Estructuras Semi-Monocasco



Estructura semi-monocasco

   Si eres un entusiasta de los aviones y todo el mundo de la aeronáutica, en algún momento habras buscado alguna imagen acerca de la estructura del ala o del fuselaje, para minimamente observar como esto puede soportar semejantes cargas y esfuerzos que se presentan en el vuelo, si esto es cierto, seguramente te habras podido dar cuenta de como son estas, es decir, de que tienen en su interior pudiendo apreciar distintas estructuras además del recubrimiento o piel del aeronave en si, viendo que tienen estructuras circulares u otras formas conectadas entre si mediante lo que tal vez pensaste solo eran tubos largos, o en el ala que puedes apreciar otras pequeñas estructuras que tienen la misma forma de perfil, entre otras. Hoy te explicaremos que son todas estas cosas, para que sirven e inclusive como calcular las cargas en estas. Prosigamos con esta pequeña aventura en el mundo del saber aeronáutico.

1)Definición: 

         Las estructuras semi-monocasco son aquellas que cuentan con distintas partes estructurales , estas generalmente en aeronaves diseñadas para el transporte de personas se encuentran provistas de un recubrimiento o piel y de cuadernas que le dan la forma a cada sección, asi como larguerillos que se encargan de distribuir el flujo cortante, que en otro tipo de aviones puede constar de menos u otros elementos estructurales.


2)Uso en la aeronáutica: 


            Este tipo de estructuras es idónea en el ámbito aeronáutico, por su bajo peso y alta resistencia a las cargas presentes en vuelo, este tipo de estructura se puede ver en prácticamente todo el avión, desde el fuselaje a las alas.

   En el fuselaje la podemos apreciar como esos discos unidos entre si por los larguerillos, que a su vez están recubiertos por lo que generalmente es una recubierta metalica o piel, que se adapta a la forma del fuselaje.

Fuselaje


   O en las alas, en las que se puede apreciar como dentro de la cubierta metalica hay pequeñas cuadernas llamadas costillas las cuales le dan la forma al ala y que se llaman costillas de forma, como también costillas de fuerza, las cuales están conectadas entre si por larguerillos y su larguero principal, o inclusive mas de dos largueros.
  
Ala (estructura semi-monocasco)


   Ahora se preguntaran y… ¿Por qué todo esto?


Cada parte de la estructura es fundamental para que cumpla su función y además resist las fuerzas aplicadas, por esto explicaremos la función de cada una de sus partes:

-Recubierta: Es simplemente la piel de la aeronave y se encarga de recubrir la estructura, ya sea para que el aire pase por esta y cree sustentación, o tener un pequeño muro entre los pasajeros y el entorno hostil de un vuelo comercial.

-Larguerillos: Estos son los que se encargan de absorber y redistribuir flujo cortante a lo largo de la estructura.

-Cuadernas: Son elementos estructurales entre cada sección y se encargan de darle la forma a la estructura.

-Larguero: Es la estructura principal del ala que se encarga de soportar la mayor parte de los esfuerzos a flexión.
  

¿Como Funcionan?:

  
    Una breve explicación de cómo todo esto funciona, es que al ser aplicad una fuerza cortante se da una variación de los esfuerzos normales a lo largo de la longitud de la viga, es decir, se crea un flujo cortante, el flujo cortante es la fuerza cortante aplicada por unidad de longitud de perímetro a lo largo de una pared de sección delgada, en este caso, la piel o recubierta. Estos flujos son redistribuidos y absorbidos por los larguerillos a lo largo del ala o fuselaje, a su vez las cuadernas deben lidiar con los flujos cortantes que la piel genera sobre estas, es decir un flujo cortante reacción, todo esto debe ser estudiado para que ningún elemento estructural falle, asi es como entramos en la siguiente etapa, ¿Cómo se calcula esto?.

Ejercicio

Diagrama de carga axial del elemento A-B en la costilla mostrada:



I= 4(20cm)2.1cm3
I=1600cm4
Δq=1000Kg.20cm.1cm2/1600cm4
Δq1,2,3,4=12,5Kg/cm

ΣM1=Σ2qA
0=2π(20cm)3.90+(40)2.(q0-12.5)+(40)2.(q0-25)
0=2π(20cm)3.90+q0(40)2-12,5(40)2+90(40)2-25(40)2
0=q0(2π(20cm)2+402+402)-6000
q0=10.5018






 -q2-14,4982=0
q2=-14,4982



0=1000-14,4982(40)+q1(40)
q1=-10,5018
 

Σfz=0
P-10,5018(x)-14,4982(x)=0
P=1000KG


Si tienes alguna duda con la dirección de los flujos aquí tienes el siguiente vídeo



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