Cajón de ala (Wingbox)
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Definition
El conjunto estructural principal de carga en el centro de una aeronave donde las alas se unen al fuselaje, formando un cajón de torsión de largueros, costillas y paneles de piel.
¿Qué es un cajón de ala?
El cajón de ala es el núcleo estructural central de la unión ala-fuselaje de una aeronave. Es una caja torsional cerrada formada por largueros delantero y trasero que corren en dirección de la envergadura, paneles de piel superior e inferior del ala, y costillas en dirección de la cuerda. El cajón de ala transmite los enormes momentos flectores y fuerzas cortantes generados por la sustentación durante el vuelo al bastidor del fuselaje. En la mayoría de las aeronaves comerciales, el cajón de ala central pasa por debajo del piso de cabina, y el combustible se almacena dentro de sus bahías selladas.
Cómo funciona
Durante el vuelo, la sustentación actúa hacia arriba sobre el ala mientras el peso de la aeronave actúa hacia abajo a través del fuselaje. El cajón de ala actúa como una viga en flexión: el panel de piel superior está en compresión y el panel inferior está en tracción. Consideraciones clave de diseño:
- Selección de material: Aleaciones de aluminio de alta resistencia (serie 7000) o materiales compuestos (CFRP).
- Integración de tanque de combustible: Costillas y pieles selladas forman tanques de combustible integrales.
- Fijación del pilón del motor: El cajón de ala debe absorber las cargas de empuje del motor y giroscópicas.
- Prevención del flameo: La distribución de rigidez se ajusta para llevar las frecuencias de flameo aeroelástico por encima de la envolvente de vuelo.
Aplicaciones en aviación
El cajón de ala del Airbus A350 XWB está fabricado enteramente en CFRP. Boeing utiliza un cajón de ala compuesto de una sola pieza en el 787, fabricado por Mitsubishi Heavy Industries en Japón. El A380 utiliza un cajón de ala de aleación de aluminio-litio con paneles de piel superior en compuesto.
Desarrollos futuros
Las articulaciones de cajón de ala plegable — que permiten alas de gran envergadura plegarse en la puerta para compatibilidad aeroportuaria — están entrando en servicio en el Boeing 777X. La investigación en estructuras de ala morfológica que cambian de forma en vuelo explora pieles de cajón de ala flexibles usando materiales inteligentes. La fabricación aditiva de accesorios complejos de titanio para el cajón de ala ya está reduciendo el número de piezas y los plazos de entrega.
Related Terms
Ensayos No Destructivos
Técnicas de inspección que incluyen métodos ultrasónicos, de rayos X, de corrientes inducidas y de líquidos penetrantes utilizadas para detectar defectos en las estructuras de las aeronaves sin causar daños.
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Fuselaje
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