Avión - Manufactura de Elementos Estructurales

Unidad IV: Manufactura de Elementos Estructurales
4.1 Fuselaje; ensambles estructurales.
Fuselajes reticulados o de recubrimiento no resistente:
El recubrimiento no colabora con la estructura para resistir las fuerzas que obran sobre el fuselaje. Se construyen conforme a dos tipos de soluciones básicas: Las estructuras Pratt y Warren:
Cualquiera sea la opción que se adopte debe constar porlo menos de cuatro largueros principales o primarios, que casi siempre se extienden a todo lo largo del fuselaje.
Estructura Pratt:
Los cuatro largueros están unidos entre si por elementos verticales y diagonales, éstos deben trabajar solo a la tracción y se llaman tensores, obteniéndose una estructura encablada.

Estructura Warren:
Es más rígida que la anterior, se caracteriza por prescindirde elementos incapaces de trabajar a la compresión. El fuselaje se construye sobre la base de los cuatro largueros y se unen entre si solo por elementos diagonales, capaces de trabajar a tracción y compresión. Por lo tanto no tiene tensores, se los reemplaza por tubos. Cuando las solicitaciones actúan en un sentido, hay elementos que actúan a la tracción y otros a la compresión, y si se inviertenlas solicitaciones también lo hace el rol de cada uno. Normalmente se construyen largueros y elementos diagonales con tubos de acero al cromo molibdeno soldado, y en algunos casos con perfiles de acero o aleaciones livianas o abulonadas.

Fuselaje Monocasco:
Es una estructura a recubrimiento resistente, este colabora con el resto para proporcionar resistencia al conjunto. Consiste en un cascohueco delgado sin órganos transversales ni longitudinales. También se llama así al fuselaje formado por anillos distanciados entre si, a los cuales se fija el revestimiento.
La palabra monocasco deriva de monocoque, que significa “cáscara o curva plana simple sin refuerzo”. Por la mayor estabilidad lograda con la inclusión del recubrimiento resistente, este tipo de estructura ha desplazado a lareticulada.
Resulta ser liviano pero es de difícil construcción, es de difícil reparación, e impone limitaciones de diseño.

Fuselaje Monocasco Reforzado:
Se refuerza el recubrimiento con anillos verticales, las cuadernas. Dado que el recubrimiento puede absorber las fuerzas de tracción pero no las de compresión, que fácilmente producen deformaciones, se agregan perfiles angulares de distintaforma.
Fuselaje Semimonocasco:
En este caso se agregan además de las cuadernas refuerzos longitudinales (largueros o larguerillos).

Fuselaje Geodésico:
Es una estructura reticulada que representa líneas de longitud mínima sobre una superficie curvada, por lo que todo esfuerzo de tracción que tiende a aplanar la curvatura de la superficie, está equilibrado por un esfuerzo de compresión, ycomo todos los miembros están unidos entre sí, la estructura queda equilibrada en cada intersección, o sea aplicando una torsión los miembros longitudinales sufrirán una tracción, mientras que los transversales trabajarán a la compresión.

Fuselajes a Presión:
Cuando se incluye presurización (mantener dentro del fuselaje una presión constante que permita al pasaje y la tripulación sudesenvolvimiento normal sin afectar sus funciones vitales), aparece otra carga sobre el fuselaje, la debida a la sobrepresión interna, por lo que comienza a comportarse como un tanque a presión, y pese a que la diferencia de presión es baja dado que el área total afectada es muy grande, las fuerzas resultantes son también muy grandes.
Aparecen fuerzas tangenciales a las cuadernas, concentradas, que sesuman al efecto debido a las deformaciones por flexión, las que están presentes en el revestimiento y tienden a deformar la superficie, haciéndola perder su forma aerodinámica.
Para solucionar este problema se recurre a las cubiertas flotantes, en las que la unión entre cuaderna y recubrimiento conservan su capacidad al corte. Así se consigue que el recubrimiento pueda expandirse uniformemente...