Polar

Dinámica de vuelo del aeroplano y control automático de vuelo, Parte I 4.

Jan Roskam

FUERZAS Y MOMENTOS AERODINÁMICAS Y DE TRACCION

Las fuerzas aerodinámicas y de tracción, así como los momentos en una aeronave pueden ser determinados de dos maneras: a) Por medio de métodos experimentales (Pruebas de vuelo o pruebas con modelos en túnel de viento.) b) Por medio de métodos teórico y(o)empíricos. Los métodos experimentales tienen la gran ventaja de permitir una predicción más adecuada del comportamiento completo del aeroplano en una escala amplia de condiciones de vuelo. Una desventaja es que son tardadas y costosas. Por estas razones, se usan los métodos experimentales, principalmente en investigaciones de gran duración, así como de corta duración, en verificaciones de diseño yen aplicaciones de desarrollo. Cada vez más son utilizados métodos de estudio teórico y empírico en diseños preliminares y estudios parametricos. Este capítulo trabaja principalmente con la predicción de las fuerzas aerodinámicas y de tracción, así como, los momentos, esto a través de métodos teóricos y/o empíricos. Es así, que para llevar a cabo esto se hace uso del así llamado método deconstrucción de componente. Se considera que el aeroplano esta dividido en cierto número de componentes: ala, cuerpo (o fuselaje), empenaje horizontal (o canard) y empenaje vertical. Entonces se asume que la fuerza aerodinámica total que actúa sobre el aeroplano en cualquier dirección coordenada es la suma de las fuerzas componentes actuantes en la dirección coordenada. En otras palabras, en general:(FA ) Aeroplano = (FA ) Ala + (FA )Cuerpo + (FA ) Emp. Hor . + (FA ) Emp.Ver.
Siempre y cuando se tomen en cuenta adecuadamente los efectos de interferencia. Se pueden usar cuantos componentes sean necesarios con el fin de obtener una imagen adecuada de las fuerzas y momentos que actúan sobre el aeroplano. De tal manera que se utilizan las ideas básicas del Capítulo 3, para ajustar las expresionesde fuerzas y momentos en términos de la pendiente de la curva de levantamiento y el centro aerodinámico característico de cada uno de los elementos componentes. Se utilizan mucho las así llamadas ‘gráficas de persecución’, sin entrar en detalle de la base de éstas. Se hace énfasis en la comprensión del mecanismo fundamental que produce las fuerzas y momentos, y en la habilidad de predecir estasfuerzas y momentos utilizando la literatura de tipo manual existente. Para incrementar la habilidad del estudiante en la estimación de fuerzas y momentos aerodinámicos, se ha preparado la Referencia 4.1. Esta Referencia es un sencillo ‘libro de cocina’, el cual describe paso a paso los métodos para estimar las fuerzas y momentos aerodinámicos. Al estimar las fuerzas y momentos por tracción se asumeque se tienen disponibles por parte del fabricante del motor y que se han tomado en cuenta las perdidas por instalación. En otras palabras sólo se consideran los efectos netos sobre la aeronave. Se hace énfasis en el hecho de que una serie nuevos métodos de elemento finito para calcular fuerzas y momentos aerodinámicos están ganando popularidad rápidamente. Con tales métodos, es posible predecirla distribución de fuerzas sobre todo el aeroplano en forma adecuado, lo anterior dentro de los límites de capacidad de la computadora, y dentro del rango de valides de la teoría aerodinámica empleada. Tales métodos son conocidos como métodos de coeficiente de influencia. Debido a su importancia, particularmente en lo que respecta a los aeroplanos elásticos (¡Recuerde que se asumió que el aeroplanoera rígido!) estos métodos de coeficiente de influencia son usados
Traducción: Ing. Arturo Ignacio Fernández Ochoa

- 97 -

Primer parcial

Dinámica de vuelo del aeroplano y control automático de vuelo, Parte I

Jan Roskam

ampliamente en el Capítulo 8. Sin embargo, en el caso de aeroplanos rígidos, cada vez son más usuales los métodos de coeficiente de influencia aerodinámica para...