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Qué es el fuselaje en los aviones
Las realizaciones divulgadas se refieren a un método de fabricación de una sección de fuselaje de aeronave de material compuesto que comprende las siguientes operaciones fabricar una sección de una sola pieza; cortar la sección longitudinalmente; separar dos bordes situados en los dos lados del corte; volver a ensamblar la sección y realizar una unión longitudinal con los dos bordes superpuestos. Las realizaciones divulgadas también se refieren a una sección hecha de acuerdo con este método.
Los aspectos de las realizaciones divulgadas se refieren a un método para fabricar una sección de fuselaje de aeronave de material compuesto que permite la introducción de sistemas y elementos de la aeronave y/o robots capaces de instalar estos sistemas y elementos en el interior de la sección.
El fuselaje de una aeronave es tradicionalmente un cuerpo tubular con una piel sujeta a una estructura interna. La piel está formada por paneles metálicos montados y fijados alrededor de la estructura interna metálica, denominada esqueleto interno de la aeronave. Los distintos paneles se fabrican por separado y luego se ensamblan entre sí mediante un proceso de superposición para constituir una sección del fuselaje. Varias secciones se ensamblan entre sí para formar el fuselaje completo. Este fuselaje metálico tiene el inconveniente de ser pesado, ya que es totalmente metálico. También tiene el inconveniente de que requiere juntas entre los paneles metálicos y entre las secciones, lo que crea zonas superpuestas con exceso de grosor, aumentando aún más el peso del avión.
Función del fuselaje en los aviones
Aunque resulte espeluznante, los “bichos” y sus primos podrían ser una analogía más adecuada para un avión que para un pájaro. Para empezar, el fuselaje de un avión moderno funciona como una piel y un esqueleto, una característica que se asemeja más a un artrópodo que a los miembros de la familia de las aves.
Una de las principales características de los artrópodos es su exoesqueleto, que combina los atributos de protección de una piel con los atributos estructurales de un esqueleto. Esta característica se relaciona con la piel de un avión, que es en realidad una parte estructural que soporta la carga.
Los aviones modernos se construyen con un método denominado construcción monocasco. Este método utiliza la piel tensada como principal componente estructural. Para ayudar a visualizarlo, piense en una lata de refresco. La piel se asienta alrededor de dos mamparos, o formadores (la parte superior e inferior de la lata), proporcionando una unidad sorprendentemente fuerte cuando no se daña. Las principales ventajas de la construcción monocasco son su gran resistencia, su ligereza y su mayor potencial de volumen interno. Un objetivo importante en el diseño de aeronaves es conseguir el avión más ligero que pueda albergar la mayor cantidad de cosas (por ejemplo, personas y carga) y, al mismo tiempo, ser lo suficientemente resistente para soportar los rigores del vuelo.
Significado del fuselaje
La piel de un avión es la superficie exterior que cubre gran parte de las alas y el fuselaje[1]. Los materiales más utilizados son el aluminio y las aleaciones de aluminio con otros metales, como el zinc, el magnesio y el cobre.
A medida que avanzaba el siglo XX, el aluminio se convirtió en un metal esencial en los aviones. El bloque de cilindros del motor que impulsó el avión de los hermanos Wright en Kitty Hawk en 1903 era una pieza de fundición de una aleación de aluminio que contenía un 8% de cobre; las palas de hélice de aluminio aparecieron ya en 1907; y las cubiertas, asientos, capós, soportes de fundición y piezas similares de aluminio eran comunes a principios de la Primera Guerra Mundial.
En 1916, L. Brequet diseñó un bombardero de reconocimiento que marcó el uso inicial del aluminio en la estructura de trabajo de un avión. Al final de la guerra, los aliados y Alemania emplearon aleaciones de aluminio para la estructura de los conjuntos de fuselaje y alas[2].
El fuselaje de los aviones ha sido la aplicación más exigente para las aleaciones de aluminio; hacer una crónica del desarrollo de las aleaciones de alta resistencia es también registrar el desarrollo de los fuselajes. El duraluminio, la primera aleación de aluminio de alta resistencia y tratable térmicamente, se empleó inicialmente para la estructura de los dirigibles rígidos, por parte de Alemania y los Aliados durante la Primera Guerra Mundial. El duraluminio era una aleación de aluminio-cobre-magnesio; se originó en Alemania y se desarrolló en Estados Unidos como aleación 17S-T (2017-T4). Se utilizaba principalmente como chapa y placa.
Tipos de construcción del fuselaje
El aluminio y la fibra de carbono son dos de los materiales más utilizados en la construcción de fuselajes de aviones. En el pasado, la mayoría de los aviones comerciales tenían un fuselaje de aluminio. Sin embargo, desde la llegada del Boeing 787 y el Airbus A350, muchos aviones tienen ahora un fuselaje de fibra de carbono. Todavía se pueden encontrar aviones con fuselaje de aluminio. De hecho, la mayoría de los aviones utilizan este material para su fuselaje. Dicho esto, los fuselajes de fibra de carbono están en auge.
El aluminio y la fibra de carbono son dos materiales muy diferentes. El aluminio es un metal con el número atómico 13. Es el metal más abundante de la Tierra. La fibra de carbono, en cambio, es un material sintético formado por muchas hebras individuales de carbono que se entrelazan. Cada hebra de carbono en la fibra de carbono mide entre 5 y 10 micrómetros de diámetro. De estos dos materiales, sólo el aluminio se considera un metal. La fibra de carbono se clasifica como un polímero.
Como es el metal más abundante de la Tierra, el aluminio es barato. El bajo coste de este metal lo convierte en una opción popular para los fuselajes entre las empresas de fabricación aeroespacial. Las empresas de fabricación aeroespacial pueden construir y producir aviones a un coste menor cuando utilizan el aluminio para el fuselaje.
