Proyecto de Grado Helicoptero

7/22/2019 Proyecto de Grado Helicoptero

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PROYECTO FINAL DE CARRERA

TTULO: TREN DE ATERRIZAJE DEL FOCKE WULF FW 190, RECONSTRUCCIN YANLISIS VIRTUAL

AUTOR:JAVIER GMEZ RODRGUEZ

TITULACIN: INGENIERA TCNICA INDUSTRIAL, ESPECIALIDAD MECNICA

DIRECTOR:JUAN SANGRA MAS

DEPARTAMENTO:717, EXPRESIN GRFICA EN LA INGENIERA

FECHA:26 de JUNIO de 2013


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TTULO: TREN DE ATERRIZAJE DEL FOCKE WULF FW 190, RECONSTRUCCINY ANLISIS VIRTUAL

APELLIDOS: GMEZ RODRGUEZ NOMBRE: JAVIER

TITULACIN: INGENIERA TCNICA INDUSTRIAL

ESPECIALIDAD:MECNICA PLAN: 95-97

DIRECTOR: JUAN SANGR MS

DEPARTAMENTO: 717, EXPRESIN GRFICA EN LA INGENIERIA

CUALIFICACIN DEL PFC

TRIBUNAL

PRESIDENTE SECRETARIO VOCAL

JORGE NAVARRO FORNIES FREDERIC VILA MARTI CARLES BATLLE ARNAU

FECHA DE LECTURA:


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Este Proyecto toma en consideracin aspectos medioambientales: S NO

PROYECTO FINAL DE CARRERA

RESUMEN (mximo 50 lneas)

Este proyecto consiste en la reconstruccin virtual del tren de aterrizaje de unavin de la Segunda Guerra Mundial, y del motor radial que necesitaba parasu correcto funcionamiento.

El objetivo principal de este proyecto es disear y modelar en 3D todas laspiezas que componen tanto el motor radial como el tren de aterrizaje, todo

esto llevado a cabo con el programa CATIA V5 y sus diferentes mdulos paracrear, ensamblar y simular todo el conjunto.

El proyecto cuenta con varias fases, la primera de ellas, es el mbito de labsqueda de informacin, luego un posterior anlisis de sta, para su posteriorestudio y comprensin. Una vez finalizada esta etapa se decide hacer un viajea Madrid, al Museo del Aire, para ver in situ tanto el tren de aterrizaje comoel motor radial. Es de agradecer tambin toda la ayuda prestada all ymencionada correctamente en su apartado correspondiente.

Por ltimo se realiza unas simulaciones, para comprobar que los mecanismosson muy fieles a la realidad que los acoge. Y se comprueba con xito que sehan cumplido los objetivos.

Una vez finalizada las fases, se realiza un presupuesto para optimizar lainversin que supondra si encargramos un trabajo de tal magnitud a uningeniero o empresa relacionado con el tema.

Al ser una reconstruccin virtual de una maquinaria antigua se aprendenuevos conceptos quizs ya olvidados por muchos libros o apuntes.

Palabras clave (mximo 10):

FW 190 Tren Aterrizaje Motor Radial Reconstruccin

Renderizado FEM Simulaciones CATIA V5

3DS MAX Madrid


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NDICE

1. FOCKE-WULF FLUGZEUGBAU AG ...................................................................................................... 6

1.1. DESDE LA FUNDACIN HASTA FINALES DE LA SEGUNDA GUERRA............... ......................................................... .. 61.2. LLEGA KURT TANK................................................................... ........................................................ ...................... 61.3. EL PRIMER HELICPTERO................................................................... ......................................................... ............ 61.4. SALE FOCKE.................................................................... ........................................................... ............................. 71.5. EL FW-190WURGER........................................................ ....................................................... ................................ 71.6. OTROS DISEOS.................................................................................. ......................................................... ............ 71.7. COMIENZAN LOS BOMBARDEOS ALIADOS.................................. ........................................................ ...................... 71.8. DESPUS DE LA GUERRA:TANK SE VA;ERNO,VFW ...................................................... ....................................... 7

2. FOCKE WULF FW 190 .............................................................................................................................. 8

2.1. ESPECIFICACIONESDEUNFW 190A-8 ...................................... ......................................................... ............ 82.1.1. Caractersticas Generales ......................................................... ......................................................... ............ 82.1.2. Rendimiento ..................................................................... .......................................................... .................... 92.1.3. Armamento ..................................................... ......................................................... ....................................... 92.1.4. Usuarios .................................................................................... ......................................................... ............ 92.1.5. Aviones Conservados .............................................................................................. ..................................... 10

2.2. HISTORIA .................................................... ......................................................... ............................................... 12

3. MOTOR RADIAL O MOTOR ESTRELLA ........................................................................................... 23

3.1. FUNCIONAMIENTO........................................................................................ ......................................................... 233.2. HISTORIA....................................................... ......................................................... ............................................... 243.3. MOTORES RADIALES MULTIESTRELLA.................................................................... ............................................... 26

3.4. VENTAJAS Y DESVENTAJAS......................................................... ....................................................... .................... 273.5. ACTUALIDAD................................................. ......................................................... ............................................... 27

4. CLASIFICACIN DE TRENES DE ATERRIZAJE ............................................................................. 29

4.1. SEGN LA SUPERFICIE EN LA CUAL VA A OPERAR EL AVIN................................................................................... 294.2. SEGN LA CANTIDAD Y DISPOSICIN DE LAS RUEDAS O PATAS DE TREN................................................................ 304.3. SEGN SU CARACTERSTICA DE ARTICULACIN................................................................................. .................... 314.4. SEGN EL SISTEMA DE AMORTIGUACIN...................................................... ......................................................... 324.5. SEGN LA GEOMETRA DE LA SUSPENSIN.................................................... ......................................................... 324.6. SEGN EL SISTEMA DE EXTENSIN Y RETRACCIN DEL TREN................................ ................................................ 32

5. ANLISIS Y DISEO DE LOS COMPONENTES DE UN TREN DE ATERRIZAJE ..................... 33

5.1. EL TREN DE ATERRIZAJE............................................................................... ......................................................... 335.1.1. Centro de gravedad del avin ................................................... ......................................................... .......... 335.1.2. Concepto de tren de aterrizaje seleccionado ................................................ ............................................... 345.1.3. Consideraciones referidas al direccionamiento y al frenado.... ......................................................... .......... 385.1.4. Longitud del tren ..................................................... ....................................................... .............................. 38

5.2. LOS NEUMTICOS............................................................................... ......................................................... .......... 395.2.1. Tipo, medida y presin de inflado de las ruedas ..................................................... ..................................... 395.2.2. Diseo de las ruedas ......................................................... ....................................................... .................... 45

5.3. LOS FRENOS................................................... ......................................................... ............................................... 465.3.1. Material de los discos de freno ................................................................................................ .................... 475.3.2. Frenado automtico .......................................................... ....................................................... .................... 495.3.3. Sistema antideslizante ............................................. ....................................................... .............................. 50

5.4. LOS AMORTIGUADORES...................................................................... ......................................................... .......... 515.5. LA CINEMTICA DE LA EXTENSIN-RETRACCIN DEL TREN DE ATERRIZAJE.......................................................... 565.6. LA FLOTACIN DEL AVIN....................................................................................................... .............................. 625.7. LA ESTIMACIN DEL PESO DEL TREN DE ATERRIZAJE......................................................................... .................... 62


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6. CLCULO DE LOS COMPONENTES DEL TREN DE ATERRIZAJE ............................................ 64

6.1. REQUERIMIENTOSFUNCIONALES................................................................................................ ........................... 646.2. LONGITUD DEL TREN,LONGITUD DE BASE Y TROCHA......................................................................... .................... 646.3. TIPO,DIMENSIONESYPRESIONDEINFLADODELASCUBIERTAS ................................... .................... 68

6.3.1. Tipo de tren seleccionado ................................................. ........................................................ .................... 686.3.2. Cargas del tren principal ........... ......................................................... ......................................................... 686.3.3. Cargas del tren nariz ...................................................................................................... .............................. 696.3.4. Seleccin del neumtico en funcin de la carga ................................................................................. .......... 706.3.5. Presin de inflado .................................................... ....................................................... .............................. 716.3.6. Geometra y retraccin del tren .............................................................................. ..................................... 726.3.7. Dimensionamiento del tren ...................................................................................................... .................... 746.3.8. ngulos de cabeceo y rolido durante decolaje y aterrizaje ...................................................... .................... 756.3.9. Angulo de cabeceo para lift-off ................................................. ......................................................... .......... 776.3.10. Angulo de cabeceo y rolido en aterrizaje ..................................................................................................... 776.3.11. Estabilidad en el toque y durante el carreteo .......................................................... ..................................... 776.3.12. Condicin de Toque (Touch Down) .................................................................................................... .......... 78

7. DESARROLLO DE LOS MODELOS Y DE LA ANIMACIN ........................................................... 807.1. DIBUJO DE LOS MODELOS TRIDIMENSIONALES CON CATIAV5 ............................................................................. 80

7.1.1. Motor radial o estrella ..................................................... ........................................................ .................... 807.1.2. Suspensin ...................................................... ......................................................... ..................................... 83

7.2. APLICACIN DE MATERIALES CON STUDIO 3DMAX ......................... ......................................................... .......... 847.3. ANIMACIN DEL MOTOR RADIAL Y LA SUSPENSIN................................................................. .............................. 85

8. VISITA AL MUSEO DEL AIRE DE MADRID ...................................................................................... 85

9. TEMPORIZACIN ................................................................................................................................... 89

PRESUPUESTO ................................................................................................................................................. 90

10. CONCLUSIONES .................................................................................................................................. 90

11. BIBLIOGRAFA .................................................................................................................................... 91

11.1. LIBROS.................................................................................................................................................................. 9111.2. PGINAS WEB............................................................................ ........................................................ .................... 91

12. PLANOS .................................................................................................................................................. 92


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1. Focke-Wulf Flugzeugbau AG

Focke-Wulf Flugzeugbau AG fue un fabricante de aviones militares de Alemania durante la Segunda GuerraMundial. Sin embargo esta empresa fue constituida bajo dicho nombre el 1 de enero de 1924 y su primer diseo

fue un avin de pasajeros (el Focke-Wulf A 16), aunque anteriormente estos dos ex pilotos durante la I GuerraMundial haban diseado y construido otros modelos. Muchos de sus diseos ms exitosos fueron versiones delcaza Focke-Wulf Fw 190.

Nombre Inicial Primero AG, luego GmbHIndustria AeronuticaSucesor Vereinigte Flugtechnische WerkeFundacin 24 de octubre de 1923Cierre 1964Sede Bremen, AlemaniaPersonajes Claves Henrich Focke, Kurk TankProductos Aviones comerciales, militares y helicpteros

1.1. Desde la Fundacin hasta finales de la Segunda Guerra

La compaa fue fundada en Bremen el 1 de enero de 1924 como Bremer Flugzeugbau AG por el Prof. HenrichFocke, Georg Wulf y el Dr. Werner Naumann. Inmediatamente la renombraron Focke-Wulf Flugzeugbau AG,ms tarde Focke-Wulf Flugzeugbau GmbH. Inicialmente produjo muchos aviones comerciales, tpicamente dealas delgadas montadas en fuselajes gruesos. Probando uno de estos muri, Georg Wulf el 29 de septiembre de1927. Uno de los ms famosos fue el Focke-Wulf Fw 200.

1.2. Llega Kurt Tank

En 1931, bajo presin gubernamental, Focke-Wulf se uni a Albatros Flugzeugwerke de Berln. El ingeniero de

recursos y piloto de pruebas Kurt Tank de Albatros se convirti el Director del Departamento Tcnico. Empezinmediatamente a estudiar el Fw 44 Stieglitz (jilguero).

1.3. El primer Helicptero

El primer helicptero completamente controlable (en oposicin al autogiro) fue el Focke-Wulf Fw 61


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1.4. Sale Focke

En 1937 los accionistas desbancaron a Henrich Focke, y el fund junto a Gerd Achgelis, Focke Achgelis paraespecializarse en helicpteros. Mientras tanto Tank haba diseado el avin de pasajeros Fw 200 Condor

(cndor), el cual poda atravesar el Ocano Atlntico sin parar. Ms tarde sera empleado como bombardero.

1.5. El Fw-190 Wurger

El Fw 190 Wrger (Pjaro Carnicero), diseado en 1938 y producido en grandes cantidades desde 1941 a 1945,fue unos de los principales cazas monomotor de la Luftwaffe durante la Segunda Guerra Mundial.

1.6. Otros diseos

Otros aviones militares Focke-Wulf fueron:

Focke-Wulf Fw 58 Fw 159 Caza prototipo (no entr en produccin) Fw 187 Falke (Falcn) Caza pesado ("Zerstrer") Fw 189 Reconocimiento tctico Ta 152 Interceptor de alta cota Focke-Wulf Fw 200

1.7. Comienzan los bombardeos aliados

Desde 1940 la Focke-Wulf saba que Bremen era un blanco de bombardeo britnico natural; en los prximosmeses fueron fuertemente bombardeados. Las plantas de produccin masiva se movieron al Este de Alemania ya Polonia, usando muchos extranjeros y mano de obra esclava y desde 1944 tambin prisioneros de guerra. Sololos oficinistas permanecieron en Bremen.

1.8. Despus de la Guerra: Tank se va; ERNO, VFW

Como parte del Complejo Militar-Industrial de Alemania, a Focke-Wulf no se le permiti que produjera avioneshasta muchos aos despus de acabada la guerra. Kurt Tank, como muchos otros tcnicos alemanes, continu suvida profesional en Latinoamrica.

El gobierno de Argentina le ofreci empleo en su Instituto Aerotcnico, en Crdoba. Se traslad all conmuchos de sus colaboradores de Focke-Wulf en 1947.

Este se convirti ms tarde en la Fbrica Militar de Aviones. Emple a hombres de Focke-Wulf hasta que elPresidente Juan Pern fue derrocado en 1955; de ah se dispersaron, muchos de ellos a Estados Unidos por laOperacin Paperclip, y Tank a trabajar en aviones supersnicos en India.

La restriccin en la produccin de aviones, le permiti a Alemania en 1951, especficamente a Focke-Wulfempezar a producir planeadores. La produccin de aviones motorizados comenz nuevamente en 1955, con lafabricacin de entrenadores para las fuerzas de Alemania.


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Focke-Wulf demando a Estados Unidos para ganar US$27 millones en compensacin en los aos 1960 por losdaos infligidos por los Aliados en las plantas Focke-Wulf por los bombardeos.

En 1961, Focke-Wulf, Weserflug y Hamburger Flugzeugbau unieron fuerzas en Entwicklungsring Nord

(ERNO) para desarrollar cohetes. Focke-Wulf formalmente se uni a Weserflug en 1964, convirtindose enVereinigte Flugtechnische Werke (VFW).

2. Focke Wulf Fw 190

El Focke-Wulf Fw 190, apodado Wrger (alcaudn en alemn), fue un avin de caza alemn de la SegundaGuerra Mundial diseado por Kurt Tank a finales de los aos 1930. Este avin monoplaza propulsado por unmotor radial fue el ltimo caza de pistn alemn producido en masa en entrar en accin en la guerra. Reemplazde forma parcial al exitoso Messerschmitt Bf 109 a partir de 1941. Desde que su produccin comenzara en 1941fue continuamente mejorado hasta el final de la guerra, durante ese tiempo fueron fabricados ms de 20.000ejemplares.

2.1. ESPECIFICACIONES DE UN Fw 190 A-8

Ilustracin 1:Focke Wulf Fw 190 A-8

2.1.1. Caractersticas Generales

Pas: Alemania. Tipo: Caza y Cazabombardero. Fabricante: Focke-Wulf. Diseador: Kurt Tank. Primer Vuelo: 1 de Junio de 1939. Introducido: Agosto de 1941. Retirado: 1945 (Alemania) y 1949 (Turqua). Produccin: 19411945. N. Unidades Construidos: 20.051 Ejemplares. Desarrollado: Focke-Wulf Ta 152.


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Tripulacin: 1 Tripulantes. Longitud: 9 m. Envergadura: 10,51 m. Altura: 3,95 m. Superficie Alar: 18,30 m. Peso vaco: 3.200 kg. Peso cargado: 4.417 kg. Peso mximo al despegue: 4.900 kg. Planta Motriz: Un Motor Radial BMW 801 D-2 de 14 cilindros. Potencia: 1 250 kW (1 677 HP; 1 700 CV), incrementada a 1 471 kW (2 028 HP; 2 000 CV) con

inyeccin de MW-50 en el sobrealimentador. Hlices: Un Hlice Tripala.

2.1.2. Rendimiento

Velocidad Mxima Operativa (Vno): 657 km/h a 5.920 m de altitud. Alcance: 800 km. Techo de Servicio: 11.410 m. Rgimen de Ascenso: 13 m/s. Carga Alar: 241 kg/m. Potencia/Peso: 0,29 - 0,33 kW/kg.

2.1.3. Armamento

Ametralladoras: Dos Ametralladoras MG 131 de 13 mm, con 475 proyectiles. Caones: Cuatro Caones MG 151/20 E de 20 mm, con 250 proyectiles en la raz del ala y 140 en un

carenado fuera de ella.

2.1.4. Usuarios

Alemania: Luftwaffe

Espaa: Los pilotos del Ejrcito del Aire de Espaa usaron los modelos Fw 190 A-2,3,4, A-8 y G comovoluntarios de la Escuadrilla Azul (15 Spanische Staffel, JG 51 "Mlders" VIII. Fliegerkorps,perteneciente a la LuftFlotte 4) en el Frente Oriental (desde Orel durante septiembre de 1942 hastaBabruysk, durante julio de 1943) y la defensa del Reich sobre Alemania.

Francia: El Ejrcito del Aire Francs encarg 64 aviones en la posguerra a la compaa SNCA. Losmodelos Fw 190 A-5/A-6 elegidos fueron denominados NC 900. El avin fue usado durante un cortoperodo y luego fue retirado de servicio por problemas con el motor BMW 801.

Hungra: La Real Fuerza Area Hngara recibi un total de 72 Fw 190 F-8 a partir de noviembre de1944. Sirvieron en el 102 Escuadrn de Caza-bombarderos (posteriormente Ala) realizando misionesde apoyo en Frente Oriental entre 1944 y 1945.15

Japn: El Servicio del Aire del Real Ejrcito Imperial Japons recibi 2 Fw 190 A-5/A-8 paraevaluarlos.


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Rumana: La Real Fuerza Area de Rumana recibi un nmero de Fw 190 A-8 para ser usados conpropsitos defensivos en reas metropolitanas. Nueve Fw 190 operativos fueron posteriormenteconfiscados por la Unin Sovitica.

Turqua: La Fuerza Area Turca recibi, a partir de mediados de 1942, 72 ejemplares del Fw 190 A-3a(versin de exportacin del A-3) de Alemania, para modernizar su fuerza area. Estos aviones fueronbsicamente Fw 190 A-3 con motores BMW 801 D-2, radios FuG Vlla y cuatro armas MG-17, con laopcin de instalar dos caones MG-FF/M en las alas. La orden de compra fue completada entre octubrede 1942 y marzo de 1943. Los Fw 190 continuaron en servicio activo hasta 1948/1949.

Unin Sovitica: Nueve aeronaves rumanas capturadas.

2.1.5. Aviones Conservados

Ilustracin 2:Focker-Wulf Fw 190A-5 (N de Serie 1227) conservado en el Flying Heritage Collection enSeattle, Washington


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Ilustracin 3:Focker-Wulf Fw 190A-6 (N de Serie 550214) conservado en el South African National Museumof Military History en Johannesburg, Sudfrica

Ilustracin 4:Focker-Wulf Fw 190A-8 (N de Serie 170393) conservado en el Luftfahrtmuseum en Hanover,Alemania


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Ilustracin 5:Focker-Wulf Fw 190A-8 (N de Serie 732183) conservado en el Texas Air Museum en RioHondo, Texas

2.2. HISTORIA

El desarrollo del, considerado por muchos, mejor caza alemn de la segunda guerra mundial empez de manerabastante humilde a finales de 1937, en una poca en la cual el ministerio del aire alemn consideraba a su cazaBf109 como un avin prcticamente insuperable. La mente y talento que crearon el nuevo caza pertenecan alya por entonces afamado ingeniero Kurt Tank; creador de, entre otros, aviones de tecnologa puntera como elFw200 Condor, el aparato de aerolnea ms avanzado de su poca. Tank supo prever la futura necesidad de laLuftwaffe de poseer un caza complementario al Bf109 en un futuro no muy lejano. El avin ideado por elingeniero alemn era revolucionario en muchos aspectos. Primero de todo por su planta motriz, un BMW 139radial de 18 cilindros en una poca en la cual los motores radiales eran considerados inadaptables para el uso encazas de altas prestaciones.

Tank era consciente de que, si quera ver su avin en servicio, el Fw190 deba ser motorizado por una plantamotriz diferente de la muy solicitada serie 600 de Daimler-Benz (la razn de la defuncin de los magnficosHe112 y He100 fue tener la misma planta motriz que el Bf109) o de la tambin muy sobrecargada serie JunkersJu211, usada en las series He111 y, despus, Ju 88. La alternativa ms potente y adaptable era el motor radialofrecido por la BMW, que prometa unos magnficos 1550 caballos de potencia en despegue. Y efectivamenteel RLM (Reichluftahrtministerium, ministerio del aire del Reich), pese a su visible desinters por un nuevo cazacon el 109 en servicio, dio visto bueno al programa en 1938 gracias a que no interfera con la produccin deninguno de los motores en demanda por aquel entonces. Otra de las razones por las cuales el futuro caza 190 erarevolucionario, era por su ala extra-pequea. Un ala pequea implicaba una velocidad mayor y una resistenciamenor, a costa de una degradada capacidad en vuelo a baja velocidad por su elevada carga alar.


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Si en el desarrollo y diseo del Bf109 el rendimiento del avin en giros cerrados fue considerado de importanciasecundaria, en el desarrollo del Fw190 dicho aspecto fue ignorado completamente. Tank, un visionario de lastcticas de caza modernas, ide su avin para que fuera rpido, pequeo y mortal; un avin ideal para lastcticas de ataque por sorpresa y combate de energa. El nuevo 190 no sera muy apropiado para complicadas

danzas areas, pero iba a ser el avin ms mortal que se pudiera volar en un entorno de combate. De modo que,en el momento de ser diseado, el Fw 190 cont con un ala de tan solo 15 metros cuadrados (comparados, porejemplo, con los 22.5 metros cuadrados del Spitfire Mk.I, o los 16.2 del Bf 109E), a pesar de su relativamentealto peso de diseo. Finalmente, Tank dise su nuevo avin como el primer caza totalmente elctrico jamsdiseado. El armamento, los flaps, el tren de aterrizaje, etc, eran por primera vez en un caza, todos actuadosmediante el uso de la energa elctrica, obviando as las complicaciones de diseo inherentes a los sistemashidrulicos as como permitiendo una flexibilidad de manejo y adaptabilidad que ms adelante proporcionaranal Fw190 su legendaria polivalencia en una multitud de roles distintos, que abarcaban desde las tareas desuperioridad area hasta las de reconocimiento pasando por la de cazabombardero, destructor de bombarderos eincluso una versin naval para el proyectado aunque nunca completado portaaviones "Graf Zeppeln".

Ilustracin 6:Fw 190 en la pista de despegue

Una vez definida la idea bsica del avin que iba a crear, Tank y su equipo se pusieron a la tarea en las mesasde dibujo. La tarea no era fcil. Encastrar un motor tan grande como el BMW139 en un fuselaje de tamao tanpequeo y compacto como el del Fw190 fue todo un reto, pero se logr mediante un revolucionario sistema desoporte de la unidad motriz, as como mediante un nuevo mtodo de equipar al avin con su motor. En vez demontar el motor en el cap del avin el cap y todo el equipamiento del Fw190 que iba delante del separadorcortafuegos de la cabina iban ya montados de fbrica en una sola unidad y eran montados despus en el fuselaje.Este sistema de montaje modular permita realizar fcilmente cambios de motor al avin, as como facilitaba alos mecnicos el mantenimiento y revisin de la unidad motriz. Otro detalle interesante del diseo fue el sistemade refrigeracin del aceite del motor. En lugar de poner un radiador de aceite en la toma de aire -lo cual era laprctica normal en aviones con motor radial de la poca- el depsito de aceite principal iba montado en el anillodel borde frontal del motor. El radiador iba montado delante del depsito de aceite, formando parte del carenadomismo del morro del avin y ahorrando as la resistencia aerodinmica que causara el radiador dispuesto de laforma tradicional.

Sobresaliente tambin era el diseo de la cabina: amplia, espaciosa, bien distribuida y con una magnficavisibilidad en todas direcciones -salvo hacia el frente en tierra, algo comn en los aviones de la poca-.Losdiales y conmutadores de la cabina eran todos actuados por energa elctrica, como el resto del avin.Finalmente Tank insisti mucho en que su avin tuviera una construccin robusta del ala. Para ello, en vez deconstruirla, como era norma, de varias secciones, Tank decidi que el avin fuera equipado con un alaconstruida como una unidad de una sola pieza, lo que proporcionaba al diseo una enorme robustez y solidez

frente a cargas G elevadas y a daos, y lo cual tambin permiti al diseo ser adaptado ms tarde para portarpesadas cargas bajo las alas.


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Ilustracin 7:Prototipo del Fw 190 en pruebas

El resultado de las horas de diseo invertidas por el equipo de desarrollo fue el prototipo Fw-190 V1, que volen Junio de 1939. Salvo por ligeros problemas de sobrecalentamiento -que se pensaba eran causados por loscarenados aerodinmicas que cubran el frontal motor, y que fueron descartadas tras pocos vuelos- el avindemostr tener todas las cualidades que Tank quera proporcionar a su pjaro. El avin era rpido como unaflecha, picaba, aceleraba y trepaba como un campen y posea controles bien armonizados. Adems el avinposea una cualidad que le haca nico. Gracias a su pequesima ala, a su extrema rigidez alar, y a sus biendiseados y equilibrados alerones, el caza posea un rgimen de alabeo asombroso, de largo mejor que el de

cualquier otro caza por entonces en servicio, y una bajsima inercia de alabeo que permita cambiar la direccinde giro en un santiamn. Dichos test finalmente causaron el inters del RLM por el avin de la Focke-Wulf; porello le dieron a la empresa de Tank un contrato con varias especificaciones que el Fw190V1 cumpla de sobra,salvo por una. El RLM exiga que el caza llevara dos ametralladoras de 7.92mm encima del cap del motor,delante de la cabina; pero el diseo modular del motor y la proximidad de la cabina al morro no daban espaciosuficiente para cumplir sta exigencia.

Por si ste inconveniente no fuera poco, la BMW comunic oficialmente a Focke-Wulf su abandono total deldesarrollo del BMW139 en favor del BMW 801, un motor de 14 cilindros ms potente, pero tambin grande ybastante ms pesado que el anterior. El equipo de diseo de Focke-wulf, pues, se puso al trabajoinmediatamente para adaptar la nueva planta motriz a la clula bsica del Fw 190, as como para modificar eldiseo de modo que pudiera portar las ametralladoras de cap que el RLM exiga. Lograr lo primero fue algorealmente complicado. El BMW 139 era ya un motor voluminoso y pesado, pero el nuevo BMW 801 era anms grande, y pesaba no menos de 1.050 kg. Teniendo en cuenta que el primer prototipo 190V1 pesaba 2.750kg en vaco, se ve claramente el problema que Tank afrontaba.

Claro que el nuevo motor tena sus ventajas...frente a los 1550 caballos del BMW139, el BMW801C, la plantadestinada al Fw190, prometa entregar ms de 1625, con amplio margen de mejora en sucesivas versiones. Porotra parte, el BMW801 estaba equipado con un ordenador mecnico que regulaba la potencia, revoluciones ymezcla del motor de manera automtica, aliviando al piloto del trabajo de controlar estos parmetros ypermitindole concentrarse en el combate. Con ste avanzadsimo motor, junto a sus ligeros controles, el nuevoFw190 se converta de largo en el avin de caza ms fcil de pilotar de toda la Segunda guerra mundialpermitindole al piloto la ventaja de poderse concentrar totalmente en el combate dejando de lado la engorrosa

tarea de manejar las variables del motor constantemente. Tras muchas horas de trabajo, el nuevo motor fueadaptado a un reformado mdulo similar al usado por el Fw190V1.


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Para principios de 1940 el diseo estaba de nuevo preparado, con el nuevo montaje de la unidad motriz, ascomo el detalle de las ametralladoras (que fue resuelto moviendo la cabina hacia atrs y dejando as espaciosuficiente para las armas encima del cap). As equipado, el remotorizado prototipo del FW190 volvi a volar.

Ilustracin 8:Panel de instrumentos del Fw 190

Nuevamente los pilotos de pruebas transmitieron entusiastas opiniones sobre el comportamiento del nuevo cazaen vuelo, pero transmitieron preocupacin sobre la pequea ala del Fw190.Las prestaciones del avin en

despegue y aterrizaje, as como en vuelo y comportamiento a baja velocidad no eran muy buenas. De modo queKurt Tank decidi reformar uno de los prototipos con un ala de envergadura y superficie aumentadas (18.30metros cuadrados) para comparar las mejoras que dicha ala pudiera proporcionar comparadas con el coste envelocidad y resistencia inducida. Se tom uno de los prototipos y se le equip con un ala mayor, cambindoselela denominacin a Fw190V5g (la "g" quera decir "grosser", o sea "mayor") para compararlo con otro prototipocon el ala original, denominado Fw190V5k ("k" por "kleiner", es decir "menor").El nuevo prototipo tena unas enormemente mejoradas prestaciones de vuelo a baja velocidad as como deaterrizaje y despegue, a costa de una prdida de alrededor de un 5% de velocidad. Tank qued convencido de lavala del ala mayor, y se abandonaron totalmente los trabajos de desarrollo sobre el avin de pequeaenvergadura para concentrarlos en el nuevo diseo con ala agrandada. As pues todo pareca un camino de rosaspara el novsimo caza...sin embargo las alarmas sobre el sobrecalentamiento del motor no solo no cesaron, sinoque aumentaron de tono. Los pilotos notificaban que el motor se recalentaba muy pronto, hasta niveles

peligrosos. Las temperaturas de la cabina llegaban hasta los 55 Centgrados, el motor no poda ser usado aplena potencia de manera continua por riesgo a producir un fallo mecnico. El problema era tal que los pilotosde prueba salan con los pies insensibles por el grado de calor que tenan que aguantar debido a la proximidadde la insuficientemente refrigerada bancada trasera de cilindros del motor.


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Ilustracin 9:Mantenimiento Fw 190

Tank, despreocupado, culp del recalentamiento a que an no haba recibido de BMW el ventilador de 12 palasque deba ir fijado al eje de la hlice y cubrir la toma de aire del motor para incrementar la refrigeracin. Demodo que el desarrollo del caza sigui a pesar de los problemas de sobrecalentamiento. Los "madre ma"comenzaron poco despus cuando finalmente la Focke-Wulf recibi de BMW los ventiladores solicitados, ystos no solucionaron para nada el problema. Para ese momento (principios de 1941) el RLM, encantado conlos informes de rendimiento y comportamiento del Fw190, ya haba otorgado a Focke-Wulf un contrato devarias mquinas de preproduccin que deban ser probadas en condiciones operacionales en Francia. Losaviones, nomenclaturados como Fw-190A0, fueron mandados a la unidad destinada al testeo operacional delnuevo modelo, el II/JG26, con todos los problemas de sobrecalentamiento sin solucionar, lo cual caus unautntico caos durante las pruebas operacionales.

La lista de problemas mecnicos no tena fin: el sobrecalentamiento de la bancada trasera de cilindros del motor-sobre todo en la parte baja de dicha bancada- era tan enorme que las roturas de cilindros eran cosa normal, ascomo los incendios de motor, fallos totales de la unidad motriz por gripado...y eso sin contar el calor quepasaban los pilotos en ese horno que era la cabina del Fw190 en aquellos momentos. Mientras tanto, Tankacusaba abiertamente a BMW de haber desarrollado un motor imposible de refrigerar, y BMW acusaba a Tankde haber diseado un avin que no permita la correcta refrigeracin del motor. Las acusaciones se cruzaban deforma continuada entre Focke-Wulf y BMW, y de mientras los testeos continuaban de una forma desastrosa.

La situacin lleg a ser tan catica que el RLM mand una comisin de investigacin para redactar un informesobre los problemas del nuevo avin y valorar su margen de recuperacin para el uso operacional. El informe

que la comisin remiti al Ministerio del Aire del Reich era concluyente: el Fw190, deca el informe, era unavin con crticos problemas de sobrecalentamiento motriz que no se prevea pudieran ser solucionados a corto


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o medio plazo. Por tanto el informe recomendaba al RLM la cancelacin total del programa Fw-190 y ladevolucin de los aparatos de preproduccin al fabricante. Dicha conclusin caus un gran revuelo tanto enFocke-Wulf, como en BMW, pero sobre todo entre los pilotos de pruebas que saban de la magnificencia delnuevo aparato y no queran ver semejante pieza de ingeniera cancelada.

Afortunadamente para la Luftwaffe el RLM autoriz a Tank y BMW para investigar y solucionar la causa delsobrecalentamiento motriz del Fw190. Tanto la casa productora como la empresa de motores de Baviera dejaronentonces de tirarse los trastos a la cabeza y comenzaron a trabajar de firme para la solucin del problema. Encolaboracin con la unidad de testeo operacional, el equipo de diseo de Tank logr solucionar el problemamediante una reconduccin de las tomas de aire hacia la bancada trasera de cilindros que de esta formaquedaban adecuadamente refrigerados. La crisis haba pasado: finalmente el avin estaba preparado para elcombate, un avin que los pilotos alemanes llamaron "Wrger". Literalmente: "el pjaro carnicero" por susprestaciones y su "look" agresivo a ms no poder. A principios de septiembre de 1941 el II/JG26 abandon subase de testeo operacional al norte de Pars, relocalizndose en el Canal de la Mancha. A los pocos das delinicio de su uso operacional como nuevo caza de la luftwaffe, una patrulla de Fw190s del II/JG26 abati avarios Spitfire Vs sobre el Canal de la mancha.

Ilustracin 10:Fw 190

Esos spitfires derribados tuvieron el dudoso honor de abrir una nueva era en la guerra area de la SegundaGuerra Mundial. El Wrger haba llegado, y con l la leyenda de uno de los mejores cazas de la Segunda GuerraMundial. Es difcil describir en palabras el impacto que las prestaciones del nuevo caza de la Luftwaffecausaron en la RAF. En 1941 la carrera tecnolgica Spitfire-Bf109 se encontraba en un punto lgido: Tanto losSpitfire Mk.V de la RAF como los Bf109F de la Luftwaffe se encontraban por entonces en una posicin deequilibrio casi total; ambos modelos tenan ventajas y desventajas relativas comparados con sus oponentes, perose poda decir que ambos eran de una calidad muy similar.

Cuando los pilotos de la RAF comenzaron a reportar encuentros con aviones de motor radial alemanes sobre elcanal de la Mancha, la fuerza area britnica pens que se trataran de Curtiss H-75 Hawk de origen americanocapturados a los franceses. Sin embargo estos anlisis optimistas fueron rpidamente suprimidos por losinformes de los pilotos que insistan que el nuevo aparato alemn era ampliamente superior a los cazas de laRAF. Estaba claro que la Luftwaffe contaba con un nuevo caza que era ms rpido, aceleraba y trepaba mejorque los Spitfire V, y que adems contaba con un excelente comportamiento en combates de alta velocidad. Elequilibrio areo haba sido roto por primera vez desde que el Spitfire I se encontr en los cielos con el Bf109E,la balanza se inclinaba peligrosamente al lado alemn.


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Si el impacto causado por la mquina entre los britnicos fue grande, los jagdflieger (Pilotos de caza) de laluftwaffe estaban encantados. Segn el nuevo modelo iba siendo introducido en los escuadrones emplazados enFrancia, los informes optimistas eran cada vez ms abundantes. De un golpe la carrera Messerschmitt-Supermarine quedaba rota por el nuevo del barrio que demostraba ser ampliamente mejor que ambos. No slo

eso: el "nuevo", sorprendentemente, contaba con un motor radial. El Fw190 derribaba Spitfires sobre el canal,pero al mismo tiempo derribaba el mito del motor lineal como nica motorizacin til para un caza de altasprestaciones.

Por supuesto el modelo de Tank distaba mucho de ser perfecto. La versin que entr en servicio en Septiembrede 1941, la A-0, continuaba teniendo algunos problemas de sobrecalentamiento motriz, aunque mucho menoresque los que casi produjeron la cancelacin de todo el programa. Por otro lado, la versin de preproduccinestaba deficientemente armada con tan solo cuatro ametralladoras de 7.92 mm, un armamento a todas lucesinsuficiente para derribar aviones de una sola pasada. De todas formas Focke-Wulf dej claro que el armamentodel A-0 era provisional, y que sera muy incrementado en las siguientes versiones. En la primera, la A-1 (laprimera versin definitiva y de produccin del Fw190 que entr en servicio casi al mismo tiempo que la A-0), elarmamento ya era de cuatro ametralladoras de 7.9 2mm (dos en el cap y otras dos en las races alares, todas

sincronizadas con la hlice) ms dos caones MG FFM de 20 mm con 60 disparos por arma, dndole al caza un"punch" respetable. Pero las cosas todava iban a mejorar con la siguiente versin.

Ilustracin 11:Aerdromo

El Fw190A-2 solventaba finalmente los problemas de sobrecalentamiento: nuevamente los conductos de aire derefrigeracin de la bancada trasera de cilindros fueron agrandados. Con sta modificacin el sobrecalentamientodej de ser un hndicap. El armamento, asimismo, fue aumentado una vez ms: con la introduccin del nuevocan estndar de 20mm aire-aire alemn, el Mauser MG151/20, Tank tuvo por fin el arma con la que habacontado desde un primer momento para su caza. Las ametralladoras de las races alares fueron sustituidas porstos magnficos caones actuados por energa elctrica (lo que casaba muy bien con el "elctrico" Fw190),incrementando la potencia de fuego hasta 4 caones de 20 mm y dos ametralladoras del 7.92 mm. El motor, unBMW801C-2, entregaba ms de 1650hp al despegue.Una pasada de ste avin era mortfera de necesidad; algo de sobra mostrado poco despus de su entrada enservicio en Enero de 1942. En Febrero de 1942 se lanz "Cerberus", la operacin de la Kriegsmarine destinadaa sacar los acorazados "Scharnhorst" y "Gneisenau", as como el crucero pesado "Admiral Hipper", de su puertoen Brest donde eran continuamente bombardeados por la RAF, para mandarlos de vuelta a Alemania con vistasa ser usados en Noruega contra los convoyes aliados camino de Murmansk. Durante toda la operacin los

Fw190A-2s ofrecieron una cobertura area impecable causando graves daos a todo aparato britnico queintent atacar a los buques alemanes.


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La siguiente versin, la A-3, contaba con la ltima evolucin del BMW801, la versin D-2, que poda entregar1750hp al despegue gracias a un superior ratio de compresin. Sin embargo los combustibles de bajo octanajeusados por los alemanes y la todava poco testeada naturaleza del motor mismo obligaron a la Luftwaffe a ponerun limitador de potencia al motor para evitar un desgaste excesivo de la planta de potencia. As pues en el A-3

el motor no produca mucha ms potencia que en las versiones anteriores, siendo sus actuaciones muy parecidasa las del A-2. Entrando en servicio en primavera de 1942, el A-3 aun as segua siendo un terror para susenemigos. Durante los fieros combates areos que tuvieron lugar sobre Dieppe durante los desembarcos endicho lugar, las JG26 y JG2, superadas en nmero en una relacin 3 a 1, destruyeron 106 aviones de la RAF,sufriendo tan solo 23 prdidas propias (en total los alemanes perdieron 48 aviones entre cazas y bombarderos).Poco import que los britnicos lanzasen al combate a sus ltimos modelos de caza, el Spitfire Mk.IX y elHawker Typhoon Mk.Ib; los cazas alemanes seguan demostrando su superioridad absoluta.

Ilustracin 12:Fw 190 V-1 (primer prototipo) en construccin

En la poca en la cual el Fw190A-3 era operativo se comenz una prctica que despus se convirti en usual enlas Jagdgeschwaders alemanas: los aviones podan ser modificados para mltiples tipos distintos de misionesmediante kits de conversin sobre el terreno (los llamados Rsatze), o bien kits de conversin realizados enfactoras (los llamados Umrust-bausatze). De ste modo un caza de superioridad area poda convertirsefcilmente en un veloz cazabombardero, en un escurridizo aparato de reconocimiento, o en un poderosodestructor de bombarderos, todo ello en poco tiempo y con un esfuerzo relativamente menor. La lista deversiones R- y U- es larga para cada modelo, as que la resumiremos al final de sta ficha. En Julio de 1942 laserie Fw avanz un paso ms con la introduccin del modelo A-4: el nuevo modelo llevaba nueva electrnica enforma de radio, mejores equipos de navegacin... y no solo se quit el limitador de potencia y se aadieronnuevos mtodos de refrigeracin controlables por el piloto, dando rienda suelta a los 1750 caballos delBMW801D-2, sino que adems se dot a dicho motor de la posibilidad de adaptar el sistema de inyeccin demetanol-agua MW50, con el que el BMW rompa de sobra la barrera de los 2000 caballos, llegando hasta los2.100 hp.

Lamentablemente para los alemanes el sistema MW50 se mostr muy agresivo con el motor 801. Cada uso dela potencia de emergencia con el aditivo mencionado dejaba el motor muy castigado, necesitando una revisincompleta entre usos. Semejante desgaste era algo que los alemanes no se podan permitir, de modo que elMW50 fue usado de modo muy restringido, tan solo en las unidades que realizaban misiones deSchnellJagdbomber (incursiones de cazabombardeo rpido), no llevando los Fw190A4 estndar el sistema de

inyeccin mencionado. La excelencia del Fw190A4 no detuvo el avance del desarrollo de la serie. A finales de1942 una nueva versin vio la luz del da: la Fw190A-5, la primera modificacin "grande" del Wrger


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distinguible a simple vista. Los nuevos equipos, armamento, y motor con que el avin haba sido dotado habanmovido el centro de gravedad hacia adelante. Adems las futuras modificaciones previstas iban a acentuar anms dicho desplazamiento del CdG. Para contrarrestar cualquier tipo de inestabilidad que pudiera causar las yarealizadas modificaciones y las futuras an por venir, Tank decidi alargar ligeramente el avin, insertando una

seccin de 15cm justo tras del motor, y alargando la longitud del caza hasta los 9.10 metros.

Adems de sta modificacin, el Fw190A5 llevaba nuevo equipo, entre el que sobresala un nuevo aparato IFF,mejor sistema de oxgeno para el piloto y un horizonte artificial elctrico ms preciso. El resultado de todasestas modificaciones fue el considerado por muchos mejor Fw190 de la serie Anton. La modificacin delfuselaje daba ms estabilidad al modelo, y retrasaba ligeramente la entrada en prdida del avin. A pesar de susuperior peso, la aumentada potencia del Fw190A5 unida a su mayor estabilidad daba por resultado un avinque superaba en actuaciones y maniobrabilidad a los Fw190s de series A-1 a A-4. Desde mediados-finales de1942 sobre la Europa occidental apareci un nuevo enemigo: los bombarderos pesados americanos B-17 y,despus, B-24. Estos enormes aparatos tenan una sobresaliente resistencia a los daos de modo que senecesitaban cazas con ms y mejor potencia de fuego para derribarlos. El Fw190A no qued atrs en statendencia, como veremos ahora.

Ilustracin 13:Focke-Wulf Fw 190 A-6 (blanco 5) de Walter Nowotny

Entrando en servicio en Junio de 1943, el Fw190A-6 llevaba un ala exteriormente idntica a los modelosanteriores, pero internamente reforzada. La estructura fue revisada para una mayor fortaleza, y los anclajes dearmas internas revisados. La nueva ala dejaba atrs el MG FF de 20mm para sustituirlos con dos MausersMG151/20E en las secciones externas de las alas, cada uno de ellos con 125 disparos. Asimismo se podasustituir sobre el terreno stas armas por las ms potentes (aunque mucho menos precisas) armas MK108 de30mm con 55 disparos por armas. Se calcul que seis impactos de 30mm bastaban para destruir un B-17.Dotado con cuatro caones homogneos de 20 mm el Fw190A-6 ganaba extraordinariamente en potencia defuego a su predecesor. No slo eso, sino que tambin llevaba nuevo equipo electrnico y de navegacin. staserie fue bastante poco numerosa porque pronto estuvo su sucesor en las lneas de produccin.

Dicho sucesor, por supuesto, era el Fw190A-7, que entr en construccin en Noviembre de 1943. La principal

modificacin de ste modelo era la introduccin de dos ametralladoras pesadas de 13mm, las RheinmetallMG131, en el morro en lugar de las ms ligeras Rheinmetall MG17 que haba llevado el modelo desde las


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etapas de preserie. Asimismo la mira estndar hasta entonces, la Revi 12, fue cambiada por la ms modernaRevi 16B. Pocos ejemplares fueron construidos de ste modelo: tan solo 80...porque la versin ms numerosadel Fw190 estaba a punto de llegar. La serie A-8 del Fw190 fue con diferencia la ms construida de toda lafamilia. Entrando en servicio en Febrero de 1944, el Fw190A-8 se benefici enormemente de los nuevos

procesos de construccin acelerada introducidos por Speer desde su nombramiento como Ministro deArmamentos del Reich. Durante 1944 casi todas las versiones anteriores del 190 desaparecieron bien pordesgaste, bien por actualizacin sobre el terreno al nuevo modelo...de modo que en general cuando se piensa enun Fw190 por lo general la imagen que viene a la mente es la de su modelo ms numeroso, el Fw190A-8.

Ilustracin 14:un Focke-Wulf 190 Ta en tierra

Si los modelos A-6 y A-7 modificaban y aumentaban el armamento del avin, la versin A-8 nuevamenteincrementaba la potencia del motor. Dado que la adaptacin del MW50 no era rentable por el alto desgasteproducido, un mtodo sustitutivo de aumentar la potencia fue usado: en lugar de inyectar MW50 en el motor, seinyectaba combustible C3 de alto octanaje que produca un efecto similar (aunque algo atenuado). Con stesistema de potencia auxiliar el BMW801D-2 poda aumentar su potencia hasta los 2.000 hp durante perodos dehasta 10 minutos, aumentando as considerablemente las prestaciones del aparato. El combustible C3 de altooctanaje que este sistema usaba era llevado en un nuevo depsito de combustible en la parte trasera del aparato.El peso de ste nuevo depsito mova el CdG hacia atrs, de modo que para contrarrestarlo, el anclaje delmdulo porta bombas ETC-501 (que fue estandarizado en sta versin) fue adelantado 20cm, evitando as dichodesplazamiento

El Fw190A8 en realidad puede tratarse como un avin aparte: son tantas las modificaciones y sub-versiones que

volaron de ste tipo que formaron una familia por s mismo. Especialmente famosos fueron los llamados"Sturmbocks", Fw190A8s con blindaje frontal incrementado, panel frontal de cabina ms grueso, y armas de 30mm como estndar, que eran usados para destruir bombarderos pesados aliados en ataques muy agresivos,incluso suicidas en algunos casos. Otras modificaciones muy abundantes de ste modelo eran las que llevabancohetes Wfr.Gr 210 bajo las alas. Estos cohetes, aunque imprecisos, eran muy tiles para romper formacionescerradas de bombarderos enemigos, o caones dobles de 20 mm bajo las alas, incrementando as la potencia defuego a seis caones de 20 mm y dos ametralladoras de 13 mm.


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Ilustracin 15:Kurt Tank, el diseador del Focke Wulf 190, entre otros grandes aviones, a los mandos de unode estos aparatos

Como caza destructor de bombarderos estndar de la luftwaffe, la mayora de equipamiento experimentalalemn creado para tal efecto fue testeado a bordo de ste avin. Desde caones sin retroceso disparando haciaarriba actuando por clulas fotoelctricas (disparndose cuando el avin pasaba bajo una sombra de bombarderoenemigo), hasta misiles aire-aire filogiados (el X-4), pasando por contenedores lanzacohetes de alta velocidadde disparo, el Fw190A-8 vol con casi cualquier tipo de armamento imaginable para un caza de la 2GM. Nosolo eso, sino que el Fw190A8 fue usado como base de desarrollo para el soberbio cazabombardero Fw190F-8o el avin de entrenamiento Fw190S. Por llevar, incluso llev un radar de deteccin area para caza nocturna.La polivalencia del modelo era infinita y el avin, aunque igualado o, incluso, superado por algunos de susenemigos, segua siendo de largo el caza alemn ms peligroso para cualquier enemigo que se encontrara por suextraordinaria potencia de fuego, su gran agilidad y sus magnficas prestaciones de vuelo a alta velocidad.


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3. Motor radial o motor estrella

El motor radial o motor estrella es un tipo de disposicin del motor de combustin interna, en la cual loscilindros van ubicados radialmente respecto del cigeal, formando una estrella como en la figura. Estaconfiguracin fue muy usada en aviacin, sobre todo en grandes aviones civiles y militares, hasta la aparicindel motor a reaccin.

Ilustracin 16:Motor radial

3.1. Funcionamiento

En este motor los pistones van conectados por un mecanismo de biela - manivela, distinto de los motores enlnea. Uno de los pistones est conectado a una biela ms grande que las dems, llamada biela principal, que asu vez est conectada directamente con el cigeal. Los otros pistones estn conectados a bielas ms pequeasque estn conectadas a la biela principal o biela maestra. Al conjunto de pistones, biela maestra y bielassecundarias se le conoce como estrella. El nmero de pistones de una estrella es generalmente impar, pues as elorden de encendido minimiza las vibraciones.

En los aos 1930 se inici un debate tcnico para ver cul de los tipos de motores, radial, en lnea o en V, eramejor. Por su parte el radial presenta una gran relacin potencia/peso, sencillez de funcionamiento, alta potenciay torsin superior a las otras dos disposiciones. Sin embargo el motor en lnea o en V, puede ser fabricado conmenor o igual cilindrada que un motor radial, y sus prestaciones slo quedan en desventaja por su sistema deenfriamiento. Por esta razn el debate slo se resolvi en el transcurso del tiempo, demostrando que sinimportar la disposicin el mejor motor es aquel que suple las necesidades por las cuales fue escogido. Los trestipos de disposicin fueron reemplazados progresivamente con la masificacin de los motores de cilindroshorizontalmente opuestos (enfriados por aire) y la aparicin de los motores a reaccin.

El motor radial fue ms popular en gran parte debido a su sencillez, y muchas armadas lo usaron por sufiabilidad (sobre todo para vuelos sobre grandes superficies desrticas o sobre agua) y por su bajo peso (uso enportaaviones). Aunque los motores en lnea ofrezcan un rea frontal ms pequea que radial, requieren un

sistema de refrigeracin que se traduce en ms peso y complejidad, y adems generalmente son ms vulnerablesen combate.


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Algunos aviones caza de la segunda guerra mundial, como el Supermarine Spitfire o el Messerschmitt Bf-109utilizaron motores en V, buscando una lnea aerodinmica ms fina, en cambio la Armada de los EstadosUnidos utiliz para casi todos sus aviones el motor radial.

3.2. Historia

La idea de los motores radiales surge a finales de los aos 1920 despus de la Primera Guerra Mundial, durantela cual los aviones estaban propulsados por motores rotativos. De cierta manera, estos motores tenan unadisposicin radial, ya que sus cilindros se ubicaban en torno a una parte central y estaban enfriados por aire; sinembargo son rotativos porque los cilindros giran alrededor de un cigeal, lo cual favorece su enfriamiento perodisminuye enormemente su fiabilidad. Durante sta poca es comn ver que alguien encenda el motor de unavin girando la hlice, ya que a diferencia de un motor en lnea o en V que necesitan de un arranque paramover los componentes e iniciar su ciclo operativo, al mover la hlice de un motor rotativo se est moviendotodo el sistema.

Dada la tecnologa de la poca, era difcil la concepcin de motores livianos y eficientes. Los motores rotativostenan frecuentemente fallos de sobrecalentamiento, ya que deban funcionar a mxima potencia todo el tiempo,disminuyendo drsticamente su durabilidad y fiabilidad. El nico medio de control que exista era apagar enocasiones y luego encenderlo durante el vuelo. Presentaban por ello graves averas como fatales fugas de aceite,temperaturas superiores a los 350C, y en consecuencia los aviones se incendiaban, incinerando a los pilotos uobligndolos a lanzarse al vaco (sin paracadas, ya que aparecera varios aos ms tarde). Este tipo de sucesoscobr muchas vidas.

Fue entonces cuando la Armada de los Estados Unidos estableci los parmetros que regiran a los motoresenfriados por aire, cuando sus investigaciones mostraron que aproximadamente un 20% de los fallos en losmotores se deba al sistema de enfriamiento lquido y que adems esto reduce notoriamente la relacin

peso/potencia.

Ilustracin 17:Motor radial (detalle) expuesto en Museo del Aire de Madrid


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Los parmetros que public la Armada estadounidense para el desarrollo de estos motores fueron los siguientes:

1. Menor peso por caballo de potencia producido por el motor.2. Alta eficiencia de combustible.

3. La mxima fiabilidad posible.4. La mxima durabilidad.5. Mantenimiento ms fcil posible.6. Bajo costo.7. Facilidad para ser producido en masa.

Esta lista de requerimientos favoreca la produccin de un motor enfriado por aire, pero pareca que nadasatisfaca completamente estas exigencias. La Armada de los Estados Unidos intent en vano convencer a losfabricantes de desarrollar motores enfriados por aire. Finalmente, avalaron un contrato experimental a la Aero-Engine Corporation de Charles Lawrance para el desarrollo de un motor radial de nueve cilindros usando undiseo previo de un radial de tres cilindros hecho por Lawrance.

De esta manera nace el J-1, producido por Charles Lawrance bajo contrato con la Armada estadounidense.Posteriormente la compaa de aviacin Wright compr la empresa de Lawrance y lo contrat como Ingenieroen Jefe, debido a su trabajo prometedor. De esta manera el motor radial Wright Whirlwind J-5 estuvo disponibleen 1925.

Ese mismo ao, tres ingenieros de la Wright, incluyendo a Frederick Rentschler, comenzaron a desarrollar supropio diseo de motor radial en una reciente divisin de una fbrica de herramientas que pronto cedera sunombre a la historia de la aviacin: Pratt & Whitney. El primer motor, el R-1340 Wasp fue finalizado envsperas de la Navidad de 1925 y el ao siguiente obtuvo importantes pedidos de la Armada de los EstadosUnidos, dando pasos que la convertiran en el mayor fabricante de motores de aviacin de la historia.

Ambas compaas contaron con una importante influencia en la historia de la aviacin, cargada por entonces demltiples cambios culturales como el transporte de correo y pasajeros, las exhibiciones areas y los rcords delos grandes pioneros de la aviacin. Fue as como un Wright Whirlwind propuls a Richard Byrd en su viaje deida y regreso al Polo Norte, al Wright Bellanca WB-2 que bati el rcord de economa de combustible al volar51 horas sin repostar, con lo cual este motor se convirti en ideal para batir marcas; el aviador CharlesLindbergh, al no poder comprar un Wright Bellanca, emprendi su famoso cruce del Atlntico en 1927 a bordodel clebre Ryan "Spirit of Saint Louis NYP" (NYP: New York to Paris), propulsado tambin por un WrightWhirlwind J-5. Esta compaa estuvo a la cabeza del desarrollo de los motores radiales, aportando innovacionesimportantes que permitan aumentar la potencia, reducir vibraciones e incrementar su eficiencia.


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Ilustracin 18:Motor radial expuesto en Museo del Aire de Madrid

Sin embargo Pratt & Whitney no se qued atrs: su motor R-1340 Wasp dio inicio a la masificacin de laproduccin de motores radiales desde su aparicin, y junto con el posterior R-1680 Hornet (que perdera su

xito rpidamente) marcaron un hito en la aviacin. Con el Wasp sucedieron hechos interesantes, como elprimer vuelo trasatlntico hecho por una mujer, la aviadora Amelia Earhart, y fue el motor escogido parapropulsar el conocido Lockheed Vega de la piloto, as como su Lockheed L-10 Electra. Pratt & Whitneytambin es responsable de la creacin del motor ms vendido de todos los tiempos, el R-1830 Twin Wasp dedoble biela maestra y 14 cilindros, que entre muchos aviones clebres propulsa al Douglas DC-3. La variedadde plantas motrices construida por P&W hicieron que sta compaa y sus productos llegaran a todo tipo deaeronaves durante algo ms de treinta y cinco aos, y su produccin ces en 1960 con la llegada del motor areaccin.

3.3. Motores radiales multiestrella

Originalmente los motores radiales tienen un solo banco o estrella de cilindros, pero al agregar pistones se hacenecesaria la existencia de ms estrellas. Muchos no exceden de dos estrellas, pero el motor radial ms grandeconstruido en masa, el Pratt & Whitney Wasp Major, tuvo 28 cilindros dispuestos en 4 estrellas, motor que fueusado por varios aviones durante el perodo posterior a la Segunda Guerra Mundial. La URSS construy unnmero limitado de motores disel de barco, Zvezda, de 42 cilindros y siete estrellas, un dimetro de 160 mm,143.500 cm3 generando una potencia de 4500 kW (6000 HP) @ 2500 rpm.


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3.4. Ventajas y desventajas

Como primera ventaja, est su gran rea frontal, dado que el enfriamiento del motor se hace usando airede impacto, producto del desplazamiento, a diferencia de los motores en lnea, en "V" o en "W" quenecesitan un sistema de enfriamiento con lquido, el cual implica ms peso. Por consiguiente, losmotores enfriados por aire tienen una mayor relacin peso/potencia que los motores enfriados porlquido.

Al no usar sistema de refrigeracin por lquido, la construccin y mantenimiento se facilita encomparacin con los motores en lnea, en "V" o en "W".

La cantidad de piezas requeridas para el ensamble es menor, lo cual incrementa la fiabilidad ya que amayor nmero de piezas mayor es la posibilidad de que ocurra algn fallo en un sistema.

Su simplicidad lo hace ms fiable y menos sensible a los daos en combate, dado que los impactos de

bala de otros aviones podan perforar y daar algunos cilindros sin comprometer seriamente sufuncionamiento, mientras que en motores enfriados por lquido las balas producan fugas en el sistemade refrigeracin, fundiendo el motor inmediatamente.

Las desventajas ms importantes se relacionan con su gran rea frontal, que produce una granresistencia en comparacin con los otros tipos de motores que permiten coeficientes aerodinmicos mspequeos.

Cuando el flujo de aire aumenta (especialmente en el descenso) el motor se enfra por debajo de sutemperatura de funcionamiento, o aumenta la diferencia entre su temperatura y la temperatura ambiente,lo cual constituye un fallo comnmente conocido como "choque trmico", en el cual los cilindros sufrenfracturas que los daan parcial o completamente. Para evitar este fallo, los pilotos estn capacitados

para controlar la potencia de tal forma que no disminuya demasiado, e intentar mantener la mezcla deaire y combustible bien regulada; tambin el piloto puede variar la temperatura (en rangos muypequeos) controlando la apertura de Aletillas Externas de Ventilacin o Persianas (en ingls CowlFlaps), las cuales se sitan en la tapa protectora del motor y lo rodean justo detrs de la parte frontal.Tambin deben evitarse descensos bruscos.

Si se desea usar sobrealimentacin con este tipo de motor, el aire comprimido, despus de pasar por elcompresor o turbina, deber ser llevado a cada uno de los cilindros, mientras que en el motor en lnea,en V o en W, es necesario slo un conducto para el bloque entero.

La buena relacin peso/potencia de estos motores disminuye a medida que se reduce el tamao, por lo

cual no es rentable hacer un motor radial de cilindradas pequeas, y por esta razn aeronaves ligerasque no usaron el motor radial generalmente portaban un motor en lnea o un motor de cilindroshorizontalmente opuestos. Esta ltima disposicin se sigue usando hoy en da casi de forma exclusivapor aeronaves nuevas, y comparte significativas similitudes con los motores radiales.

3.5. Actualidad

A pesar de que el motor radial no es usado masivamente, actualmente hay tres compaas que lo construyen.Ivn Vedeneyev produce variantes del motor M-14 sobre un diseo original AI-14 de Alexander Ivchenko quedata de 1950. Vedeneyev agreg un turbo, con lo que se logran potencias superiores y mayor rendimiento. Hayuna variante, la M 14V, para helicpteros y una versin que entrega 400HP diseada originalmente para el Su-

31. Versiones de este motor son usadas por algunos aviones acrobticos, Yakovlev como el Yak-52, y los SujoiSu-26 y Su-29.


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La compaa australiana Rotec Engineering produce motores de 7 cilindros y 110 HP, y de 9 cilindros y 150HP.

Technopower produce motores miniatura para aeromodelos.

Ilustracin 19:Motor radial expuesto en Museo del Aire de Madrid


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4. Clasificacin de trenes de aterrizaje

Existen varios criterios que nos permiten clasificar un tren de aterrizaje. Se clasifican por el tipo, por sucaracterstica de articulacin, por el sistema de suspensin, por la geometra de suspensin, etc. Entre ellos,

citamos:

4.1. Segn la superficie en la cual va a operar el avin

Es posible identificar:

Los trenes de rodadura se utilizan para movimientos en tierra; constan de un conjunto de ruedas dispuestas,generalmente, en forma de tringulo.

Ilustracin 20:Tren de rodadura

Los trenes con flotadores son aquellos adaptados al agua; se componen de flotadores ubicados a ambos ladosdel avin en el sentido longitudinal. Algunos aviones tambin son capaces de amerizar gracias a la forma de

quilla de barco en la parte baja del fuselaje.

Ilustracin 21:Tren con flotadores

Los trenes con esques permiten la operacin sobre la nieve; tienen la misma disposicin que aquellos conflotadores.

Ilustracin 22:Tren con esques

Otros tipos son aquellos en los cuales el tren de aterrizaje est especialmente adaptado a un tipo particular desuperficie o a otras condiciones, como por ejemplo el mdulo lunar. Tambin pueden considerarse dentro de


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este grupo aquellos que poseen una combinacin de dos de los anteriormente mencionados; por ejemplo, losque poseen flotadores y, adems, disponen de su tren normal de rodadura, para no limitar su uso a un solomedio. En este ltimo caso, es muy comn que uno de los sistemas sea retrctil, para no interferir con el otro.

4.2. Segn la cantidad y disposicin de las ruedas o patas de tren

En este tem encontramos los trenes biciclo (dos patas colocadas en tndem), triciclo, cuadriciclo, multiciclo,etc.

De los mencionados, los que se utilizan ms comnmente son aquellos que poseen tres o ms soportesdispuestos en forma triangular. stos se componen de:

Un tren principal, diseado para soportar el peso del avin y absorber los impactos del aterrizaje, y de

una rueda secundaria que, adems de servir de apoyo estable al avin, puede tener capacidad

direccional.

El tren triciclo propiamente dicho es aquel que posee una rueda delantera (secundaria), ubicada debajo de lanariz del avin, que puede girar unos 20 30 a cada lado; mientras, las del tren principal se ubican detrs delcentro de gravedad del avin, generalmente en el fuselaje, a la altura del encastre de las alas o bien debajo destas.

En la actualidad, este tipo de tren no es muy utilizado y su uso se limita casi exclusivamente a avionesacrobticos, de fumigacin o de extincin de incendios.

El tren llamado convencional tiene un patn o rueda de cola; en este tipo de tren, las ruedas principales se ubicandelante del centro de gravedad del avin, y la secundaria (rueda o patn de cola) se ubica en la cola del avin y

suele tener un radio de giro de entre 15 y 20 para cada lado.

Ilustracin 23:Tipos de trenes y respuesta de pedales

El movimiento de la rueda secundaria -tanto en el caso del tren triciclo como, generalmente, en aquel con patnde cola- est conectado mediante un sistema de cables y poleas a los pedales de la cabina que mueven el timnde direccin, y puede dirigirse hacia un lado u otro. De esta manera, la rueda dirigible permite controlar ladireccin de la aeronave durante las operaciones en el suelo, ayudando un poco la deflexin del timn dedireccin. Los pedales estn diseados de manera que:


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Desplazndolos hacia adelante o atrs, se acta sobre la rueda direccionable y el timn de direccin; y,

presionando sobre la parte superior del pedal, se acta sobre el freno de la rueda correspondiente.

Deflexin del timn de direccin. Es la desviacin de la posicin normal del timn de direccin; o sea el giro,

hacia uno y otro lado, de la superficie mvil montada en la parte posterior del empenaje vertical de la cola delavin, que provoca el movimiento de guiada del avin sobre su eje vertical. Se utiliza, por ejemplo, para elequilibrio de fuerzas durante el viraje.

4.3. Segn su caracterstica de articulacin

Podemos distinguir dos grandes grupos: los trenes fijos y los retrctiles.

Los trenes fijos estn anclados directamente al fuselaje o a las alas. Son mucho ms simples que los retrctiles;pero, como desventaja, provocan un aumento de resistencia en vuelo y, en consecuencia, un mayor gasto de

combustible y una menor velocidad para una determinada potencia. Para disminuir estos efectos, se suelencolocar carenados en las ruedas del tren fijo.

Ilustracin 24:Tren fijo

Los carenados son revestimientos de fibra de vidrio, plstico u otro material que se adapta a las motocicletas,vehculos que se desplazan generalmente a elevada velocidad o, como en nuestro caso, a las ruedas del avin,con fines ornamentales y/o aerodinmicos.

Los trenes retrctiles disponen de unos compartimentos -ubicados en el fuselaje o en las alas, para el trenprincipal; y, en el fuselaje, para la rueda del morro- donde el tren es alojado cuando se lo retrae. Los habitculospara el tren se cierran mediante unas puertas, una vez que ste est totalmente retrado, lo que permite manteneren vuelo la lnea aerodinmica del avin. En este tipo de tren se necesita no slo de un mecanismo paraextender/retraer el tren, sino de amortiguadores para absorber el impacto, de frenos, y de un dispositivo debloqueo de las patas del tren cuando est extendido, el que impide que la rueda se retraiga una vez que hatocado suelo.


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Ilustracin 25:Tren retrctil

Ambos tipos de trenes cuentan con un sistema de amortiguacin y freno en las ruedas.En cuanto a la forma de retraccin del tren de aterrizaje, sta puede ser: retraccin lateral, retraccin hacia atrsy retraccin hacia delante.

El tren retrctil tiene ventajas sobre el tren fijo en cuanto a que, al generar menos resistencia, es posible obtenermayor velocidad y menor consumo de combustible; pero, como contra, su mecanismo exige mayores cuidados,y es ms costoso y delicado.

Una regla lgica es que la posibilidad de averas de un sistema se incrementa en proporcin al nmero decomponentes de dicho sistema. Y el tren de aterrizaje no se escapa a esta regla lgica. Al tener menoscomponentes y menos parmetros en su diseo, un tren fijo suele ser ms robusto y fiable que un tren retrctil.

4.4. Segn el sistema de amortiguacin

La amortiguacin -sistema de suspensin del tren- sirve, principalmente, para disminuir el golpe de laimpulsin. De este modo, se evita el deterioro de la estructura del avin, dando una mayor comodidad yseguridad a los pasajeros o carga transportados. Segn el tipo de amortiguador que utilicen, los trenes deaterrizaje se pueden clasificar en: neumticos, hidrulicos, leo-goma, leo-resorte; leo-neumtico, resorte defriccin, etc.

4.5. Segn la geometra de la suspensin

Esta clasificacin se refiere a los trenes del tipo retrctil y, en particular, a la forma del montante. En esteaspecto encontramos trenes con suspensin telescpica y de palanca.

En cuanto a los trenes telescpicos, stos cuentan con dos cilindros, uno exterior y otro interior.

Los trenes de palanca o articulados tienen brazos articulados por pernos, que crean brazos de palanca quepermiten una mejor absorcin de las fuerzas. stos provocan una menor carga en el terreno.

4.6. Segn el sistema de extensin y retraccin del tren

Tambin referido a aquellos retrctiles, se pueden observar trenes de accionamiento hidrulico, de

accionamiento neumtico, de accionamiento elctrico, de accionamiento manual y combinados.


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La extensin y retraccin del tren se realiza en respuesta a una orden manual dada por el accionamiento de unapalanca situada en la cabina de mando.

En caso de falla de este mecanismo, es posible -sobre todo, en aviones de transporte de gran porte- accionar el

tren en forma manual. Existen procedimientos a seguir, detallados en los correspondientes manuales deoperaciones, previos a proceder a la bajada manual del tren de aterrizaje y que se refieren, principalmente, a lacomprobacin y bsqueda de la posible falla.

Si ninguno de los pasos diera resultado y ni siquiera pudiera bajarse en tren en forma manual, el xito delaterrizaje depender de la pericia del piloto. El mejor de los casos que se puede presentar es aquel en el que fallala pata del tren de nariz, pero el tren principal ha descendido y est trabado. En el caso de falla en la extensinde alguna de las ruedas del tren principal, la mejor opcin y la ms segura, es subir por completo el tren yprepararse a aterrizar sin l.

Con el fin de evitar producir daos estructurales en el tren, deben respetarse ciertas velocidades mximas ymnimas.

5. Anlisis y diseo de los componentes de un tren de aterrizaje

5.1. El tren de aterrizaje

En las ltimas dcadas, el diseo de un tren de aterrizaje se ha convertido en uno de los aspectos fundamentalesen lo que respecta al proyecto de un avin, al estar relacionado con numerosos criterios de diseo tales comoaquellos concernientes a estructuras, pesos, pistas, aspectos econmicos, etc.

Realizamos nuestro anlisis basndonos en aquellos aspectos concernientes a un tren de aterrizaje para un avinde transporte, ya sea para pasajeros o carga.

5.1.1. Centro de gravedad del avin

Una de las primeras consideraciones que se tienen en cuenta cuando se piensa en la inclusin de un tren deaterrizaje, es ubicarlo adecuadamente. Y esta ubicacin depende, principalmente, del rango de variacin ocorrimiento del centro de gravedad. Esto es esencial tanto para determinar el posicionamiento del tren deaterrizaje como para la mecnica, la estabilidad y el control en vuelo, por ejemplo.

La ubicacin del centro de gravedad del avin es uno de los aspectos crticos referidos al diseo y ubicacin del

tren de aterrizaje. Depende de cada aeronave en particular y est asociado con la geometra, el peso y al destinoque se le dar al avin.

En cuanto a la posicin del centro de gravedad que depende de la geometra del avin, es necesario tener encuenta el fuselaje, las alas y el empenaje. La ubicacin de stos es prcticamente invariable una vez que se haproyectado el avin. En consecuencia, es de esperar que rango de variacin del centro de gravedad se definacerca del centro volumtrico de los componentes y es difcil que se modifique.

La ubicacin de los componentes secundarios -por ejemplo, aquellos correspondientes al equipamiento y adispositivos de operacin- varan de una aeronave a otra, dependiendo de las preferencias y la filosofa delfabricante. En general, debido a su reducido tamao, stos pueden ubicarse en cualquier espacio que quededisponible en la aeronave, siempre y cuando conserven la disposicin y funcionalidad requeridas.


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En consecuencia, el rango correspondiente del centro de gravedad se define por las limitaciones delanteras ytraseras del espacio destinado al alojamiento dentro del cual se ubica dicho dispositivo.

Pueden producirse variaciones en la ubicacin del centro de gravedad total del avin por la ubicacin y/o

distribucin de la carga paga y de los pasajeros, aunque stos estn confinados a la zona de carga y cabina. Demanera similar, se produce la variacin de la ubicacin del centro de gravedad del combustible, en funcin deltiempo, a medida que se consume durante el viaje.

El fuselaje de un avin es el cuerpo principal de su estructura. Como funciones principales tiene las de alojar ala tripulacin, los pasajeros y/o la carga, a la vez que sirve de soporte o alojamiento para los diferentes

sistemas y estructuras que conforman la aeronave. Su nombre viene del francs fusel que significa "ahusado".Un buen fuselaje debe ofrecer la menor resistencia aerodinmica. Entre los ms comunes podemos encontrarlos de seccin circular, elptica u oval, y de forma alargada y ahusada.

El empenaje es la superficie situada en la parte posterior del avin, que conforma su cola. Tenemos dos tipos,el vertical y el horizontal, que adems de contener a los estabilizadores, ubican a las superficies mviles decontrol primario del avin: el timn de direccin (controla la guiada del avin) y el de profundidad (produceel cabeceo del avin), respectivamente.

5.1.2. Concepto de tren de aterrizaje seleccionado

La posicin y el diseo de un tren de aterrizaje estn establecidos por las caractersticas particulares de cadaavin, en lo que hace, por ejemplo, a la geometra, el peso y el uso que se le va a dar. Conocidos el peso y elrango de variacin del centro de gravedad, existen varias posibilidades de configuracin que, adems, deben seracordes a la estructura del espacio areo, a las caractersticas de flotacin y a los requisitos de operacin.

Las caractersticas esenciales -como, por ejemplo, la medida de las cmaras y de las ruedas, los frenos, elmecanismo de absorcin de choque o amortiguador- deben decidirse antes de que el proyecto de diseo delavin pase de su etapa de formulacin. Pasada esta fase, resultara muy difcil y an imposible cambiar eldiseo.

Los factores fundamentales a tener en consideracin durante el diseo de un avin pueden incluir: el ngulo decabeceo y de rolido durante el despegue y el aterrizaje, la estabilidad en el aterrizaje y durante el carreteo, lascualidades de frenado y direccionamiento, la longitud del tren, los dispositivos accesorios del tren de aterrizaje,el radio de giro del avin y la direccin de la lnea central de carreteo. Todos estos aspectos deben ser tenidos encuenta a la hora de decidir la ubicacin del tren.

El rolido -del ingls roll- tambin se denomina alabeo; es el giro alrededor del eje longitudinal del avin -estoes, del eje que va desde la nariz hasta la cola-. Se produce cuando un ala se levanta y la otra desciende.

Configuracin del tren de aterrizaje. El tren tipo triciclo con rueda de nariz es la configuracin ms adoptadapara los transportes de pasajeros. ste mantiene el fuselaje nivelado y, en consecuencia, el piso de la cabinacuando el avin est en tierra. La caracterstica ms atractiva de este tipo de configuracin es la de poseer lamejor estabilidad durante el frenado y las maniobras en tierra.

En condiciones normales de aterrizaje, la ubicacin relativa del conjunto principal al centro de gravedad delavin produce un momento de cabeceo (nariz abajo) en el momento del toque del aterrizaje. Este momentoayuda a reducir el ngulo de ataque del avin y, de esta forma, la sustentacin generada por el ala. Adems, lasfuerzas de frenado -que actan detrs del centro de gravedad del avin- tienen un efecto estabilizador,permitindole al piloto efectuar un aprovechamiento total o completo de los frenos.


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Todos estos aspectos contribuyen a un menor requerimiento en cuanto a la longitud de pista necesaria paraaterrizar y para detener el avin.

El diseo preliminar de la rueda de nariz del tren tipo triciclo est limitado por la ubicacin del tren principal.

Con el incesante aumento del peso de despegue de los aviones, el nmero de "patas" del tren principal haaumentado desde 2 hasta 4, de modo tal de facilitar la disposicin de la cantidad de ruedas requeridas paradistribuir el peso en una superficie mayor. Sin embargo, existen pocos lugares donde puede llegar a ubicarse eltren principal debido, principalmente, a aspectos concernientes a la estabilidad y a la funcionalidad del avin.

Esto representar un gran inconveniente en el diseo de futuras aeronaves ms grandes, en las cuales deberaumentarse no slo la cantidad de ruedas sino, tambin, los soportes requeridos para stas, a los efectos dealiviar la distribucin del peso sobre el pavimento.

Ubicacin del tren de aterrizaje. La disposicin del tren de aterrizaje se basa, principalmente, enconsideraciones referidas a la estabilidad durante el carreteo, el despegue y el aterrizaje; esto es, no debe existirel riesgo de que el avin se desestabilice hacia uno de sus lados, una vez que toc el suelo.

a. ngulos de cabeceo y rolido durante el despegue y el aterrizaje. El ngulo de cabeceo () en el despeguey en el aterrizaje debe ser igual o mayor a los requisitos impuestos por las caractersticas de vuelo o actuacin.Una limitacin geomtrica del ngulo de cabeceo va en detrimento de la velocidad de despegue y, porconsiguiente, de la longitud de pista requerida para tal maniobra.

De manera similar, una limitacin geomtrica en el ngulo de rolido () puede llegar a ser un lmite deoperacin no deseable durante un aterrizaje con condicin de viento cruzado.

Estos ngulos estn relacionados entre s y dependen -para las condiciones de despegue y aterrizaje- de la alturadel tren principal, de la envergadura y de la distancia entre ruedas (trocha), entre otros factores.

Dado que la mayora de los datos aerodinmicos no son conocidos en la etapa de diseo conceptual, se tomacomo valor de LOF 2 entre 12 y 15. Este valor surge de considerar que, en la mayora de los aviones, la parteposterior del fuselaje se disea de modo tal que el avin no pueda gira un ngulo mayor a ste, evitando quetoque el suelo.

En el momento del aterrizaje, el avin se encuentra con los flaps3 completamente deflectados y el ngulo deataque crtico del ala es menor que durante el despegue. Por lo tanto, el ngulo de rolido durante el aterrizaje es,generalmente, menor. De no existir mayores datos, el ngulo de rolido para el aterrizaje se considera igual al derotacin; esto es:

TD= LOF

En el momento del toque de la pista y durante el carreteo, la estabilidad esttica del avin se determinaexaminando la ubicacin de las fuerzas aplicadas y del tringulo formado entre el tren de nariz y el trenprincipal. Cuando la resultante de las fuerzas del aire y de la masa cruza a la tierra en un punto fuera de estetringulo, el suelo no ser capaz de ejercer la fuerza de reaccin suficiente para evitar la cada del avin. Comoresultado de esto, el avin se inclinar hacia el lado del tringulo ms cercano al punto de interseccin de lafuerza resultante con el piso.

Si asumimos, en primer lugar, que la ubicacin del tren de nariz es fijo, el lmite inferior de la distancia entreruedas del tren principal queda definido por la lnea que pasa por el centro del conjunto de nariz y la lneatangencial a un crculo de radio 0,54 veces la altura del centro de gravedad del avin -hcg- desde el piso,centrado en la ubicacin ms adelantada del centro de gravedad. Esta constante de 0,54 est basada enconsideraciones de inestabilidad esttica y dinmica en el toque y durante el carreteo.


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De modo inverso, si consideramos fija la ubicacin del grupo principal, la ubicacin ms retrasada del conjuntode nariz queda definida por la interseccin de la lnea central del avin con la lnea que pasa por el trenprincipal y que es tangencial a un crculo de radio 0,54 veces la altura del centro de gravedad.

Debe haber una distancia determinada entre la nariz y el tren principal, tanto en el sentido longitudinal como enel transversal de una aeronave, de modo tal que sta no corra riesgos de inclinarse o girar hacia un lado, dentrode todo el rango de variaciones posibles del centro de gravedad. Tambin influye la distribucin del peso delavin. Esta distribucin est relacionada con las distancias del centro de gravedad al tren de nariz y al conjuntode tren principal. Se toma como referencia que el tren principal debe ser capaz de sostener o mantener entre un85 y un 92 % del peso mximo de despegue del avin -MTOW; Maximum Take Off Weight-, para garantizar elfrenado del avin en una determinada longitud de pista.

Ilustracin 26:Lmites para la disposicin del tren

Esto nos dar, en consecuencia, la ubicacin posible del tren principal y el posicionamiento del de nariz.

Durante el toque de pista, la condicin ms desfavorable sera un aterrizaje con una ubicacin del centro degravedad en su posicin ms retrasada, que puede llegar a conducir a una inclinacin excesiva y al roce de lacola. Suponiendo que no existen fuerzas contrarias -por ejemplo, una carga que la haga girar hacia arriba-, se

necesitar una fuerza vertical que acte a una cierta distancia detrs del centro de gravedad del avin paraproducir un momento que gire la nariz hacia abajo.


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De esta forma, la compensacin mnima requerida entre la posicin ms retrasada del centro de gravedad y laubicacin del conjunto principal -identificada como punto III en la figura-, se determinar usando la siguienteexpresin:

Dnde:

esla deflexin esttica total del parante del amortiguador y la rueda. TD es el ngulo de cabeceo en el toque.

Note que la distancia compensada depende del valor del ngulo de cabeceo, cuyo valor es similar al ngulo decabeceo en la rotacin; esto es, entre 12 y 15.

Para un avin de pasajeros de ala baja, la hcg puede aproximarse, asumiendo una carga completa de pasajeros y

sin combustible en el ala. Esto, generalmente, da como resultado una posicin vertical del centro de gravedad enla cabina principal de pasajeros.

b. ngulo de ladeo. Las fuerzas laterales que actan sobre el avin durante una condicin de aterrizaje conviento cruzado o un giro a alta velocidad durante el carreteo, pueden ocasionar que el avin se incline hacia uncostado. De modo tal que sera deseable mantener el ngulo de ladeo tan bajo como sea posible. Este ngulo sedetermina utilizando la expresin:

Dnde:

Aqu:

Se define como el ngulo entre la lnea central del avin y la lnea que conecta el centro de losconjunto de tren de nariz con el tren principal.

El lmite inferior para la huella del tren principal estara, entonces, determinado por la condicin que resultems crtica entre el ngulo mximo permisible de ladeo (considerado, generalmente, de 63), o bien las

consideraciones de estabilidad durante el carreteo, despegue y aterrizaje.


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Ilustracin 27:Clculo del ngulo de ladeo

5.1.3. Consideraciones referidas al direccionamiento y al frenado

El conjunto de nariz debe ubicarse lo ms adelante posible, para maximizar las condiciones de flotacin y deestabilidad del avin. Sin embargo, debera mantenerse un balance adecuado en trminos de distribucin decarga entre el conjunto de nariz y el tren principal. Cuando la carga en la rueda de nariz es menor que el 8 % delpeso mximo de despegue -MTOW-, se vuelve muy difcil el control en tierra, particularmente con condicin deviento cruzado. Este valor tambin permite aumentar el largo d

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