Mecánica De Vuelo
Páginas: 9 (2101 palabras)
Publicado: 9 de febrero de 2013
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 avión
Actuacionesde 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: Principales tareas de la Mecánica del Vuelo:
el avión es simétrico es un cuerpo rígido sometido a un conjunto de fuerzasexternas. Estudio del movimiento como respuesta de las fuerzas externas Estudio de la estabilidad y el control de dicho movimiento. Polar Parabólica Eficiencia Aerodinámica
Es necesario caracterizar el avión desde el punto de vista aerodinámico. Hipótesis simplificativas:
Aeronaves y Vehículos Espaciales
3
Aviones No Simétricos
Blohm & Voss BV 141 B-0
Scaled Composites Model 202Boomerang 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 del avión. De forma general, elcoeficiente 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 de corrección. Una aproximación que en muchoscasos 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
Polar Parabólica - II
Es necesario disponer de métodospara 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 aerodinámica que hace que la resistencia global no sea la suma de lasresistencias de cada elemento por separado.
En cuanto a la resistencia inducida por la sustentación (k):
Valores típicos de CDo están entre 0.014 y 0.04
Se introduce un factor de interferencia
Contribuye de forma notable la resistencia producida por los torbellinos de punta de ala También se tiene una contribución debida a la variación de la fricción al modificar el campo develocidades 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 trayectoria para una carga de combustible dada:
Alcance: distancia...
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 avión
Actuacionesde 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: Principales tareas de la Mecánica del Vuelo:
el avión es simétrico es un cuerpo rígido sometido a un conjunto de fuerzasexternas. Estudio del movimiento como respuesta de las fuerzas externas Estudio de la estabilidad y el control de dicho movimiento. Polar Parabólica Eficiencia Aerodinámica
Es necesario caracterizar el avión desde el punto de vista aerodinámico. Hipótesis simplificativas:
Aeronaves y Vehículos Espaciales
3
Aviones No Simétricos
Blohm & Voss BV 141 B-0
Scaled Composites Model 202Boomerang 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 del avión. De forma general, elcoeficiente 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 de corrección. Una aproximación que en muchoscasos 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
Polar Parabólica - II
Es necesario disponer de métodospara 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 aerodinámica que hace que la resistencia global no sea la suma de lasresistencias de cada elemento por separado.
En cuanto a la resistencia inducida por la sustentación (k):
Valores típicos de CDo están entre 0.014 y 0.04
Se introduce un factor de interferencia
Contribuye de forma notable la resistencia producida por los torbellinos de punta de ala También se tiene una contribución debida a la variación de la fricción al modificar el campo develocidades 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 trayectoria para una carga de combustible dada:
Alcance: distancia...
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