4.4.2: Elementos estructurales y funciones del ala

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Proporcionar sustentación es la función principal del ala de una aeronave. Un ala consta de dos partes esenciales. La estructura interna del ala, que consiste en largueros, costillas y largueros, y el ala externa, que es la piel.

Las costillas dan la forma a la sección del ala, sostienen la piel (evitan que se pandeen) y actúan para evitar que el combustible fluya alrededor mientras la aeronave maniobra. Su función estructural principal es soportar momentos de flexión (el momento resultante de las fuerzas aerodinámicas) y esfuerzos cortantes (debido a la resultante vertical y horizontal de las fuerzas). Sirven como puntos de fijación para las superficies de control, flaps, tren de aterrizaje y motores. También separan los tanques de combustible individuales dentro del ala.

Los largueros de ala (también denominados rigidizadores) son tiras delgadas de material (una viga) a las que se sujeta la piel del ala. Corren a lo largo de la envergadura y se unen entre las costillas. Su trabajo es rigidizar la piel para que no se doble cuando se somete a cargas de compresión causadas por la flexión y torsión del ala, y por las cargas de los efectos aerodinámicos de los movimientos de elevación y superficie de control.

Las costillas también necesitan ser apoyadas, lo que se hace por los largueros. Se trata de vigas simples que suelen tener una sección transversal similar a una viga en I. Los largueros son las partes más cargadas de una aeronave. Llevan mucha más fuerza en su raíz, que en la punta. Dado que las alas se doblarán hacia arriba, los largueros generalmente llevan fuerzas de corte y momentos de flexión.

Las fuerzas aerodinámicas no sólo doblan el ala, sino que también la tuercen. Para evitar esto, se introduce un segundo larguero. La torsión ahora induce la flexión de los dos largueros. Los aviones comerciales modernos suelen utilizar alas de dos largueros donde los largueros están unidos por una sección reforzada de revestimiento, formando la llamada estructura de caja de torsión. La piel en la estructura de la caja de torsión sirve tanto como spar-cap (para resistir la flexión), como parte de la caja de torsión (para resistir la torsión) y para transmitir fuerzas aerodinámicas.