Definición e historia del Fuselage
Definición
El fuselaje es uno de los elementos estructurales principales 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. También sirve como estructura central a la cual se acoplan las demás partes del avión, como las alas, el grupo moto propulsor o el tren de aterrizaje.
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, cuya disposición depende de diversos factores como la duración del vuelo, los servicios a bordo, los accesos al avión, las salidas de emergencia, tripulación auxiliar, etc.
Historia
La historia moderna de los fuselajes comenzó en los Estados Unidos cuando un biplano de madera de 1903 hecho por Orville y Wilbur Wright mostró el potencial de los diseños de ala fija.
En 1912, el Monocasco Deperdussin fue pionero en el fuselaje monocasco ligero, fuerte y aerodinámico formado por finas capas de madera contrachapada sobre un marco circular, logrando 210 km / h (130 mph).
El ingeniero alemán Hugo Junkers voló por primera vez fuselajes totalmente metálicos en 1915 con el monoplano Junkers J 1 de metal, ala en voladizo y piel estresada. Se desarrolló aún más con duraluminio más ligero, inventado por Alfred Wilm en Alemania antes de la guerra.
El desarrollo de aviones comerciales durante las décadas de 1920 y 1930 se centró en diseños de monoplanos utilizando motores radiales. Algunos fueron producidos como copias individuales o en pequeña cantidad, como el Spirit of St. Louis volado a través del Atlántico por Charles Lindbergh en 1927. William Stout diseñó los Ford Trimotors totalmente metálicos en 1926.
La filosofía original del fuselaje recorrugado cubierto de duraluminio Junkers culminó en el avión trimotor Junkers Ju 52 de origen 1932, utilizado durante la Segunda Guerra Mundial por la Luftwaffe alemana nazi para las necesidades de transporte y paracaidistas. Los diseños de Andrei Tupolev en la Unión Soviética de Joseph Stalindi señaron una serie de aviones totalmente metálicos de tamaño cada vez mayor que culminaron en el avión más grande de su época, el Tupolev ANT-20 de ocho motores en 1934, y la firma de Donald Douglas desarrolló el icónico avión bimotor Douglas DC-3 en 1936.
En 1937, el Lockheed XC-35 fue el primer avión construido específicamente con presurización de cabina para pasar por extensas pruebas de vuelo a gran altitud, allanando el camino para el primer avión de transporte presurizado, el Boeing 307 Stratoliner.
En 1937, el Lockheed XC-35 fue el primer avión construido específicamente con presurización de cabina para pasar por extensas pruebas de vuelo a gran altitud, allanando el camino para el primer avión de transporte presurizado, el Boeing 307 Stratoliner.
Durante la Segunda Guerra Mundial,las necesidades militares volvieron a dominar los diseños de fuselajes. Entre los más conocidos se encontraban el US C-47 Skytrain, B-17 Flying Fortress, B-25 Mitchell y P-38 Lightning,y el británico Vickers Wellington que utilizó un método de construcción geodésico, y Avro Lancaster,todas renovaciones de diseños originales de la década de 1930.
Debido a la escasez de aluminio en tiempos de guerra, el cazabombardero de Havilland Mosquito fue construido a partir de revestimientos de madera contrachapada unidos a un núcleo de madera de balsa y formados utilizando moldes para producir estructuras monocasco, lo que llevó al desarrollo de la unión de metal a metal utilizada más tarde para el de Havilland Comet y Fokker F27 y F28.
El diseño del fuselaje comercial de la posguerra se centró en los aviones de pasajeros, en los motores turbohélice, y luego en los motores a reacción: turborreactores y más tarde turboventiladores. Las velocidades generalmente más altas y las tensiones de tracción de los turbohélices y jets fueron desafíos importantes. Las aleaciones de aluminio recientemente desarrolladas con cobre, magnesio y zinc fueron fundamentales para estos diseños.
Volado en 1952 y diseñado para navegar a Mach 2 donde la fricción de la piel requería su resistencia al calor, el Douglas X-3 Stiletto fue el primer avión de titanio, pero tenía poca potencia y apenas supersónico; el Mach 3.2 Lockheed A-12 y SR-71 también eran principalmente de titanio, al igual que el cancelado Boeing 2707 Mach 2.7 de transporte supersónico.
Airbus y Boeing son los ensambladores dominantes de grandes aviones a reacción, mientras que ATR, Bombardier y Embraer lideran el mercado regional de aviones; muchos fabricantes producen componentes de fuselaje.
El estabilizador vertical del Airbus A310-300, volado por primera vez en 1985, fue la primera estructura primaria de fibra de carbono utilizada en un avión comercial; Los compuestos se utilizan cada vez más desde entonces en los aviones Airbus: el estabilizador horizontal del A320 en 1987 y el A330/A340 en 1994, y la caja del ala central y el fuselaje de popa del A380 en 2005.
El Cirrus SR20, tipo certificado en 1998, fue el primer avión de aviación general ampliamente producido fabricado con construcción totalmente compuesta, seguido por varios otros aviones ligeros en la década de 2000.
El Boeing 787,volado por primera vez en 2009, fue el primer avión comercial con el 50% de su peso de estructura hecho de compuestos de fibra de carbono, junto con un 20% de aluminio y un 15% de titanio: el material permite una menor resistencia, una mayor relación de aspecto del ala y una mayor presurización de la cabina.
En febrero de 2017, Airbus instaló una máquina de impresión 3D para piezas estructurales de aviones de titanio utilizando la fabricación aditiva de haz de electrones de Sciaky, Inc.
Fuente Bibliográfica: Airframe - Wikipedia, la enciclopedia libre
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