+CONFIGURACION BASICA DE LAS AERONAVES -Fuselaje-Ala-Empenaje-Superficies de control -Tren de aterrizaje+INVESTIGACIÓN ENFOCADA AL P51-MUSTANG -Antecedentes del P51-Mustang -configuración del aeronave P51-Mustang-Especificaciones Técnicas de la aeronave (velocidad, motor, tamaño, etc.)-Usos designados para esta aeronave

CONFIGURACION BASICA DE UN AERONAVE

Para poder comprender este proyecto debemos partir desde lo básico. Comenzaremos mencionando los 5 componentes básicos de los que se compone toda aeronave, estos son:

1) Ala (esta es la parte más importante de toda aeronave)

2) Tren de aterrizaje 3) Empenaje o cola del avión 4) Fuselaje 5) Sistemas de control o navegación

A continuación una más detallada descripción de estos componentes

¿Qué es el “ala” del avión?En aeronáutica se denomina ala a un cuerpo aerodinámico compuesto de perfiles aerodinámicos capaz de desplazarse por el aire produciendo la sustentación que mantiene el avión en vuelo. La principal función del ala es asegurar que el avión puede mantener un vuelo estable. El ala esta diseñada basándose en criterios de actuaciones en vuelo, maniobrabilidad del avión, consideraciones de diseño estructural y finalmente factores de diseño global del avión El ala es utilizada entodas aeronaves, aunque devino a las innovaciones se ha cambiado el diseño de las alas para mayores beneficios, Por ejemplo, el AH-64 Apache es una aeronave de alas giratorias que, posee además unas alas fijas que utiliza para llevar armamento, aun así sigue siendo un ala cuyo diseño ha cambiado.[]Un resumen de sus funciones principales sería el siguiente: * Dar sustentación * Proveer de maniobrabilidad

* Asegurar la capacidad de despegue y aterrizaje del avión, cosa que suele realizar ayudándose de los dispositivos hipersustentadores, aumentando el área efectiva o el coeficiente de sustentación. * En aquellos aviones con motores en ala es la encargada de mantener el motor y transmitir el empuje y la sustentación al avión * Alojar el combustible * Luces y señalización * Soporte de armamento. En los aviones militares los misiles suelen estar montados sobre el ala y el fuselaje. * Alojamiento del tren de aterrizaje, muchos aviones tiene parte o bien todo el tren de aterrizaje dentro del ala.[ * Soporte para salida de emergencia, al estar muchas salidas de emergencia localizadas al lado del ala, el ala debe ser capaz de aguantar en un momento de evacuación a los pasajeros sobre ella. La arquitectura alar actual se basa en la tecnología semimonocasco. Hoy en día con la introducción de los materiales compuestos avanzados la fabricación de la estructura empieza a ser de piezas integradas (larguerillos-revestimiento-costillas) * Largueros: en los aviones de fuselajeancho suele haber tres largueros en la raíz.. Entre los largueros anterior y posterior están situados los depósitos de combustible del ala. La misión de los largueros es dar resistencia al ala. * Costillas: son estructuras que dan resistencia a torsión al ala. Se encuentra intercalados de manera perpendicular a los largueros. Larguerillos: son pequeñas vigas que se sitúan entre las costillas para evitar el pandeo local del revestimiento. * Revestimiento: es la parte externa del ala, cuya misión es resistir esfuerzos cortantes y aislar el combustible del medio ambiente.

Aparte de todos estos componentes estructurales internos, el ala lleva los elementos que componen la cinemática de los dispositivos hipersustentadoresPerfil alar: Es la forma de la sección del ala, es decir, si cortáramos ésta transversalmente Borde de ataque: Es la línea que une la parte anterior de todos los perfiles que forman el ala. Es una definición geométrica, no física, ya que no coincide con los puntos de remanso de los perfiles en vuelo.Borde de salida o de fuga: Es , la línea que une la parte posterior de todos los perfiles del ala; es la parte del ala por donde el flujo de aire perturbado por ella, retorna a la corriente libre. Es en este borde donde se ubican parte de los componentes de hipersustentación como los flaps Curvatura: Del ala desde el borde de ataque al de salida. Superficie alar: Superficie total correspondiente al ala. Envergadura: Distancia entre los dos extremos del ala.. Alargamiento:Cociente entre la envergadura y la cuerda media. Las alas cortas y anchas son fáciles de construir y muy resistentes estructuralmente generan mucha resistencia; por el contrario

las alas alargadas y estrechas generan poca resistencia y son difíciles de construir y presentan problemas estructurales. Flecha: Ángulo que forman las alas respecto del eje transversal del avión. La flecha puede ser positiva (extremos de las alas orientados hacia atrás respecto a la raíz , que es lo habitual), negativa (extremos adelantados) Todos estos elementos constituyen una parte importante dentro de ala del avión ya que son parte de la geometría del ala A la hora de diseñar un avión la forma en plan determinará principalmente la distribución de carga alar, la eficiencia del ala y la resistencia del ala. []Por la forma en planta las alas se pueden clasificar en: * Rectangular o recta. Es típica de las avionetas, un ala con forma de rectángulo. Este ala se instala en aviones que realicen vuelos cortos a baja velocidad y que premien el obtener un avión barato antes que eficiente. Un ejemplo “el Pilatus PC-6]” * Trapezoidal. Típica de avionetas, es un ala que su anchura de la raíz a la punta se reduce progresivamente dándole una forma trapezoidal. Es más eficiente que el ala recta dando para una dificultad de construcción no mucho mayor. Es posible encontrar este tipo de ala en los cazas supersónicos. * Elíptica. Ala que minimiza la resistencia inducida. Se puede encontrar en algunos cazas de la Segunda GuerraMundial, como el “Spitfire” | | | * Delta. Esta ala generalmente es usada para aviones en vuelo supersónico,. Una gran mayoría de cazas poseen este tipo de ala como el” F-106”

¿Qué es el fuselaje y para que nos sirve?

El fuselaje es la parte principal de un avión; en su interior se sitúan la cabina de mando, la cabina de pasajeros y las bodegas de carga, además de diversos sistemas y equipos que sirven para dirigir el avión y sirve como estructura central. De cierta forma de es el conjunto principal del avión debido a que el resto de elementos que conforman el avión se unen a él, de forma directa o indirecta.

Su forma obedece a una solución de compromiso entre una geometría suave con poca resistencia aerodinámica y ciertas necesidades de volumen o capacidad para poder cumplir con sus objetivos. En un avión comercial, gran parte del volumen está dedicado a la cabina de pasajeros, mientras que en aviones exclusivamente cargueros o aviones de pasajeros dados de baja y adaptados para el transporte de cargas este espacio se usa para las mercancías.

La mercancía o carga se suele transportar en las bodegas de los aviones de transporte de personas, situadas debajo de la cabina de pasajeros y en la cola del avión. También existen versiones combi en la que parte de la cabina de pasajeros se separa mediante un mamparo y se dedica al transporte de carga. Además existen aviones con cabina en

diáfano que permiten un buen transporte y manejo de la carga, además de ser fácilmente adaptable a cualquierotro tipo de misiones.

El fuselaje debe disponer de un número determinado de salidas de forma que se cumplan las normativas internacionales de evacuación ante una emergencia. Esto incluye la instalación en algunos aviones de rampas, toboganes hinchables, etc. Además, el fuselaje debe disponer de una serie de registros y accesos que permitan la inspección y revisión del avión además de los servicios de abastecimiento en tierra.

La forma del fuselaje varía con la misión principal del avión, así hoy en día se construyen tres tipos de fuselaje:

1.- Fuselaje Reticular, El fuselaje reticular se fabrica de tubos de acero soldado, dispuestos en forma de tirantes sobre cuadernas o “cuadros” que conforman y dan rigidez a la estructura. Esta estructura se compone luego con planchas de madera o planchas metálicas más frecuentemente con lona de manera que adquieren una forma uniforme y contorneada. Este tipo de fuselaje está en desuso en la aviación comercial.

2.- Fuselaje monocasco, es una construcción que procede de la industria naval..La estructura monocasco es un tubo en cuyo interior se sitúa, a intervalos, unas armaduras verticales llamadas “cuadernas”. Las cuadernas dan forma y rigidez al tubo. La palabra monocasco quiere decir “todo en una pieza”.Esta construcción proporciona un interior diáfano protegido, donde el revestimiento exterior forma parte integral de la estructura del fuselaje (al contrario que en el fuselaje reticular) debido a que está unido de forma rígida a las cuadernas, lo cualsignifica que el revestimiento soporta y transmite los esfuerzos a que está sometido el fuselaje del avión. El problema de esta construcción es que la chapa metálica de recubrimiento ha de tener un grosor importante. Los primeros aviones que volaban con fuselaje de estructura monocasco fueron los antiguos mono-aviones construidos de madera.

3.- Fuselaje semi monocasco, es la construcción estándar en la actualidad. Ha resuelto el problema del grueso espesor de chapa del revestimiento de la estructura monocasco. El fuselaje es de chapa metálica más delgada por la introducción de piezas de refuerzo intermedias (largueros, larguerillos y cuadernas).Como elementos de unión mecánicos se utilizan pernos, tornillos y remaches, además de adhesivos en las estructuras encoladas.

El fuselaje está sometido a todo tipo de cargas estructurales. Debe soportar las cargas de presurización de la cabina. Pero en conjunto está sometido a cargas de flexión, torsión y cargas de inercia.

La actuación de esta forma estructural es la siguiente:

* Las cargas de presurización son soportadas principalmente por la tensión del revestimiento metálico (chapa de revestimiento). * La flexión que experimenta el fuselaje en sentido longitudinal es soportada por los largueros y larguerillos. * Las cuadernas reparten uniformemente las cargas en cada uno de sus tramos. * La torsión y las cargas de inercia son soportadas por los tres elementos (revestimiento, larguerillos y cuadernas) que actúan como una viga única.

EMPENAJE

LAPOSICIÓN DEL EMPENAJE ESTÁ FUERTEMENTE INFLUENCIADA POR LA CONFIGURACIÓN ALAR Y POR LA POSICIÓN DE LOS MOTORES.LA POSICIÓN DEL EMPENAJE ESTÁ FUERTEMENTE INFLUENCIADA POR LA CONFIGURACIÓN ALAR Y POR LA POSICIÓN DE LOS MOTORES.El empenaje consta de superficies planas situadas en la cola de la aeronave y que sirven como elemento de control y estabilidad, estas forman parte del fuselaje.

La cola convencional es la más empleada debido a que presenta una gran rigidez y simplicidad estructural.

La cola convencional es la más empleada debido a que presenta una gran rigidez y simplicidad estructural.

Controla el desplazamiento direccional.Controla el desplazamiento direccional.

Estabilizador verticalEstabilizador vertical

Controla el desplazamiento en profundidad del avión.Controla el desplazamiento en profundidad del avión.

Estabilizador horizontalEstabilizador horizontal

TT

La configuración de Y invertida tiene el mismo fin que la deriva dorsal que se instala en muchos aviones para aumentar la estabilidad. Se aumenta la efectividad de la deriva para altos ángulos de ataque, aunque ofrece limitaciones de actitud en el aterrizaje y en la rotación en el despegue.

La configuración de Y invertida tiene el mismo fin que la deriva dorsal que se instala en muchos aviones para aumentar la estabilidad. Se aumenta la efectividad de la deriva para altos ángulos de ataque, aunque ofrece limitaciones de actitud en el aterrizaje y en la rotación en el despegue.

Permite aumentar la efectividad del estabilizador horizontal ya que lo aleja de la estela producida por el ala. De esta forma también permite reducir sus dimensiones y, por tanto, su resistencia aerodinámica.

Permite aumentar la efectividad del estabilizador horizontal ya que lo aleja de la estela producida por el ala. De esta forma también permite reducir sus dimensiones y, por tanto, su resistencia aerodinámica.

En este caso tanto el estabilizador horizontal como el vertical están integrados en sólo dos superficies de mando. Permite eliminar la tercera superficie de control reduciendo nuevamente la resistencia aerodinámica. Tiene el inconveniente de ser muy compleja mecánicamente, más pesada que la convencional.

En este caso tanto el estabilizador horizontal como el vertical están integrados en sólo dos superficies de mando. Permite eliminar la tercera superficie de control reduciendo nuevamente la resistencia aerodinámica. Tiene el inconveniente de ser muy compleja mecánicamente, más pesada que la convencional.

Reduce perturbaciones del ala y aumenta la efectividad del estabilizador horizontal. Es también la configuración óptima si se elige planta motriz tractora y empujadora. Como inconveniente principal se encuentra que es una configuración mucho más pesada que las anteriores.

Reduce perturbaciones del ala y aumenta la efectividad del estabilizador horizontal.Es también la configuración óptima si se elige planta motriz tractora y empujadora. Como inconveniente principal se encuentra que es una configuración mucho más pesada que las anteriores.

La cola del empenaje debe estar situada, de tal manera que no reciba los gases de salida del motor y de manera que el ala no produzca excesiva turbulencia sobre ella. En otros casos, se busca situar la cola lo más cercana posible al chorro de aire impulsado por la hélice

La forma de las colas de empenaje no son un capricho del diseñador. Suelen responder a criterios aerodinámicos donde se evalúan las interferencias entre elementos, su peso, las resistencias producidas, las restricciones geométricas que imponen en la configuración de la aeronave etc.

Las superficies de control son todas aquellas partes movibles del Avión que al ser utilizados cambiándolas de posición lograran un efecto aerodinámico que alterara el vuelo del curso y tendrán la seguridad de control correcto de la aeronave.

Para facilitar su estudio dentro del proyecto comenzaremos por explicar las partes móviles o superficies de control del ala y seguiremos con la parte del Empenaje

Las superficies de control son todas aquellas partes movibles del Avión que al ser utilizados cambiándolas de posición lograran un efecto aerodinámico que alterara el vuelo del curso y tendrán la seguridad de control correcto de la aeronave.

Para facilitar su estudio dentro del proyecto comenzaremos por explicarlas partes móviles o superficies de control del ala y seguiremos con la parte del Empenaje

Superficies de controlSuperficies de control

Superficies de mando y control.Además de que un avión vuele, es necesario que este vuelo se efectúe bajo control del piloto; que el avión se mueva respondiendo a sus órdenes. Los primeros pioneros de la aviación estaban tan preocupados por elevar sus artilugios que no prestaban mucha atención a este hecho; por suerte para ellos nunca estuvieron suficientemente altos y rápidos como para provocar o provocarse males mayores.Una de las contribuciones de los hermanos Wright fue el sistema de control del avión sobre sus tres ejes; su Flyer disponía de timón de profundidad, timón de dirección, y de un sistema de torsión de las alas que producía el alabeo.Por otro lado, es de gran interés contar con dispositivos que, a voluntad del piloto, aporten sustentación adicional (o no-sustentación) facilitando la realización de ciertas maniobras.Para lograr una u otra funcionalidad se emplean superficies aerodinámicas, denominándose primarias a las que proporcionan control y secundarias a las que modifican la sustentación.Las superficies de mando y control modifican la aerodinámica del avión provocando un desequilibrio de fuerzas, una o más de ellas cambian de magnitud. Este desequilibrio, es lo que hace que el avión se mueva sobre uno o más de sus ejes, incremente la sustentación, o aumente la resistencia.

Ejes del avión.Se trata de rectas imaginarias eideales trazadas sobre el avión. Su denominación y los movimientos que se realizan alrededor de ellos son los siguientes:

Eje longitudinal. Es el eje imaginario que va desde el morro hasta la cola del avión. El movimiento alrededor de este eje (levantar un ala bajando la otra) se denomina alabeo (en ingles "roll"). También se le denomina eje de alabeo, nombre que parece más lógico pues cuando se hace referencia a la estabilidad sobre este eje, es menos confuso hablar de estabilidad de alabeo que de estabilidad "transversal". |

El eje transversal o lateral: eje imaginario que va desde el extremo de un ala al extremo de la otra. El movimiento alrededor de este eje (morro arriba o morro abajo) se denomina cabeceo (pitch en ingles). También denominado eje de cabeceo, por las mismas razones en el caso anterior.

Eje vertical. Eje imaginario que atraviesa el centro del avión. El movimiento en torno a este eje (morro virando a la izquierda o la derecha) se llama guiñada ("yaw" en ingles). Denominado igualmente eje de guiñada.

En un sistema de coordenadas cartesianas, el eje longitudinal o de alabeo sería el eje "x"; el eje transversal o eje de cabeceo sería el eje "y", y el eje vertical o eje de guiñada sería el eje "z". El origen de coordenadas de este sistema de ejes es el centro de gravedad del avión.

Eje longitudinal

El eje transversal o lateral: eje imaginario que va desde el extremo de un ala al extremo de la otra. El movimiento alrededor de este eje (morro arriba o morro abajo) se denomina cabeceo(pitch en ingles). También denominado eje de cabeceo, por las mismas razones en el caso anterior.

Eje vertical. Eje imaginario que atraviesa el centro del avión. El movimiento en torno a este eje (morro virando a la izquierda o la derecha) se llama guiñada ("yaw" en ingles). Denominado igualmente eje de guiñada.

En un sistema de coordenadas cartesianas, el eje longitudinal o de alabeo sería el eje "x"; el eje transversal o eje de cabeceo sería el eje "y", y el eje vertical o eje de guiñada sería el eje "z". El origen de coordenadas de este sistema de ejes es el centro de gravedad del avión.

Superficies primarias.Son superficies aerodinámicas movibles que, accionadas por el piloto a través de los mandos de la cabina, modifican la aerodinámica del avión provocando el desplazamiento de este sobre sus ejes y de esta manera el seguimiento de la trayectoria de vuelo deseada.Las superficies de control son tres: alerones, timón de profundidad y timón de dirección. El movimiento en torno a cada eje se controla mediante una de estas tres superficies. La

diferencia entre un piloto y un conductor de aviones es el uso adecuado de los controles para lograr un movimiento coordinado. Veamos cuales son las superficies de control, como funcionan, y como las acciona el piloto.

AleronesFuncionamiento: Los alerones tienen un movimiento asimétrico. Al girar el volante hacia un lado, el alerón del ala de ese lado sube y el del ala contraria baja, ambos en un ángulo de deflexión proporcional a la cantidad de girodado al volante. El alerón arriba en el ala hacia donde se mueve el volante implica menor curvatura en esa parte del ala y por tanto menor sustentación, lo cual provoca que esa ala baje; el alerón abajo del ala contraria supone mayor curvatura y sustentación lo que hace que esa ala suba. Esta combinación de efectos contrarios es lo que produce el movimiento de alabeo hacia el ala que desciende.Timón de profundidad.Es la superficie o superficies móviles situadas en la parte posterior del Empenaje horizontal de la cola del avión. Aunque su nombre podría sugerir que se encarga de hacer elevarse o descender al avión, en realidad su accionamiento provoca el movimiento de cabeceo del avión (morro arriba o morro abajo) sobre su eje transversal.Funcionamiento: Al tirar del volante de control, esta superficie sube mientras que al empujarlo baja -en algunos aviones se mueve la totalidad del Empenaje horizontal. El timón arriba produce menor sustentación en la cola, con lo cual esta baja y por tanto el morro sube (mayor ángulo de ataque). El timón abajo aumenta la sustentación en la cola, esta sube y por tanto el morro baja (menor ángulo de ataque). De esta manera se produce el movimiento de cabeceo del avión y por extensión la modificación del ángulo de ataque.Timón de direcciónFuncionamiento: Al pisar el pedal derecho, el timón de dirección gira hacia la derecha, provocando una reacción aerodinámica en la cola que hace que esta gire a la izquierda, y por tanto el morro del avión gire (guiñada) hacia la derecha.Al pisar el pedal izquierdo, sucede lo contrario: timón a la izquierda, cola a la derecha y morro a la izquierda.

Compensadores.El piloto consigue la actitud de vuelo deseada mediante los mandos que actúan sobre las superficies de control, lo cual requiere un esfuerzo físico por su parte; imaginemos un vuelo de un par de horas sujetando los mandos y presionando los pedales para mantener el avión en la posición deseada.Para evitar este esfuerzo físico continuado, que podría provocar fatiga y falta de atención del piloto, con el consiguiente riesgo, el avión dispone de compensadores. Estos son unos mecanismos, que permiten que las superficies de control se mantengan en una posición fijada por el piloto, liberándole de una atención continuada a esta tarea.Aunque no todos los aviones disponen de todos ellos, los compensadores se denominan según la función o superficie a la que se aplican: de dirección, de alabeo, o de profundidad.Superficies secundarias.

Es posible disminuir la velocidad mínima que sostiene a un avión en vuelo mediante el control de la capa límite, modificando la curvatura del perfil, o aumentando la superficie alar. Las superficies que realizan una o más de estas funciones se denominan superficies hipersustentadoras.Las superficies primarias nos permiten mantener el control de la trayectoria del avión, las secundarias se utilizan en general para modificar la sustentación del avión y hacer más fáciles muchas maniobras. Las superficies secundarias son: flaps, slats y spoilers o aerofrenos.

SUPERFICIES DE CONTROL DEL ALA

Dispositivo de punta de ala ( Wingtipfence en este caso) (1): son formas geométricas instaladas en el extremo del ala, su misión es reducir la resistencia inducida del ala ya que evita la conexión entre intradós y el extradós. La distribución de sustentación a lo largo del ala no es uniforme y se produce un fenómeno de barrido de aire hacia la punta del ala, provocando la formación de los torbellinos de punta de ala. Esto provoca que el ala dé energía cinética (en forma de torbellino) al aire consumiendo energía en este proceso. Los winglets o aletas reducen este fenómeno, pero en contra generan un elevado momento flector en el encastre del ala. Otros dispositivos de punta de ala son los wingtips o los sharklets. Alerones: se encargar de controlar el movimiento de balance en vuelo del avión, mediante una deflexión de manera asimétrica (un alerón hacia arriba y otro hacia abajo) se consigue que el avión gire sobre su eje longitudinal. Es de esta forma por la que el avión realiza giros laterales sin consumir una cantidad elevada de combustible y en un espacio reducido. Existen dos alerones en el ala: * Alerón de baja velocidad (2): usado para realizar giros con el avión a bajo Mach. * Alerón de alta velocidad (3): usado para realizar giros con el avión a Mach de crucero. Dispositivos hipersustentadores: son usados durante el despegue o el aterrizaje. La misión de estos elementos es reducir la velocidad mínima que el avión necesita para despegaro aterrizar. Para lograrlo hay varias técnicas: aumentar la superficie de ala, el coeficiente de sustentación del ala, aumentar el coeficiente de sustentación máximo del ala... de esta forma se incrementa la fuerza total de sustentación a una velocidad dada, pudiendo aterrizar a una menor velocidad. La deflexión de estos dispositivos incrementa la resistencia del avión. Pueden ser dispositivos pasivos (mediante una modificación de geometría) o activos (mediante la inyección de energía al aire). Geométricamente: Flaps. Los flaps son dispositivos hipersustentadores, cuya función es la de aumentar la sustentación del avión cuando este vuela a velocidades inferiores a aquellas para las cuales se ha diseñado el ala. Situados en la parte interior trasera de las alas, se deflectan hacia abajo de forma simétrica (ambos a la vez), en uno o más ángulos, con lo cual cambian la curvatura del perfil del ala (más pronunciada en el extradós y menos pronunciada en el intradós), la superficie alar (en algunos tipos de flaps) y el ángulo de incidencia, todo lo cual aumenta la sustentación (y también la resistencia).

Hay varios tipos de flaps: sencillo, de intradós, flapzap, flapfowler, flapranurado, flapKrueger, etc... * Sencillo. Es el más utilizado en aviación ligera. Es una porción de la parte posterior del ala. * De intradós. Situado en la parte inferior del ala (intradós) su efecto es menor dado que solo afecta a la curvatura del intradós. * Zap. Similar al de intradós, al deflectarse se desplaza hacia elextremo del ala, aumentando la superficie del ala además de la curvatura. * Fowler. Idéntico al flapzap, se desplaza totalmente hasta el extremo del ala, aumentando enormemente la curvatura y la superficie alar. * Ranurado. Se distingue de los anteriores, en que al ser deflectado deja una o más ranuras que comunican el intradós y el extradós, produciendo una gran curvatura a la vez que crea una corriente de aire que elimina la resistencia de otros tipos de flaps. * Krueger. Como los anteriores, pero situado en el borde de ataque en vez del borde de salida.

* Flap (Aleta) (4): es un dispositivo hipersustentador pasivo. * Krügerflaps (5): es un dispositivo hipersustentador pasivo complejo. Slats. Son superficies hipersustentadoras que actúan de modo similar a los flaps. Situadas en la parte anterior del ala, al deflectarse canalizan hacia el extradós una corriente de aire de alta velocidad que aumenta la sustentación permitiendo alcanzar mayores ángulos de ataque sin entrar en pérdida.Se emplean generalmente en grandes aviones para aumentar la sustentación en operaciones a baja velocidad (aterrizajes y despegues), aunque también hay modelos de aeroplanos ligeros que disponen de ellos.

* Slats (6). Son dispositivos de borde de ataque. * Flap (7) de 3 partes interior. * Flap (8) de 3 partes exterior. Spoilers (9): son unos elementos usados para destruir la sustentación del ala. Son usados durante el aterrizaje, una vez que el avión toca suelo conlas ruedas se despliegan estos dispositivos que evitan que el avión vuelva al aire de nuevo, a su vez también son usados en caso de descompresión en cabina, al romper la sustentación el avión baja rápidamente a un nivel de vuelo donde la presión sea la adecuada. Finalmente son usado por muchos aviones para bajar más rápidamente (se deflexionan ligeramente). Son también llamados aerofrenos.

Spoilers-Frenos (10) interno.

TREN DE ATERRIZAJE

Push back. Son pequeños remolques encargados de mover el avion rumbo a los hangares. Push back. Son pequeños remolques encargados de mover el avion rumbo a los hangares. Durante el aterrizaje, el tren debe absorber la energía cinética producida por el impacto. La cubierta es el primer elemento que absorbe tal impacto, pero no es suficiente; así el tren de aterrizaje debe poseer un sistema de amortiguación para poder disminuir el impacto. La velocidad de descenso de un avión en el aterrizaje, en el momento de impacto con el suelo, es decisiva para la absorción de trabajo de los amortiguadores. La expresión energía de descenso se emplea frecuentemente y es la energía cinética arbitrariamente asociada con la velocidad vertical. El sistema debe absorber la energía cinética, equivalente a la caída libre del peso del avión desde 80 cm. de altura. El peso total del avión, su distribución sobre las ruedas principales y la proa ó popa, la velocidad vertical de aterrizaje, la cantidad de unidades de ruedas, las dimensiones y presión de las cubiertas y otros, son losfactores que influyen sobre la amortiguación del choque y ésta debe ser tal que la estructura del avión no esté expuesta a fuerzas excesivas. Entonces, la función del amortiguador del tren de aterrizaje es reducir la velocidad vertical del avión a cero, en tal forma que la reacción del suelo nunca exceda de un cierto valor, generalmente un múltiplo del peso del avión, en el aterrizaje. Otra de las finalidades es permitir al avión que se desplace sobre tierra, tanto en carrera de despegue, aterrizaje, y trasladarse de un lugar a otro llamado comúnmente (TAXI) y para poder estar posado sobre tierra.Los trenes de aterrizaje de los aviones pueden ser clasificados en: 1. Trenes fijos. 2. Trenes retráctiles.Tren de aterrizaje fijo. Su característica principal es que es esta expuesta al aire, lo que hace que ejerza resistencia y disminuya su velocidad. Tren de aterrizaje fijo. Su característica principal es que es esta expuesta al aire, lo que hace que ejerza resistencia y disminuya su velocidad. Los trenes fijos son los que, durante el vuelo se encuentran permanentemente expuestos a la corriente de aire. Se usan solamente en aviones pequeños, de baja velocidad donde el aumento de peso por agregado de un sistema de retracción influirá desfavorablemente sobre el peso total y la ganancia en velocidad no mejoraría mucho el desempeño.Existen dos disposiciones de tren de aterrizaje a saber: 1. Tren Convencional 2. Tren TricicloA su vez existen variantes a los dos anteriores que puede ser denominadocomo tren multiciclo o biciclo.

Tren convencionalEl tren convencional está constituido por dos montantes de aterrizaje debajo del ala o del fuselaje a la altura del ala y una rueda o patín de cola.Este tipo de tren de aterrizaje posee varios inconvenientes que son: 1. No permite buena visibilidad del piloto.

2. Tren convencional. Utilizado en la mayor de las aeronaves. Cuenta con dos montanes de aterrizaje u uno en el Empenaje.Tren convencional. Utilizado en la mayor de las aeronaves. Cuenta con dos montanes de aterrizaje u uno en el Empenaje.Para despegar el Empenaje tiene que producir una cierta sustentación para que el avión quede en posición horizontal o sea la rueda de cola en el aire. 3. Cuando el avión aterriza se corre el riesgo de que un mal frenado pueda hacer capotar, o darse vuelta, al avión. Entonces cuando aterriza lo hace en dos puntos o sea que tocan los dos montantes delanteros.El sistema de dirección se realiza por medio del patín de cola comandado por cables o también se puede lograr el cambio de dirección aplicando el freno en uno de los montantes principales y dándole potencia en el caso del bimotor al motor opuesto que se aplicó el freno.Tren tricicloEl tren triciclo está constituido por dos montantes principales debajo del ala o del fuselaje y un montante en el frontal del avión, que posee un dispositivo de dirección.En realidad todos los aviones son triciclos, pero esta denominación se ha generalizado para los que llevan la tercera rueda en la proa.Secompone de una rueda de dirección.Se compone de una rueda de dirección.El tren triciclo tiene la misma misión que el tren convencional, pero, simplifica la técnica del aterrizaje y permite posar el avión en tierra en posición horizontal, eliminando el peligro del capotaje, aún cuando se apliquen los frenos durante el aterrizaje.La estabilidad que proporciona el tren triciclo en el aterrizaje con viento de cola o viento cruzado, gracias a la posición del centro de gravedad, delante de las ruedas principales, y el recorrido en línea recta en el aterrizaje y despegue, son las ventajas más importantes. Esta condición es de especial importancia para los aviones que deben aterrizar en pistas pequeñas, con viento de costado.Ubicación del tren de aterrizajeLa ubicación del tren de aterrizaje con respecto al centro de gravedad es importante, ya que de ella depende que un avión obtenga malas o buenas condiciones de despegue o aterrizaje.En un tren común con rueda de cola (convencional), el centro de gravedad, debe encontrarse detrás de las ruedas principales, mientras que en un tren triciclo en el cual la tercera rueda se encuentra en la proa, debe estar situado ligeramente delante de las ruedas principales.Los triciclos con rueda delantera poco cargada llevan traseras situadas a poca distancia del centro de gravedad. Un 90% de la carga descansa sobre el tren principal y solo un 10% sobre la rueda de proa.Las ruedas de proa más cargadas permiten un frenado más eficaz y proporcionan una mayor estabilidaddireccional en el aterrizaje.Sistemas de amortiguación

El sistema de amortiguación más elemental, está constituido por el conjunto de cordones elásticos llamados comúnmente mono motores pequeños. El movimiento de las patas de tren hace estirar este elástico produciéndose el efecto de amortiguación.Existen sistemas de amortiguación, como los usados actualmente, constituidos por un cilindro donde juega un pistón cargado a resorte para acompañar el retorno del mismo, y de una mezcla de aire comprimido y líquido hidráulico para evitar los bruscos movimientos.En aviones pequeños, el tren de aterrizaje, que cumple también las funciones de amortiguación, es el llamado tipo CESSNA, sumamente efectivo y muy simple.Partes que compones la hidráulica del tren de aterrizaje en un avion. Partes que compones la hidráulica del tren de aterrizaje en un avion. El montante de tren de aterrizaje principal está constituido por los siguientes elementos: montante amortiguador, control direccional del tren de aterrizaje y el shimmy dámper.Montante amortiguadorTiene la función de transformar la energía cinética de descenso en incremento de presión de un líquido y un gas que se encuentra dentro de este (en el momento que el avión aterriza).Este montante amortiguador está constituido por un cilindro que en su parte superior va sujeto a la estructura del avión y por su parte inferior posee un pistón hueco que, en cuyo interior, se desplaza a su vez otro pistón. En la parte superior del pistón hueco existen dos válvulasque permiten el paso de cierta cantidad de líquido.La empaquetadura es una goma que permite que el líquido no salga y se encuentre entre la pared del cilindro y el pistón y además previene el contacto metal a metal del conjunto.Existen dos tipos de montante amortiguador que son: * Óleo-neumático (Montante Telescópico): este tipo de amortiguador utiliza aceite (líquido hidráulico) con nitrógeno, los cuales forman una emulsión utilizada como energía de absorción. Primero el líquido hidráulico, con base de petróleo, es cargado por la válvula de recarga y luego el nitrógeno. Los fluidos hidráulicos empleados actualmente en aeronáutica son dos: * Fluidos sintéticos no inflamables (SPERRY) (aviones grandes). * Fluidos con base de petróleo (MIL-H-5606 y MIL-H-6083) (pequeños aviones). * Óleo-resorte: este tipo de montante amortiguador es similar al anterior pero está constituido por un cilindro, un pistón hueco y un pistón libre que se apoya sobre un resorte el cual reemplaza al gas.Control direccional del tren de aterrizajePuede ser controlado hidráulicamente por cilindros direccionales en aviones de gran peso o mecánicamente en aeronaves ligeras, mediante el uso de cables de acero y varillas de transmisión de movimiento.Las denominadas tijeras de tren, también son unos de los principales elementos de transmisión de movimiento (tijera inferior y superior), así como también limitan la extensión del telescópico (pistón del amortiguador) cuando la aeronave despega.Shimmy dámperEl

shimmy dámper es una unidad hidráulica individual, que resiste repentinas cargas de torsión aplicadas a la rueda frontal durante las operaciones en tierra, permitiendo un giro suave de la misma.El principal propósito de este componente es prevenir oscilaciones extremadamente bruscas hacia la izquierda o derecha durante la operación de despegue y aterrizaje. Así mismo, una mala alineación, balanceo, una presión desigual en los neumáticos delanteros (tren dual), pernos, bujes desgastados y ajustes impropios, producirán una oscilación.El shimmy dámper, se utiliza como amortiguador hidráulico en dirección declinada y no vertical para soportar el peso y velocidad del avion al aterrizar.El shimmy dámper, se utiliza como amortiguador hidráulico en dirección declinada y no vertical para soportar el peso y velocidad del avion al aterrizar.

El shimmy dámper ofrece resistencia a la vibración u oscilación forzando al líquido hidráulico a través de un orificio del pistón. El eje del pistón va sujeto a una parte fija de la aeronave, y el cilindro al mecanismo de dirección de torsión de la rueda frontal, el cual se moverá cuando la rueda sea girada, causando un movimiento relativo entre el eje y el cilindro del amortiguador de bamboleo.Si por ejemplo, la rueda experimenta una oscilación a la izquierda, el pistón del cilindro se desplazará también a la izquierda. Cierta cantidad de fluido pasará ligeramente desde el depósito de la cámara derecha hacia la izquierda. El paso de líquido de una cámara a la otra estarálimitado por el orificio del pistón y la resistencia que ofrece el mismo al desplazamiento amortiguará la oscilación.Retracción y extensión del trenLa retracción y extensión del tren, y el mecanismo de cierre de las compuertas del tren de aterrizaje están controlados por la palanca de control del tren de aterrizaje. Un sistema de energía hidráulica acciona el tren, las trabas de puertas, actuadores hidráulicos, frenos y el sistema direccional de la rueda frontal.Cabe destacar que la energía para retracción y extensión del tren también puede ser del tipo electro-mecánica, donde un motor acciona un eje solidario a una caja principal de engranajes, que a su vez acciona el mecanismo de apertura o cierre de las compuertas del tren.Condiciones necesarias y resistencia estructuralEl diseño de un tren moderno debe atender distintos problemas técnicos. Debe ser ligero y a la vez robusto, de construcción sencilla, de fácil mantenimiento y de producción económica. El peso de la estructura del tren no debe ser mayor del 6% del peso total del avión y del 4,5% en los aviones sin hélice. Su volumen debe ser mínimo y su trocha lo más ancha posible. El dispositivo de absorción de la energía o sistema de amortiguación debe ser tal, que el impacto de los choques fuertes no sea transmitido al resto de la estructura del avión.Debe tener buenas características en su estabilidad direccional, controlable en tierra a altas velocidades, tanto en el despegue como en el aterrizaje, con o sin viento y permitir virajes en tierra

de radio reducido. El mecanismo para retraer el tren en vuelo debe ser sencillo y de funcionamiento seguro y disponer de un mecanismo de emergencia. El sistema de frenos debe ser eficaz, de desgaste bajo y buena conductividad térmica.Como último elemento constitutivo de la pata de tren, citaremos al sistema de frenos el cual puede ser a cinta o a disco, dependiendo del tipo de aeronave, alojándose siempre en el tren principal del avión.

INVESTIGACIÓN P51-D MUSTANG

Este caza de escolta monoplaza se desarrollo inicialmente a partir de un requerimiento del Ejército británico, y después fue adoptado por la USAAF. Tras una visita de la British Purchassing Misión (misión de compras británica), encabezada por sir Henry Self, a la North América Aviation, dirigida por Dutch Kindelberger, la RAF adquirió varios tipos de aviones ya en producción, a la vez que requirió el proyecto y desarrollo de este nuevo avión, trabajo que comenzó en abril de 1940, y seis meses volaba el primer prototipo, el NA-73 con motor Allison V-1710-F3F, hecho que constituyo todo un record de planificación y construcción.

Las tres vista del Mustang y su interior Es uno de los cazas de combate más emblemáticos de la Segunda Guerra Mundial. Sus características técnicas y su rendimiento alcanzaron cotas de sobresaliente. Era un cazabombardero y de escolta dotado de una capacidad de aceleración enorme y una maniobrabilidad destacada y sencilla, además de contar con unas de las estructuras más tenaces y sólidas de los aparatos aéreosque participaron en el conflicto. Sus alas de perfil laminar y su pulida aerodinámica de fuselaje le conferían unas excelentes prestaciones a baja cota, pero resulto poco potente a alta cota. Por eso fue que la RAF, en octubre de 1942, destino varios P-51 contra objetivos situados en el canal Dortmund-Ems, convirtiéndose en el primer monomotor británico que voló sobre Alemania. Este caza tuvo su origen en la necesidad de los escuadrones de bombardeo norteamericanos, que participaban en las incursiones aéreas contra las instalaciones industriales, militares y ciudades de Alemania, de cazas de escolta de largo alcance capaces de ofrecer una cobertura efectiva desde el momento del despegue hasta el aterrizaje. Las operaciones de bombardeo masivo por parte de los norteamericanos se desarrollaron con elevadas e insostenibles pérdidas a mano de los experimentados pilotos de la Luftwaffe. Con la aparición del Mustang en 1940 (como prototipo) se produjo la cesión de centenares de estos cazas a Gran Bretaña para defenderse de la ofensiva aérea alemana, ya que necesitaban más cazas de combate. El P-51 podía equiparse con dos depósitos sabalares de 416 litros, l o que le proporcionaba un radio de acción de unos 3300 km, hecho por el que se destino en muchas ocasiones a la escolta de bombarderos. Durante las grandes incursiones aéreas diurnas por parte de la USAAF demostró ser el caza de escolta y ataque al suelo más completo del conflicto, dotando a las formaciones de "fortalezas volantes" (las tripulantes de los bombarderos

lo llamaban los "amigos pequeños")de un escolta seguro y fiable frente a las escuadrillas de defensa aérea de la Luftwaffe que demostraron ser sus aparatos ( Me-109 y FW-190 en sus distintas versiones ) inferiores a los P-51 norteamericanos, además de un gran apoyo para las fuerzas terrestres aliadas. Era un avión totalmente metálico, mas grande que el Messerschmitt BF-109, al que muy pronto se enfrentaría sobre los cielos de Europa. Estaba impulsado por un motor refrigerado por liquido, tenia el radiador muy atrás, bajo la sección final del fuselaje, en la posición mas eficiente, en un conducto de perfil alargado con una válvula de salida regulable, de tal manera que el aire caliente en lugar de convertirse en un obstáculo, podía comportarse como una unidad de retropropulsión y ayudar a impulsar el aparato; su capacidad de combustible aumentada y mayor que cualquier caza europeo de su tiempo. En las pruebas iníciales alcanzo una velocidad de 615 km/h y un armamento consistente en cuatro ametralladoras de 12,7mm y cuatro de 7,62mm.

De este caza surgieron al inicio los modelos P-51A, con el motor Allison V-1710-81 que desarrollaba 1200 hp, con 4 ametralladoras de 12,7 mm, podía cargar dos bombas de 227 kg. Y poseía una autonomía de 1200 km con una velocidad punta de 627 k/h. De esta versión se fabricaron 310 unidades.

LA DIFERENCIA MÁS VISIBLE ENTRE LOS MODELOS B/C Y D, LA CABINA

El Modelo P-51D A la versión P-51H se le instalo un motor Packard V-1650-9 Merlín, aumentado su potencia a 1380hp, pero proporcionándole unas puntas de potencia para casos de emergencia de hasta 2220 hp, a diferencia de los modelos B/C y D que conseguían 1720 hp de potencia punta, y una velocidad punta de 780 k/h. Se construyeron 555 unidades Al modelo P-51K, con las mismas características que el P-51D, se construyo con una superficie alar algo menor que el D, pero con una autonomía de 1500 km. Se terminaron 1337 unidades.

Vista del cuadro de mandos

Interior del avión

Las operaciones de bombardeo de la 8ª FA USA a comienzos de 1943 atravesaba un bache por las bajas que sufría sobre cielo europeo. Los P-47 se mostraban insuficientes para proteger a los bombarderos, que la mayoría de las veces tenían que alargar sus misiones, encontrándose totalmente desprotegidos de los ataques de la Luftwaffe. Cuando a mediados de agosto de 1943, la 8ª FA sufrió mas de 300 perdidas de B-17 sobre Schweinfurt, Ratisbona y Burdeos, se decidió que los Grupos de Caza 353, 354, 355 y 356, equipados con los nuevos P-51, acompañaran a los bombarderos. El 13 de diciembre los P-51 acompañaron a los B-17 sobre Kiel, en ese momento, supuso la salida mas larga de escolta que se había realizado en la guerra. El 11 de enero de

1944, el mayor James H. Howard, gano la medalla del Honor al proteger el solo con su P-51 de los ataques alemanes a una formación de bombarderos que operaba sobre Alemania.

El P-51 en vuelo

Una vez conseguida superioridad aérea en Europa, los Mustang demostraron que en funciones de ataque al suelo erantambién excelentes maquinas, por lo que fueron dotados de 6 a 10 cohetes en soportes sub alares, proporcionando un valioso apoyo terrestre y contra carro. Vamos, que valía tanto para un roto como para un descosido. Sin duda nos encontramos con el mejor avión aliado de la II GM, por prestaciones y versatibilidad. Demostró ser un estupendo caza contra la aviación alemana, de hecho los ingleses se mostraron muy agradados con esta maquina, y fue reemplazando a su Spitfire conforme llegaban de América. Y posteriormente, se mostro fiable y letal a baja cota, lo que proporcionaba al piloto de apoyo terrestre un buen avión en el caso de encontrarse con cazas enemigos.

Fuselaje del Mustang p-51D:

El P-51D, la versión mas difundida del Mustang, era un monoplano de ala baja, totalmente metálico, de líneas refinadas y elegantes, con empenajes cruciformes, capota en forma de gota y tren de aterrizaje triciclo posterior totalmente retráctil.

El fuselaje estaba subdividido en tres secciones unidas una a otra mediante bulonado; la sección motor, la central y la posterior. La primera se extendía delante del mamparo parallamas de acero inoxidable, a la que estaba unida la bancada constituida por elementos en caja con lamina de aleación liviana, y su revestimiento podía quitarse totalmente para asegurar la máxima accesibilidad al grupo moto-propulsor. La sección central, basada en cuatro largueros principales que partían desde la junturas de la bancada, y unida al ala mediante cuatro pernos, se extendía desde el mamparoparallamas hasta la sección en correspondencia con la parte terminal del radiador ventral y en esta estaban alojados (además de la cabina y un depósito de combustible) la batería, los aparatos de radio, los cilindros de oxigeno para el vuelo de altura y, correctamente entubados en el gran conducto ventral, los radiadores del refrigerante y el del lubricante. La sección posterior del fuselaje, también basada en cuatro largueros, llevaba los Empenaje y alojaba la rueda de cola en posición retraída. El elevador y el timón, unido mediante bisagras a las superficies anteriores, eran totalmente metálicos y provistos de aletas correctoras.

Alas del Mustang:

El ala ligeramente convergente y con diedro frontal de 5 grados, marcaba la primera utilización en un avión de serie, de los novísimos perfiles laminares de baja resistencia.

Cada semi ala estaba basada en 21 costillas. La estructura alar era simple y resistente, las dos semi alas estaban unidas entre sí mediante bulonado frontal en correspondencia con la línea media del avión, constituyendo con el dorso de las mismas, el piso de la cabina. Los alerones, totalmente metálicos, estaban provistos de aletas correctoras, equilibrados dinámicamente y balanceados aerodinámicamente mediante membranas flexibles que unían su borde de ataque al larguero alar posterior. Los amplios hipersustentadores, accionados hidráulicamente y también totalmente metálicos, podían ser bajados hasta 50 grados.

Tren de aterrizaje

El resistente tren de aterrizaje, con parantesprovistos de amortiguadores oleo- neumáticos, tenía una amplia distancia entre ejes y estaba dotado de ruedas de 0,685 m de diámetro, mientras que la rueda de cola tenía un diámetro de 0,312 m.El motor del P-51 era el excelente Packard V-1650 (es decir, el Roll-Royce "Merlín" fabricado bajo licencia) de 12 cilindros en V, con reductor, compresor centrífugo bifásico de sobrealimentación con dos velocidades y refrigeración también a liquido era refrigerado el aire que, proviniendo del compresor, era llevado al carburador de inyección. La hélice era una cuatripala Hamilton de velocidad constante, del tipo de pala ancha y de 3,40 m de diámetro. La toma de aire del carburador estaba dispuesta en la parte inferior de la trompa, inmediatamente después de la ojiva, e incorporaba un filtro utilizado en la fase de decolaje para evitar la posible ingestión de arena y polvo.Los dos depósitos dispuestos en la raíz de las semialas tenían una capacidad total de 681 litros y a estos se sumaban los 246 litros del depósito del fuselaje y, eventualmente, dos depósitos sub-alares desenganchables de 284 y 416 litros cada uno, asegurándole al avión un alcance excepcionalmente elevado. La capacidad del depósito de lubricante era de 47 litros.

Cabina:

El P-51D tenía una completa dotación de aparatos radioeléctricos, de evidente importancia en los vuelos de grandes distancias, que comprendía un receptor-transmisor NA/ARC-3, un IFF SCR-695 A, un radiogoniómetro AN/ARA-8 y un receptor para navegación BC-452 B.La cabina, queaseguraba al piloto una excelente visibilidad gracias al amplio techo corredizo en forma de gota y el asiento regulable, era cómoda y espaciosa, y estaba protegida por el vidrio blindado del parabrisas y por los blindajes frontal (aplicado al mamparo parallamas) y dorsal. Esta también estaba provista de la unión para la alimentación con aire comprimido del traje anti-g del piloto.