Fuselaje del avión

El fuselaje es el cuerpo central de un avión y está diseñado para acomodar a la tripulación, los pasajeros y la carga. También proporciona la conexión estructural para las alas y el conjunto de la cola. Los tipos más antiguos de diseño de aeronaves utilizaban una estructura de armadura abierta construida de madera, acero o tubos de aluminio.

 Los tipos más populares de estructuras de fuselaje utilizadas en los aviones de hoy en día son el monocasco o caparazón único y el semimonococo.

Fuente: Esta imagen es tomada del manual Pilot’s Handbook of Aeronautical Knowledge, FAA-H-8083-25B

Alas del avión

Las alas son dispositivos aerodinámicos unidos a cada lado del fuselaje y son las principales superficies de elevación que soportan el avión en vuelo. Hay numerosos diseños de alas, tamaños y formas utilizadas por los diversos fabricantes. Cada uno satisface una cierta necesidad con respecto al rendimiento esperado para el avión en particular.

Las alas se pueden unir en la parte superior, media o inferior del fuselaje. Estos diseños se conocen como ala alta, media y baja, respectivamente. El número de alas también puede variar. Los aviones con un solo conjunto de alas se conocen como monoplanos, mientras que aquellos con dos conjuntos se llaman biplanos. 

Muchos aviones de ala alta tienen tirantes externos, o puntales de ala que transmiten las cargas de vuelo y aterrizaje a través de los puntales a la estructura principal del fuselaje. Dado que los puntales del ala generalmente están unidos aproximadamente a la mitad del ala, este tipo de estructura del ala se llama semi cantilever. Algunos aviones de ala alta y la mayoría de ala baja tienen un ala en voladizo completa diseñada para transportar las cargas sin puntales externos.

Fuente: Esta imagen es tomada del manual Pilot’s Handbook of Aeronautical Knowledge, FAA-H-8083-25B

Las principales partes estructurales del ala son espátulas, costillas y largueros. Estos son reforzados por cerchas, vigas en I, tubos u otros dispositivos, incluida la piel. Las costillas del ala determinan la forma y el grosor del ala (perfil aerodinámico). En la mayoría de los aviones modernos, los tanques de combustible son una parte integral de la estructura del ala o consisten en contenedores flexibles montados dentro del ala.

Unidos a los bordes traseros, o traseros, de las alas hay dos tipos de superficies de control conocidas como alerones y flaps. Los alerones se extienden desde aproximadamente el punto medio de cada ala hacia afuera hacia la punta, y se mueven en direcciones opuestas para crear fuerzas aerodinámicas que hacen que el avión se mueva. 

los flaps se extienden hacia afuera desde el fuselaje hasta cerca del punto medio de cada ala. Los flaps normalmente están al ras de la superficie del ala durante el vuelo de crucero. Cuando se extienden, los flaps se mueven simultáneamente hacia abajo para aumentar la fuerza de elevación del ala para despegues y aterrizajes.

Fuente: Esta imagen es tomada del manual Pilot’s Handbook of Aeronautical Knowledge, FAA-H-8083-25B

¿Cuáles son los tipo de alas de un avión?

Los tipos alternativos de alas se encuentran a menudo en los aviones. La forma y el diseño de un ala depende del tipo de operación para la que está destinado un avión y se adapta a tipos específicos de vuelo.

que proporciona información sobre el efecto que los controles tienen en las superficies de elevación de las alas tradicionales a las alas que utilizan tanto la flexión (debido a la ondulación) como el desplazamiento (a través del cambio del CG de la aeronave). Por ejemplo, el ala de la aeronave de control de cambio de peso está muy barrida en un esfuerzo por reducir la resistencia y permitir el cambio de peso para proporcionar control.

Fuente: Esta imagen es tomada del manual Pilot’s Handbook of Aeronautical Knowledge, FAA-H-8083-25B

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Empenaje de un avión

El empenaje incluye todo el grupo de la cola y consiste en superficies fijas, como el estabilizador vertical y el estabilizador horizontal. Las superficies móviles incluyen el timón, el elevador y una o más lengüetas de ajuste El timón está unido a la parte posterior del estabilizador vertical. Durante el vuelo, se utiliza para mover la nariz del avión a izquierda y derecha. 

El elevador, que está unido a la parte posterior del estabilizador horizontal, se utiliza para mover la nariz del avión hacia arriba y hacia abajo durante el vuelo. Las pestañas de recorte son pequeñas y móviles partes del borde final de la superficie de control. Estas lengüetas móviles, que se controlan desde la cubierta de vuelo, reducen las presiones de control. Las pestañas de recorte se pueden instalar en el los alerones, el timón y/o el ascensor.

Un segundo tipo de diseño empenaje no requiere un ascensor. En su lugar, incorpora un estabilizador horizontal de una sola pieza que pivota desde un punto de bisagra central. Este tipo de diseño se llama stabilator y se mueve usando la rueda de control, al igual que se mueve el elevador. Por ejemplo, cuando un piloto tira hacia atrás en la rueda de control, el stabilator pivota para que el borde final se mueva hacia arriba. Esto aumenta la carga aerodinámica de la cola y hace que la nariz del avión se mueva hacia arriba. Los stabilators tienen una pestaña antiservo que se extiende a través de su borde final.

La pestaña antiservo se mueve en la misma dirección que el borde final del estabilizador y ayuda a que el estabilizador sea menos sensible. La pestaña antiservo también funciona como una pestaña de ajuste para aliviar las presiones de control y ayuda a mantener el estabilizador en la posición deseada. 

Fuente: Esta imagen es tomada del manual Pilot’s Handbook of Aeronautical Knowledge, FAA-H-8083-25B

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Tren de aterrizaje del avión

El tren de aterrizaje es el soporte principal del avión cuando está estacionado, rodando, despegando o aterrizando. El tipo más común de tren de aterrizaje consiste en ruedas, pero los aviones también pueden estar equipados con flotadores para operaciones de agua o esquís para aterrizar en la nieve.

El tren de aterrizaje de ruedas consta de tres ruedas, dos ruedas principales y una tercera rueda situada en la parte delantera o trasera del avión. El tren de aterrizaje con una rueda montada en la parte trasera se llama tren de aterrizaje convencional.

Los aviones con tren de aterrizaje convencional a veces se conocen como aviones de rueda trasera. Cuando la tercera rueda se encuentra en la nariz, se llama rueda de morro, y el diseño se conoce como un engranaje de triciclo. Una rueda de morro o rueda de cola orientable permite que el avión se controle durante todas las operaciones en tierra. La mayoría de los aviones son dirigidos moviendo los pedales del timón, ya sea la rueda trasera o la rueda trasera. Además, algunos aviones son dirigidos por frenado diferencial.

Fuente: Esta imagen es tomada del manual Pilot’s Handbook of Aeronautical Knowledge, FAA-H-8083-25B

Sistema motopropulsor del avión

El sistema motopropulsor generalmente incluye tanto el motor como la hélice. La función principal del motor es proporcionar la potencia para girar la hélice. También genera energía eléctrica, proporciona una fuente de vacío para algunos instrumentos de vuelo, y en la mayoría de los aviones monomotor, proporciona una fuente de calor para el piloto y los pasajeros.

El motor está cubierto por una cubierta, o una barquilla, que son ambos tipos de carcasa cubierta. El propósito de la cubierta o la barquilla es simplificar el flujo de aire alrededor del motor y ayudar a enfriar el motor mediante la conducción de aire alrededor de los cilindros.

La hélice, montada en la parte delantera del motor, traduce la fuerza de rotación del motor en empuje, una fuerza de acción hacia adelante que ayuda a mover el avión a través del aire. Una hélice es un perfil de aire giratorio que produce empuje a través de la aerodinámica acción. Se forma un área de alta presión en la parte posterior del aerodinámica de la hélice, y la baja presión se produce en la cara de la hélice, similar a la manera de elevación se genera por una superficie aerodinámica utilizado como superficie de elevación o ala. Este diferencial de presión desarrolla el empuje de la hélice, que a su vez tira de la avión hacia adelante. Los motores se pueden girar para ser empujadores con la hélice en la parte trasera.

Hay dos factores significativos involucrados en el diseño de una hélice que afectan su eficacia. El ángulo de una operación de los instrumentos de vuelo, los sistemas esenciales, tales como anti-icing, y los servicios de pasajeros, tales como iluminación de cabina.

Hay dos factores significativos involucrados en el diseño de una hélice que afectan su eficacia. el ángulo de una pala de hélice, medido con respecto al cubo de la hélice, mantiene el ángulo de ataque (AOA) relativamente constante a lo largo del recorrido de la pala de la hélice, reducir o eliminar la posibilidad de un puesto. La cantidad de la elevación producida por la hélice está directamente relacionada con el AOA, que es el ángulo en el que el viento relativo se encuentra la hoja. El AOA cambia continuamente durante el vuelo dependiendo de la dirección de la aeronave.

El tono se define como la distancia que una hélice viajaría en una revolución si estuviera girando en un sólido. Estos dos factores se combinan para permitir una medición de la eficiencia de la hélice. Las hélices generalmente se adaptan a una combinación de avión/ planta motriz específica para lograr la mejor eficiencia en un ajuste de potencia particular, y tiran o empujan dependiendo de cómo se monta el motor.

Fuente: Esta imagen es tomada del manual Pilot’s Handbook of Aeronautical Knowledge, FAA-H-8083-25B

La función principal de un sistema eléctrico de una aeronave es generar, regular y distribuir energía eléctrica en toda la aeronave. Hay varias fuentes de energía diferentes en los aviones para alimentar los sistemas eléctricos de la aeronave. Estas fuentes de energía incluyen: generadores de corriente alterna (CA) accionados por el motor, unidades de potencia auxiliares (APU) y energía externa. 

El sistema de energía eléctrica de la aeronave se utiliza para operar los instrumentos de vuelo, los sistemas esenciales, como la lucha contra el tráfico, y los servicios de pasajeros, como la iluminación de cabina.

Los controles de vuelo son los dispositivos y sistemas que rigen la actitud de una aeronave y, como resultado, la trayectoria de vuelo seguida por la aeronave. En el caso de muchos aviones convencionales, los controles de vuelo primarios utilizan superficies batientes, de borde de salida llamadas elevadores para pitch, alerones para roll, y el timón para yaw. Estas superficies son operadas por el piloto en la cabina de vuelo o por un piloto automático.

En el caso de la mayoría de los aviones modernos, los frenos de avión consisten en de múltiples almohadillas (llamadas almohadillas de pinzas) que son hidráulicamente apretados uno hacia el otro con un disco giratorio (llamado rotor) entre ellos. Las almohadillas colocan presión sobre el rotor que está girando con las ruedas. Como resultado de la mayor fricción en el rotor, las ruedas inherentemente ralentizar y parar de girar. 

Los discos y pastillas de freno están hechos de acero, como los de un coche, o de un material de carbono que pesa menos y puede absorber más energía. Porque los frenos de avión son utilizados principalmente durante los desembarques y deben absorber enormes cantidades de energía, su vida se mide en aterrizajes en lugar de que millas.

Sistema de dirección del timón - Nose wheel steering system

Consta de un controlador electrónico digital, una unidad de potencia hidromecánica, un collar de montaje, una palanca de dirección y sensores de posición del pedal del timón. La unidad de potencia hidromecánica incluye todos los componentes de las válvulas hidráulicas, la amplificación de la potencia, el accionamiento y la amortiguación.

Bomba de turbina de aire Ram - Ram Air Turbine Pump 

Una bomba de pistón en línea de 3025 PSI proporciona 20 GPM a 3920 rpm, suministrando energía hidráulica para las superficies de control de vuelo prioritarias en caso de que se pierdan ambos motores o se produzca un fallo eléctrico total. El desplazamiento es de 1,25 in²/rev; el peso es de 15 libras.

Bomba accionada por motor (hidráulica) - Engine-Driven Pump 

La potencia hidráulica para los sistemas izquierdo y derecho es suministrada por dos bombas en línea de desplazamiento variable de 48 GPM y 3000 PSI de presión compensada. Desplazamientos 3,0 in²/rev; el peso es de 40,1 libras 

Motor de accionamiento de los flaps del borde de salida - Trailing Edge Flap Driven Motor

El accionamiento de los flaps del borde de salida es proporcionado por un motor hidráulico de 3000 PSI, de desplazamiento constante, de nueve pistones y de eje inclinado. El motor produce un torque de 21,4 in-libras a 2250 PSI con una velocidad nominal de 3750 RPM y una velocidad intermitente de 5660 RPM. La cilindrada es de 0,596 in²/rev peso es de 6,5 libras. 

Actuador de la puerta de emergencia del pasajero - Emergency Passenger Door Actuator 

Desempeña un papel fundamental en la seguridad; se extiende para abrir la puerta cuando es accionada por la presión del gas nitrógeno. El conjunto alcanza la extensión completa en 2,75 a 4,16 segundos con una fuerza de salida de 2507 a 2830 libras.

Motor del estabilizador - Stabilizer Trim Motor 

El accionamiento del Trim del Estabilizador en la aeronave es proporcionado por dos motores hidráulicos de 3000 PSI, de desplazamiento constante, de nueve pistones y eje doblado. Cada motor produce un torque de 77.3 in-lb a 2250 PSI con una velocidad nominal de 2700 RPM y una velocidad intermitente de 4050 RPM. La cilindrada es de 0,216 in²/rev; el peso es de 3,9 libras

Generador con motor hidráulico (HMDG) - Hydraulic Motor-Driven Generator

El generador accionado por motor hidráulico (HMDG) es un motor hidráulico de pistones de desplazamiento variable, servocontrolado y con ejes en línea, integrado en un generador de tres etapas sin escobillas. El HMDG está diseñado para mantener una frecuencia de salida del generador en estado estable de 400+/- 2 voltios (en el punto de regulación) en un rango de salida eléctrica nominal de 10kVA.

Motobomba de corriente alterna - Alternated Current Motor Pump 

La energía auxiliar la proporciona una motobomba refrigerada por fluido de 3000 PSI, 12 GPM y 8000 RPM. Algunas motobombas de CA cuentan con un diseño de alimentación de cerámica. Esto protege el cableado eléctrico de la exposición al entorno cáustico del fluido hidráulico. 

Motor de accionamiento de los Slat del borde de ataque - Leading Edge Slat Drive Motor

El motor de accionamiento de las Slat del borde de ataque de la aeronave se acciona mediante un motor hidráulico de desplazamiento constante, de nueve pistones y eje doblado. Los motores producen un torque de 544,3 in-lb a 2250 PSI con una velocidad nominal de 3170 RPM y una velocidad intermitente de 4755 RPM. El desplazamiento es de 1,52 in²/rev; el peso es de 13,21 libras.   

Unidad de transferencia de energía - Power Transfer Unit (PTU)

La transferencia de potencia hidráulica (pero no de fluido) entre el sistema hidráulico independiente izquierdo y derecho se realiza mediante una unidad de transferencia de potencia (PTU) no reversible que proporciona una fuente de potencia alterna para los flaps del borde de ataque y de salida y el tren de aterrizaje, incluida la dirección del tren de nariz, que normalmente son accionados por el sistema hidráulico izquierdo. La PTU consiste en un motor hidráulico de eje inclinado que acciona una bomba en línea de desplazamiento fijo. La velocidad nominal es de 3900 RPM. La cilindrada de la bomba es de 1,39 in²/rev y la del motor es de 1,52 in²/rev. El peso de la unidad es de 35 libras.

Terminología Aeronáutica Básica...

¿Qué es Back course o BC o rumbo posterior?

Cuando se vuela en una aproximación de curso inverso, una aeronave se aproxima a la pista de aterrizaje por instrumentos desde el extremo en el que están instaladas las antenas del localizador o ILS.

¿Qué es Balance tab?

Un control auxiliar montado en una superficie de control primario, que se mueve automáticamente en la dirección opuesta al control primario para proporcionar una ayuda aerodinámica en el movimiento. 

¿Qué es Baro-aiding?

Un método para aumentar la solución de integridad del GPS utilizando una fuente de entrada no satelital. Para asegurar que la ayuda a la barra está disponible, el ajuste actual del altímetro debe ser introducido como se describe en el manual de instrucciones.

¿Qué es Escala barométrica o Barometric scale?

Escala en el dial de un altímetro en la que el piloto fija el nivel de presión barométrica a partir del cual se mide la altitud mostrada por los punteros.

¿Qué es Basic empty weight o GAMA?

El peso en vacío básico incluye el peso en vacío estándar más el equipamiento opcional y especial que se haya instalado.

¿Qué es Principio de Bernoulli o Bernoulli’s Principle?

Principio que explica cómo la presión de un fluido en movimiento varía con su velocidad de desplazamiento. Un aumento de la velocidad de movimiento provoca una disminución de la presión del fluido.

¿Qué es Biplano o biplane?

Aviones con dos conjuntos de alas.

¿Qué es Bloque de altitud o Block altitude?

Un bloque de altitudes asignado por el ATC para permitir desviaciones de altitud; por ejemplo, "Mantener altitud de bloque 9 a 11 mil". 

¿Qué es Bypass ratio?

La relación entre el flujo de aire (masa) en libras por segundo que pasa por la sección del ventilador de un motor turbofán y el flujo de aire que pasa por la parte del generador de gas del motor. 

¿Qué es Altitud de la cabina o Cabin altitude?

Presión de la cabina en términos de altitud equivalente sobre el nivel del mar.

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Fuente: La información (texto e imágenes) utilizado para este artículo está basado en el manual de la FAA (Pilot’s Handbook of Aeronautical Knowledge - FAA-H-8083-25B) y manuales de instrucción de centros académicos aeronáuticos.