De Wikipedia, la enciclopedia libre
Saltar a navegación Saltar a búsqueda
Fuselaje de un Boeing 737 mostrado en marrón

En la aeronáutica , el fuselaje ( / f Ju z əl ɑ ʒ / ; del francés fuselé "en forma de huso") es una aeronave sección de cuerpo principal 's. Tiene capacidad para tripulación , pasajeros o carga . En las aeronaves monomotores, también suele contener un motor , aunque en algunas aeronaves anfibias el monomotor está montado en un pilón unido al fuselaje, que a su vez se utiliza como casco flotante . El fuselaje también sirve para posicionar el mandoy superficies de estabilización en relaciones específicas con las superficies de elevación , que se requieren para la estabilidad y maniobrabilidad de la aeronave.

Tipos de estructuras [ editar ]

Estructura de fuselaje de armadura de tubo soldado Piper PA-18

Estructura de celosía [ editar ]

Este tipo de estructura todavía se utiliza en muchos aviones ligeros que utilizan armaduras de tubos de acero soldados . También se puede construir una estructura de fuselaje de celosía de madera, a menudo cubierta con madera contrachapada. Las estructuras de caja simples se pueden redondear mediante la adición de largueros ligeros soportados, lo que permite que la cubierta de tela forme una forma más aerodinámica o más agradable a la vista.

Construcción geodésica [ editar ]

La estructura del fuselaje del fuselaje geodésico está expuesta por daños de batalla

Barnes Wallis utilizó elementos estructurales geodésicos para Vickers británicos entre guerras y en la Segunda Guerra Mundial para formar la totalidad del fuselaje, incluida su forma aerodinámica. En este tipo de construcción, se enrollan múltiples larguerillos de tiras planas alrededor de los formadores en direcciones espirales opuestas, formando una apariencia similar a una cesta. Este resultó ser ligero, fuerte y rígido y tenía la ventaja de estar hecho casi en su totalidad de madera. En el Vickers Warwick se utilizó una construcción similar con aleación de aluminio.con menos materiales de los que se necesitarían para otros tipos de estructuras. La estructura geodésica también es redundante y, por lo tanto, puede sobrevivir a daños localizados sin fallas catastróficas. Una tela que cubría la estructura completó el caparazón aerodinámico (ver el Vickers Wellington para un ejemplo de un gran avión de guerra que usa este proceso). La evolución lógica de esto es la creación de fuselajes utilizando madera contrachapada moldeada, en la que se colocan múltiples láminas con la veta en diferentes direcciones para dar el tipo monocasco a continuación.

Concha monocasco [ editar ]

El Van's Aircraft RV-7 de construcción semi-monocasco.

En este método, la superficie exterior del fuselaje también es la estructura principal. Una forma temprana típica de esto (ver Lockheed Vega ) se construyó usando madera contrachapada moldeada , donde las capas de madera contrachapada se forman sobre un "tapón" o dentro de un molde . Una forma posterior de esta estructura utiliza tela de fibra de vidrio impregnada con poliéster o resina epoxi, en lugar de madera contrachapada, como piel. Una forma simple de esto que se usa en algunos aviones construidos por aficionados utiliza plástico rígido de espuma expandida como núcleo, con una cubierta de fibra de vidrio, lo que elimina la necesidad de fabricar moldes, pero requiere más esfuerzo en el acabado (ver Rutan VariEze ). Un ejemplo de un avión de madera contrachapada moldeada más grande es el de Havilland Mosquitocaza / bombardero ligero de la Segunda Guerra Mundial . Ningún fuselaje de revestimiento de madera contrachapada es verdaderamente monocasco, ya que los elementos de refuerzo se incorporan a la estructura para transportar cargas concentradas que, de otro modo, deformarían el revestimiento delgado. El uso de fibra de vidrio moldeada con moldes negativos ("hembra") (que dan un producto casi terminado) es frecuente en la producción en serie de muchos planeadores modernos . El uso de compuestos moldeados para estructuras de fuselaje se está extendiendo a grandes aviones de pasajeros como el Boeing 787 Dreamliner (que utiliza moldeo a presión en moldes hembra).

Semi-monocasco [ editar ]

Fuselaje seccionado que muestra marcos, largueros y piel, todos hechos de aluminio.

Este es el método preferido para construir un fuselaje totalmente de aluminio . Primero, una serie de marcos con la forma de las secciones transversales del fuselaje se mantienen en posición sobre un accesorio rígido . Estos marcos se unen luego con elementos longitudinales livianos llamados largueros . Estos a su vez se recubren con una piel de chapa de aluminio, adheridos mediante remaches o pegándolos con adhesivos especiales. Luego, el accesorio se desmonta y se retira de la carcasa del fuselaje completa, que luego se equipa con cableado, controles y equipo interior, como asientos y compartimentos de equipaje. La mayoría de los aviones grandes modernos se construyen utilizando esta técnica, pero utilizan varias secciones grandes construidas de esta manera que luego se unen consujetadores para formar el fuselaje completo. Como la precisión del producto final está determinada en gran medida por el costoso accesorio, esta forma es adecuada para la producción en serie, donde se van a producir muchos aviones idénticos. Los primeros ejemplos de este tipo incluyen el avión civil Douglas Aircraft DC-2 y DC-3 y el Boeing B-17 Flying Fortress . La mayoría de las aeronaves ligeras de metal se construyen utilizando este proceso.

Tanto el monocasco como el semi-monocasco se denominan estructuras de "piel estresada", ya que toda o una parte de la carga externa (es decir, de las alas y el empenaje, y de masas discretas como el motor) es absorbida por el revestimiento de la superficie. Además, toda la carga de la presurización interna es transportada (como tensión de la piel ) por la piel externa.

La proporción de cargas entre los componentes es una elección de diseño dictada en gran medida por las dimensiones, la resistencia y la elasticidad de los componentes disponibles para la construcción y si un diseño está destinado o no a "auto-jigging", que no requiere un accesorio completo para la alineación.

Materiales [ editar ]

Vista interior del fuselaje de madera cubierto de tela de un Fisher FP-202 .

Los primeros aviones se construyeron con armazones de madera cubiertos con tela. A medida que los monoplanos se hicieron populares, los marcos de metal mejoraron la resistencia, lo que finalmente condujo a aviones con estructura totalmente metálica, con cubiertas metálicas para todas sus superficies exteriores; esto fue pionero en la segunda mitad de 1915 . Algunos aviones modernos están construidos con materiales compuestos para las principales superficies de control, alas o todo el fuselaje, como el Boeing 787. En el 787, permite niveles de presurización más altos y ventanas más grandes para la comodidad de los pasajeros, así como un peso más bajo para reducir los costos operativos. . El Boeing 787 pesa 1,500 lb (680 kg) menos que si fuera un ensamblaje completamente de aluminio. [ cita requerida ]

Windows [ editar ]

Los parabrisas de la cabina del Airbus A320 deben resistir golpes de pájaros de hasta 350 kt y están hechos de vidrio reforzado químicamente . Por lo general, se componen de tres capas o láminas, de vidrio o plástico: las dos interiores tienen un grosor de 8 mm (0,3 pulgadas) cada una y son estructurales, mientras que la capa exterior, de unos 3 mm de espesor, es una barrera contra daños por objetos extraños y abrasión , a menudo con un revestimiento hidrófobo . Debe evitar el empañamiento dentro de la cabina y descongelar desde -50 ° C (-58 ° F). Esto se hacía anteriormente con cables delgados similares a la ventana trasera de un automóvil, pero ahora se logra con una capa transparente de nanómetros de espesor deóxido de indio y estaño que se asienta entre las capas, es conductor de electricidad y, por lo tanto, transmite calor. El vidrio curvado mejora la aerodinámica, pero los criterios de visión también necesitan cristales más grandes. El parabrisas de la cabina se compone de 4 a 6 paneles de 35 kg (77 lb) cada uno en un Airbus A320 . Durante su vida útil, un avión promedio pasa por tres o cuatro parabrisas , y el mercado se comparte de manera uniforme entre los fabricantes de equipos originales y el mercado de repuestos con márgenes más altos . [1]

Las ventanas de la cabina , hechas de vidrio acrílico estirado mucho más liviano que el vidrio , consta de varios paneles: uno exterior construido para soportar cuatro veces la presión máxima de la cabina, uno interior para redundancia y un panel de raspaduras cerca del pasajero. El acrílico es susceptible a agrietarse  : aparece una red de grietas finas pero se puede pulir para restaurar la transparencia óptica , la eliminación y el pulido generalmente se realizan cada 2 a 3 años para las ventanas sin recubrimiento. [1]

Integración de alas [ editar ]

" Ala volante aviones", tales como el Northrop YB-49 ala de vuelo y el Espíritu bombardero Northrop B-2 no tienen fuselaje separada; en cambio, lo que sería el fuselaje es una parte engrosada de la estructura del ala.

Por el contrario, ha habido una pequeña cantidad de diseños de aviones que no tienen ala separada, pero usan el fuselaje para generar sustentación. Los ejemplos incluyen los diseños experimentales de cuerpos de elevación de la Administración Nacional de Aeronáutica y del Espacio y el Vought XF5U-1 Flying Flapjack .

Un cuerpo de ala mezclado puede considerarse una mezcla de los anteriores. Lleva la carga útil en un fuselaje produciendo sustentación. Un ejemplo moderno es el Boeing X-48 . Uno de los primeros aviones que utilizó este enfoque de diseño es el Burnelli CBY-3 , cuyo fuselaje tenía forma de perfil aerodinámico para producir sustentación.

Galería [ editar ]

  • Parte trasera interior del nivel principal del pasajero en un Airbus A340 , que muestra el mamparo trasero y la abertura de la puerta.

  • Áspera Boeing 747 interior del fuselaje

  • Fuselaje de un CubCrafters Carbon Cub

  • El fuselaje puede ser corto y aparentemente poco aerodinámico , como en este Christen Eagle

  • Esquema del fuselaje del planeador

Ver también [ editar ]

  • Estructura de avión
  • Empenaje
  • Arte de la nariz
  • Accidentes e incidentes de aviación

Referencias [ editar ]

  1. ↑ a b Alex Derber (28 de noviembre de 2016). "¿Qué ventanas de cabina de pasajeros tendrán los futuros aviones de pasajeros?" . Dentro de MRO . Semana de la aviación.

Enlaces externos [ editar ]

  • Página de la NASA sobre fuselaje
  • Instituto de Diseño de Aeronaves y Estructuras Ligeras (IFL)
  • Jörg Fuchte, Björn Nagel, Volker Gollnick (2012). "Disposición automática del sistema de fuselaje utilizando reglas de diseño basadas en el conocimiento" (PDF) . Vestido de DLR .Mantenimiento de CS1: utiliza el parámetro de autores ( enlace )
  • MN Roelofs, TU Delft (5 de julio de 2016). Estimación de masa de fuselaje ovalado compuesto semi-analítico (tesis).