MP11 Constitución y navegación de las aeronaves.

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Módulo profesional 11 (transversal)
a.3) DENOMINACIÓN DE LOS 3) DENOMINACIÓN DE LOS
ELEMENTOS DE LAS AERONAVES.
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AVISO
ESTA PRESENTACIÓN HA SIDO PREPARADA COMO APOYO AL ENTRENAMIENTO DE MANTENIMIENTO AERONÁUTICO. NO ENMIENDA NI SUSTITUYE A LA INFORMACIÓN CONTENIDA EN LAS PUBLICACIONES OFICIALES DE LOS AVIONES (MANUAL DE
CONTENIDA EN LAS PUBLICACIONES OFICIALES DE LOS AVIONES (MANUAL DE VUELO, MANUAL DE MANTENIMIENTO, DIAGRAMAS DE CABLEADO, MANUALES DE MANTENIMIENTO DE COMPONENTES, BOLETINES DE SERVICIO, ETC).
PARA EL FUNCIONAMIENTO Y EL MANTENIMIENTO DE UN AVIÓN, SE UTILIZARÁ PARA
EL FUNCIONAMIENTO Y EL MANTENIMIENTO DE UN AVIÓN SE UTILIZARÁ
EXCLUSIVAMENTE LA INFORMACIÓN CONTENIDA EN LAS PUBLICACIONES OFICIALES.
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ÍÍndice del MP11 Constitución y navegación de las aeronaves.
di d l
i ió
ió d l
a) CONSTITUCIÓN DE LA AERONAVE.
AERONAVE.
b) AERODINÁMICA DE LAS AERONAVES DE ALA FIJA Y DE ALA ROTATORIA.
c) CONCEPTOS GENERALES DE ESTRUCTURAS AERONÁUTICAS.
AERONÁUTICAS
d) LA AERONAVE COMO INTEGRACIÓN DE SISTEMAS.
e) DOCUMENTACIÓN Y CONTROL DE CONFIGURACIÓN
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a) CONSTITUCIÓN DE LA AERONAVE.
a.3 Denominación de los elementos de las Aeronaves.
a.3.1 PARTES DEL AVIÓN.
En primer lugar se va a realizar una descripción general de las partes de un avión, ya
que así son más comprensibles el resto de temas. A estos efectos estructurales, el avión lo
podríamos dividir en:
PARTES FIJAS y PARTES MÓVILES.
MÓVILES
Partes fijas.
Las partes fijas constituyen la estructura básica del avión y a su vez se dividen en tres
grandes grupos:
FUSELAJE
ALAS
ESTABILIZADORES
Y estos últimos en:
ESTABILIZADOR HORIZONTAL (H/STAB) y
ESTABILIZADOR VERTICAL (V/STAB)
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a) CONSTITUCIÓN DE LA AERONAVE.
a.3 Denominación de los elementos de las Aeronaves.
Partes Móviles.
Las partes móviles son aquellas que permiten que el avión sea controlable y se
divide en dos grupos:
Mandos de vuelo Primarios y
Mandos de vuelo secundarios.
secundarios
Mandos de Vuelo Primarios
Alerones
Timón de dirección.
Timón de profundidad.
Mandos de Vuelo Secundarios
d d
l
d i
Flaps
Slats
Compensadores o tabs
Spoilers
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a) CONSTITUCIÓN DE LA AERONAVE.
a.3 Denominación de los elementos de las Aeronaves.
PARTES FIJAS
PARTES FIJAS
El Fuselaje.
Por construcción se suele dividir en tres (o más) partes que suelen ser:
La Cabina o parte delantera,
El “Puro” o parte Central, en una o varias partes, que suele ser casi circular en los aviones
presurizados y
presurizados,
El Cono de cola, la parte trasera o de cola.
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a) CONSTITUCIÓN DE LA AERONAVE.
a.3 Denominación de los elementos de las Aeronaves.
PARTES FIJAS
PARTES FIJAS
TIPOS DE ESTRUCTURAS
TIPOS DE ESTRUCTURAS..
Estructura monocasco
Es la que su parte resistente es el revestimiento que ha de ser grueso para resistir las cargas, puede tener
distintos espesores, pero no tiene otros elementos que le ayuden a soportar las cargas.
Estructura semi‐monocasco
semi monocasco
El revestimiento sigue siendo resistente pero tiene otros elementos rigidizantes como son las cuadernas y
largueros. Pero no tiene elementos que actúen como una viga para soportar, solo ellas, los esfuerzos.
Estructura tipo chasis
Unas vigas, unidas por travesaños, forman la parte resistente de la estructura. El revestimiento carena pero no
ayuda a resistir las cargas. Recibe también el nombre de reticular o tubular.
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a) CONSTITUCIÓN DE LA AERONAVE.
a.3 Denominación de los elementos de las Aeronaves.
PARTES FIJAS
PARTES FIJAS
ESTRUCTURA del Fuselaje.
S
Su estructura semimonocasco
t t
i
está compuesta de:
tá
t d
Cuadernas, largueros, larguerillos y el revestimiento.
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a.3 Denominación de los elementos de las Aeronaves.
PARTES FIJAS
PARTES FIJAS
ESTRUCTURA del Fuselaje.
Su estructura semimonocasco está compuesta de:
Cuadernas largueros larguerillos y el revestimiento
Cuadernas, largueros, larguerillos y el revestimiento.
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a.3 Denominación de los elementos de las Aeronaves.
PARTES FIJAS
PARTES FIJAS
ESTRUCTURA del Fuselaje.
Vista interior
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a.3 Denominación de los elementos de las Aeronaves.
PARTES FIJAS
PARTES FIJAS
ESTRUCTURA del Fuselaje.
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F‐16 Espacio interior del fuselaje para
fuselaje para alojar el motor.
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a.3 Denominación de los elementos de las Aeronaves.
ESTRUCTURA del Fuselaje.
PARTES FIJAS
PARTES FIJAS
Estructura monocasco
Es la que su parte resistente es el revestimiento que ha de ser grueso para resistir las cargas, puede tener
distintos espesores, pero no tiene otros elementos que le ayuden a soportar las cargas.
Se empleó en los primeros Hidroaviones donde la estructura tipo barco necesitaba un revestimiento grueso para poder navegar, y en algunas avioneta de madera, pero pronto se vio que su peso era superior al tipo semimonocasco.
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a) CONSTITUCIÓN DE LA AERONAVE.
a.3 Denominación de los elementos de las Aeronaves.
ESTRUCTURA del Fuselaje.
PARTES FIJAS
PARTES FIJAS
Estructura tipo chasis, reticular o tubular.
Unas vigas, unidas por travesaños, forman la parte resistente de la estructura. El revestimiento carena pero no
ayuda a resistir las cargas.
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a.3 Denominación de los elementos de las Aeronaves.
ESTRUCTURA del Fuselaje.
PARTES FIJAS
PARTES FIJAS
Piper Cub
Estructura tipo chasis, reticular o tubular.
Unas vigas,
vigas unidas por travesaños,
travesaños forman la parte resistente de la estructura.
estructura El revestimiento carena pero no
ayuda a resistir las cargas.
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a.3 Denominación de los elementos de las Aeronaves.
PARTES FIJAS
PARTES FIJAS
Fuselajes estructura.
Pilatus Turbo porter
Semimonocasco no presurizado, cuadernas casi cuadradas
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a.3 Denominación de los elementos de las Aeronaves.
PARTES FIJAS
PARTES FIJAS
Fuselajes estructura.
Semimonocasco presurizado, cuadernas prácticamente circulares.
presurizado cuadernas prácticamente circulares
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a.3 Denominación de los elementos de las Aeronaves.
PARTES FIJAS
PARTES FIJAS
Fuselajes estructura.
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a) CONSTITUCIÓN DE LA AERONAVE.
a.3 Denominación de los elementos de las Aeronaves.
PARTES FIJAS
PARTES FIJAS
Fatiga estructural: de Fatiga estructural: de Havilland
Havilland DH.106 DH.106 Comet
Comet
Realizó su p
primer vuelo el 27 de jjulio de 1949, convirtiéndose de ese modo en el el p
primer avión comercial de reacción
Sin embargo, después de pocos años de su entrada en servicio, el fuselaje del Comet empezó a experimentar fallos, debidos a
la fatiga del metal motivados por los ciclos de presurización del fuselaje.
Dos accidentes en el que la aeronave se hizo pedazos en pleno vuelo, motivaron su retirada momentánea del servicio para d
descubrir cual era el problema.
bi
l
l
bl
Tuvo que ser rediseñado. Los rivales desarrollaron sus propias aeronaves, aprendiendo de los errores cometidos en el Comet.
A pesar de que las ventas no se llegaron a recuperar del todo, la última variante denominada Comet 4 estuvo en servicio
activo en la aviación comercial durante más de 30 años.
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Fatiga
Fatiga de materiales
de materiales
a.3 Denominación de los elementos de las Aeronaves.
PARTES FIJAS
PARTES FIJAS
Se refiere a un fenómeno por el cual la rotura de
los materiales bajo cargas dinámicas cíclicas se
produce más fácilmente que con cargas estáticas,
es decir, con cargas dinámicas son muy inferiores a
las necesarias en el caso estático.
S pueden
Se
d obtener
bt
d tipos
dos
ti
d curvas S‐N.
de
S N A mayor tensión,
t ió
menor número de ciclos hasta rotura. En algunas aleaciones
férreas y en aleaciones de titanio, la curva S‐N se hace horizontal
para valores grandes de N,
N es decir,
decir existe una tensión límite,
límite
denominada límite de fatiga, por debajo del cual la rotura por
fatiga no ocurrirá.
Muchas de las aleaciones no férreas (aluminio, cobre magnesio etc ) parecen no tener un límite
cobre, magnesio, etc.) parecen no tener un límite de fatiga, dado que la curva S‐N continúa decreciendo al aumentar N. En rigor,
rigor todo material cristalino (metales,...)
(metales ) presenta un límite de fatiga,
fatiga aunque
sea bajo 0,1‐0,2 veces el límite elástico y a gran número de ciclos. Inicio de grietas.
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a.3 Denominación de los elementos de las Aeronaves.
PARTES FIJAS
PARTES FIJAS
Fuselajes exóticos.
Proyecto
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PARTES FIJAS
PARTES FIJAS
Fuselajes exóticos.
Avión asimétrico Blohm und Voss Bv141
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PARTES FIJAS
PARTES FIJAS
Fuselajes exóticos.
Avión de doble fuselaje estudio de Airbus
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a)) CONSTITUCIÓN DE LA AERONAVE.
a.3 Denominación de los elementos de las Aeronaves.
PARTES FIJAS
ALAS.
Representan el elemento fundamental del avión para conseguir sustentación.
Básicamente un ala se divide en las siguientes partes:
1. Cajón central. Que a su vez puede estar constituido por costillas (RIB), que pueden ser
mecanizadas, es decir hechas de un bloque de material, de chapa y de celosía, que son las que
están sometidas a menos tensión. El larguero anterior (FRONT SPAR), es una pieza alargada que
va situada a todo lo largo de la parte anterior del cajón (es una pieza mecanizada). El larguero
posterior (REAR
(
SPAR)) es una pieza alargada que va situada a todo lo largo de la parte posterior
del cajón. El revestimiento (SKINNING), el superior o extradós (upper skin) y el inferior o intradós
(lower skin), que pueden ser mecanizados o de chapa.
2. Borde de ataque.
2
ataque Es la parte anterior del ala y es con la que el ala combate el aire.
aire Está
formada por un revestimiento y varias costillas. Dependiendo de lo larga que sea el ala
tendremos varios trozos de borde de ataque (que, a veces, es desmontable). Y no es el elemento
más fundamental en la resistencia estructural del ala.
3. Borde de salida. Es la parte fija de la estructura del ala que une aerodinámicamente el cajón
central con los flaps. Va unido al cajón central mediante costillas. Pueden ser de dos tipos: fijos o
desmontables, ya que a través de ellos se debe de poder acceder a las distintas instalaciones que
pasan por dicha zona.
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a) CONSTITUCIÓN DE LA AERONAVE.
a.3 Denominación de los elementos de las Aeronaves.
PARTES FIJAS: ALA
Estructura resistente del ala.
i
d l l
La arquitectura alar actual es semimonocasco.
semimonocasco
Largueros: en los aviones de fuselaje ancho suele haber tres largueros en la raíz. Dos forman la
caja de torsión y el tercero asegura la forma cerca del encastre donde el ala es más grande,
grande para
luego quedar sólo dos largueros (muchos aviones sólo poseen 2 largueros). Entre los largueros
anterior y posterior están situados los depósitos de combustible del ala. La misión de los
largueros es dar resistencia a la flexión al ala.
Costillas: son estructuras que dan resistencia a la torsión al ala. Se encuentran intercaladas de
manera (más o menos) perpendicular a los largueros. Suelen estar vaciadas para eliminar
material no necesario y aligerar peso. Junto con los largueros dan forma a los depósitos de
combustible y deben estar preparadas para resistir químicamente el combustible.
Larguerillos: son pequeñas vigas (más pequeñas que los largueros) que se sitúan entre costillas
para evitar el pandeo local del revestimiento. Pueden estar integrados en el propio revestimiento
formando una sola pieza (suelen estar integrados en los aviones recientes de material
compuesto).
Revestimiento: es la parte externa del ala, cuya misión es resistir esfuerzos cortantes y aislar el
combustible
b ibl del
d l medio
di ambiente.
bi
E lo
Es
l que vemos como "la
"l piel
i l del
d l ala“.
l “
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PARTES FIJAS
Estructura resistente del ala.
La arquitectura alar actual es semimonocasco.
Largueros:
Costillas:
Larguerillos:
Larguerillos
Revestimiento:
Herrajes:
Herrajes
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Terminología aeronáutica.
2.‐ Alas.
PARTES ESTRUCTURALES
REVESTIMIENTO (Skin)
LARGUEROS (Spar)
LARGUERILLOS (Stringer)
COSTILLAS (Rib)
HERRAJE (Fitting)
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a.3 Denominación de los elementos de las Aeronaves.
PARTES FIJAS
Denominación de la geometría del ala (1).
Perfil alar: Es la forma de la sección del ala, es decir lo que veríamos si
cortáramos ésta transversalmente "como
como en rodajas
rodajas". Salvo en el caso de
alas rectangulares en que todos los perfiles ("rodajas") son iguales, lo
habitual es que los perfiles que componen un ala sean diferentes; se van
haciendo más pequeños y estrechos hacia los extremos del ala.
Borde de ataque: Es el borde delantero del ala, la línea que une la parte anterior de todos los
perfiles que forman el ala. Es una definición geométrica, no física, ya que no coincide con los
puntos de remanso de los perfiles en vuelo . Es también la zona más susceptible a tener
f
formación
ió de
d hielo,
hi l por lo
l tanto
t t suele
l tener
t
sistemas
it
d deshielo
de
d hi l o antihielo.
tihi l
Borde de salida o de fuga: Es el borde posterior del ala, es decir la línea que une la parte
posterior de todos los perfiles del ala; o dicho de otra forma: la parte del ala por donde el flujo de
aire perturbado por ella,
ella retorna a la corriente libre.
libre Es en este borde donde se ubican parte de
los componentes de hipersustentación como los flaps
Extradós: Parte superior del ala comprendida entre los bordes de ataque y salida. En esta zona
((en vuelo normal del avión)) se forman bajas
j p
presiones y el aire es acelerado. Es en esta zona
donde suelen empezar a formarse ondas de choque del ala.
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a.3 Denominación de los elementos de las Aeronaves.
PARTES FIJAS
Denominación de la geometría del ala (2).
Intradós: Parte inferior del ala comprendida entre los bordes de ataque y
salida. En esta zona ((en vuelo normal del avión)) se forman sobrepresiones.
p
Una sobrepresión en el intradós unida a una depresión en el extradós
compone la sustentación global de ala.
Espesor: Distancia entre el extradós y el intradós.
Cuerda: Es la línea recta imaginaria trazada entre los bordes de ataque y de salida de cada perfil.
Cuerda media: Al igual que los perfiles del ala no suelen ser iguales, sino que van disminuyendo
h i los
hacia
l extremos, lo
l mismo
i
sucede
d con las
l cuerdas
d de
d cada
d uno. Por
P tanto, all tener cada
d perfil
fil
una cuerda distinta, lo normal es hablar de cuerda media del ala. Se definen dos tipos de cuerta:
la cuerda media aerodinámica y la cuerda media geométrica.
Línea del 25% de la cuerda: Línea imaginaria que se obtendría al unir todos los puntos situados a
una distancia del 25% de la longitud de la cuerda de cada perfil (medida desde el borde de
ataque), distancia medida comenzando por el Borde de ataque.
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a.3 Denominación de los elementos de las Aeronaves.
PARTES FIJAS
Denominación de la geometría del ala (3).
Curvatura: Del ala desde el borde de ataque al de salida. Curvatura superior
se refiere a la de la superficie superior (extradós); inferior a la de la
superficie inferior (intrados), y curvatura media a la equidistante a ambas
superficies.
fi i
A
Aunque
se puede
d dar
d en cifra
if absoluta,
b l t lo
l normall es que se
exprese en % de la cuerda.
Superficie alar: Superficie total correspondiente al ala. Este término puede ser confuso, ya que
la superficie del ala puede tener en cuenta los dispositivos de punta de ala o no,
no dando
superficies diferentes. La superficie alar es usada como referencia a la hora de calcular los
coeficientes de fuerzas.
Envergadura: Distancia entre los dos extremos del ala. Por definición, si multiplicamos la
envergadura
d
por la
l cuerda
d media
di geométrica
é i debemos
d b
obtener
b
l superficie
la
fi i alar.
l
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a.3 Denominación de los elementos de las Aeronaves.
PARTES FIJAS
Denominación de la geometría del ala (4).
Alargamiento: Cociente entre la envergadura y la cuerda media. Este dato nos dice la relación
existente entre la longitud y la anchura del ala (Envergadura/Cuerda media). Por ejemplo; si este
cociente fuera 1 estaríamos ante un ala cuadrada de igual longitud que anchura. Obviamente a
medida que este valor se hace más elevado el ala es más larga y estrecha.
estrecha Este cociente afecta a la
resistencia inducida de forma que: a mayor alargamiento, menor resistencia inducida. Las alas
cortas y anchas son fáciles de construir y muy resistentes estructuralmente pero generan mucha
resistencia; por el contrario las alas alargadas y estrechas generan poca resistencia pero son más
difíciles de construir y presentan problemas estructurales. Normalmente el alargamiento suele
estar comprendido entre 5:1 y 10:1. o más. A menor alargamiento, más velocidad posible (menos
resistencia) pero requiere asimismo más empuje o tracción (aviones rápidos) ; a mayor
alargamiento , menos velocidad pero menos empuje o tracción requeridos.
requeridos El extremo lo
constituyen los planeadores cuya resistencia inducida es mínima y su coeficiente de planeo
máximo.
Flecha: Ángulo que forman las alas (más concretamente la línea del 25% de la cuerda) respecto
del eje transversal del avión. La flecha puede ser positiva (extremos de las alas orientados hacia
atrás respecto a la raíz o encastre, que es lo habitual), neutra, o negativa (extremos
adelantados). Para tener una idea más gráfica, pongamos nuestros brazos en cruz como si fueran
unas alas; en esta posición tienen flecha nula,
nula si los echamos hacia atrás tienen flecha positiva,
positiva y
si los echamos hacia delante tienen flecha negativa.
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AIRPLANE PARTS DEFINITION
DEFINITION..
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ESTABILIZADORES..
ESTABILIZADORES
Como su nombre indica, su misión principal es estabilizar el avión, es decir, contribuir a
que el avión vaya recto y nivelado.
Son los elementos de cola..
La estructura es similar a la del ala y no la repetimos.
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a)) CONSTITUCIÓN DE LA AERONAVE.
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PARTES MÓVILES. PARTES MÓVILES. Mandos de Vuelo Primarios.
Mandos de Vuelo Primarios.
Alerones
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PARTES MÓVILES. PARTES MÓVILES. Mandos de Vuelo Primarios.
Mandos de Vuelo Primarios.
Ti ó de
Timón
d dirección.
di
ió
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PARTES MÓVILES. PARTES MÓVILES. Mandos de Vuelo Primarios.
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Timón de profundidad.
profundidad
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