte de la tensión del ala. Las partes

 

comunes a ambos diseños de ala son los largueros de compresión, larguerillos, placas de tensión, esquineros, puntas de ala y revestimiento de ala. (FIG. 1-4)

FIG. 1-3 Full Cantilever wing

 

  FIG. 1-4 Internal parts of a wing. 2.- LARGUEROS.

Dos o más largueros son usados en la construcción de un ala. Llevan la carga longitudinal  principal del ala (empalme a punta) El larguero y costilla de compresión conecta el ala al fuselaje. 3.- COSTILLAS DE COMPRESION.

Estas llevan la carga principal en la dirección de vuelo desde el borde de ataque al borde de salida. En algunos aviones la costilla de compresión es una pieza estructural de tubo que separa 2 largueros principales. La función principal de la costilla de compresión es absorber la fuerza aplicada al larguero cuando el avión esta en vuelo. 4.- COSTILLAS FALSAS.

Una costilla falsa, la cual es hecha de metal liviano, se junta a los larguerillos y revestimientos del ala para dar al ala su forma aerodinámica. Las costillas falsas pueden clasificarse como costilla de nariz, costilla de borde de ataque y costilla de medias que van adelante y detrás entre el larguero delantero y posterior del al ala. a. Las FALSAS FALSAS no son consideradas elementos estructurales primarios.

 

  5.- LARGUERILLOS. 

Los larguerillos son hechas de láminas delgadas de aleación de aluminio, forjada a mano o  por extrusión. Van de adelante hacia atrás a lo largo del fuselaje y de la unión (butt) del ala a la punta del ala .Remachada al revestimiento del ala, el larguerillo y costillas dan al ala fuerza adicional. 6.- PLACAS DE TENSION.

Las placas de tensión son usadas en las alas para soportar el peso del tanque de combustible. Algunas placas de tensión son hechas de metal grueso y algunas de metal delgado corrugado para tener fuerza. Las placas de tensión son mantenidas generalmente en su sitio por larga filas de tornillos maquinados con tuerca de auto seguro, que se enroscan en canales instalados especialmente. La placa de tensión acanalada es remachada a los largueros y costillas de compresión. 7.- ESQUINEROS.

Los esquineros o placas de esquinas, son usadas en el avión para unir y reforzar los elementos estructurales de intersección. Los esquineros son usados para transferir las tensiones de un elemento a otros en el punto donde los elementos se unen. 8.- PUNTA DE ALA.

La punta del ala, El extremo exterior del ala, tiene dos propósitos ,dar forma aerodinámica al ala para que el aire fluya en forma suave por la punta y darle un buen acabado al ala. 9.- REVESTIMIENTO DEL ALA

El revestimiento del ala cubre la parte interna y proporciona un flujo de aire suave, sobre la superficie del ala. En alas cantiléver, el revestimiento lleva la tensión sin embargo todos los revestimiento del ala deben tratarse como estructuras primarias estén ya sea en superficies cantiléver completa o con riostra.

C.- CONJUNTO DEL FUSELAJE 1.- Generalidade Generalidades. s.

Hay dos tipos de fuselaje de avión. Monocasco, y el semimonocasco. El fuselaje monocasco tiene pocas partes internas y un revestimiento mas altamente tensionado que el fuselaje semimonocasco, el cual utiliza riostras (bracing) interno para obtener su fuerza.

 

El fuselaje monocasco es generalmente utilizado en aviones pequeños debido a que revestimiento tensionado elimina la necesidad de larguerillos, anillos falsos y otros tipos de soportes internos, aliviando de este modo la estructura del avión. El fuselaje semimonocasco deriva su fuerza de las siguientes partes internas. Mamparos, largueros, viga de quilla, riostras de arrastre, soportes de cuerpo, anillos falsos y larguerillos.(Fig.1-5)

FIG. 1-5 Semimonocoque fuselaje structural components 2.- MAMPAROS.-

Un mamparo es una división estructural, ubicada generalmente en el fuselaje, la cual corre normalmente en forma perpendicular a la viga de la quilla, o longerones . Unos cuantos ejemplos de ubicaciones de mamparo están los largueros del ala se conectan al fuselaje donde los domos de presurización de la cabina son asegurados a la estructura de fuselaje o puertas de entrada de carga. 3.- LONGERONES Y VIGA DE QUILLA.

Los longerones y la viga de quilla efectúan la misma función en el fuselaje de un avión . Ambos llevan el peso de la carga que va de adelante hacia atrás. Los longerones y la viga de quilla, las secciones más fuertes de la estructura del avión, atan sus pesos a otras partes del avión tal como motores tanques y tren de aterrizaje.

 

4.- RIOSTRAS DE ARRASTRE Y OTRO TIPO DE FITTINGS.

Las riostras de arrastre y fittings de soporte del cuerpo son otros elementos de estructura  primaria. Las riostras son usadas en aviones Jets grandes para amarrar el ala a la sección central del fuselaje. Los fittings del soporte del cuerpo son usados para sujetar las estructuras que forman las secciones de muñón del piso o mamparos. Los anillos falsos y larguerillos del fuselaje no son elementos estructurales primarios. Los anillos falsos son usados para dar forma al fuselaje. Los larguerillos del fuselaje que van desde adelante a atrás son usados para unir los mamparos y anillos falsos.

D.- SECCION DE EMPENAJE 1.- GENERALIDADES.

El empenaje es la sección de cola de un avión. Consiste de un estabilizador horizontal, elevador, estabilizador vertical y rudder. (Fig. 1.6) . La sección de empenaje convencional contiene el mismo tipo de parte usadas en la construcción de un ala. Las partes internas del estabilizador y sus controles de vuelo son hechos de largueros, costillas y revestimientos. También la sección de cola, como las alas, pueden ser riostradas (braced) interna y externamente. 

FIG. 1-6 Empennage

 

 

2.- ELEVADOR Y ESTABILIZADOR HORIZONTAL.

El estabilizador horizontal está conectado a una superficie de control primario, es decir, el elevador. El elevador hace que la nariz del avión haga un “pitch” hacia arriba o abajo. Conjuntamente, el elevador elevador y el estabilizador horizontal que proporcione la estabilidad del eje horizontal del avión. En algunos aviones el estabilizador horizontal se mueve por medio de un conjunto jack-screw ( tornillo sin fin ) el cual permite al piloto compensar (trim) el avión durante el vuelo. 3.- RUDDER Y ESTABILIZADOR VERTICAL.

El estabilizador vertical es colocado al extremo posterior del fuselaje y da estabilidad al avión alrededor del eje vertical , conectados al estabilizador vertical está el Rudder, el  propósito del cual es girar el avión alrededor de su eje vertical.

E.- CONTROL DE VUELO  1.- ALERONES.

Los elevadores rudders son controles de vuelo primario en la sección del empenaje. Los alerones son controles de vuelo primarios conectados a las alas. Ubicado en la parte externa del ala, permitirán que el avión gire alrededor de su eje longitudinal. Cuando el alerón derecho es movido hacia arriba, el izquierdo va hacia abajo, causando por lo tanto que el avión gire ( roll ) a la derecha Porque esta sección crea una fuerza tremenda, el avión debe ser constituido de tal manera que lo sostenga /soporte. Los otros controles de vuelo, que los tres primarios son necesitados en aviones de alta  performance. En las alas de un jet de fuselaje ancho, por ejemplo hay tantos como 13 controles de vuelo incluyendo spoilers, flaps y aviones de alta y baja velocidad. 2.- FLAPS Y SPOILERS.

 

Los Flaps del ala ala aumentan la sustentación para el decolaje y aterrizar. Los flaps internos y externos , en el borde de salida del ala, recorrido de full up que está en la posición flujo aerodinámico neutro, a full abajo, haciendo que el aire se apile y crear sustentación (lift) . Los leading edge flaps krueger flaps y los camber flaps y los flaps curvados de la fig 1-7 aumenta el tamaño de la cuerda del ala y permite que el avión decole o aterrice en una pista más corta. Spoilers ubicados en la sección central de la envergadura, Sirve para dos propósitos ayudar a los alerones de alta velocidad en el giro del avión durante el vuelo y son usados para eliminar la sustentación aerodinámica durante el aterrizaje abriéndose en el aterrizaje. 3.- TRIM TABS.

Conectados a los controles de vuelo primario hay unos dispositivos llamados trim tabs (aletas de compensación) son usados para hacer ajustes finos al paso del vuelo de un avión . las aletas de compensación son construidos igual que las alas o alerones pero son considerablemente más pequeñas.

 

ESTRUCTURAS AERONAUTICAS.

MANUALES TECNICOS -  -  -  -  - 

AIRCRAFT MAINTENANCE MANUAL (AMM) STRUCTURAL REPAIR MANUAL (SRM) ILUSTRATED PART CATALOGUE (IPC) REPARACIONES MAYORES (OVH) OVERHAUL WIRING DIAGRAM

ASOCIACION DE TRANSPORTE AEREO BLOQUES ATAS I GENERALIDADES 5-12 II SISTEMAS 20-49 III ESTRUCTURAS 51-57

51 Generalidades 52 DOOR’S 

53 FUSELAJE 54 NACELLE AND PYLON 55 STABILIZER 56 WINDOWS 57 WINGS IV POWER PLANT 70 - 91

TIPOS DE ESTRUCTURAS DE UNA AERONAVE PRIMARIAS - SECUNDARIAS – A PRUEBA DE FALLA.

 

ESTRUCTURA GENERICA DEL AVION

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