¿De qué materiales están hechos típicamente los planos y por qué?

Answer 1

Para todos los aviones convencionales, hasta hace muy poco la respuesta era predominantemente aluminio. Una estructura interna, ya sea con secciones en forma de caja o un esqueleto de costillas, largueros y tirantes sobre los cuales se sujeta la piel. La piel es una parte estresada de la estructura. Vea esta imagen tomada del Blog de ingeniería aeroespacial: todos estos componentes estructurales estarían hechos de aluminio, con quizás algunas excepciones donde se eligieron los compuestos.

El cambio reciente ha sido utilizar muchos más materiales compuestos. Esto se ha producido de manera incremental, desde el uso de algunos componentes clave, por ejemplo, la caja del ala central que mantiene las dos alas juntas en el Airbus A380, hasta el uso mucho más extenso de compuestos en Boeing 787 y Airbus A350. Los materiales compuestos exactos siguen siendo variables, y dada su infancia relativa continuarán cambiando, pero por ahora en su mayoría son de plástico reforzado con fibra de carbono (CFRP).

En general, a los materiales compuestos no les gusta el daño por impacto, por lo tanto, espere ver cosas como el borde de ataque de las alas con una pieza frontal de metal para cumplir con los requisitos de daño por impacto, por ejemplo, impacto de aves.

En este momento, la flota de aviones de uso mundial tiene una mezcla de edades de aviones. Una gran cantidad sigue siendo predominantemente una estructura de aluminio, pero el porcentaje de aeronaves con cantidades significativas de materiales compuestos está creciendo y continuará haciéndolo.

Answer 2

Hay tantas piezas instaladas en las alas y están hechas de materiales muy diversos.

Pero puedo especificar algunas partes: piel, aguijones, costillas y largueros

En la mayoría de los aviones que operan hoy, todos están hechos de aleaciones de aluminio. Pero cada uno de ellos tiene diferentes composiciones de aleación. La mayor parte de la composición utilizada es de 2 series y 7 series. Las series 7 se usan generalmente en partes muy importantes o partes que reciben una carga tan alta. Las composiciones más populares son Al-2024 y Al-7075. En aviones con necesidades especiales, pueden reemplazar el aluminio con titanio, y también es de aleación

En el futuro (en realidad, hoy también, pero aún no en la mayoría), la mayoría de la piel y los stringers serán reemplazados por una estructura sandwich. Es una estructura que se organiza como piel-panal-piel. En este caso, la aleación de aluminio se reemplazaría con plástico reforzado con fibra de carbono …

Answer 3

Desde el comienzo de la industria aeroespacial comercial, siempre ha sido el aluminio el que tomó el lugar ideal.

El fuselaje de un avión necesita satisfacer algunas condiciones para que sea aceptado en el servicio oficial, siendo los más exigentes la dureza y la ligereza . Además de eso, también debe ser accesible a bajo costo en un nivel industrial, así como fácilmente diseñado para mantener el precio bajo.

¿Qué es mejor que el aluminio ?

Es resistente, es liviano, es abundante y puede comprar una lámina enrollada entera por menos de lo que puede comprar acero. Es el material perfecto.

Pero no todos los tipos de aluminio se pueden usar para hacer un avión completo, necesitaría una aleación de aluminio muy particular. Las diferentes aleaciones de aluminio pueden tener propiedades mecánicas muy diferentes, como la resistencia a la tracción, la elasticidad, el límite elástico, …

Por ejemplo, si toma 5356 Aluminium para hacer un avión, se rompería por la mitad en el acto . El 5356 Al se usa como relleno de soldadura, no como material de diseño, aunque tiene una alta resistencia, es muy propenso a agrietarse y le iría fatal por el estrés que enfrentaría un avión.

---

Lo que está buscando es aluminio de grado aeroespacial , aquellos con buenas propiedades mecánicas, particularmente 7075 o 6061 Al. Se han utilizado de manera ubicua desde los años 50-60, y continúan haciéndolo ahora.

Pero en este momento estamos viendo un cambio de láminas de aluminio a materiales compuestos, y el primero en hacerlo es el Boeing 787, que está compuesto en un 50% por un solo compuesto: una mezcla de aluminio, titanio, acero, y algunos otros metales.

Esto le da a la aeronave mucha más fuerza, reduce más peso y mejora el mantenimiento que una piel de aluminio atípica en el pasado.

Consenso general: compras de metal.

Answer 4

Uno de los objetivos más importantes para los diseñadores de aviones es la reducción de peso: construir algo que cumpla con todos los requisitos funcionales y pesar lo menos posible (dentro de parámetros de costo razonables, por supuesto. La piel de unicornio es demasiado cara, por ejemplo. Hay una broma que un diseñador de aviones comerciales vendería a su abuela para ahorrar 100 libras de peso del avión). Menos peso significa que se necesita menos empuje del motor, lo que significa que se quema menos combustible. Menos combustible quemado significa que la aerolínea gana más dinero. A las aerolíneas les encanta ganar dinero 🙂

Los grandes aviones de transporte comercial se han hecho tradicionalmente con revestimiento de aluminio sobre un marco de aluminio. El aluminio es un gran metal para los aviones, ya que es ligero y puede ser bastante fuerte cuando está aleado. Pero tiene algunos problemas con el tiempo, incluida la corrosión y la fatiga del metal. Con la introducción del Boeing 787 hace unos años, el uso a gran escala de plástico reforzado con fibra de carbono, también conocido como compuesto, está demostrando ser un reemplazo más liviano, resistente a la corrosión y más resistente para la piel de aluminio. El Airbus A350 que ingresa al servicio a finales de este año también está revestido con material compuesto, pero usa paneles sobre un marco en lugar de barriles de fuselaje compuestos de una pieza como el 787. Aquí hay un video de una sección de fuselaje 787 en construcción:

Como puede ver, esta es una forma muy diferente de construir grandes aviones. La cámara que se ve más adelante en el video en la que se inserta el barril del fuselaje es un autoclave, básicamente un gran horno que se utiliza para curar y endurecer la resina utilizada en el material compuesto. Cuando se completa el barril, se cortan ventanas y otras aberturas según sea necesario.

La mayoría de las cosas en el interior del avión están hechas de aluminio o plástico, con fibras artificiales utilizadas para alfombras y tapicería.

(Editado para agregar un poco más de detalle sobre el proceso de fabricación del fuselaje compuesto. Más ediciones para responder al “por qué”).

Answer 5

La gran mayoría de las alas de los aviones están hechas de láminas de aluminio dispuestas para formar una serie de cajas estructurales. Este arreglo fue inventado por Howard Hughes. En muchos aviones más grandes, las cajas y la piel externa también forman el tanque de combustible.

La lámina de aluminio a menudo se llama “Alclad”. Es un sandwich de tres niveles. Un fuerte núcleo de aleación de aluminio (a menudo 2024) con una lámina exterior de aluminio puro en la parte superior e inferior. El núcleo de aleación es muy fuerte, pero está sujeto a la corrosión. El aluminio “revestido” tiene poca resistencia, pero es muy resistente a la corrosión.

Los primeros vientos de los aviones se construyeron casi completamente de madera, con algunos cables de acero para proporcionar arriostramiento diagonal. Entonces la piel del ala era tela de algodón, o más tarde tela de dacrón, rígida con droga. Creo que algunos aviones todavía están hechos de una construcción muy similar, pero con estructura de aluminio o fibra de vidrio en lugar de madera.

Muchos aviones más nuevos (generalmente más pequeños) tienen el ala (y a veces también el fuselaje) hecha de plásticos compuestos. Los primeros ejemplos se hicieron estrictamente de tela de fibra de vidrio y luego poliéster o resina epoxi. Un “problema” menor aquí es que la fibra de fibra de vidrio es algo flexible y permite que las alas se doblen bastante. Las alas compuestas más nuevas con frecuencia usan fibra de carbono, especialmente para el larguero del ala. Esto aligera un poco el ala, pero agrega una buena cantidad de rigidez.

Hay algunos aviones construidos con estructuras de ala de madera contrachapada y piel. Estos aviones nunca se pueden dejar afuera en el clima.

Ciertamente debe haber otros métodos con los que no estoy familiarizado.

Answer 6

Diferentes aviones requieren diferentes materiales de construcción. Las aeronaves pueden construirse a partir de madera, tela, muchos tipos de metal o incluso materiales compuestos (por ejemplo, fibra de carbono, fibra de vidrio). Los primeros aviones como el Wright Flyer fueron construidos con madera y tela. El marco del Wright Flyer estaba hecho de abeto y cenizas y muchas superficies estaban cubiertas de muselina, una tela. La mayoría de los aviones de hoy están hechos de aluminio, un metal fuerte pero liviano. El Ford Tri-Motor, el primer avión de pasajeros de 1928, estaba hecho de aluminio. El moderno Boeing 747 también es un avión de aluminio. Otros metales, como el acero y el titanio, a veces se utilizan para construir aviones. Sin embargo, el acero es pesado, por lo que no se usa demasiado. El titanio es casi tan fuerte como el acero, tiene un peso medio, es resistente al calor y es resistente a la corrosión. El Lockheed SR-71 Blackbird, el avión propulsado por jet más rápido del mundo, está hecho de titanio. Los materiales compuestos como el grafito-epoxi son fuertes, pero pueden pesar la mitad que el aluminio. Estos materiales ligeros y personalizables son cada vez más populares. Más de la mitad de los materiales utilizados para fabricar el Boeing 787 Dreamliner son compuestos. Un avión de pasajeros de Airbus es el producto de una cooperación altamente eficiente en todas las cadenas globales de suministro y fabricación de la compañía, así como sus décadas de innovación para el sector del transporte aéreo. Para garantizar los patrones de vuelo más eficientes posibles, debe mantener su avión limpio y libre de escombros. La acumulación puede afectar la velocidad de vuelo y el rendimiento. Esto incluye manchas de insectos y plagas, savia y aceite que puede acumularse alrededor de las alas o en todo el exterior inferior de la aeronave. Para la limpieza, es mejor evitar los productos de limpieza más corrosivos. Estos incluyen la mayoría de los limpiadores destinados al uso doméstico. Estos pueden ser excelentes para mostradores de cocina y pisos de baños, pero pueden ser perjudiciales para las superficies de aluminio y dañar los selladores en los aviones, así que definitivamente tenga cuidado al seleccionarlos. El período de limpieza también es el horario de máxima audiencia para inspeccionar su avión. Una inspección completa que acompaña a cada limpieza podría evitar problemas de mantenimiento posteriores o permitir a los propietarios detectar problemas de desarrollo antes de que se salgan de control. Cada propietario de una aeronave tiene su propia técnica personal para pulir, pero la paciencia es el activo más universal para enfrentar cualquier trabajo de pulido. Para maximizar la eficiencia, es una buena idea mantener varias toallas y suministros adicionales al alcance para mayor conveniencia. El mejor consejo de pulido para los propietarios de aeronaves es encontrar un esmalte de avión que sea versátil y le brinde los resultados que desea sin las molestias y la ineficiencia de los esmaltes de peor calidad. Con el pulido adecuado, su trabajo podría dar como resultado el acabado espejo que los profesionales producen con la mitad del costo.

Answer 7

En los primeros días de la aviación, las alas estaban hechas de todo, desde madera de fresno para los miembros del marco, y se usaría tela de doble capa para la superficie de las alas. La tela se aplicó sobre el sesgo (ángulo de 45 grados) para aumentar la rigidez de las alas. [Wright Brothers, 1903]

Avancemos rápidamente hasta nuestros días, y las alas están hechas de aluminio, con miembros y componentes moldeados y chapa de aluminio remachada para hacer las superficies de las alas superior e inferior. Las superficies de control, como aletas, listones, alerones (frenos de aire) y alerones, también están hechas de aluminio, pero se controlan por separado e independientemente.

Cuando trabajé para la Compañía Boeing, de todas las piezas del avión que se subcontrataron a otros fabricantes importantes, las dos cosas que Boeing continuó fabricando fueron las alas.

Fueron diseñados, construidos, probados e instalados por Boeing.

Cortesía gráfica de Wikimedia

Answer 8

¿Militar, avión de pasajeros o aviones recreativos? Diferentes tipos, por lo que no hay un solo avión “típico”.

Otras respuestas se han centrado en los aviones de pasajeros. Los aviones militares son similares, aunque hay menos uso de compuestos y quizás más uso de titanio.

La mayor variedad de materiales se puede encontrar entre los aviones recreativos. Casi cualquier combinación de madera, aluminio, acero cromado y compuesto (fibra de vidrio o fibra de carbono) para la estructura de la aeronave con tela natural, dacrón y otros materiales sintéticos, madera contrachapada, chapa de aluminio y material compuesto para la cubierta de la aeronave. Las aeronaves compuestas también pueden usar espuma como relleno para dar forma o intercalar entre capas de fibra de vidrio para el fortalecimiento. Poco o nada de titanio.

Answer 9

Originalmente, los aviones (incluidas las alas) estaban hechos de largueros, largueros y costillas de madera y cubiertos con tela endurecida con dope (una laca impermeable), tal como lo haría hoy en día con un modelo de avión de madera de balsa.

Las aeronaves posteriores (incluidas las alas) diseñadas con una mayor carga de ala se hicieron de aluminio. La mayoría de los aviones modernos están hechos de aleación de aluminio de alta resistencia, como Al-7075-T6.

Actualmente, el uso de compuestos orgánicos, como la fibra de carbono, se usa cada vez más en los aviones más nuevos, algunos de los cuales están hechos completamente de fibra de carbono.

Answer 10

Típicamente hablando cualquier cosa que sea ligera.
La clave del mejor diseño es la reducción de peso que mejora el rendimiento general del avión. Hablando de Airbus A380, la mayor parte del avión está hecho de aleación de aluminio. La caja del ala si lo considera es una mezcla de aleaciones compuestas y metálicas.

A350 es otra maravilla de ingeniería con 52% de material compuesto, que incluye fibra de vidrio / fibra de carbono. Con la reducción de peso, han aumentado la eficiencia del combustible en un 4%, lo cual es un gran logro.

Además de estos, cada sujetador que entra en el avión está hecho de titanio / aluminio / acero

Sin embargo, la composición de cada uno es específica del fabricante, a saber, Airbus, Boeing, etc.

Por otro lado, los aviones más pequeños también pueden estar hechos de madera liviana, utilizada solo para volar en arbustos.

Answer 11

Fuselaje – normalmente aleación de aluminio ALCLAD. (La empresa artesanal de haya de EE. UU. Fabricó y hizo volar un avión con fibra de vidrio no metálica) y HAL de India fabricó HANSA- estructura no metálica.

Pilón-Titatnium. Tren de aterrizaje – Acero. Radomo (definido como estructura) – fibra de vidrio en forma de panal. Escudo de viento- VIDRIO. Pax windows- Acrílico.

Controles de vuelo: metal y fibra de vidrio.

Asientos cojines / funda / alfombra- ???

Turbina de motor: aleaciones muy especiales (nadie revela su metalurgia)

Tapa del mango: policarbonato.

Neumáticos: caucho / butilo?

¡El avión más estúpido de la India (Swathi ??) – ¡¡¡usa mástiles de madera !!!!

Answer 12

La mayoría de los aviones ga y comerciales están hechos de aluminio. Los aviones comerciales más nuevos están hechos con fibra de carbono. No preguntes a los militares de qué están hechos sus aviones, no te lo dirán.

Answer 13

Los materiales generalmente elegidos son aquellos que tienen una gran relación resistencia / peso; Es por eso que no encontrará mucho acero en un avión, excepto donde sus propiedades son necesarias. Encontrará acero en los cojinetes y en la estructura magnética de motores y generadores. Los tornillos son de acero.

Answer 14

Por lo general, están hechos de aluminio. Pero los modelos más nuevos como el Boeing 787 Dreamliner y el Airbus A350 tienen alas compuestas.

Answer 15

Metal, fibra de vidrio … Todo tipo de cosas !! Algunos planos están hechos casi completamente de material compuesto, algunos están hechos de chapa metálica.

Answer 16

Piel de aluminio de grado aeronáutico. Es fuerte, ligero y resiste bastante bien la exposición a la intemperie.