actuaciones el avion

Mecánica del Vuelo del Avión
Parte I: Actuaciones del Avión

Sergio Esteban Roncero
Francisco Gavilán Jiménez
Departamento de Ingeniería Aeroespacial y Mecánica de Fluidos
Escuela Superior de Ingenieros
Universidad de Sevilla
Curso 2009-2010
Aeronaves y Vehículos Espaciales

1

Contenido
Características globales del avión
Polar
Eficiencia aerodinámica

Actuaciones del aviónActuaciones de punto
Vuelo simétrico en plano vertical
Vuelo simétrico en plano horizontal

Actuaciones integrales
Alcance
Autonomía

Aeronaves y Vehículos Espaciales

2

Características globales del Avión
En este tema se considera el avión completo.
Hipótesis generales:

el avión es simétrico
es un cuerpo rígido sometido a un conjunto de fuerzas externas.

Principales tareasde la Mecánica del Vuelo:

Estudio del movimiento como respuesta de las fuerzas externas
Estudio de la estabilidad y el control de dicho movimiento.

Es necesario caracterizar el avión desde el punto de vista aerodinámico.
Hipótesis simplificativas:
Polar Parabólica
Eficiencia Aerodinámica

Aeronaves y Vehículos Espaciales

3

Aviones No Simétricos

Blohm & Voss BV 141 B-0Scaled Composites Model 202 Boomerang
AD-1 (Ames-Dryden) 1

Aeronaves y Vehículos Espaciales

4

Polar Parabólica - I
La sustentación y la resistencia que genera un avión están directamente relacionadas.
Polar del avión: función que relaciona el coeficiente de resistencia (CD) con el de
sustentación (CL).
La polar del avión es fundamental para estimar correctamente las actuaciones delavión.
De forma general, el coeficiente de resistencia depende de:
De CL,
El número de Reynolds
Del número de Mach
La configuración del avión: no hay una sola polar sino varias según el segmento en el que se
encuentre el avión.
Despegue
Crucero
Aterrizaje, etc.

La construcción de la polar se construye contabilizando las distintas partes por separado
y sumándolas luego con factores decorrección.
Una aproximación que en muchos casos de interés proporciona buenos resultados es la
polar parabólica:
CDo se denomina coeficiente de resistencia sin sustentación,
k, parámetro de resistencia inducida unitaria.
La resistencia asociada al sumando kCL2 recibe el nombre de resistencia inducida por la

sustentación.

Polar parabólica
Aeronaves y Vehículos Espaciales

5

PolarParabólica - II
Es necesario disponer de métodos para calcular CDo y k , lo cual se estudiará en Cálculo
de Aviones.
Puede decirse que la contribución más importante a CDo es la resistencia debida a la
fricción:
Para considerar un avión completo, hay combinar adecuadamente los coeficientes
correspondientes a cada parte del mismo
Ala
Fuselaje
Cola

Existe una interferencia aerodinámicaque hace que la resistencia global no sea la suma de las
resistencias de cada elemento por separado.
Se introduce un factor de interferencia

Valores típicos de CDo están entre 0.014 y 0.04

En cuanto a la resistencia inducida por la sustentación (k):

Contribuye de forma notable la resistencia producida por los torbellinos de punta de ala
También se tiene una contribución debida a lavariación de la fricción al modificar el campo de
velocidades sobre el avión
Generalmente, k se puede expresar de la forma:

Λ=AR
Donde φ (o también denominado e) es un factor de eficiencia (Factor de Oswald) cuyos valores típicos
están entre 0.65 y 0.85

Aeronaves y Vehículos Espaciales

6

Eficiencia Aerodinámica - I

dE
=0⇒
dC L

Aeronaves y Vehículos Espaciales

7Eficiencia Aerodinámica - II

Aeronaves y Vehículos Espaciales

8

Actuaciones del Avión
Actuaciones de punto: estudio del movimiento de su
centro de masas a lo largo de su trayectoria:
vuelo horizontal.
en subida.
en descenso.
en planeo.
en viraje.
despegue y el aterrizaje.

Actuaciones integrales: estudio del movimiento de su
centro de masas entre los puntos inicial y final de su...