Tipos de fuselajes de aviones

Escrito por gus stephens | Traducido por juan manuel rodriguez
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Tipos de fuselajes de aviones
Los primeros fuselajes de aviones eran de madera y tela. (Topical Press Agency/Valueline/Getty Images)

Nadie tuvo que adivinar la construcción del fuselaje de los primeros aviones. El esqueleto espigado, puntal y espato bajo la cubierta de tela delgada era fácil de detectar. Sin embargo, a medida que los materiales aeronáuticos fueron evolucionando, la estructura del fuselaje se hizo más compleja. Las variaciones iban y venían, pero tres temas básicos de diseño del fuselaje han perdurado a través de casi toda la historia de la aviación. En los últimos años, la aparición de los materiales compuestos ha sumado un cuarto.

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Entramado

En la construcción del entramado, tramos largos de madera o tubos de acero soldado formaban un marco del fuselaje básico. Se prepararon y soportaron en ángulos de 90 grados por amortiguadores cruzados más cortos. Los mamparos y largueros laterales estaban integrados para soportar la cubierta exterior, que originalmente era de tela y luego de madera contrachapada fina o metal corrugado. La estructura resultante era algo cuadrada. Esta falta de forma aerodinámica era evidente en los aviones de la década de 1930. Sin embargo, la construcción del entramado elaboró ​​un marco robusto que se prestaba a los materiales existentes, tales como madera y/o acero y podría ser fácilmente producido en masa.

Construcción de un monocasco

La construcción de monocasco utilizaba el revestimiento del fuselaje para soportar la carga estructural con mamparos en cada extremo y formar anillos a intervalos para mantener la forma de la piel. Se utilizaban tiras semi-circulares de abeto ligero pegadas entre sí en un molde; este método permitió el primer fuselaje verdaderamente redondeado o de forma aerodinámica. Debido a la eliminación de miembros transversales internos, la construcción de monocasco fue mucho más ligera. Sin embargo, mientras que resistía la torsión y fuerzas de flexión, la falta de estructura de soporte interno produjo que los fuselajes monocasco fueran vulnerables a las fuerzas de deformación y de impacto, lo que podía resultar en el colapso de la estructura.

Construcción de un semi-monocasco

En este híbrido entre entramado y monocasco, los paneles de construcción del semi-monocasco con curvas aerodinámicas están remachados en la parte superior de una estructura interna que consiste de mamparos, largueros y seguidores para absorber las fuerzas de flexión. La introducción del moldeado de aluminio como un material mas liviano de carrocería sumado a los travesaños elaborados con el mismo material y sus sucesores hicieron del semi-monocasco el diseño por excelencia. Los puntos de fijación del ala en el fuselaje están reforzados, y en aviones de un solo motor el mamparo frontal también sirve como soporte del motor y cortafuegos.

Construcción compuesta

Los materiales compuestos no metálicos como la CFRP (CFRP, del inglés carbon fiber reinforced plastic), o fibra de carbono reforzada con plástico, están revolucionando la estructura del fuselaje del avión. Jugando un papel importante en aviones más pequeños de la aviación general como la línea más vendida Cirrus, la construcción del fuselaje compuesto ha llegado a buen puerto con el Boeing 787. Los segmentos de una sola pieza grande del fuselaje compuesto total del 787 son fabricados por un robot que envuelve cinta de filamentos de carbono alrededor de un mandril para formar el barril del fuselaje, impregnando la unidad con resina de polímero y curándola en un autoclave enorme. El segmento de fuselaje resultante es totalmente autoportante y no exige componentes estructurales internos. La construcción se logra sin los miles de sujetadores necesarios en la construcción de aluminio y el peso total se reduce. Además, la CFRP es más rígida que el aluminio y no está sujeta a la fatiga del metal con el tiempo. El Airbus A350, aún en desarrollo en el momento de la publicación, utiliza paneles individuales de materiales compuestos montados sobre un armazón de metal para formar el fuselaje.

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