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¿Cómo afecta la sustentación a la estructura?


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Anoche me vino a la cabeza toda la teoría de cómo sustenta un avión y, dandole vueltas, me quedé sin respuesta al pensar sobre la propia estructura del ala afectada por la sustentación.

 

La cuestión es que, obviamente, la estructura tiene que soportar la resistencia del aire, la temperatura que se genera, y el peso de la gravedad, pero aparte de eso me pregunto si el propio hecho de sustentar causa alguna fuerza directamente sobre la estructura

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Anoche me vino a la cabeza toda la teoría de cómo sustenta un avión y, dandole vueltas, me quedé sin respuesta al pensar sobre la propia estructura del ala afectada por la sustentación.

 

La cuestión es que, obviamente, la estructura tiene que soportar la resistencia del aire, la temperatura que se genera, y el peso de la gravedad, pero aparte de eso me pregunto si el propio hecho de sustentar causa alguna fuerza directamente sobre la estructura

 

Vamos hombre, que estás estudiando aeronautica, no me jodas :P

 

O por qué crees que se ponen los motores debajo del ala? ;)

 

Saludos!!!

 

P.D-> Por si no está claro, sí, obviamente la sustentación afecta al ala, y es de las fuerzas mas importantes además. Aunque globalmente la sustentación se anula con el peso en vuelo, el ala localmente tiene que soportar casi toda la sustentación con un peso que es una fracción del avión completo, luego la fuerza hacia arriba es muy superior que la de abajo. Además, las distribuciones son diferentes, y por todo esto sigue existiendo un momento flector en la raíz (por eso primero se descarga el depósito central que el alar etc etc etc...)

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O por qué crees que se ponen los motores debajo del ala? ;)

 

 

Expliquese usted si me hace el favor

 

Se trata de, en el ala, cancelar lo más posible la sustentación con el peso, para disminuir el momento flector en el encastre.

 

En un ala volante está de puta madre, porque el ala y el peso del ala se cancelan al 100%, porque todo el peso se concentra en el ala.

 

En un avión clásico sin embargo no es así, el ala no se lleva todo el peso pero sí casi toda la sustentación, con lo que el encastre se carga bastante.

 

Por eso la estrategia de llevarse la mayort cantidad de peso posible al ala (poniendo motores, combustible, armas...) permite que si bien la sustentación total y el peso del ala no se van al 100%, si que alivia mucho los momentos en el encastre y las cargas en general.

 

Por eso interesa llevarse los motores al ala, y por eso la estructura de las alas de los aviones con motores en la cola (CRJ) son más pesadas (porque están ´bastante más cargadas que, por ejemplo, un Airbus equivalente)

 

Saludos!!

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O por qué crees que se ponen los motores debajo del ala? ;)

 

 

Expliquese usted si me hace el favor

 

Se trata de, en el ala, cancelar lo más posible la sustentación con el peso, para disminuir el momento flector en el encastre.

 

En un ala volante está de puta madre, porque el ala y el peso del ala se cancelan al 100%, porque todo el peso se concentra en el ala.

 

En un avión clásico sin embargo no es así, el ala no se lleva todo el peso pero sí casi toda la sustentación, con lo que el encastre se carga bastante.

 

Por eso la estrategia de llevarse la mayort cantidad de peso posible al ala (poniendo motores, combustible, armas...) permite que si bien la sustentación total y el peso del ala no se van al 100%, si que alivia mucho los momentos en el encastre y las cargas en general.

 

Por eso interesa llevarse los motores al ala, y por eso la estructura de las alas de los aviones con motores en la cola (CRJ) son más pesadas (porque están ´bastante más cargadas que, por ejemplo, un Airbus equivalente)

 

Saludos!!

 

 

 

Aaaaaah! ya, eso ya me lo imaginaba... yo pense que me ibas a explicar por que iban debajo de las alas y no encima de ellas...

 

 

Asi que, como deberes, me lo explicas please

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Es lo que dice Siegfred hablando en plata. Un poco mejor explicado, es lo mismo que compararlo con la diferencia entre ala alta y ala baja. Si el peso cuelga del ala, el centro de gravedad está por debajo de la misma, y es mas estable. Si está el centro de gravedad por encima, es mas inestable. Y ya por terminar, si el centro de gravedad está a la altura del ala, no genera momento, o lo genera en menor medida.

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Eso sí, un motor en extradós es lo mejor si quieres un avión STOL

 

Saludos!!

 

O un hidroavion...

 

Es lo que dice Siegfred hablando en plata. Un poco mejor explicado, es lo mismo que compararlo con la diferencia entre ala alta y ala baja. Si el peso cuelga del ala, el centro de gravedad está por debajo de la misma, y es mas estable. Si está el centro de gravedad por encima, es mas inestable. Y ya por terminar, si el centro de gravedad está a la altura del ala, no genera momento, o lo genera en menor medida.

 

Eso es, otro ejemplo son los huevos, generan mas momento si cuelgan que cuando no, por ejemplo como cuando haces el pino...

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Es lo que dice Siegfred hablando en plata. Un poco mejor explicado, es lo mismo que compararlo con la diferencia entre ala alta y ala baja. Si el peso cuelga del ala, el centro de gravedad está por debajo de la misma, y es mas estable. Si está el centro de gravedad por encima, es mas inestable. Y ya por terminar, si el centro de gravedad está a la altura del ala, no genera momento, o lo genera en menor medida.

 

En realidad no es por eso exactamente, pero bueno, ya te lo contaré cuando seas mayor :xd: (en verdad es que la explicación de por qué un ala alta y una cola T estabiliza lateralmente era un poco enrevesadilla y tendría que repasarlo)

 

Saludos!!

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Es lo que dice Siegfred hablando en plata. Un poco mejor explicado, es lo mismo que compararlo con la diferencia entre ala alta y ala baja. Si el peso cuelga del ala, el centro de gravedad está por debajo de la misma, y es mas estable. Si está el centro de gravedad por encima, es mas inestable. Y ya por terminar, si el centro de gravedad está a la altura del ala, no genera momento, o lo genera en menor medida.

 

En realidad no es por eso exactamente, pero bueno, ya te lo contaré cuando seas mayor :xd: (en verdad es que la explicación de por qué un ala alta y una cola T estabiliza lateralmente era un poco enrevesadilla y tendría que repasarlo)

 

Saludos!!

 

Pues esperando me quedo a esa respuesta! :xd:

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Si el ejemplo del equilibrio con la escoba es bueno.. pero para algo "inerte"... unos pilones con bombas, misiles, tankes de queroseno... por que si el centro de gravedad se sale del eje vertical, su propio peso crea un momento que tiende a querer colocarlo en la posicion original y a romper la union si va arriba... Y si ahora esto lo aplicas a un caza en vuelo invertido, pues la lias, y no vale, jajaja.

 

Asi que en principio en un caza daria igual poner las cosas arriba o abajo... aparte de ingenierias y mentes divergentes...pensemos a la española... si esta abajo, es mas facil poner y quitar cosas, no hay que subirse al ala y llevar cosas en volandas...

 

 

en un avion comercial.... el flector creado por el peso del motor en caso de salir del reposo (tanto si se pone arriba como abajo) acabará siendo despreciable frente a la fuerza de empuje que soporta el pilón del motor por accion-reaccion....Asi que no se rompera ni se caerá el motor si va arriba.... Una vez mas... al currela le pilla mejor que este abajo...

 

Miremos al avion de frente... ¿a que altura esta el centro de gravedad? supongamos que esta en medio del puro... o bueno.. en la parte baja del puro... cuanto mas separemos el plano horizontal de los motores del plano del CG, se generará un par que ayude a rotar al avion en despegue, noooo?? ¿por eso iran tan pegaditos al suelo algunos no? :unsure:

 

si los pilones se colocan en el extrados... los alerones y spoilers no podrian trabajar.... habria qeu reducirlos en varias piezas...

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Eso sí, un motor en extradós es lo mejor si quieres un avión STOL

 

Saludos!!

 

O un hidroavion...

 

Es lo que dice Siegfred hablando en plata. Un poco mejor explicado, es lo mismo que compararlo con la diferencia entre ala alta y ala baja. Si el peso cuelga del ala, el centro de gravedad está por debajo de la misma, y es mas estable. Si está el centro de gravedad por encima, es mas inestable. Y ya por terminar, si el centro de gravedad está a la altura del ala, no genera momento, o lo genera en menor medida.

 

Eso es, otro ejemplo son los huevos, generan mas momento si cuelgan que cuando no, por ejemplo como cuando haces el pino...

Ole mi niño queé bien que se explicaaa ozú mare mía!!

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Asi que en principio en un caza daria igual poner las cosas arriba o abajo... aparte de ingenierias y mentes divergentes...pensemos a la española... si esta abajo, es mas facil poner y quitar cosas, no hay que subirse al ala y llevar cosas en volandas...

 

Hombre un avión caza tampoco es que esté todo el rato boca abajo, es verdad que en el diseño se contempla que deba ser capaz de soportar X esfuerzos con el avión bocabajo, pero no es el estado natural de vuelo :D

 

Lo del mantenimiento tienes toda la razón, ahí tienes el Tu-22 Blinder, con los motores en la cola... Era una pesadilla el mantenimiento de ese avión, los motores eran muy inaccesibles, demasiado altos, se necesitaba plataformas especiales...

 

Miremos al avion de frente... ¿a que altura esta el centro de gravedad? supongamos que esta en medio del puro... o bueno.. en la parte baja del puro... cuanto mas separemos el plano horizontal de los motores del plano del CG, se generará un par que ayude a rotar al avion en despegue, noooo?? ¿por eso iran tan pegaditos al suelo algunos no? :unsure:

 

Ese efecto por lo general es despreciable, porque realmente el CG está bajo en un avión, y realmente es un poco contraproducente los motores en intradós porque aceleran la corriente inferior del ala, lo que disminuye localmente un poco la sustentación. Es mucho mayor el efecto de una tobera vectorial para mejorar la velocidad de rotación o el del aire acelerado en extradós por un motor superior para aumentar la sustentación en el despegue (caso clásico An-72).

 

si los pilones se colocan en el extrados... los alerones y spoilers no podrian trabajar.... habria qeu reducirlos en varias piezas...

 

Bueno YA están en varias piezas, porque el ala se deforma en vuelo y si no lo divides se encasquillan :)

 

Saludos!!

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En realidad no es por eso exactamente, pero bueno, ya te lo contaré cuando seas mayor :xd: (en verdad es que la explicación de por qué un ala alta y una cola T estabiliza lateralmente era un poco enrevesadilla y tendría que repasarlo)

 

Saludos!!

 

Jaja, pues se agradecería mucho esa explicación. Me encontré ya varias preguntas en el banco de Aerodynamics sobre las cosas que  contribuyen a la estabilidad lateral, longitudinal, y esas cosas... pero esta es una de las que no nos dijeron el porqué, que lo supieramos y punto xD :xd:

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Asi que en principio en un caza daria igual poner las cosas arriba o abajo... aparte de ingenierias y mentes divergentes...pensemos a la española... si esta abajo, es mas facil poner y quitar cosas, no hay que subirse al ala y llevar cosas en volandas...

 

Hombre un avión caza tampoco es que esté todo el rato boca abajo, es verdad que en el diseño se contempla que deba ser capaz de soportar X esfuerzos con el avión bocabajo, pero no es el estado natural de vuelo :D

 

Lo del mantenimiento tienes toda la razón, ahí tienes el Tu-22 Blinder, con los motores en la cola... Era una pesadilla el mantenimiento de ese avión, los motores eran muy inaccesibles, demasiado altos, se necesitaba plataformas especiales...

 

Miremos al avion de frente... ¿a que altura esta el centro de gravedad? supongamos que esta en medio del puro... o bueno.. en la parte baja del puro... cuanto mas separemos el plano horizontal de los motores del plano del CG, se generará un par que ayude a rotar al avion en despegue, noooo?? ¿por eso iran tan pegaditos al suelo algunos no? :unsure:

 

Ese efecto por lo general es despreciable, porque realmente el CG está bajo en un avión, y realmente es un poco contraproducente los motores en intradós porque aceleran la corriente inferior del ala, lo que disminuye localmente un poco la sustentación. Es mucho mayor el efecto de una tobera vectorial para mejorar la velocidad de rotación o el del aire acelerado en extradós por un motor superior para aumentar la sustentación en el despegue (caso clásico An-72).

 

si los pilones se colocan en el extrados... los alerones y spoilers no podrian trabajar.... habria qeu reducirlos en varias piezas...

 

Bueno YA están en varias piezas, porque el ala se deforma en vuelo y si no lo divides se encasquillan :)

 

Saludos!!

 

 

jaja, bueno, lo de los alerones y spoilers ya se que estan en varias piezas una junto a otra (lo hablamos en un video del 380 recuerdo) lo que queria decir es que si tienes 6 metros continuos, y tienes que meter el pilon de la turbina, pues pierdes longitud efectiva, por que aunque con muuuucha suerte puedas poner 3 y 3 metros, seguro que no hace lo mismo que 6 metros juntos no????

 

 

Yo creo que la clave esta en el mantenimiento (factor en el que muy pocos ingenieros caen en la cuenta) y en que poner esas estructuras arriba afectaria al flujo de aire en el extrados y es preferible que penalice en el intrados.

 

Para no afectar al intradós se podrian poner mas atras, pero ahi ya estarias tirando por los suelos la pequeña regla de las areas que siguen los comerciales, no??

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jaja, bueno, lo de los alerones y spoilers ya se que estan en varias piezas una junto a otra (lo hablamos en un video del 380 recuerdo) lo que queria decir es que si tienes 6 metros continuos, y tienes que meter el pilon de la turbina, pues pierdes longitud efectiva, por que aunque con muuuucha suerte puedas poner 3 y 3 metros, seguro que no hace lo mismo que 6 metros juntos no????

 

 

Yo creo que la clave esta en el mantenimiento (factor en el que muy pocos ingenieros caen en la cuenta) y en que poner esas estructuras arriba afectaria al flujo de aire en el extrados y es preferible que penalice en el intrados.

 

Para no afectar al intradós se podrian poner mas atras, pero ahi ya estarias tirando por los suelos la pequeña regla de las areas que siguen los comerciales, no??

 

 

Hombre en extradós el aire es verdad que al estar a menos presión que el ambiente tiende a desprenderse, pero como en extradós el aire tiene que ir más rápido que en intradós (y la diferencia es la que genera la sustentación), al final si pones un motoraco que acelere el aire un mogollón pues la sustentación mejora muchísimo.Ya te digo, el AN-72 es el vivo ejemplo de esto. Y aunque la eficiencia caiga (porque si tienes como bien dices los slats partido en dos trozos separados, tienes las pérdidas en borde multiplicadas por 2), la capacidad global de sustentar aumenta bastante.

 

La reglas de las áreas en los aviones comerciales se consigue tocando la forma del fuselaje (sobre todo morro y cola) y también con la belly fairing (o como ostias se escriba), al final el motor tiene que ir donde tiene que ir y la verdad poco se preocupan de que se fastidie la reglas de las áreas, luego se retoca el belly fairing y punto. Aunque tampoco te creas tu que un airbus sigue demasiado la regla de las areas jajaja

 

Saludos!!

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Yo creo que la clave esta en el mantenimiento (factor en el que muy pocos ingenieros caen en la cuenta) y en que poner esas estructuras arriba afectaria al flujo de aire en el extrados y es preferible que penalice en el intrados.

 

 

Y que lo digas colega, y que lo digas... te lo digo yo que soy mecanico.

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¿Y por qué los motores no están realmente debajo del ala, sino bastante adelantados? A veces cuando ves el pilón que tiene que soportar un peso que no está justo debajo, sino hacia delante y como "haciendo palanca" lo miras y como que duele un poco, jaja... no sé si me explico. Bueno pero eso, ¿por qué se ponen así?

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