Temas aerodinamica
Páginas: 26 (6463 palabras)
Publicado: 26 de noviembre de 2011
Aeronaves y Vehículos Espaciales
Tema 4 – Aerodinámica del Avión
Parte I: Perfiles Aerodinámicos en Régimen Incompresible
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
Introducción Fuerzas AerodinámicasPerfiles Aerodinámicos Coeficiente de Presión Sustentación Momento de Cabeceo Capa Límite Desprendimiento de la Corriente Resistencia Aerodinámica Perfiles Laminares
Aeronaves y Vehículos Espaciales
2
Introducción - I
Aerodinámica:
Rama de la Mecánica de Fluidos especializada en el cálculo de las acciones del viento sobre cuerpos de muy diversa naturaleza. Relaciona la geometría de laaeronave y las condiciones en que vuela:
altitud, velocidad, actitud distribuciones de velocidad, presión y temperatura a su alrededor
Determinar las fuerzas y momentos que se ejercen sobre la aeronave. Estudio de los perfiles:
Flujo bidimensional. Flujos incompresibles M100 m/s. Re>106 efectos viscosos pequeños.
Aeronaves y Vehículos Espaciales
3
Introducción - II
Cálculo de las fuerzasaerodinámicas
La sustentación se calcula despreciando los efectos viscosos.
Concuerda con resultados experimentales
La resistencia calculada de la misma forma no concuerdan con los resultados experimentales:
Es necesario introducir los efectos viscosos
Capa límite
El campo fluido quedará descompuesto en dos regiones
Exterior donde los efectos viscosos son despreciables Capa límite dondelos efectos viscosos son tenidos en cuenta
El desprendimiento de la capa límite es un fenómeno no deseado en el que la sustentación se ve reducida de forma considerable, y aumenta la resistencia aerodinámica, perdiendo el perfil toda la eficiencia como superficie sustentadora
Aeronaves y Vehículos Espaciales
4
Contenido
Introducción Fuerzas Aerodinámicas Perfiles AerodinámicosCoeficiente de Presión Sustentación Momento de Cabeceo Capa Límite Desprendimiento de la Corriente Resistencia Aerodinámica Perfiles Laminares
Aeronaves y Vehículos Espaciales
5
Fuerzas Aerodinámicas - I
Las fuerzas aerodinámicas sobre una aeronave provienen de dos fuentes:
esfuerzos de presión esfuerzos de fricción
esfuerzos de presión esfuerzos de fricción toda la superficie de laaeronave
Aeronaves y Vehículos Espaciales
6
Fuerzas Aerodinámicas - II
Sustentación (Lift - L)
La sustentación es la componente de la fuerza neta perpendicular a la dirección del fluido.
Resistencia (Drag - D)
La resistencia es la componente de la fuerza neta paralela a la dirección del fluido
Tanto la sustentación como la resistencia son fuerzas mecánicas generadas por la acción deun sólido cuando se mueve a través de un fluido
Aeronaves y Vehículos Espaciales
7
Fuerzas Aerodinámicas - III
En las superficies sustentadoras (perfiles, alas, etc..) se verifica que
Sustentación: los esfuerzos de fricción a la sustentación es despreciable
Resistencia paralela a la corriente incidente
Resistencia: los esfuerzos de presión y fricción en la dirección de la corrienteson ambos importantes.
Las fuerzas aerodinámicas producen un momento de cabeceo, respecto de algún punto de referencia situado en el cuerpo:
Se suele despreciar la contribución de la resistencia aerodinámica
Aeronaves y Vehículos Espaciales
8
Fuerzas Aerodinámicas - IV
Aeronaves y Vehículos Espaciales
9
Fuerzas Aerodinámicas - V
Aeronaves y Vehículos Espaciales
10 Fuerzas Aerodinámicas - VI
Coeficientes Adimensionales
La fuerzas aerodinámicas dependen en principio de muchos parámetros:
velocidad de la corriente incidente V∞, propiedades del aire no perturbado
densidad ρ, presión p∞, temperatura T, Viscosidad μ, geometría del perfil, ángulo de ataque α,
Para simplificar el problema y generalizar las soluciones (teoría de la semejanza física ->...
Tema 4 – Aerodinámica del Avión
Parte I: Perfiles Aerodinámicos en Régimen Incompresible
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
Introducción Fuerzas AerodinámicasPerfiles Aerodinámicos Coeficiente de Presión Sustentación Momento de Cabeceo Capa Límite Desprendimiento de la Corriente Resistencia Aerodinámica Perfiles Laminares
Aeronaves y Vehículos Espaciales
2
Introducción - I
Aerodinámica:
Rama de la Mecánica de Fluidos especializada en el cálculo de las acciones del viento sobre cuerpos de muy diversa naturaleza. Relaciona la geometría de laaeronave y las condiciones en que vuela:
altitud, velocidad, actitud distribuciones de velocidad, presión y temperatura a su alrededor
Determinar las fuerzas y momentos que se ejercen sobre la aeronave. Estudio de los perfiles:
Flujo bidimensional. Flujos incompresibles M100 m/s. Re>106 efectos viscosos pequeños.
Aeronaves y Vehículos Espaciales
3
Introducción - II
Cálculo de las fuerzasaerodinámicas
La sustentación se calcula despreciando los efectos viscosos.
Concuerda con resultados experimentales
La resistencia calculada de la misma forma no concuerdan con los resultados experimentales:
Es necesario introducir los efectos viscosos
Capa límite
El campo fluido quedará descompuesto en dos regiones
Exterior donde los efectos viscosos son despreciables Capa límite dondelos efectos viscosos son tenidos en cuenta
El desprendimiento de la capa límite es un fenómeno no deseado en el que la sustentación se ve reducida de forma considerable, y aumenta la resistencia aerodinámica, perdiendo el perfil toda la eficiencia como superficie sustentadora
Aeronaves y Vehículos Espaciales
4
Contenido
Introducción Fuerzas Aerodinámicas Perfiles AerodinámicosCoeficiente de Presión Sustentación Momento de Cabeceo Capa Límite Desprendimiento de la Corriente Resistencia Aerodinámica Perfiles Laminares
Aeronaves y Vehículos Espaciales
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Fuerzas Aerodinámicas - I
Las fuerzas aerodinámicas sobre una aeronave provienen de dos fuentes:
esfuerzos de presión esfuerzos de fricción
esfuerzos de presión esfuerzos de fricción toda la superficie de laaeronave
Aeronaves y Vehículos Espaciales
6
Fuerzas Aerodinámicas - II
Sustentación (Lift - L)
La sustentación es la componente de la fuerza neta perpendicular a la dirección del fluido.
Resistencia (Drag - D)
La resistencia es la componente de la fuerza neta paralela a la dirección del fluido
Tanto la sustentación como la resistencia son fuerzas mecánicas generadas por la acción deun sólido cuando se mueve a través de un fluido
Aeronaves y Vehículos Espaciales
7
Fuerzas Aerodinámicas - III
En las superficies sustentadoras (perfiles, alas, etc..) se verifica que
Sustentación: los esfuerzos de fricción a la sustentación es despreciable
Resistencia paralela a la corriente incidente
Resistencia: los esfuerzos de presión y fricción en la dirección de la corrienteson ambos importantes.
Las fuerzas aerodinámicas producen un momento de cabeceo, respecto de algún punto de referencia situado en el cuerpo:
Se suele despreciar la contribución de la resistencia aerodinámica
Aeronaves y Vehículos Espaciales
8
Fuerzas Aerodinámicas - IV
Aeronaves y Vehículos Espaciales
9
Fuerzas Aerodinámicas - V
Aeronaves y Vehículos Espaciales
10 Fuerzas Aerodinámicas - VI
Coeficientes Adimensionales
La fuerzas aerodinámicas dependen en principio de muchos parámetros:
velocidad de la corriente incidente V∞, propiedades del aire no perturbado
densidad ρ, presión p∞, temperatura T, Viscosidad μ, geometría del perfil, ángulo de ataque α,
Para simplificar el problema y generalizar las soluciones (teoría de la semejanza física ->...
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