- Sección transversal.
Para la configuración de tren principal en las góndolas de los motores sería adecuada una sección de fuselaje achatada en la panza del fuselaje, con el objeto de acortar el tren, reduciendo así su peso. Sin embargo escojo una sección transversal circular, es la que nos ofrece el mejor comportamiento estructural con la cabina presurizada a alturas elevadas (9000 m). La sencillez de la sección circular facilitará entre otros el proceso de construcción.
El avión será de fuselaje estrecho, con un único pasillo. Elijo para la sección transversal de cabina una configuración de 2 asientos-pasillo-1 asiento por varios motivos: Para un pasaje reducido como son 50 pasajeros (<200 pasajeros), esto no supondrá un fuselaje excesivamente largo, pudiendo ayudar a reducir el tamaño del empenaje al separarlo más del resto del avión. Esta configuración además es más acorde con la sección circular del fuselaje, ya que al hacer la sección del fuselaje más estrecha, estamos acortando el tren principal y ya no tiene tanto sentido achatar la panza del fuselaje. Otra consecuencia interesante de esta configuración de asientos es que los motores podrán estar más cerca del eje de simetría del avión, reduciendo el tamaño de la deriva necesaria en el caso de fallo de motor crítico. Esto se podrá hacer hasta cierto punto para no incrementar excesivamente el ruido en cabina.
- Anchura de cabina. ac.
La anchura de cabina se puede expresar como:
$$a_C(m) = Nº_{asientos\,por\,fila}·0.43 + Nº_{apoyabrazos}·0.05\\ + 1 pasillo·0.48 + Holgura$$
He cogido como valores orientativos de las distintas anchuras los indicados en el Torenbeek (3.2.3). Para estimar el valor de la holgura (H), realizo una tabla con los semejantes:
| Asientos/fila | Nºapoyabrazos | ac(m) | H=Holgura (m) | |
| DASH 8 | 4 | 6 | 2.49 | -0.01 |
| FOKKER 50 | 4 | 6 | 2.5 | 0 |
| ATR 42 | 4 | 6 | 2.57 | 0.07 |
| SAAB 2000 | 3 | 5 | 2.16 | 0.14 |
Obtengo una Hmedia=0.05 m = 5 cm.
Esta H es una holgura muy pequeña. Tomo una holgura de 15 cm, ya que al ser la configuración de asientos igual a la del SAAB, la aproximo más a la holgura de este y la aumento en 1 cm en favor del confort de los pasajeros. Esto nos permitirá disponer de unos portaequipajes de mano mayores a lo largo de la cabina, generalmente insuficientes en este tipo de aviones, así como permitir elevar algo la altura del pasillo.
Con H= 15 cm resulta: ac=3·0.43 + 5·0.05 + 1·0.48 + 0.15 = 2.17 m.
| ac= 2.17 m. |
- Anchura del fuselaje.af.
La anchura del fuselaje se puede poner como: af = ac + a , donde ‘a’ representa el doble del espesor de la sección del fuselaje. Para los aviones semejantes tenemos:
| af (m.) | a (m.) | |
| DASH 8 | 2.69 | 0.2 |
| FOKKER 50 | 2.7 | 0.2 |
| ATR 42 | 2.865 | 0.295 |
| SAAB 2000 | 2.31 | 0.15 |
El espesor necesario para aguantar la presurización de cabina es directamente proporcional a la anchura de cabina si modelizamos nuestro fuselaje como una tubería normal y corriente. Luego es también favorable la configuración de asientos 2 pasillo 1 que he elegido pues la anchura de cabina será menor, permitiendo reducir el espesor de la sección de cabina para resistir la presurización, con el consiguiente ahorro de peso.
Por ser la anchura de cabina de mi avión algo mayor que la del Saab y para evitar tomar un ‘a’ excesivamente reducido, lo calculo haciendo la media con el siguiente menor valor de ‘a’:
$$a=(0.15+0.2)/2=0.175 m$$
Resulta: $$a_f=2.17+0.175=2.345 m$$
| af = 2.345 m. |
- Longitud de cabina. lc.
La longitud de cabina la puedo poner como:
$$l_C=\frac{Nº_{total pasajeros}}{Nº_{asientos fila}}·paso·K_{lc}$$
Escojo un paso para mi avión de 0.81 m. , un paso de clase normal que permita cierta comodidad al pasaje. Con este mismo paso realizo una tabla para obtener los distintos Klc de los aviones semejantes:
| Nº pasajeros | Nºasientos/fila | Paso (m.) | lc (m.) | Klc | |
| DASH 8 | 56 | 4 | 0.81 | 12.65 | 1.11 |
| FOKKER 50 | 58 | 4 | 0.81 | 15.96 | 1.41 |
| ATR 42 | 42 | 4 | 0.81 | 14.66 | 1.723 |
| SAAB 2000 | 50 | 3 | 0.81 | 16.7 | 1.24 |
No hay ningún otro criterio claro, así que estimo el Klc de mi avión como la media del de los semejantes: Klcmedia= ∑Klc/4 = 1.37
Con este valor de Klc obtengo para mi avión un valor de lc = 18.5 m.
| lc = 18.5 m. |
- Longitud del fuselaje. lf.
Para la longitud del fuselaje: lf = lc + Klf · af
Haciendo una tabla con estos valores para los aviones semejantes:
| lc | lf | af | Klf | |
| DASH 8 | 12.65 | 26.775 | 2.69 | 5.25 |
| FOKKER 50 | 15.96 | 25.25 | 2.7 | 4.00 |
| ATR 42 | 14.66 | 22.67 | 2.865 | 2.8 |
| SAAB 2000 | 16.7 | 27.28 | 2.31 | 4.58 |
Haciendo la media con los valores de Klf de los semejantes, obtengo:
Klfmedia = ∑Klf/4 = 4.16 y sustituyendo en la expresión de lf:
lf = 18.5 + 4.16·2.345 = 28.25 m.
Este valor ya es la longitud total del fuselaje, nuestra intención en el diseño ha sido hacerlo esbelto para así reducir el tamaño de las superficies de cola. Pero esto lo puedo hacer hasta cierto punto para no tener problemas de rigidez. Por ello se aconseja que la esbeltez del fuselaje, $$λ_f=l_f/a_f \leq12$$ Resulta para nuestro avión: λf =28.25/2.345= 12.04 sobrepasa ligeramente la esbeltez de 12, para evitar problemas escojo λf = 12 obteniendo de aquí el valor de lf = 28.14 m.
| lf = 28.14 m. |