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Fuerzas que actúan sobre el ala de un avión

Escrito por Sergio Zanon el . Publicado en Textos

Antes de iniciarnos con el análisis de este tema es necesario recordar cual es la función del ala de un avión: la misma deber producir sustentación y soportar cargas, por lo tanto su forma y estructura estar condicionada por esta razón, y desde el punto de vista estructural se debe comportar como una viga capaz resistir esfuerzos de distintos tipos entre ellos:


a) Cargas aerodinámicas, debido a la sustentación y resistencia al avance.
b) Cargas debidas al empuje a la tracciones realizada por el grupo motopropulsor.
c) Cargas concentradas, como el peso de los motores en el caso de que los mismos cuelguen del ala, depósitos de combustibles (recordemos que casi en el 100% de los casos, los tanques de combustibles del forman parte integral del ala), etc.
d) Reacciones debidas al tren de aterrizaje (Altas cargas de impacto que se transmiten del tren al ala, por supuesto con la amortiguaci¢n correspondiente)
e) Esfuerzos debidos a la deflexión de las superficies móviles, los mismos pueden ser de varios tipos.

Se puede anticipar que los esfuerzos de sustentación son mucho mayor que la resistencia aerodinámica por lo tanto deber proporcionarse una mayor resistencia a la flexión en el plano perpendicular a la trayectoria del avión, esto conduce a la necesidad de inclu¡r un elemento importante como componente del ala , que es el LARGUERO (o viga principal principal al plano de simetr¡a del ala), el cual en muchos casos está asociado con otros elementos denominados LARGUERILLOS destinados a darle forma al ala.

La estructura de un ala de una aeronave, basicamente está compuesta por los siguientes componentes:


a) Componentes principales: Largueros, Costillas maestras,entredos y Herrajes.
b) Componentes secundarios: Falsas costillas, Larguerillos,y refuerzos

Hacemos esta diferenciación entre componente principal y secundario pues podemos considerar que los componentes principales son los que absorber y transmitir las cargas al resto de la estructura del avión. Mientras que los secundarios más que absorber carga (que podemos decir que es practicamente nula dicha funci¢n los mismos) tienen por finalidad darle forma al ala.

Para conclu¡r nos falta decir cual es la función de las COSTILLAS MAESTRAS en el ala, las mismas tienen por objeto además de mantener la forma del perfil del ala, transmitir las fuerzas aerodinámicas a los largueros para que estos la transmitan al fuselaje de la aeronave, también sirven para mantener la separación entre largueros (en el caso de alas multilargueros) además de dar rigidez a los elementos, formar barreras de contención en el caso de que los tanques de combustibles formen parte integral del ala, y además de distribuir la carga a lo largo de los largueros.

Los ENTREDOS son elementos importantes para el revestimiento del ala, y se emplean para transmitir y distribuir las fuerzas uniformente. Mientras que los HERRAJES son piezas metálicas que sirven para unir las distintas partes del ala. (Un herraje importante es el de toma Ala-Fuselaje, en el caso de ala partida).

Referente al Ala con Tanque Integral de Combustible podemos agregar que en estos casos se hermetiza el sector que cunple la función de tanque, que normalmente se extiende entre los largueros anterior y posterior, y entre dos costillas, y en muchos casos se suelen agregar costillas perforadas que actuan como rompeolas, para el caso de que el avión realice alguna maniobra con mucha pendiente el combustible no se dirija a la puntera del ala quedando la bomba de combustible sin alimentación.

Esta zona destinada al o a los tanques de combustibles en el ala debe ser casi indeformable, ya que en el caso de no ser así aparecerán continuas pérdidas del mismo. (A pesar de lo dicho, es muy común encontrar pérdidas de combustible en los aviones de transporte aerocomercial de gran porte, como lo podrían ser un Boeing 727 o un Boeing 747).

Acotemos que solo se puede utilizar como tanque de combustible la parte del ala que no este sometido a valores importantes de esfuerzos. Lo normal es que el tanque del ala ocupe 1/3 de la envergadura del ala.

Sergio Zanon

 

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