Estructura del avión cap. 5
Estructura del avión cap. 5
Derrames de líquidos sobre composites
Algunos se preocupan por el derrame de combustible, aceite o líquido hidráulico en superficies de material compuesto. Estos generalmente no son un problema con los modernos compuestos de resina epoxi. Por lo general, si el derrame no ataca la pintura, no le hará daño el compuesto base. Algunos aviones utilizan tanques de combustible de fibra de vidrio, por ejemplo, en el que el combustible está directamente contra la superficie de la resina sin utilizar sellador. Si la estructura de fibra de vidrio se hace con algunos de los tipos más baratos de resina de poliéster, puede ser un problema cuando se utiliza combustible de autos con etanol en la mezcla. Los tipos más caros de resina de poliéster, así como la resina epoxi, se puede utilizar con combustible de automóviles, así como gas de aviación (AVGAS) de 100 octanos.
Protección contra rayos
La protección contra rayos es una consideración importante en el diseño de aeronaves. Cuando un avión es alcanzado por un rayo, se entrega una gran cantidad de energía a la estructura. Ya sea que vuele un avión ligero o un avión de aerolínea, el principio básico de protección contra rayos es el mismo. Para cualquier tamaño de avión, la energía del rayo debe ser extendido por un área de gran superficie para reducir los amperes por centímetro cuadrado a un nivel aceptable.
Si un rayo cae sobre un avión de aluminio, la energía eléctrica se conduce naturalmente a través de la estructura de aluminio. El desafío es mantener la energía alejada de la aviónica, los sistemas de combustible, etc., hasta que se pueda conducir sin peligro fuera del avión. El revestimiento exterior de la aeronave es el camino de menor resistencia.
En un avión hecho de compuestos, la fibra de vidrio es un excelente aislante eléctrico, mientras que la fibra de carbono conduce la electricidad, pero no tan fácilmente como el aluminio. Por lo tanto, conductividad eléctrica adicional se debe agregar a la capa exterior en compuestos. Esto se hace generalmente con finas mallas de metal pegadas a la superficie. Mallas de aluminio y de cobre son los dos tipos más comunes, con el aluminio utilizado en fibra de vidrio y el cobre en la fibra de carbono. Todas las reparaciones estructurales en las áreas protegidas contra rayos también debe incluir la malla, así como la estructura subyacente.
En aeronaves en compuesto con antenas de radio internas, en la zona de la antena debe haber “ventanas” en la malla contra rayo. Antenas de radio internas se pueden ubicar en los materiales compuestos de fibra de vidrio debido a que la fibra de vidrio es transparente a las frecuencias de radio, y la fibra de carbono no.
El futuro de los materiales compuestos
En las décadas posteriores a la Segunda Guerra Mundial, los materiales compuestos se han ganado un papel importante en el diseño de aeronaves. Su resistencia a la corrosión y flexibilidad, así como la relación resistencia-peso, indudablemente seguirá al frente de los diseños de los aviones más innovadores en el futuro. Desde el Cirrus SR-20 hasta el Boeing 787, es obvio que los compuestos han encontrado un lugar en la construcción de aviones y están aquí para quedarse.
Instrumentación: avanzando al futuro
Hasta hace poco, la mayoría de los aviones categoría general estaban equipados con instrumentos individuales utilizados en conjunto para operar con seguridad y maniobrar la aeronave. Con el lanzamiento de la pantalla electrónica de vuelo (EFD), los instrumentos convencionales se han sustituido por múltiples pantallas de cristal líquido (LCD). La pantalla principal se instala frente a la posición del piloto, a la izquierda, y se conoce como pantalla principal de vuelo (PFD). Una segunda pantalla, situada aproximadamente en el centro del panel de instrumentos, que se conoce como pantalla multifunción (MFD). Estas dos pantallas ordenan los paneles de instrumentos, aumentando la seguridad.
Esto se ha logrado mediante la utilización de instrumentos de estado sólido que tienen una tasa de fallos mucho menores que la instrumentación analógica convencional.
Con las mejoras actuales en aviónica y la introducción de EFD, los pilotos con cualquier nivel de experiencia necesitan un conocimiento de los sistemas de control de vuelo, así como una comprensión de cómo la automatización se une con la toma de decisiones.
Ya sea que una aeronave cuenta con instrumentos analógicos o digitales, la instrumentación se divide en tres categorías diferentes: rendimiento o performance, control y navegación.
Instrumentos de performance
Los instrumentos de performance muestran el desempeño real de la aeronave. La performance se
determina con referencia al altímetro, el velocímetro o anemómetro, el indicador de velocidad vertical (VSI) o variómetro, el indicador de rumbo, y el indicador de giros y viraje. Los instrumentos de performance reflejan directamente el desempeño que está logrando la aeronave.
La velocidad de la aeronave se puede leer en el indicador de velocidad. La altitud se puede leer en el altímetro. El rendimiento en ascenso puede ser determinado por referencia al VSI. Otros instrumentos de performance disponibles son el indicador de rumbo, el indicador de ángulo de ataque, y el inclinómetro (indicador de resbale/derrape).
Instrumentos de control
Los instrumentos de control muestran en forma inmediata cambios de actitud y potencia, y están calibrados para permitir ajustes en incrementos precisos. El instrumento para la visualización de actitud es el horizonte artificial o indicador de actitud.
Los instrumentos de control no indican la velocidad o la altitud del avión. Para determinar estas variables y otras, el piloto debe observar los instrumentos de performance.
Instrumentos de Navegación
Los instrumentos de navegación indican la posición de la aeronave en relación con una estación de navegación seleccionada. Este grupo de instrumentos incluye varios tipos de indicadores de curso,
indicadores de distancia, indicadores de la senda de planeo, e indicadores de dirección. Las aeronaves más modernas, con instrumentos más avanzados tecnológicamente proporcionan información de posición más precisa.
Los instrumentos de navegación comprenden indicadores de GPS, radio omni-direccional de muy
alta frecuencia (VOR), baliza no direccional (ADF), y sistema de aterrizaje por instrumentos (ILS).
Los instrumentos indican la posición relativa a una estación de navegación seleccionada. También brinda información para que la aeronave puede maniobrar siguiendo una ruta predeterminada.
Sistema de navegación satelital (GPS)
El GPS es un sistema de navegación por satélite integrado por una red de satélites colocados en órbita por el Departamento de Defensa de los Estados Unidos. El GPS fue originalmente usado para
aplicaciones militares, pero en la década de 1980 el gobierno autorizó el sistema para uso civil. El GPS funciona en todas las condiciones meteorológicas, en cualquier parte del mundo, las 24 horas del día. Un receptor GPS debe estar sincronizado con la señal de al menos tres satélites para calcular una posición bidimensional (latitud y longitud) y el movimiento.
Con cuatro o más satélites a la vista, el receptor puede determinar la posición tridimensional (latitud, longitud y altitud).
Para saber más:
Bibliografía.
U.S. Department of Transportation
Federal Aviation Administration