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CONGRESO CONAMET/SAM 2004

ANÁLISIS DE FALLA DE TRABAS DE SEGURIDAD DEL TREN DE ATERRIZAJE DE AVIONES DE USO CIVIL
V.E. Fierro (a/b), A.F. Ansaldi(a), F.R. Agüera (a/b), H.N. Alvarez Villar (a/b)
CITEFA, Dto. Ciencia y Técnica de Materiales, Juan Bautista de Lasalle 4397 (1603), Bs. As, Argentina, vfierro@citefa.gov.ar (b) Universidad de la Marina Mercante, UdeMM, Facultad de Ingeniería,Rivadavia 2258 (1034), Cap. Fed, Argentina, faguera@citefa.gov.ar
(a)

RESUMEN El estudio fue solicitado a raíz de los reiterados fallos producidos en las piezas de referencia, en diferentes aviones de igual modelo. Dado que tuvieron similares problemas, el fenómeno fue considerado sistemático y la JIAAC (Junta de Investigación de Accidentes de Aviación Civil) quiso evaluar si las causas se debíanal diseño, la construcción, el mantenimiento, la operación o si había concurrencia de las mismas. Las piezas, construidas de tubos de acero de pequeño espesor, poseen una perforación donde se aloja un buje soldado, justamente en una zona donde hay adheridos topes de carrera, donde se ejercen esfuerzos de flexión. Sumado a las consideraciones anteriores están las cargas impulsivas que tienen lugaral momento de realizarse la traba del tren de aterrizaje y la sobrecarga de los propios aterrizajes. El análisis incluyó la caracterización completa de los materiales involucrados en la fabricación de las piezas, estudios fractográficos, perfiles de dureza y micrografías ópticas y electrónicas. Se analizaron las soldaduras y su influencia en las prestaciones mecánicas. Finalmente, se establecieronlas causas que llevaron a la fractura de las piezas y se realizaron recomendaciones en cuanto al diseño y construcción de las mismas.

Palabras Claves: Análisis de Falla, Tren de Aterrizaje, Soldadura

1. INTRODUCCIÓN Los accidentes en el transporte aéreo ocurren, según las estadísticas, principalmente durante el despegue o el aterrizaje de las aeronaves. Esto es debido al “cambio de estado”,ya que tanto el despegue como el aterrizaje son estados transitorios respecto del resto del vuelo. Durante el despegue y el aterrizaje se producen las solicitaciones máximas sobre muchos componentes de las aeronaves. En particular, una causal de accidentes se debe a la falla de algún elemento del tren de aterrizaje de la aeronave. En este trabajo se analiza la falla de una traba de seguridad deltren de aterrizaje de un avión de transporte de pasajeros de pequeño porte. La falla de esta pieza en diferentes aviones de igual modelo (Piper Apache) llevó a la Junta de Investigaciones de Accidentes de Aviación Civil a considerarlo sistemático y encargar este análisis sobre uno de dichos elementos. La figura 1 muestra ubicación de la pieza bajo estudio en el tren de aterrizaje. La articulaciónse

acciona durante el descenso del tren de aterrizaje y al final queda trabada evitando el retorno del tren[1].

Figura 1: Esquema del tren de aterrizaje, la flecha señala la traba 10

CONGRESO CONAMET/SAM 2004 2. DESARROLLO 2.1 Inspección y composición del material La pieza se recibió fracturada en dos partes, una corta (Parte A) y otra larga (Parte B), figuras 2 y 3.

2.2 FractografíaLa fractura evolucionó según tres procesos sucesivos[2,3] cuyas regiones de influencia se señalan en la figura 4. Estos son: a) inicios múltiples y propagación por fatiga, b) fractura frágil con propagación rápida, c) colapso plástico final del ligamento remanente. a b b

B

A

Refuerzos Figura 2: Traba de seguro en el estado de recepción. Parte A (extremo corto) y parte B (extremo largo). bc b

Figura 4: Superficie de fractura, parte B. a) fatiga, b) fractura frágil, c) colapso plástico con labio. B A La región a) de inicio y propagación por fatiga se ubica cercana al cordón de soldadura del refuerzo en la zona afectada por el calor (ZAC). En la superficie de fractura se aprecian marcas de playa (beachmarks) y características microscópicas que responden a la fatiga de este...