Cálculo De Aviones

Calculo de Aviones

Author: Guillem Borrell

Revision: 0.9

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Indice de contenidos

0. Cuestiones preliminares

Objetivo de la asignatura

Bibliografa

Anteproyecto de Avion

Para aprobar la asignatura...

1. Concepto y contenido de la asignatura

El proyecto de un avion. Fases del proyecto

Certicacion

2. Aspectos economicos

Factores que in

uyen en la adquisicion de un avion

Economa del avion

Actuaciones del avion

Fabricante

Otros factores

Costes asociados a la explotacion de un avion comercial para una lnea aerea

DOC

Contribuciones

Criterios de Reduccion

Factores que reducen el DOC

Precio del avion

3. Conguracion general de un avion de transporte subsonico

Introduccion

Fuselaje

Ala

Ala alta

Ala media

Ala baja

1

Efecto de la localizacion del ala

Conguracion interior

Seguridad

Actuaciones y condiciones de vuelo

Aspectos estructurales

Planta propulsora

Seleccion del tipo

Seleccion del numero de motores

Posicion de los motores

Seleccion nal del motor

Supercies de cola

Tren de Aterrizaje

4. Arquitectura de Aviones

Introduccion

Arquitectura del Fuselaje

Proposito

Cargas sobre el fuselaje

Estructura basica

Arquitectura del ala

Revestimiento

Largueros

Costillas

Tanques de combustible

Arquitectura de la cola

Cola convencional

Cola en T

5. Dise~no del fuselaje

Introduccion

Disposicion de la cabina en aviones de transporte

Dise~no en planta de las cabinas

Accesos, evacuacion y servicios del avion en tierra

Dimensionado

6. Polar del avion

Introduccion

Terminologa de la resistencia aerodinamica

Calculo Practico de CD0

Calculo practico de '

Reduccion de la resistencia aerodinamica

Reduccion del CD0

7. Actuaciones en vuelo horizontal

2

Condiciones de Crucero

Coeciente de sustentacion optimo para vuelo horizontal

Variacion del cj con el Mach de vuelo

Empuje necesario para el crucero

8. Actuaciones en pista y en subida

Estimacion de la distancia de despegue

Metodo para la estimacion de la distancia de despegue

Aterrizaje

Actuaciones en subida

9. Pesos del avion

Introduccion

Estimacion inicial de los pesos del avion

Carga de pago

Peso vaco operativo

Peso de combustible

Estimacion del peso de combustible para reservas

10. Dimensionado inicial

Punto de dise~no

Criterios para seleccionar el punto de dise~no

Dimensionado del ala

Supercies de cola

Disposicion del tren de aterrizaje

11. Diagrama de pesos-alcances

Obtencion del diagrama PL-R

Utilidad del diagrama PL-R

12. Dise~no de alas en regimen subsonico

Introduccion

Actuaciones del avion

Comportamiento ante rafagas

Entrada en perdida de perles y alas

Propiedades de los perles frente a la perdida

Entrada en perdida del ala

Comportamiento en subsonico alto

Comportamiento de perles

Efecto de la

echa en el ala

Bataneo

13. Seleccion de parametros geometricos del ala

Forma en planta del ala

3

Alargamiento

Espesor Relativo

Parametro de estrechamiento 

Parametro de torsion 

14. Dispositivos hipersustentadores y supercies de mando en el ala

Consideraciones generales

Dispositivos hipersustentadores

Flap de intrados o split

ap

Flap simple

Flap Fowler

Flaps ranurados

Eleccion del dispositivo hipersustentador

Dispositivos hipersustentadores de borde de ataque

Comportamiento aerodinamico

Alerones

Spoilers

15. Distribucion de pesos y centrado

Introduccion

Flexibilidad y restricciones en la posicion de la carga de pago

Pasajeros

Mercancas

Combustible

Efecto de la disposicion general

Centrado del avion

16. Supercie horizontal de cola

Funciones

Estabilidad estatica longitudinal

18. Cargas del tren sobre las pistas

Introduccion

Tipos de pistas

Metodo LCN/LCG

Metodo ACN/PCN

19. Tren de aterrizaje

Introduccion

Disposicion del tren de aterrizaje

20. Seguridad en la aviacion

Introduccion

Accidentes e incidentes

4

Segurdad en la aviacion

Prevencion de accidentes

Investigacion de accidentes

A. Parametros caractersticos de alas

B. Practicas de laboratorio

C. Preguntas tpicas de examen

0. Cuestiones preliminares

Objetivo de la asignatura

Capacitar a losalumnos para llevar a cabo dise~no preliminar de aviones de transporte, con especial

atencion al desarrollo de la conguracion y la aeronavegabilidad. La asignatura se centrara en el ambito

de los aviones de transporte de pasajeros.

Las fases principales del dise~no de un avion son por orden cronologico:

1. Dise~no conceptual

2. Dise~no preliminares

3. Dise~no detallado

Esta asignatura se centra en el dise~no conceptual y el preliminar sin llegar al dise~no detallado. En

esta fase el desarrollo de la conguracion se centra en el aspecto externo del avion y el dise~no para

cumplir los requisitos del proceso de certicacion (aeronavegabilidad).

Bibliografa

Hay dos ttulos principales:

Roskam, J. Airplane Design (1985). Es una enciclopedia del calculo de aviones. No se para a

justicar las formulas, solo pretende ser un manual.

Torenbeek. E. Synthesis of Subsonic Airplane Design. (1976). Se parece mas a un libro de

texto que el Roskam pero la tipografa es muy deciente y algunas veces se va por las ramas.

Ademas, como informacion adicional las siguientes revistas merecen la pena.

 Aviation Week and Space Technology

 Flight International.

 AIAA Journal

 Journal of Aircraft.

Las dos primeras son divulgativas y tienen interes para el anteproyecto. Las dos siguientes son mas

cientcas y no tan utiles.

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Anteproyecto de Avion

Existe la posibilidad de realizar un trabajo voluntario, un anteproyecto del dise~no de un avion. Es un

trabajo voluntario que puede ser realizado de dos formas distintas.

1. En grupos de cuatro a seis personas. Debe ser entregado antes de las 13:0 horas del 20 de

Diciembre, ampliable al 9 de Enero a la misma hora previa peticion del grupo.

2. De forma individual (si lo desea) para los alumnos que quieran hacer el proyecto de avion

como PFC.

El proyecto hara media con la nota del examen nal en la nota de la asignatura, siempre para sumar

y siempre en el caso que se haya aprobado el examen.

Al nal del guion de la asignatura se encuentra una referencia de como realizar las tablas de aviones

semejantes, parte importante del anteproyecto.

Para aprobar la asignatura...

 Es necesario haber realizado y superado las practicas de laboratorio

 Aprobar el examen nal, para lo que se requiere:

{ Figurar en las actas

{ Superar la puntuacion mnima de todas las preguntas (normalmente de 3 puntos)

Los errores graves pueden puntuar negativamente. La coleccion de problemas de la asignatura

contiene problemas de examenes recientes que pueden servir como referencia.

1. Concepto y contenido de la asignatura

El proyecto de un avion. Fases del proyecto

El comienzo del proyecto de un avion surge por demanda de un cliente o por un estudio de mercado

elaborado por la propia empresa. Los fabricantes forman entonces un grupo de tabajo o grupo de

proyecto para elaborar el avion. El proceso de dise~no consta de tres fases:

Dise~no conceptual A cargo de une quipo peque~no de la ocina de proyectos que establece un mnimo

de especicaciones iniciales y conguraciones posibles. Es un proceso creativo que culmina con

un espacio de conguraciones posibles con nula o pobre precision en los resultados.

Dise~no preliminar Es un proceso de optimizacion de los resultados obtenidos durante el dise~no conceptual.

Es durante este proceso cuando se escoge una de las posibles conguraciones que sera la

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denitiva del avion, es lo que se conoce como conguracion congelada. Una vez dado este paso se

espera que el contratista la acepte o se produzca una buena acogida por parte del mercado. Desde

el inicio del dise~no conceptual hasta la conguracion nal pueden pasar de tres a varios a~nos.

Aceptacion del mercado La aceptacion del mercado se expresa mediante las reservas de compra que

se produzcan. El exito del proyecto depende de las ventas del avion, si no hay una buena acogida

al proyecto por parte del mercado no se sigue con el. Si se llega a la cantidad necesaria de reservas

se pasa al proceso de dise~no detallado en el que se concreta la precision hasta el nivel de la pieza.

Certicacion

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