Estructura
Los
aviones más conocidos y usados por el gran público son los aviones de
transporte de pasajeros, aunque la aviación general y la aviación deportiva se
encuentran muy desarrolladas sobre todo en los Estados Unidos. No todos los
aviones tienen la misma estructura, aunque tienen muchos elementos comunes. Los
aviones de transporte usan todos una estructura semimonocasco de materiales
metálicos o materiales compuestos formada por un revestimiento, generalmente de
aluminio que soporta las cargas aerodinámicas y de presión y que es rigidizado
por una serie de elementos estructurales y una serie de elementos
longitudinales. Hasta los años 30 era muy frecuente la construcción de madera o
de tubos de aluminio revestidos de tela.
Las
estructuras de los aparatos de aviación ligera o deportiva se hacen cada vez
más de fibra de vidrio y otros materiales compuestos.
Los principales componentes de los aviones
son:
Superficies de sustentación
Una
superficie de sustentación es cualquier superficie diseñada para obtener una
fuerza de reacción cuando se encuentra en movimiento relativo con respecto al
aire que la rodea, dos ejemplos de superficies de sustentación son las alas de
los aviones o la hoja de una hélice.
Alas
![](https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEgJgo0lY2JjczLrS4FQ4shODJhe8b_0Ou4e9zSrdAvAl8QLi0MVv8mxkS-18aPlLtpMHEKT3zKH9VMtZ-w17gcA2ozppl4LZSoN8wNxrQxv9Eob_Jk3quyUMyAGQnl1-RDDjnqg2d8hzLx9/s1600/31.jpg)
Las partes más importantes de
un ala son:
a)
Borde de ataque. Es la parte del ala que encara al viento cuando el avión se
encuentra en vuelo, normalmente tiene una forma redondeada.
b)
Borde de salida. Es la parte trasera del ala y es la última sección que pasa a
través del aire, su forma normalmente es delgada y aplanada.
c)
Comba. Es la curvatura de un ala, va desde el borde de ataque hasta el borde de
salida.
Algunos
tipos de fuselajes:
1:
Para vuelo subsónico.
2:
Para vuelo supersónico de alta velocidad.
3:
Para vuelo subsónico con góndola de gran capacidad.
4:
Para vuelo supersónico de gran maniobrabilidad.
5:
Para hidroavión.
6:
Para vuelo hipersónico.
El
fuselaje es el cuerpo del avión al que se encuentran unidas las alas y los estabilizadores
tanto horizontales como verticales. Su interior es hueco, para poder albergar
dentro a la cabina de pasajeros y la de mandos y los compartimentos de carga.
Su tamaño, obviamente, vendrá determinado por el diseño de la aeronave.
Superficies de control
En
determinadas partes de un vuelo la configuración del ala se hace variar
mediante las superficies de control o de mando que se encuentran en las alas:
los alerones, presentes en todo tipo de avión, más otros que no siempre se
hallan presentes, sobre todo en aparatos más ligeros, aunque sí en los de mayor
tamaño: son los flaps, los spoilers y los slats. Todas ellas son partes móviles
que provocan distintos efectos en el curso del vuelo.
Alerones
Los
alerones son superficies móviles que se encuentran en los extremos de las alas
y sobre el borde de salida de estas. Son los encargados de controlar el
desplazamiento del avión sobre su eje longitudinal al crear una descompensación
aerodinámica de las alas, que es la que permite al avión girar, ya que cuando
se gira la palanca de mando hacia la izquierda el alerón derecho baja, creando
más sustentación en el ala derecha, y el alerón izquierdo sube, desprendiendo
artificialmente el flujo laminar del ala izquierda y provocando una pérdida de
sustentación en esta; lo inverso ocurre cuando inclinamos la palanca de mando
hacia la derecha. Todos los aviones presentan estas superficies de control
primarias.
Además,
y según su tamaño, las alas pueden llevar los siguientes dispositivos:
Flaps
Los
flaps son dispositivos hipersustentadores que se encuentran ubicados en el
borde de salida del ala, cuando están retraídos forman un solo cuerpo con el
ala. Éstos son utilizados en ciertas maniobras (comúnmente el despegue y el
aterrizaje), en las cuales se extienden hacia atrás y abajo del ala a un
determinado ángulo, aumentando su curvatura. Esto provoca una reacción en el
perfil alar que induce más sustentación, o la misma con velocidad menor; al
hacer que el flujo laminar recorra más distancia desde el borde de ataque al
borde de salida, y proveyendo así de más sustentación a bajas velocidades y
altos ángulos de ataque, al mismo tiempo los flaps generan más resistencia en
la superficie alar, por lo que es necesario contrarrestarla, ya sea aplicando
más potencia a los motores o disminuyendo el ángulo de ataque del avión. Éste
es con mucho el dispositivo hipersustentador más frecuente.
Además
de estos, y a partir de un cierto tamaño de aparato, pueden existir los
siguientes dispositivos hipersustentadores.
Spoilers
Los
spoilers son superficies móviles dispuestas en el extradós. Su función es
reducir la sustentación generada por el ala cuando ello es requerido, por
ejemplo, para aumentar el ritmo de descenso o en el momento de tocar tierra.
Cuando son extendidos, separan prematuramente el flujo de aire que recorre el
extradós provocando que el ala entre en pérdida, una pérdida controlada
podríamos decir.
Slats
Los
slats, al igual que los flaps, son dispositivos hipersustentadores, la
diferencia está en que los slats se encuentran ubicados en el borde de ataque,
y cuando son extendidos aumentan aún más la curvatura del ala, impidiendo el
desprendimiento de la capa límite aun con elevados ángulos de ataque es decir
velocidades reducidas.
En
las alas también se encuentran los tanques de combustible. La razón por la cual
están ubicados allí es para que no influyan en el equilibrio longitudinal al
irse gastando el combustible. Sirven de contrapesos cuando las alas comienzan a
generar sustentación, sin estos contrapesos y en un avión cargado, las alas
podrían desprenderse fácilmente durante el despegue. También en la mayoría de
los aviones comerciales, el tren de aterrizaje principal se encuentra empotrado
en el ala, así como también los soportes de los motores.
Tipo
de colas de avión: (A) estándar, (B) en forma de «T» (C) en forma de cruz, (D)
con dos estabilizadores verticales, (E) con tres estabilizadores verticales,
(F) en forma de «V».
Son
todas aquellas superficies fijas y móviles del avión que al variar de posición,
provocarán un efecto aerodinámico que alterará la actitud del vuelo para un
control correcto de la aeronave, a saber:
Estabilizadores horizontales
Son
dos superficies más pequeñas que las alas, situadas casi siempre en posición
horizontal (generalmente en la parte trasera del fuselaje, y en distintas
posiciones y formas dependiendo del diseño, las cuales garantizan la estabilidad
en el sentido longitudinal, es decir, garantizan un ángulo de ataque constante
si el piloto no actúa sobre los mandos. En ellos se encuentran unas superficies
de control esenciales que son los llamados timones de profundidad, con los
cuales se controla la posición longitudinal del aparato, base de la regulación
de la velocidad. Mediante el movimiento hacia arriba o hacia abajo de estas
superficies, se inclina el avión hacia abajo o hacia arriba, lo que se llama
control del ángulo de ataque, es decir su posición respecto a la línea de
vuelo. Este es el movimiento de «cabeceo».
Estabilizadores verticales
Es/Son
una(s) aleta(s) que se encuentra (n) en posición vertical en la parte trasera
del fuselaje (generalmente en la parte superior). Su número y forma deben ser
determinadas por cálculos aeronáuticos según los requerimientos aerodinámicos y
de diseño, que aporta la estabilidad direccional al avión. En éste se encuentra
una superficie de control muy importante, el timón de dirección, con el cual se
tiene controlado el curso del vuelo mediante el movimiento hacia un lado u otro
de esta superficie, girando hacia el lado determinado sobre su propio eje
debido a efectos aerodinámicos. Este efecto se denomina movimiento de
«guiñada».
Acción de los componentes
Cada
uno de estos componentes actúa sobre uno de los ángulos de navegación, que en
ingeniería aeronáutica se denominan ángulos de Euler, y en geometría, ángulos
de Tait-Bryan. Los ejes perpendiculares respecto de los que se realizan los
giros en cada dirección son los ejes principales del avión, y los movimientos
particulares se llaman alabeo (oscilación vertical alternada de las alas),
cabeceo (oscilación vertical alternada de morro y cola) y guiñada (oscilación
horizontal alternada de morro y cola).
Grupo moto propulsor
Son
los dispositivos cuya función es la de generar la tracción necesaria para
contrarrestar la resistencia aerodinámica que se genera precisamente por la
sustentación. Estos motores son largamente desarrollados y probados por su
fabricante. En el caso de los aviones sin motor o planeadores, la tracción se
obtiene por el componente de la gravedad según el coeficiente de planeo.
Dentro
del grupo moto propulsor existe una funcionalidad llamada reversa que sirva
para invertir el empuje del motor y permitir que frene con mayor eficacia
durante la carrera de aterrizaje. Esta funcionalidad la poseen los aviones de
grandes prestaciones equipados con motores a reacción o turbohélices. El piloto
una vez que el avión ha tomado tierra sobre la pista y está rodando a gran
velocidad, activa la reversa, un mecanismo mecánico hace que el aire de los
motores que se desprendía hacia atrás, salga ahora en dirección contraria y
contribuya al frenado del avión.
Tren de aterrizaje
Los
trenes de aterrizaje son unos dispositivos, bien fijos (aviación ligera) o bien
móviles y retráctiles para que la aeronave se desplace por tierra, que no es su
elemento natural. Permiten que la aeronave tenga movilidad en tierra. Existen
varios tipos de trenes de aterrizaje, pero el más usado en la actualidad es el
de triciclo, es decir, tres componentes, uno en la parte delantera y dos en las
alas y parte de compartimientos dentro del ala y del fuselaje protegidos por
las tapas de los mismos que pasan a formar parte de la aeronave, En el caso de
que los trenes permanecieran en posición abierta generarían gran resistencia
aerodinámica al avión, reduciendo su rendimiento y la velocidad, provocando un
mayor uso de combustible. No todos los aviones tienen la capacidad de retraer
sus trenes, sobre todo los más ligeros y económicos, incluso de transporte de
pasajeros.
Instrumentos de control
Son
dispositivos tanto mecánicos como electrónicos (aviónica) que permiten al
piloto tener conocimiento de los parámetros de vuelo principales, como la
velocidad, altura, rumbo, ritmo de ascenso o descenso, y del estado de los
sistemas del avión durante el vuelo, como los motores, el sistema hidráulico,
el eléctrico, las condiciones meteorológicas, el rumbo programado del vuelo, la
ruta seguida.
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