Como Es un Amortiguador

Algunos de los trenes principales que van bajo el fuselaje así como la mayoría de los trenes de morro poseen patas con amortiguadores oleo-neumáticos. Estos amortiguadores están compuestos de un cilindro exterior sujeto firmemente a la estructura del avión mediante dos soportes, que contiene en su interior otro cilindro inflado mediante nitrógeno (en algunos casos aire). El cilindro interior es libre de rotar y de moverse verticalmente dentro del cilindro exterior, pero dichos movimientos están controlados por los limitadores de par, los cuales conectan el cilindro interior al collar de dirección.

En condiciones estáticas, el peso del avión se equilibra mediante la presión que posee el gas situado en el interior del cilindro interior, empujando éste hasta su posición media aproximadamente. Es decir, la presión de nitrógeno equilibra a la presión de fluido hidráulico en el pistón separador.

Durante la compresión, como por ejemplo el aterrizaje, el amortiguador se comprime y el fluido hidráulico es forzado a pasar a través de los agujeros del pistón, elevando la válvula y reduciendo el área de paso del fluido. Esto provoca que la velocidad de movimiento ascendente del cilindro interior sea menor. A medida que se va comprimiendo el amortiguador, el volumen interior del cilindro exterior se reduce provocando un aumento de su presión interior, llegando hasta el punto de poder equilibrar la fuerza ascendente. A medida que la fuerza ascendente decrece, la presión del gas actúa como un resorte y empujando el cilindro interior hacia abajo.

Los baches que se pueden encontrar durante el carreteo son amortiguados por la presión del gas y mitigados por el flujo limitado de fluido a través de la válvula.

El tamaño de los amortiguadores va en función de:

• Tamaño del avión

• Peso del avión

• Tipo de misión del avión

• Configuración del ala: ala alta o baja

• Actuaciones de la aeronave

Agujero en el Fuselaje de un American Airlines

Se ha confirmado que fue un error de fabricación de Boeing lo que ocasionó un agujero de 48 por 18 centímetros en el fuselaje de un 757 de American Airlines a la altura de la puerta 1LH del avión, provocando una descompresión en vuelo.

El 26 de octubre de 2010 se produjo dicha descompresión en vuelo la cual fue seguida de un aterrizaje de emergencia en el Aeropuerto Internacional de Miami, sin que produjese ningún tipo de daño a los 160 pasajeros que iban a bordo. Tras un año de estudio, el NTSB (National Transportation Safety Board) ha concluido que la ruptura del fuselaje se produjo debido a grietas por fatiga en varias partes del fuselaje de la zona afectada que se originaron en la zona interior del fuselaje y se transmitieron hacia el exterior.

Aunque Boeing indica en su especificación de fabricación que dicho skin debe tener un espesor de 0.99 milímetros, durante la investigación se midió dicha pieza obteniendo una profundidad de 0.89 milímetros. Al realizar la NTSB los cálculos de fatiga, se observó que se necesitan aproximadamente 3.700 ciclos de trabajo para propagar una grieta desde el interior hasta el exterior de la pieza de 0.89 milímetros. El avión en el momento del accidente tenía 22.450 ciclos y 63.010 horas de vuelo.

La descompresión sucedió unos 16 minutos después de despegar desde Miami, mientras volaban a 32.000 pies en dirección hacia Boston. Una vez se produjo el incidente, la tripulación realizó un descenso de emergencia y volvió a aterrizar en Miami. A su llegada, se observó que parte de la pieza agujereada se mantenía sujeta al fuselaje, pero que una porción de ésta (13cm por 18 cm) se había desprendido y no se pudo encontrar.

A raíz del incidente, tanto Boeing como la FAA (US Federal Aviation Administration) tomaron cartas en el asunto:

• El 22 de Noviembre de 2010, Boeing editó un Service Bulletin 757-53-0097 para realizar inspecciones repetitivas del fuselaje cada 200 horas de vuelo, en busca de grietas susceptibles de generar una futura rotura.

• De forma paralela, el 10 de Enero de 2011, la FAA generó una directiva de obligado cumplimiento 2011-01-15, donde se obligaba a la inspección del fuselaje de acuerdo con el SB editado por Boeing.

De esta forma se encontraron dos aviones afectados por grietas similares a las que habían producido daños en el fuselaje del avión de Miame; un avión pertenecía a American Airlines, mientras que el otro pertenecía a United Airlines. En ambos incidentes, la NTSB comunicó que eran debidos a una no conformidad con el espesor de la chapa.

Actuadores Hidráulicos

Los actuadores hidráulicos tienen como función convertir el flujo de fluido hidráulico en movimiento linear o rotatorio. Su tamaño va en función de las cargas operacionales que tenga que sufrir y básicamente consiste en un cilindro exterior dentro del cual se desliza un pistón. Unido al pistón se encuentra un vástago que atraviesa el fondo del cilindro y es el que transmite el movimiento linealmente.

Hay tres tipos de actuadores:

• Actuador Simple: Se usa normalmente como elemento de blocaje. Se suele conectar a algún pin de blocaje cuya posición de blocado se consigue en reposo por la acción de un muelle. Para actuar el pin de blocaje y desbloquear el sistema, se debe introducir presión en sentido contrario al del muelle mediante presión hidráulica.
  
  
• Actuador doble con un vástago: Se utiliza en la mayoría de los sistemas de avión. Debido a la presencia del vástago, el área en la parte superior del pistón (sin vástago) es mayor que el área bajo éste, de forma que se puede aplicar una mayor fuerza para extender el vástago. Por tanto, la acción que ofrece más resistencia se realiza in la dirección en la que el vástago se extiende, como por ejemplo la recogida del tren de aterrizaje.
  
  
• Actuador de doble vástago: Son actuadores en los que igual fuerza puede ser aplicada a ambos lados del pistón. Se suele aplicar en sistemas en los cuales hay que imprimir la misma fuerza en ambos sentidos como por ejemplo el sistema de dirección de la pata de morro.

Nuevo Material para los Motores General Electric

Para consumir combustible de una forma más eficiente, un motor a reacción necesita comprimir el aire al máximo antes de que entre en la cámara de combustión y posteriormente aumentar su temperatura. A medida que los motores mejoran, la temperatura de los gases de escape va aumentando poco a poco, y por tanto los álabes de la primera etapa de la turbina de alta pueden sufrir fundiciones.

Los turbofanes modernos están llegando al límite de los materiales, y aunque se intentan fabricar de materiales basados en las últimas aleaciones investigadas, el calor lleva al límite dichos motores. Por este motivo, GE está probando e investigando un composite de matriz cerámica (CMC) para poder generar alabes de turbina.

Este concepto se ha probado en un motor General Electric F414 de forma satisfactoria. Aunque el cuarto test es sólo el principio de un grupo de ensayos, significa que el CMC ha recibido crédito dentro de los procesos de GE para su incorporación tecnológica tanto en motores comerciales como en motores militares.

Los materiales de CMC ya han sido usados previamente en otras aplicaciones aeronáuticas, como algunas piezas estáticas de los motores F136 fabricado por General Electric y por Rolls Royce, como motor alternativo al instalado en el F-35.

Los actuales ensayos del motor F414 representan la primera aplicación de material CMC en una pieza rotativa de motor. Mediante este avance, se busca una mejora en los álabes de turbina del F414, motor que empuja al Boeing F/A-18E/F Super Hornet.

El principal beneficio de dicho material es un ahorro en el peso del avión. El material basado en CMC es más ligero que las aleaciones metálicas empleadas en las turbinas, y además reduce el peso del sistema de refrigeración empleado al poder absorber una mayor cantidad de calor. Con una reducción de dos tercios en peso del módulo de la turbina significa que se necesita menos estructura para mantener todos los elementos, ventaja que se transforma en la utilización de ejes más pequeños y menores cojinetes y rodamientos.

General Electric ha estimado que incorporando álabes de turbina hechos de CMC en un motor GE90, se puede reducir el peso total en 455 kilogramos, peso que representa el 6% de los 7550 kilos que posee un GE90-115.