Estructura de avión geodésica

Una estructura de avión geodésica es un tipo de construcción para las estructuras de los aviones desarrollada por el ingeniero aeronáutico británico Barnes Wallis en la década de 1930 (quien a veces lo deletreaba "geodésico"). Anteriormente, fue utilizado por el Prof. Schütte para el dirigible Schütte Lanz SL 1 en 1909. Se utiliza una estructura espacial formada por un tejido de cestas cruzadas en espiral de elementos portantes. El principio es que se pueden dibujar dos arcos geodésicos para que se crucen en una superficie curva (el fuselaje) de manera que la carga de torsión en cada uno anule la del otro.

Primeros ejemplos

El "jinete diagonal" El elemento estructural fue utilizado por Joshua Humphreys en las primeras fragatas de vela de la Marina de los EE. UU. en 1794. Los jinetes diagonales se pueden ver en la estructura interior del casco del USS Constitution conservado en exhibición en el puerto de Boston. La estructura fue un ejemplo pionero de colocación de estructuras "no ortogonal" componentes estructurales dentro de una estructura convencional para su época. Los "jinetes diagonales" estaban incluidos en estos buques navales estadounidenses & # 39; La construcción como uno de los cinco elementos para reducir el problema de acaparamiento en el casco del barco, y no constituía la mayor parte de la estructura del barco, no constituyen un diseño completamente "geodésico". ; Marco espacial.

Llamar cualquier refuerzo de madera diagonal (como el que se usa en puertas, edificios, barcos u otras estructuras con cargas en voladizo o diagonales) como ejemplo de diseño geodésico es un nombre inapropiado. En una estructura geodésica, la resistencia y la integridad estructural, y de hecho la forma, provienen de los "apoyos" - la estructura no necesita los "bits intermedios" parte de su fuerza (implícita en el nombre del marco espacial) al igual que una estructura de madera más convencional.

Aviones

El uso más antiguo de un diseño geodésico de la estructura de la aerolínea rígida de 1911 para cualquier aeronave fue para la estructura de envoltura rígida de la preguerra mundial I Schütte-Lanz SL1 de 1911, con la aerolínea capaz de hasta 38,3 km/h (23,8 mph).

El Latécoère 6 fue un bombardero biplano cuatrimotor francés de principios de la década de 1920. Era de construcción avanzada totalmente metálica y probablemente fue el primer avión en utilizar construcción geodésica. Sólo se construyó uno.

Barnes Wallis, inspirado por su experiencia anterior con estructuras de aleación ligera y el uso de cableado dispuesto geodésicamente para distribuir las cargas de elevación de las bolsas de gas en el diseño del dirigible R100, evolucionó la construcción geodésica. método (aunque se dice comúnmente que no había ninguna estructura geodésica en R100). Wallis utilizó el término "geodésico" aplicar al fuselaje; se conoce como "construcción Vickers-Wallis" en algunos de los primeros documentos de la empresa. "Geodésico" se utiliza en los Estados Unidos para estructuras de aviones.

El sistema fue utilizado más tarde por el empleador de Wallis, Vickers-Armstrongs, en una serie de aviones bombarderos, los Wellesley, Wellington, Warwick y Windsor. En estos aviones, el fuselaje y el ala se construyeron a partir de vigas de canal de aleación de duraluminio que formaron una gran estructura. Sobre el metal se atornillaron listones de madera, a los que se fijó el revestimiento de lino dopado del avión. El Windsor tenía un revestimiento de metal tejido.

La celosía metálica daba una estructura ligera y muy resistente. El beneficio de la construcción geodésica fue un mayor volumen interno para una forma aerodinámica determinada. "Revista de vuelo" describió un marco geodésico como una cubierta de chapa en la que se han cortado agujeros en forma de diamante dejando atrás las tiras geodésicas. El beneficio se vio compensado por tener que construir el fuselaje como un conjunto completo, a diferencia de los aviones que utilizan una construcción de revestimiento tensado que se puede construir en secciones. Además, el revestimiento de tela del marco geodésico no era adecuado para aviones que volaban a mayor altura y que debían estar presurizados. La dificultad de proporcionar un compartimento presurizado en un marco geodésico fue un desafío durante el diseño del Wellington Mk. V. La cabina de presión, que se expandía y contraía independientemente del resto de la estructura del avión, debía fijarse en los puntos nodales de la estructura.

En el Vickers VC.1 Viking de posguerra se utilizaron estructuras geodésicas de alas y aletas, tomadas del Wellington, pero con un fuselaje de revestimiento metálico estresado. Los vikingos de producción posterior fueron una construcción de piel completamente estresada que marcó el final de la construcción geodésica en Vickers.