1 ESTRUCTURAS Bienvenidos... Este curso sobre Estructuras, está basado en Los registros NAT/AET, Su nivel corresponde al Básico en la especialidad de Estructuras dentro del Mantenimiento Aeronáutico. El objetivo es que conozcas principios fundamentales que rigen la construcción estructural y que determinan lo que éstas pueden y no pueden hacer. La forma de presentar el material es más descriptivo y cualitativo. Es importante destacar que aquí se presenta la Especialidad de Estructuras y Laminas aplicable tanto a las aeronaves de ala fija (aviones). Como aeronaves de ala rotatoria (helicópteros) es un amplio tema y cubre todo un curso en sí mismo. No obstante, las bases de la misma se encuentran en este material. Se procuró que este documento fuera de fácil consulta, sin embargo partes de este curso pueden llegar a no ser comprendidas teóricamente, por consiguiente cualquier inquietud será aclarada por el instructor. Considera este trabajo como un proceso sin final, al que continuamente se le agregarán cosas nuevas y se le corregirán errores. Esto es así aún más en el área aeronáutica, siempre en evolución. Considéralo un proyecto abierto, al que puedes contribuir si lo deseas. Si quieres hacer tu aporte, no dudes en hacerlo a manera de intercambio de conocimientos. Asimismo, puedes reproducir este material con tal y tengas en cuenta las debidas consideraciones de autorización de su autor. Espero que este curso sea de tu agrado. JOSE MIGUEL ATEHORTUA A.

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3 MODULO 1 CARGAS ESTRUCTURALES

4 CARGAS SOBRE LA ESTRUCTURA DE LA AERONAVE CARGAS EN TIERRA De ESTACIONAMIENTO : Son las cargas que aparecen sobre el avión cuando está totalmente parado ( peso del avión y reacciones del suelo sobre el tren de aterrizaje ).

5 CARGAS SOBRE LA ESTRUCTURA DE LA AERONAVE CARGAS EN TIERRA De RODAMIENTO : Son las cargas que aparecen antes del despegue y después del aterrizaje. En este grupo se encuentran: las reacciones del suelo sobre el tren de aterrizaje ( rozamiento a la rodadura, componente vertical, etc. ), fuerzas debidas al motor ( empuje ), fuerzas centrífugas ( en los virajes en tierra ) y el peso de la aeronave.

6 CARGAS SOBRE LA ESTRUCTURA DE LA AERONAVE CARGAS EN TIERRA De DESPEGUE : Son las cargas que aparecen durante la carrera de despegue del avión ( peso, reacciones del suelo sobre el tren ( componente vertical decreciente, rozamiento de rodadura creciente, rozamiento lateral si hubiera viento ), fuerzas debidas al empuje del motor, fuerzas aerodinámicas ( sustentación creciente y resistencia creciente ) y fuerzas de inercia sobre cada elemento debido a la aceleración para el despegue.

7 CARGAS SOBRE LA ESTRUCTURA DE LA AERONAVE CARGAS EN TIERRA De ATERRIZAJE : Son las cargas que aparecen durante el aterrizaje ( peso del avión, reacciones del suelo sobre el tren de aterrizaje ( componente vertical de impacto, rozamiento de deslizamiento, rozamiento creciente de rodadura y rozamiento lateral del viento ), fuerzas de la reversa del motor, fuerzas aerodinámicas ( sustentación y resistencia decreciente ) y fuerzas de inercia debido a las aceleraciones principalmente verticales y horizontales.

8 CARGAS SOBRE LA ESTRUCTURA DE LA AERONAVE CARGAS EN TIERRA De REMOLQUE : Son las cargas que se introducen en la estructura de la aeronave al ser remolcada hasta su aparcamiento final.

9 CARGAS SOBRE LA ESTRUCTURA DE LA AERONAVE FUERZAS EN VUELO De todas las fuerzas que actúan sobre un aeroplano en vuelo, las básicas y principales porque afectan a todas las maniobras son cuatro: sustentación, peso, empuje y resistencia. Estas cuatro fuerzas actúan en pares; la sustentación es opuesta al peso, y el empuje o tracción a la resistencia.sustentaciónpesoempuje resistencia

10 Es la fuerza desarrollada por un perfil aerodinámico moviéndose en el aire, ejercida de abajo arriba, y cuya dirección es perpendicular al viento relativo y a la envergadura del avión. Se suele representar con la letra L del inglés Lift = Sustentación. CARGAS SOBRE LA ESTRUCTURA DE LA AERONAVE Sustentación.

11 El peso es la fuerza de atracción gravitatoria sobre un cuerpo, siendo su dirección perpendicular a la superficie de la tierra, su sentido hacia abajo, y su intensidad proporcional a la masa de dicho cuerpo. Esta fuerza es la que atrae al avión hacia la tierra y ha de ser contrarrestada por la fuerza de sustentación para mantener al avión en el aire. CARGAS SOBRE LA ESTRUCTURA DE LA AERONAVE Peso.

12 Centro de Gravedad. Es el punto donde se considera ejercida toda la fuerza de gravedad, es decir el peso. El C.G es el punto de balance de manera que si se pudiera colgar el avión por ese punto específico este quedaría en perfecto equilibrio. El avión realiza todos sus movimientos pivotando sobre el C.G.

13 La resistencia es la fuerza que impide o retarda el movimiento de un aeroplano. La resistencia actúa de forma paralela y en la misma dirección que el viento relativo, aunque también podríamos afirmar que la resistencia es paralela y de dirección opuesta a la trayectoria. CARGAS SOBRE LA ESTRUCTURA DE LA AERONAVE Resistencia.

14 Centro de Presiones. Se denomina centro de presiones al punto teórico del ala donde se considera aplicada toda la fuerza de sustentación. A efectos teóricos, aunque la presión actúa sobre todo el perfil, se considera que toda la fuerza de sustentación se ejerce sobre un punto en la línea de la cuerda (resultante). La posición del centro de presiones se suele dar en % de la cuerda del ala a partir del borde de ataque.

15 Para vencer la inercia del avión parado, acelerarlo en la carrera de despegue o en vuelo, mantener una tasa de ascenso adecuada, vencer la resistencia al avance, etc... se necesita una fuerza: el empuje o tracción. Esta fuerza se obtiene acelerando una masa de aire a una velocidad mayor que la del aeroplano. La reacción, de igual intensidad pero de sentido opuesto (3ª ley del movimiento de Newton), mueve el avión hacia adelante.3ª ley del movimiento de Newton CARGAS SOBRE LA ESTRUCTURA DE LA AERONAVE Empuje o Tracción

16 FUERZAS SOBRE LA ESTRUCTURA DE LA AERONAVE

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18 MODULO 2 FACTORES QUE AFECTAN LA SUTENTACION

19 Actitud del avión. Este término se refiere a la orientación o referencia angular de los ejes longitudinal y transversal del avión con respecto al horizonte, y se especifica en términos de: posición de la Nariz (pitch) y posición de las alas (bank); p.ejemplo: el avión esta volando con 5º de Nariz arriba y 15º de alabeo a la izquierda. ejes Trayectoria de vuelo. Es la dirección seguida por el perfil aerodinámico durante su desplazamiento en el aire; es decir es la trayectoria que siguen las alas y por tanto el avión.

20 Ángulo de incidencia. El ángulo de incidencia es el ángulo agudo formado por la cuerda del ala con respecto al eje longitudinal del avión. Este ángulo es fijo, pues responde a consideraciones de diseño y no es modificable por el piloto.

21 Ángulo de ataque El ángulo de ataque es el ángulo agudo formado por la cuerda del ala y la dirección del viento relativo. Este ángulo es variable, pues depende de la dirección del viento relativo y de la posición de las alas con respecto a este, ambos extremos controlados por el piloto. Es conveniente tener muy claro el concepto de ángulo de ataque pues el vuelo está directa y estrechamente relacionado con el mismo.

22 OTROS FACTORES 1.La forma del perfil del ala. Hasta cierto límite, a mayor curvatura del perfil mayor diferencia de velocidad entre las superficies superior e inferior del ala y por tanto mayor diferencia de presión, o lo que es igual mayor fuerza de sustentación. 2.La superficie alar. Cuanto más grandes sean las alas mayor será la superficie sobre la que se ejerce la fuerza de sustentación. 3.La densidad del aire. Cuanto mayor sea la densidad del aire, mayor es el número de partículas por unidad de volumen que cambian velocidad por presión y producen sustentación. 4.La velocidad del viento relativo. A mayor velocidad sobre el perfil, mayor es la sustentación.

23 MODULO 3 TIPOS DE RESISTENCIA

24 Resistencia inducida (Di). Al encontrarse en la parte posterior del ala la corriente de aire que fluye por arriba con la que fluye por debajo, la mayor velocidad de la primera deflecta hacia abajo a la segunda haciendo variar ligeramente el viento relativo, y este efecto crea una resistencia. Este efecto es más acusado en el extremo del ala, pues el aire que fluye por debajo encuentra una vía de escape hacia arriba donde hay menor presión, pero la mayor velocidad del aire fluyendo por arriba deflecta esa corriente hacia abajo produciéndose resistencia adicional. Este movimiento de remolino crea vórtices que absorben energía del avión. La resistencia inducida, indeseada pero inevitable, es un producto de la sustentación, y se incrementa en proporción directa al incremento del ángulo de ataque.

25 Resistencia Parasita (Dp) 1. La Resistencia Parásita es la fuerza que oponen todas aquellas partes exteriores del Avión debido a su forma no aerodinámica. 2.La Resistencia Parásita es proporcional al área frontal del ala, fuselaje, empenajes, tren de aterrizaje, tirantes, montantes, pantaloneras, plantas motrices, antenas, tubo pitot estático,,, etc.al área frontal del ala, fuselaje, empenajes, tren de aterrizaje, tirantes, montantes, carenas, plantas motrices, antenas, tubo pitot estático, etc. 3.La resistencia parásita del ala es menor si se usan perfiles adecuados que cierren y junten las capas de aire a su paso. En cambio, las formas romas o planas, tanto por su parte delantera como trasera, se oponen directamente al paso del aire. Es importante que la parte trasera no acabe bruscamente porque no se junta inmediatamente tras el paso del cuerpo, produciéndose un vacío que absorbe el cuerpo hacia atrás.

26 Resistencia de Rozamiento (Df) 1. La Resistencia de Rozamiento se debe a la viscosidad del aire principalmente. (Viscosidad: Se llama viscosidad al rozamiento interno que presentan los fluidos al desplazarse, creando por lo tanto una resistencia al movimiento de dicho fluido). 2.Al desplazarse el avión dentro del flujo, el aireen contacto directo con su superficie forma una película ó capa, llamada Capa Límite ó Superficial. 3.Esta capa se adhiere a la superficie reduciendo su velocidad ejerciendo una acción de frenado lo que determina la resistencia al avance por rozamiento superficial. 4.Esta resistencia aumenta con la rugosidad ó aspereza de la superficie, suciedad sobre la misma, mala unión ó un pésimo remachado, como también cuando se rasga, perfora ó se golpeara la piel del avión.