2. Los aviones son diseñados para una variedad de propósitos, y la mayoría de aeronaves cuentan con una serie de componentes principales.
Las Partes del Avión
3. Las características de estas partes determinan los objetivos del diseño original, pero la mayoría de las estructuras de los aviones incluye:
•Fuselaje
•Alas
•Empenaje
•Tren de Aterrizaje
•Planta de propulsión.
Las Partes del Avión
6. El fuselaje es el cuerpo principal del avión, y su diseño es para acomodar a la tripulación, pasajeros y carga. También provee la conexión estructural para el ensamblaje de las alas y el empenaje. Fuselaje
7. En aviones antiguos, el diseño utilizado para el fuselaje era fabricado en madera, acero o tubos de aluminio.
Fuselaje
8. La estructura de los fuselajes de la actualidad es conocida como monocoque (francés para “concha única”) y semimonocoque. Esta última es la más usada por sus características de soportar impactos.
11. Las alas son superficies unidas a cada lado del fuselaje y proveen el componente principal para la generación de la sustentación en vuelo.
Existen numerosos tipos de diseños de alas, formas y tamaños usados por los fabricantes.
Cada uno de estos diseños es pensado según el propósito en materia de desempeño del avión.
Las Alas
12. Las alas pueden estar unidas al fuselaje en la parte superior, medio o abajo.
Dependiendo de cómo se ubiquen, se clasifican los aviones: ala alta, ala media y ala baja. Las Alas
16. El número de alas también puede variar, y según la cantidad.
Por ello la nomenclatura cambia a monoplano, biplano, triplano entre otros.
Actualmente se utilizan aeronaves monoplanos debido a que la cantidad de alas no necesariamente significa sustanciación más eficiente y más bien incrementan el peso y el arrastre generado. Las Alas
20. El ángulo formado por las alas y el horizonte natural también puede definir otra nomenclatura que se conoce como: diedro positivo, diedro neutro, diedro negativo.
Como se observa, diedro positivo es cuando las alas apuntan hacia arriba del plano del horizonte, por otro lado, diedro negativo es cuando apuntan hacia abajo del horizonte. En aviones que deben soportar un gran peso en las alas, es común ver un ángulo negativo en los diseños. Las Alas
24. Muchos de los aviones del tipo ala alta, cuentan con estructuras de soporte para distribuir las cargas del aterrizaje y de vuelo a la estructura del fuselaje.
A estas partes las conocemos por su nombre en inglés de “wing struts” Las Alas
26. Las principales estructuras que forman el ala son conocidas como costillas y largueros. Las costillas del ala, determinan su forma y el grosor del perfil alar. El tema de perfil alar lo veremos en profundidad en la clase de aerodinámica. Las Alas
27.
28. En los aviones modernos, los tanques de combustible son parte integral de la estructura del ala o consiste en contenedores flexibles dentro de estas. La cantidad de combustible va cambiando durante el vuelo al ser consumido por el motor, por lo que existen diferentes formas de mantener la cantidad equitativa en las alas para así mantener balanceada la aeronave.
Las Alas
30. Unidas a la sección trasera de las alas, encontramos dos tipos de superficies de control, que son los alerones y los flaps. Los alerones se extienden de cerca de la mitad del ala hacia el tip de esta, y se mueven en formas diferentes en cada ala, para así crear las fuerzas aerodinámicas que causan que el avión gire. Las Alas
32. Cuando un alerón sube el otro debe bajar, y viceversa, y los manipulamos con el control que esta en la cabina, girándolo hacia la dirección deseada.
Las Alas
33.
34.
35. Los flaps se extienden desde cerca de la unión de las alas con el fuselaje, hasta la mitad del ala.
Los flaps normalmente están retraídos durante el vuelo crucero o nivelado; y cuando son extendidos, se mueven de forma simultánea hacia abajo, incrementando la fuerza de sustentación del ala durante los despegues y aterrizajes. Flaps
37. Dependiendo de cómo el fabricante coloque los flaps, y la forma en que se desplazan fuera del ala, así son los nombres de los mismos, como podemos ver en esta imagen. Flaps
39. El empenaje incluye el grupo completo de la cola, como son el estabilizador vertical y el estabilizador horizontal. En ellas existen partes móviles conocidas como timón de dirección o “RUDDER”, elevador y “TRIM TAB”. Empenaje
40.
41.
42. El “rudder” o timón de dirección esta unido a la parte trasera del estabilizador vertical, y lo movemos con los pedales dentro la cabina, haciendo que durante el vuelo, la nariz se mueva hacia la izquierda o derecha, según se necesite, en un movimiento conocido como “guiñada” Empenaje
44. El elevador, esta unido a la parte trasera del estabilizador horizontal, y es usado para mover la nariz del avión hacia arriba o hacia abajo. Para mover esta superficie, debemos usar el control que esta dentro de la cabina, acercándolo hacia nuestro cuerpo para ascender, o bien empujándolo hacia delante para provocar que la aeronave descienda. Este movimiento es conocido como “cabeceo”
Empenaje
47. El “Trim Tab” es una superficie pequeña móvil, unida en la parte trasera del elevador, y es operada desde la cabina del piloto para reducir las presiones que se deben realizar en los controles. El “Trim Tab” nos permite entonces hacer menos esfuerzo a la hora de operar el mando dentro de la cabina cuando hacemos el movimiento de cabeceo.
Trim Tab
50. El tren de aterrizaje es el principal soporte del avión cuando esta parqueado, “taxeando”, despegando o aterrizando. Tren de Aterrizaje
51. El tipo más normal de tren de aterrizaje esta compuesto de un conjunto de llantas, pero también hay otros aviones equipados con flotadores para operaciones acuáticas, o “skis” para operaciones en nieve. Tren de Aterrizaje
55. Como decíamos, el tren de aterrizaje más común es el de llantas, que a su vez, dependiendo de la configuración de ubicación de estas podemos nombrar dos tipos: Tren de Patín de Cola y Tren Triciclo. El tipo de Patín de Cola, o como se le conoce también “Convencional” consta de 3 ruedas, donde dos de estas están ubicadas en el fuselaje y la tercera está en la cola.
Tren de Aterrizaje
59. La rueda de la nariz permite guiar la aeronave en las operaciones terrestres. La mayoría de los aviones mueven la rueda de dirección localizada en la nariz con los pedales del “rudder”, por lo que si se presiona el pedal izquierdo en tierra, la aeronave virará para la izquierda, o bien hacia la derecha si usamos el pedal derecho. Existen otros tipos de aeronaves que giran en tierra gracias a un diferencial de frenos, donde al frenar una de las ruedas la aeronave gira en ese sentido. Tren de Aterrizaje
61. La planta propulsora incluye tanto el motor como la hélice. La principal función del motor es proveer la energía que mueve la pala. También genera la electricidad que la aeronave requiere, provee la fuerza de succión para la bomba de vacío que alimentan algunos instrumentos de vuelo, y en aviones pequeños hasta genera el calor para los pasajeros y el piloto.
Planta Propulsora
62.
63. El motor esta cubierto por el capó, o como mejor se conoce por su termino en inglés: “Cowling” El propósito del “cowling” es proveer aerodinámica al avión distribuyendo el flujo de aire y ayudar con el enfriamiento del motor, conduciendo el aire alrededor de los cilindros. Planta Propulsora
65. La hélice, esta montada al frente del motor, y traslada el movimiento de rotación que le da el motor en fuerza de empuje, siendo esta la fuerza que nos ayuda a desplazarnos en el aire. Una hélice girando, es un perfil alar que produce empuje a través de una acción aerodinámica. Hélice
66. Un área de baja presión se forma en la parte frontal del disco girando, y una alta presión se forma en la parte trasera del mismo. Lo anterior es similar a lo que produce un ala de la aeronave para generar sustentación. El concepto de sustentación lo hablaremos en la lección de aerodinámica. Una de las razones por la cual la aeronave se desplaza por el aire es por el diferencial de sustentación que empuja el aire a través de la hélice la cual propulsa la aeronave hacia delante.
Hélice
67. La segunda razón para el desplazamiento en el aire, es la Tercera Ley de Newton que dice: “Por toda acción, hay una reacción igual y opuesta”, lo que se aplica cuando el aire pasa hacia atrás de la aeronave, impulsa a esta hacia delante. Hélice
68. Existen dos factores significativos en el diseño de las hélices que impactan en su efectividad. Un factor es el ángulo de la pala, que trata de mantener un ángulo de ataque relativamente constante a lo largo de ella, reduciendo o eliminando la posibilidad de “stall”, por eso las palas tienen torción a lo largo de ella. Hélice
69. El otro factor a considerar, que conoce como “pitch” este esta definido como la distancia que deberá recorrer una hélice en una revolución. Ambos factores, serán vistos en profundidad cuando veamos la lección de “La Hélice”. Hélice
