Embedded Files
En mi diseño, decidí la instalación de puertas que se abren hacia afuera como la de los autos y de tamaño más acotado de lo que se suele construir en otro tipo de experimentales como ser, por poner un ejemplo, el Rans Coyote.
El desafío: Hacer lo que a uno le gusta. Pero más robusto y más liviano. Si se quiere incluso...más económico. ¿Se puede?
Las aberturas del Rans Coyote ocupan todo el espacio entre la segunda y la quinta cuaderna. En general, se decide un marco de acero al que posteriormente se "forra" con un acrílico que cubre toda el área de la abertura. Dado que este acrílico "es" la misma puerta, no puede ser de un bajo espesor. Por tanto lo más adecuado es seleccionarlo de no menos de 3 mm de espesor, siendo que en algunos casos es mayor, esta puerta abre en forma de "gaviota", es decir, hacia arriba.
El tema de la puerta es a elección, no es algo estructural y por lo tanto cada uno la hará como más le agrade, pero siempre, lo importante, es no aumentar el peso, e incluso en lo posible, disminuirlo.
Como se puede ver en esta foto de mi propio proyecto (después hago referencia al techo) entre la segunda y quinta cuaderna he fabricado un marco de aluminio de sección cuadrada.
La elección obedece a varios motivos: Más allá de que no es algo estructural, no quise eliminar resistencia y por lo tanto el tubo de aluminio seleccionado soporta más que lo que suele usarse para hacer los marcos de las puertas del tipo gaviota; Tubos de acero sin costura SAE 1020 de 1/2 pulgada de diámetro y 1,2 mm de espesor (los tubos de 0.9 mm de espesor ya no se fabrican).
La forma del marco requiere atención en la parte inferior (tubo oblicuo a la izquierda) para que al abrir la puerta, esta no golpee el montante del ala.
RESISTENCIA DEL MATERIAL SELECCIONADO
RESISTENCIA DEL MATERIAL SELECCIONADO
Hice el marco de tal modo de cerrar la terrible gran abertura original (que no me gusta) con tubos de aluminio de sección cuadrada. Estos tubos son de 20 mm. de lado y 1,25 mm de espesor y ni la sección geométrica ni sus dimensiones, fueron elegidas caprichosamente.
Los tubos cuadrados de aluminio los adquirí en un negocio especializado en el barrio de Lanús. Son de aleación 6063 T5.
La medida del lado (20 mm) genera que este tubo empalme en los tubos de acero redondos de los laterales donde irán remachados por medio de pañuelitos de acero, además, al ser un tubo cuadrado, posee mayor inercia que uno redondo y por ende tiene menos flexión que aquél.
Finalmente, comparando los momentos de fuerza, dadas las secciones de este tubo respecto del tubo de acero inoxidable de 12,7 mm x 1,2 mm de espesor, se puede observar en cálculos que el tubo de aluminio soporta más que el de acero.
Primero:
Con la planilla de Excel que he confeccionado se puede ver que el tubo cuadrado de aluminio posee un momento de fuerza mayor al momento de fuerza soportado por el tubo de acero de 12,7 mm de diámetro por 1,2 mm de espesor.
En esta planilla, lo que hago, es "jugar" agregando cargas en la celda "Momento de la fuerza" luego de agregar las medidas correspondientes de cada tubo y luego de seleccionar las aleaciones.
Verifico que el momento soportado por el tubo de aluminio es mayor que el soportado por el tubo de acero.
Si bien la carga elástica a tracción/compresión del tubo de acero es casi el doble, en este caso, a estos tubos nadie los va a estirar o a comprimir, pero sí pueden soportar un golpe perpendicular. sea ráfaga de viento, sea accidente (Esperemos que eso no suceda nunca). Esto es el equivalente a tomar ambos tubos, supongamos de dos metros de extensión. Apoyarlos en sus extremos sobre dos tacos y aplicarles una carga de 8 Kg en el medio a cada uno. Entonces, mientras el tubo cuadrado de aluminio lo aguantará sin deformarse (8 Kgm) el tubo de acero se deformará entrando en su parte plástica (deformación permanente) dado que no soporta más que una carga de 6 Kg.
PESO
PESO
Bien, una vez que verifiqué que el momento soportado por el tubo de aluminio que seleccioné, al menos no es menor que el tubo de acero que se suele utilizar y habiendo dado con una sección que es ideal para luego empalmar con los tubos de acero redondos de las cuadernas linderas, voy a verificar si el peso que estoy agregando es mayor, es igual, o es menor (esto último es lo que espero)
En este plano los tubos oscuros representan el marco de aluminio que cierra la abertura entre la segunda cuaderna y la quinta, aquí también se encuentra dibujado el marco que conforma la puerta. Lo único que tengo que hacer, es sumar el total de los largos de todos los tubos de aluminio instalados. El resultado es 6290 cm.
Luego, valiéndome de la sección del tubo y su densidad puedo saber el peso total de los tubos instalados.
Pero no me voy a molestar en calcularlo cuando ya he confeccionado una planilla de Excel que lo hace por mi ¿verdad?. Antes voy a exponer el gráfico con el marco de acero que cubre toda la abertura
Y este hubiera sido el esquema de haber realizado una abertura total, con un marco de tubos de acero SAE 1020/1030 de 12,7 mm de diámetro x 1,2 mm de espesor de pared.
Al igual que antes, sumo el total de los tubos instalados
6290 cm (la misma medida que antes!)
¿Increíble?...no lo sé, mucha casualidad sí.
Ahora, veamos los resultados en la planilla de Excel.
Sabemos que la densidad de un material es fundamental para determinar el peso del mismo de acuerdo con su volumen. A su vez su volumen es función de la sección del tubo y del largo del mismo.
Vemos en la tabla que la sección del tubo redondo de acero es menos de la mitad de la sección del tubo cuadrado de aluminio y como ambos tienen el mismo largo (cantidad de tubo instalado en el fuse) el volumen del tubo redondo es también menos de la mitad.
Sin embargo, la densidad del aluminio es tres veces menor a la del acero y entonces aquí tenemos la clave de su menor peso.
En definitiva, si hago la puerta en tubos de acero de media pulgada x 1,2 mm de pared, tengo 2,14 Kg de peso.
Si hago la puerta de aluminio, con el marco incluido para cerrar un poco la abertura, el peso es de 1,59 Kg.
Por ende, he restado peso.
He diseñado con un material que, como resultado, me otorgó mayor resistencia con menor peso. Y he hecho una abertura a mi gusto. Pero esto no termina acá, todavía me faltan evaluar más cosas para saber si realmente tuve éxito.
El "Plexiglas".
En realidad "Plexiglas" es una marca, hablamos del acrílico que se instala en la puerta que ocupa toda la abertura, en diferencia con la cobertura que yo le he dado a mi puerta; mi famosa chapa de aluminio 6061 T6 de 0,8 mm. de espesor.
En estas imágenes se puede distinguir la diferencia entre los tubos de acero, pintados con epoxi "gris hielo" y los tubos de aluminio. En la foto de la izquierda solo el marco, en la foto de la derecha ya están presentados los tubos de aluminio del marco de la puerta tomado con pinzas.
En estas imágenes se pueden apreciar las chapas de aluminio de 0,8 mm (en una pieza entera acanalada en el medio) que recubre el marco de la puerta, ya habiendo sido remachado
La nueva pregunta es; ¿La cobertura de mi puerta (chapa de aluminio de 0,8 mm de espesor y ventanilla de acrílico de 2 mm. de espesor), es más pesado o es más liviano que el recubrimiento de acrílico de 3 mm. de espesor que se le da a una puerta íntegramente enchapada en acrílico?.
Para empezar voy a afirmar que a nadie se le va a ocurrir instalar un acrílico de tan solo 2 mm. de espesor para una puerta como la del Rans Coyote, dado que sería por demás peligroso tan bajo espesor para tanta superficie a cubrir. Incluso, lo correcto sería que ese acrílico, que es la puerta misma, tuviera un espesor de 4 mm.
Pero vamos a suponer que será de 3 mm.
En mi puerta (imagen de la izquierda) calculé el área que ocupa la chapa de aluminio que la recubre, como el área de la ventanilla. Con el autocad esto es bastante fácil, ya que el programa utiliza una función, no hay que acudir a ningún método analítico. Una vez más, conociendo las densidades de cada material, puedo calcular el peso con facilidad.
Esto, como se entenderá, nos da la posibilidad de evaluar "a priori" un plan antes de ejecutarlo.
El acrílico tiene una densidad de 1,18 g/cm3, es menos de la mitad que la densidad del aluminio, el cual es de 2,7 g/cm3. Pero el espesor del aluminio utilizado es mucho menor que el del acrílico.
Como se ve, mi puerta, no solo es mucho mas robusta sino que es además ¡2,7 veces más liviana!...pero alto ahí!
Para el caso de mi puerta, debo sumar también el peso de la cuerina con la que la he tapizado por dentro que además lleva una base de madera de bajo espesor, pero que seguramente le agrega peso, los remaches utilizados de acero inoxidable que son unos cuantos y los pañuelitos de aluminio, la manija, el poliuretano expandido, el adhesivo y el burlete.
Con todo esto, seguramente el peso se duplique y más también. Sin embargo, por el tipo de puerta que estoy mostrando, si el peso es al menos el mismo que el de la puerta de marco de acero y todo acrílica, para mi es un gran logro.
Considero además que mi puerta cuenta con algunas ventajas que detallo a continuación.
DETALLES CONSTRUCTIVOS
DETALLES CONSTRUCTIVOS
Habiendo ya justificado mi diseño y verificando que posee un peso más que aceptable de lo que se acostumbra a instalar, siendo todavía más robusto, voy a mencionar otras ventajas que, si se quiere, no son tan trascendentes, pero sí reales:
Seguridad
Seguridad
Es más seguro un marco metálico y una puerta más pequeña, armada con materiales resistentes y aislantes (tubos, chapa de aluminio y espuma de poliuretano) que una puerta de tela y acrílico o íntegramente de acrílico. Es evidente que ante un golpe, la primera opción ofrecerá mucha mas resistencia que la segunda
Comodidad
Comodidad
Dado que la puerta que he diseñado para mi proyecto permite al abrir un amplio espacio dejando ver toda la butaca, no tiene nada que envidiarle a la puerta más amplia, que al abrir, deja al descubierto gran parte del espacio detrás de la butaca, lo que es innecesario.
Aislamiento
Aislamiento
Como mostraré en imágenes y como dije antes, mi puerta se encuentra recubierta con material aislante, lo que permite además, un obstáculo al paso del frío, calor o ruidos.
A la izquierda, entre la chapa de cobertura y los tubos cuadrados del marco de la puerta, he inyectado poliuretano expandido, lo que genera un buen aislante térmico y acústico. En el medio, el material ha sido lijado a nivel. A la derecha, trabajo terminado
A la izquierda, el resorte neumático que genera la apertura de la puerta tan solo con impulsarla desde la manija exterior y que permite su cierre al empujarla suavemente. Si se lo selecciona e instala correctamente, este sistema por si solo genera una traba lo suficientemente fuerte como para que la puerta no se abra (estando cerrada) sin tener que hacer suficiente fuerza. A la derecha, Mariel, mi señora, pintando el marco con el Primer.
Aquí se pueden observar los pañuelitos de acero de 1,6 mm de espesor, con sus remaches de acero inoxidable, soldado al tubo de acero por un lado y remachado al aluminio por el otro
Un detalle no menor para mencionar es que, más allá del "primer" utilizado que se observa y del que ya he hablado en otra entrada, al ser el pañuelito de acero, lo he tratado previamente con antióxido en su parte interna donde hace contacto con el tubo de aluminio, de esta forma evito la posible corrosión galvánica. Posteriormente lo remacho al tubo de aluminio y lo sueldo al tubo de acero. También se puede observa que en el medio del espacio que queda entre pañuelitos (que van tanto por el lado interior como por el exterior) he inyectado también espuma de poliuretano, con el solo fin de generar una barrera a la suciedad o condensación de agua por humedad.
En la imagen de la izquierda, en la parte interna de la cabina, he instalado un tope para la puerta en conjunto con el marco, hecho también con chapa de aluminio, para que la puerta trabe y quede un cierre hermético. Falta el agregado de burletes. A la derecha la puerta abierta con generoso espacio y ya tapizada para ocultar el poliuretano expandido, del color de la butaca
Además, todo este trabajo, que como se ve no fue tan simple y me ha llevado al estudio de diversas características respecto de lo que estaba haciendo, he instalado también correderas en las puertas para las ventanillas, una vez más, hechas de chapa de aluminio de 0,8 mm. de espesor, que he trabajado curvándolas con una plegadora que construí con material sobrante, de modo que la ventanilla que se conforma con dos piezas de acrílico, puedan ser abiertas y cerrarse.
A la izquierda, mi plegadora construida en base a un tutorial de youtube. He descubierto que plegar esas chapas de aluminio de un determinado largo, es demasiado difícil, por no decir imposible. A la derecha, pruebo con una chapa que tengo de rezago. Una vez que observé su buen funcionamiento, me dediqué a fabricar mis correderas para instalar en las puertas para la apertura del acrílico.
Arriba, las correderas hechas y remachadas donde encastran los acrílicos. A la derecha, la puerta terminada con el burlete, acrílico (uno abierto para probar) manija y bisagras. Lista para el primer de cobertura
Para terminar, un par de imágenes que demuestran que esta disminución de espacio con mis puertas, no resultan incómodas para entrar o salir de la cabina, sumado a que al no tener palanca al piso, no representa riesgo por no tener una salida inmediata en caso de emergencia (en lo que obligaría a tener que estar saltando sobre la palanca ubicada entre las piernas.
Aquí, en esta imagen, todavía con las puertas sin tapizar y el aluminio sin la cobertura del primer. Como se ve, la apertura de ambas puertas permite un ingreso y una salida veloz, al no generar obstáculo respecto de la butaca y con un ángulo de apertura considerable, dado que la puerta pasa por encima del todavía inexistente montante.
EL TECHO
EL TECHO
Por todo lo ya expuesto, no es necesario agregar que, como siempre, la misma chapa de aluminio que la mencionada no menos de 100 veces, ha sido la que seleccioné para cubrir el techo. Como habrán podido observar, no soy amante de las cabinas transparentes como si fuese uno de esos helicópteros viejos de cabina de burbuja con visión esférica completa. Por varios motivos.
Me da una mayor sensación de privacidad y/o de cabina acogedora.
Me otorga (y esto no es una sensación) una mayor cobertura contra las condiciones climáticas y el ruido, al tener la posibilidad de poner capas de materiales aislantes debajo del techo, siendo éste de aluminio.
Es más prolijo, ya que con la cobertura y habiendo forrado con cuerina, o con lo que se quiera, la cabina queda definitivamente más vistosa.
No le encuentro el sentido a colocar un acrílico arriba de la cabeza. Dado que nadie mira para arriba y además permite que el sol nos cocine la cabeza, amén de que el acrílico pueda ser opaco, lo que entonces, dificulta la visión.
Tanta cantidad de acrílico por todas partes, atenta contra nuestra seguridad en alguna situación de riesgo.
El techo se apoya sobre dos falsas costillas con la forma del perfil aerodinámico, ambas laterales (adivinen de que material son) que han sido agujereadas para alivianarlas aún más, estas se remachan a los tubos del techo del fuselaje con remaches de acero inoxidable.
No es necesario calcular la cantidad de peso que me he ahorrado habiendo ubicado esta chapa en el techo considerando la superficie que tiene, en vez de cubrirlo con un Plexiglas, por todo lo ya expuesto. Del mismo modo he ahorrado peso con las falsas costillas laterales de aluminio, en vez de haberlas construido con tubos de acero curvados, como se suele hacer.
Entre el techo, los marcos y las puertas, respecto del que instala mucho Plexiglás, el peso ahorrado es demasiado.
En esta imagen, donde el fuselaje está boca abajo, el techo se ve en el piso.
Además de mostrar los comandos de los alerones (lo único que se observa color metálico y que es motivo de otra entrada) se puede ver el entretejido o jaula construida con perfiles de aluminio en el medio del techo. Su único objetivo es contener la chapa de aluminio que va sobre él para que la misma no se hunda por efecto de su propio peso o de una ráfaga de viento.
Esta perfilería se une entre sí por medio chapitas de aluminio en forma de "L" remachadas y a la vez se remacha en los extremos a las falsas costillas de los laterales.
Posteriormente, la chapa del techo irá atornillada o remachada a estos perfiles y a las falsas costillas. De modo que el conjunto toma la rigidez necesaria.
Aquí, la chapa de aluminio ya presentada en el techo, apoyada en las falsas costillas laterales y en el entretejido del medio, con un sobrante de 20 mm en cada lateral para esconder el ala debajo.
Dos perspectivas de lo mismo, posteriormente, debajo del enrejado del techo que sostiene la chapa de aluminio y de los tubos de acero, irá el recubrimiento (posiblemente lana de vidrio) con un tapizado, dejando ver solo la manija del sistema de trimado y probablemente alguna lámpara de luz tenue.
De la cabina se busca:
Que quede vistosa, espaciosa, prolija, lo más segura posible, con el menor peso posible y la mejor resistencia en su jaula. No siempre se consigue por supuesto. Siempre puede mejorar.
Page updated
Google Sites
Report abuse