Fuselajes y Alas de los ULM

Fuselaje y alas.

La mayoría de los ULM vienen de fábrica desmontados e incluso, para su transporte, necesitan ser desmontados.

Para montar un ULM deberemos seguir un orden cronológico, ya que es así como nos lo recomiendan todos los fabricantes.

Fuselaje
La misión principal del fuselaje en una aeronave es soportar todos los pesos, ya sea el que va alojado en su interior, el del fuselaje en sí y el de los planos.

La otra cualidad que tiene el fuselaje es que sirve de punto de unión entre las semialas.

Definiremos fuselaje como la estructura principal de la aeronave de la que salen las demás unidades estructurales (alas, timones, etc.). En su interior albergamos la cabina (donde se aloja el piloto) y todos los cables y demás dispositivos de la aeronave.

Existen varios tipos de estructuras.

Las de celosía, las monocasco, las Semimonocasco y las geodésicas.

Estructuras de Celosía.

Se compone principalmente de elementos llamados riostras y montantes. La característica principal es que las riostras trabajan solamente a tracción, ya que consiste en unos simples cables generalmente de acero hechos de una resistencia determinada a la carga que tienen que soportar. No trabajan nunca a compresión, si lo hicieran se doblarían. Los montantes, sin embargo, sí que trabajan a tracción y a compresión.

En aeronaves de ala alta los montantes están situados en la parte externa para sujetar las alas. Éstos soportan mayores factores de carga y van unidos al fuselaje.

En la parte del borde de ataque se les configura un perfil aerodinámico para ofrecer mejor resistencia al avance.

El ultraligero de primera generación es el mejor ejemplo de estructura en celosía donde se pueden apreciar los cables o riostras que van unidos a los largueros del fuselaje y las alas.

Otros elementos de la estructura son las cuadernas. Son instaladas para dar consistencia y rigidez al fuselaje. Las llamaremos cuadernas de forma y éstas sirven para dar forma al fuselaje y no soportar esfuerzos.

Para recubrir el exterior existe madera contrachapada, tela o metal.

Existen montantes que no van soldados entre sí por no ser de acero sino que van remachados con remaches de aluminio para que no se produzcan roturas debido a las vibraciones y otras fuerzas que se producen durante el vuelo.
Estructuras de Monocasco

En las aeronaves de construcción monocasco los fuselajes son de metal, madera o material artificial que se componen de dos mitades y luego se ensamblan.

El elemento principal de estas estructuras deja de ser las riostras, los montantes y cuadernas sino el propio recubrimiento.
Por ello este tipo de estructuras se utiliza principalmente en aeronaves ligeras.
Estructuras de Semimonocasco

La estructura Semimonocasco es una mezcla entre las dos anteriores, la celosía y la monocasco.

Está compuesta por largueros que recorren toda la estructura.

Estos elementos estructurales son los que soportan todas las cargas que se derivan de las aceleraciones a las que la aeronave se somete.

Al añadir recubrimiento ayuda a aumentar la consistencia de la misma.

A parte también se colocan larguerillos que le dan mayor firmeza a la vez que forma al fuselaje.

Este es el tipo estructural utilizado en la mayoría de aviones.

El recubrimiento puede ser tela, generalmente de dacrón, o una aleación de aluminio, el más utilizado es 6061 t.6. Si descubrimos que existe alguna mancha de aceite o similar en la tela deberíamos limpiarla inmediatamente para evitar que se pudra.
Estructuras de Geodésica

El recubrimiento es el elemento estructural principal al igual que el monocasco, pero el recubrimiento es una especie de enmallado. Por encima del enmallado se coloca el recubrimiento propiamente dicho compuesto de mayas metálicas.

Lo que se consigue con este tipo de estructuras es que si se produce un agujero en una parte no se transmita a lo largo de la estructura y no afecte a las partes adyacentes. Este tipo de estructura lo utilizan los aviones de combate.

Las alas

La misión primordial de las alas es la de proporcionar la sustentación suficiente como para mantener la aeronave en el aire. Esta sustentación debe ser suficiente como para vencer la fuerza del peso y hacer que la aeronave se eleve.

La estructura de las alas y de la cola es igual a la del fuselaje dependiendo de las cargas que tengan que soportar.

Existen varios tipos dependiendo de la situación de las alas respecto al fuselaje.

El ala baja, ala media o ala alta.

Existe otro tipo de ala que pasa por encima del fuselaje sin ninguna interrupción a una cierta distancia. Es el ala en voladizo.

Las alas, a diferencia de los fuselajes, es raro que se construyan con estructura monocasco pues deben soportar unas cargas enormes cuando se encuentran en vuelo.

Las alas se construyen principalmente por dos grandes largueros cubierto por una estructura de dos mitades.

Lo que en el fuselaje eran las cuadernas de forma aquí se les llama costillas. Pero en el ala siguen existiendo las riostras y los largueros y larguerillos.

Las costillas no son más que una especie de cuadernas con forma de perfil.

Las alas son las que producen la mayor parte de la sustentación.

Las partes de las alas son el borde de ataque, que es la parte anterior del ala, el borde de salida, que es la parte posterior, el intradós, la parte inferior, y el extradós, la superior.

En las alas van alojados dispositivos que permiten aumentar la sustentación de las mismas.

Tales dispositivos se les llaman flaps y slats.

Los flaps van alojados en el borde de salida del ala mientras que los slats en el borde de ataque.

Existen otro tipo de dispositivos que nos permiten disminuir drásticamente la sustentación.

A estos dispositivos se les llama spoilers y van alojados en el extradós de cada semiala.

Son también llamados aerofrenos.

El objetivo principal de los spoilers es romper la capa límite que fluye a los largo de cada semiala para perder sustentación.
No son, por tanto, dispositivos hipersustentadores.

Al perder sustentación, la aeronave pierde velocidad. Esta pérdida de velocidad no es gradual sino de golpe; dependiendo del tipo de aeronave y ciertas condiciones se podrían llegar a perder hasta 50 nudos en 4 segundos. Son por tanto, muy efectivos.

Los spoilers van alojados en la parte del extradós de cada semiala.

Los que van alojados cerca del encastre se utilizan principalmente para reducir la velocidad de la aeronave, mientras que aquellos que van situados cerca de los extremos de las semialas sirven de ayuda para el alabeo.

Los alerones son las superficies de mando que consiguen el control lateral del avión. Al girar los alerones asimétricamente, es decir subiendo uno y bajando otro, la sustentación en la semiala que baja el alerón es superior que en la que sube. Esto produce un momento que tiende a girar el avión alrededor del eje longitudinal que, como mencionamos anteriormente, queda definido por las coordenadas OX.

Estas superficies de mando se encuentran situadas en los extremos de las semialas, en el borde de salida. Su mecanización es de tipo bisagra y suele haber uno por semiala. Sus movimientos son opuestos entre sí.

Se accionan moviendo la palanca de mando de izquierda a derecha. Su principio de funcionamiento está basado en la modificación de la sustentación en las semialas. El alerón que baja provoca un aumento de la curvatura de la semiala y del ángulo de ataque, aumentando por tanto la sustentación y elevando la semiala. El alerón opuesto produce el efecto contrario. Su accionamiento provoca el movimiento de alabeo del avión y éste se produce mediante la palanca de mando de la aeronave.

Al girar la palanca hacia un lado, el alerón de la semiala de ese lado sube y el de la semiala contraria baja, ambos en un ángulo de deflexión proporcional a la cantidad de giro que le proporcione a la palanca de mando.