Ingeniería aeroespacial y aeronáutica: ¿Por qué algunos fuselajes de Airbus crujen y gimen tanto bajo estrés y carga G, por ejemplo, durante la rotación, bajando flaps, inclinando, inclinando (especialmente hacia arriba, por ejemplo, durante una vuelta), etc.?

De dólares a rosquillas, apuesto a que todo lo que escuchaste fueron los crujidos y gemidos de los contenedores de plástico y los pestillos de las puertas que se rozaban junto con el eco del contenido.

Puede mirar cualquier película / video de cámara de alta velocidad de las pruebas de ala de la NASA y no escuchará ningún crujido o gemido. Sin mencionar que es casi imposible que ocurra en las superficies estructurales de las alas o en el fuselaje.

Es posible que escuche un crujido interno en la puerta de carga del mamparo de la cubierta inferior, pero lo dudo porque rara vez se instalan en aviones de pasajeros. En el avión que mencionas, tanto el A320 / 321 no tienen tales puertas. El diseño del fuselaje y las alas no puede crujir porque no se superponen. Todos los largueros son unidades de una sola pieza, al igual que la mayoría de las costillas de las alas.

Airbus A-320 Cutaway (Courtesy Flight Global)

Sus condiciones son ciertas con las advertencias. En (1), “Condiciones de vuelo seguras” comprende un rango de horas de vuelo y mantenimiento; no garantiza que la aeronave se encuentre en etapas idénticas en su vida útil que tengan el mismo desgaste, piezas reemplazadas o componentes revisados. Con (2), “especificación precisa” es un poco inapropiado. Casi todas las partes tienen tolerancias explícitas (por ejemplo, 1 ± 0.1 pulgadas) por las cuales las desviaciones medibles de las especificaciones ideales son aceptables para la producción. Los departamentos de inspección aseguran que esto no se salga de control (con métodos que pueden ser bastante sofisticados), pero aún así cada avión es único fuera de la línea de montaje. Estas cosas pueden dar lugar a diferencias notables en el comportamiento del vuelo de la aeronave.

Es probable que los gemidos y crujidos se deban a los mamparos decorativos del interior, los paneles ranurados, los paneles de las paredes laterales y del techo y los compartimientos superiores que se rozan entre sí.

Un ruido particular que inquieta a todos es cuando se activa la bomba hidráulica ubicada en la bahía del tren de aterrizaje principal, generalmente cuando el depósito de fluido hidráulico se presuriza antes de que se levante el engranaje o se cierren las puertas del engranaje. Algunas de las aletas también pueden estar en el mismo sistema que la bomba y el depósito, por lo que el ruido se escuchará antes de que las aletas se desplieguen o se retraigan también.

No deberías escuchar crujidos y gruñidos en la estructura primaria, eso definitivamente no sería una buena señal. Las estructuras metálicas primarias se mantienen unidas con sujetadores de ajuste de interferencia y no hay un movimiento relativo significativo entre las piezas ensambladas. Sin embargo, los paneles interiores, los mamparos decorativos interiores y los compartimentos superiores están instalados de tal manera que, a medida que el fuselaje de la aeronave se presuriza y cambia de forma, los paneles interiores pueden deslizarse uno con respecto al otro.

Sin embargo, no notará el movimiento porque las juntas se superponen, si mira de cerca una junta del panel lateral antes de que se cierren las puertas de la aeronave y luego, cuando esté a una altitud de crucero, es posible que pueda detectar una diferencia (sin garantía ya que depende de qué tan bien se diseñó el interior).

Durante cualquier maniobra que provoque una carga “g” significativa en los paneles interiores, los mamparos decorativos y los compartimientos superiores o durante una turbulencia severa, los paneles interiores, los mamparos y los compartimientos probablemente se moverán uno con respecto al otro y, por lo tanto, harán que esos crujidos y gemidos sean ruidosos.

Como regla general, los diseñadores y los ingenieros de diseño generalmente permiten un espacio libre de 1/2 “entre las piezas que no deben rozarse entre sí. Sin embargo, a lo largo de los años, debido a modificaciones, algunas deformaciones plásticas de componentes no estructurales, etc., estos espacios pueden ser Si se reducen significativamente y bajo ciertas condiciones de carga, las partes pueden entrar en contacto y emitir esos chirridos y gemidos. Estos problemas no son graves y cuando el avión se somete a una de sus principales inspecciones, se detectarán y reemplazarán las piezas desgastadas y se reducirán Autorizaciones rectificadas.

Sin saber cuáles son los sonidos reales, solo estoy adivinando, pero sé que esa bomba instalada en la bahía del tren de aterrizaje principal siempre me llamó la atención cuando se activó.

Los sonidos son normales. Puede estar seguro de que el avión es absolutamente seguro.

El margen de seguridad es bastante alto en aviones comerciales.
La carga máxima que la estructura puede soportar sin romperse es 1.5 veces la carga que experimentará en promedio en 60,000 horas de vuelo.
También es posible que desee saber que NUNCA ha habido un accidente de un avión Boeing debido a una falla estructural, causada por un mal diseño.

Construir un avión con una “especificación precisa” tiene sus limitaciones. La precisión de fabricación para piezas metálicas grandes está limitada por la falta de control sobre la expansión térmica. Cuanto más grande es la pieza en relación con la máquina que la fabrica, mayor es la variabilidad que se produce en el tamaño final de la pieza. En consecuencia, las diversas piezas grandes que forman una célula no solo encajan en su lugar como las partes de su reloj de pulsera (las piezas del reloj de pulsera son más pequeñas que las máquinas que las fabrican y, en consecuencia, hay un buen control térmico). Por el contrario, las piezas se deben calzar manualmente en su lugar para un buen ajuste. Y así, por ejemplo, un Boeing 747 tiene aproximadamente 2,000 lbs de cuñas añadidas durante la construcción, y varía en longitud de avión a avión en aproximadamente 12 pulgadas. Ese es el límite de precisión de fabricación. Así que no es de extrañar que todas esas partes, relucidas y clavadas en su lugar tal como están, crujen y gimen. También lo harías si tuvieras tantas articulaciones calzadas.

¿Alguna vez se preguntó cómo esas grandes compañías aeroespaciales desarrollan cargas para sus aviones? Obtenga más información en http://www.stressebook.com/aircr