(El Bueno) Elementos Estructurales

5/13/2018 (El Bueno) Elementos Estructurales - slidepdf.com

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INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL

ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA MECANICA Y ELECTRICA

UNIDAD PROFESIONAL TICOMAN

Profesor: CARPINTEYRO MONTELONGO MARIO

Elementos estructurales en una aeronave

3am1

Alumno:

Rivera fragoso keevyn fernando



Objetivo:

Que el alumno logre identificar los distintos tipos de elementos estructurales

que conforman una aeronave asi como su funcionamiento, careacteristicas,

ubicacion dentro de la aeronave etc.

Marco Teórico:

Las partes por las cuales esta conformada una aeronave se clasifican por

distintas manera como por ejemplo:

Desde el punto de vista de su función, podemos dividir las partes de un avión

en tres grupos:

1) Grupo ESTRUCTURAL o CÉLULA

2) Grupo MOTOPROPULSOR

3) Grupo de SISTEMAS AUXILIARES

1) GRUPO ESTRUCTURAL o CÉLULA

Agrupa las partes del avión que desempeñan las funciones de sustentación,albergue de la tripulación, pasaje y carga, y amortiguamiento del aterrizaje.

En este grupo estructural o célula distinguimos:

a) El grupo Planeador

b) El Tren de Aterrizaje

El grupo Planeador está compuesto por:

- Las alas (función de sustentar)

- El fuselaje (función de albergar a las personas y a la carga)

- El sistema estabilizador (función de estabilizar el avión en vuelo)

- Las superficies de mando (función de dirigir el avión en vuelo)

b) El Tren de Aterrizaje:

Su función es amortiguar la toma de tierra y dirigir la trayectoria del

avión en el suelo. Existen diversos tipos de trenes de aterrizajes: Fijos,Retráctiles, de Amerizaje (hidroaviones), con esquís (sobre nieve).

2) GRUPO MOTOPROPULSOR

Proporciona al avión la potencia (motores de hélice) o empuje



(motores de reacción) necesario para despegar del suelo, mantenerlo en el

aire y acelerarlo.Su función es vencer las resistencias que se oponen al

avance de la aeronave.

El grupo motopropulsor puede estar compuesto por uno o más

motores convencionales de pistón, por uno o más motores turbohélices, o poruno o más motores a reacción.

3) GRUPO DE SISTEMAS AUXILIARES

El grupo de Sistemas Auxiliares cumple dos cometidos:

a) Permitir las funciones primarias del avión (control, gobierno y seguridad)

b) Proporcionar confort al pasaje y a la tripulación

a) Para el control, gobierno y seguridad de la aeronave, se dispone de:

- Sistema eléctrico

- Sistema de combustible

- Sistema hidráulico

- Sistema neumático- Sistema de oxígeno

b) Para proporcionar confort al pasaje y tripulación, se dispone de:

- Sistema de Aire Acondicionado

- Sistema de Presurización

No todos los aviones están dotados de todos los sistemas. Según la actividad

que vaya a desarrollar el avión y según los motores del mismo, se dispondránlos sistemas necesarios. Así, mientras que los sistemas eléctrico y de

combustible son necesarios en todos los aviones, los sistemas de

presurización y de oxígeno sólo son precisos en aviones que vuelen por

encima de 12.000 pies, o el sistema neumático sólo es necesario en aviones

con motores turbohélices o de reacción (en los que es posible obtener aire a

presión).

La figura que aparece a continuación muestra las partes de una aeronave C-

130 Hércules,.



DESARROLLO:

ELE M E NT OS ESTRUCTUR A LES DE UNA A ERONAVE

La función del ala es producir sustentación y soportar cargas, por lotanto, su forma y estructura desde el punto de vista estructural se deberá

comportar como una viga capaz de resistir esfuerzos, y entre ellos:

Cargas aerodinámicas. (sustentación y

resistencia). Cargas debidas al empuje o

tracción del motor. Reacción debidas al

tren de aterrizaje.

Esfuerzos debidos a la deflexión de las superficies móviles.

LOS C O M PO NE N T E S P RI N CI P AL E S DE U N ALA

Cada componte que integra la sección del ala se clasifica de acuerdo consu función con respecto al funcionamiento del aeronave estas se



clasificaran en componentes primarios y componentes secundarios.

COMPO N E N TES PRIMAR I OS

Costillas

Revestimie

nto

Herrajes

COMPO N E N TES S EC U ND ARIO

FALSAS

COSTILLAS

LARGUILLERO

REFUERZOS



FUNCI O N PRI N CIPAL D E LOS ELEMEN T OS

ES T RU C T URAL E S

L a rgue r o : Es una viga que se extiende a lo largo del ala. Es el componente

principal desoporte de la estructura. Soporta los esfuerzos de flexión y torsión.

C o s t ill a: Miembro delantero y posterior de la estructura del ala, da formaal perfil y transmite la carga del revestimiento a los largueros.

Rev e s t im ie n t o : Su función es otorgar una forma aerodinámica al ala,ayudando a que su resistencia estructural aumente.

H er r ajes : Son componentes de metal empleados para unirdeterminadas secciones del ala. De su cálculo depende buena parte de la

resistencia estructural del ala. Resisten esfuerzos, vibraciones ydeflexiones.

L arg u erillo s Son miembros longitudinales de las alas a lo largo de lasmismas que transmiten la carga soportada por el recubrimiento a lascostillas del ala.

Alm a: Es una placa delgada que soportada por ángulos de refuerzo yestructura, suministra gran resistencia al corte.

LARGUER O SLas fuerzas que soporta el ala varían a lo largo de la envergadura, por locual los largueros pueden ser de sección variable a lo largo de ésta, conlo se consigue disminuir el peso estructural.

Forma de la sección transversal del larguero: Depende de la forma delperfil, su altura, la resistencia exigida y el material empleado.



S e cc ió n re cta ngular: Es macizo, económico y sencillo.

Se cc ió n I: Posee una platabanda inferior y superior unidas mediante el alma.

Se cc ió n c a n al : Soporta mejor los esfuerzos que el rectangular, sinembargo es inestable bajo cargas de corte. Se lo utiliza solo como largueroauxiliar.

S e cc ió n d o b le T: Tiene buena resistencia a la flexión y es liviano.

S e cc ió n I co mpue s t a: Tiene la platabanda inferior y superior delmismo material, mientras que el alma es de diferente material y se fija alas platabandas mediante remachado.

Largueros de Armadura

Las dos platabandas se unen entre sí con elementos diagonales y overticales que pueden estar vinculados por remachado o soldado, que

constituyen el alma del larguero.



Largueros de Alma Llena

Las platabandas se unen con una chapa que forma el alma, en el caso quesea muy alta debe incluir refuerzos verticales para aumentar la estabilidadde la chapa.

Normalmente se agujerea el alma (agujero de alivianamiento), paradisminuir su peso, para facilitar el acceso para las tareas demantenimiento y para pasar tuberías y cables.

Los agujeros deben permitir el paso de una mano cerrada por lo tanto sudiámetro no debe ser inferior a los 120 mm.

En vuelo normal la platabanda superior está sometida a compresiónmientras que la inferior a tracción y el alma trabaja al corte.

COSTI LL AS

Las costillas son elementos transversales del ala y también

transversales a los largueros. Cumplen dos funciones:

dar forma y curvatura al contorno del ala, y añadir rigidez y resistencia alconjunto. Hay dos formas de construir las costillas: de chapa o mecanizadas.Las costillas de chapa,están construi- das con un espesor no muy grande, yse usan habitualmente en aviación ligera. Las mecanizadas se fabrican en

máquinas a partir de grandes planchas de material y su uso está enfocadohacia la aviación comercial.



F USELA JE

Partes de la

Costilla Nervio

superior Nervio

inferior

Alma (si es metálica sesuele hacer estampada)proporciona rigidez pordeformaciones verticalesy diagonales.

Fuselaje reticular o tubular: Se fabrica a partir de tubos de acero o de madera,soldados, que van formando la estructura principal del avión en forma de huso.En esta estructura encontramos las cuadernas que son los elementos másimportantes que conforman y dan rigidez a la estructura; los largueros que unenlas cuadernas y que son largos tubos horizontales que recorren gran parte delavión; y las diagonales, que dan rigidez al conjunto largueros-cuadernas.

Esa estructura de tubos se cubre más tarde con lona, o en otras ocasiones conplanchas metálicas o de madera, de tal forma que el fuselaje adquiereexternamente una forma aerodinámica y uniforme. Este recubrimiento no añaderesistencia estructural sino que son las cuadernas, largueros y diagonales los quesoportan todas las cargas en vuelo y tierra



En la fabricación del fuselaje se debe tener en cuenta estos esfuerzos ydiseñarlo de tal forma que los aguante. El piloto debe conocer esos límitesestructurales y a qué esfuerzos puede estar sometido nuestro avión. Los

tres esfuerzos básicos son la tracción, compresión y esfuerzoscortantes. Y sus combinaciones son: flexión,torsión y esfuerzos de contacto.

TRACCIÓN COMPRESIÓN ESFUERZOSCORTANTES

CONCLUSION:

Se logro alcanzar el objetivo planteado el cual fueidentificar y conocer propiedades asi como laubicación de distintos elementos estructurales deuna aeronave se logro conocer el por que se usaneste tipo de estructuras en ciertas partes del avión,el tipo de material de las cuales están fabricadostambién dentro de la teoría se abarco en generalcomo se dividen las partes de un avión.

BIBLIOGRAFIA:

Libro:AIRCRAFT STRUCTURES

Autor: Megson T H G

http://aviation-safety.net/database/record.php?id=19900610-1• http://www.raes.org.uk/raes/first/airworthiness/GRP/BAC111.pdf

• http://virtualskies.arc.nasa.gov/aeronautics/tutorial/intro.html

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