PROYECTO DE AERODINÁMICA

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JOEL ALEJANDRO ESTRADA FELIX[pic 2]

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SEGUNDA ETAPA

PROYECTO DE AERODINÁMICA

Hermosillo Sonora a 15 de Octubre de 2022

Para una buena determinación del perfil es necesario conocer las condiciones de presión, densidad, viscosidad temperatura y velocidad del sonido, en caso de que se requieran los datos. Con las especificaciones establecidas podemos determinar ahora estos valores basándonos en la tabla de la atmósfera.

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Utilizando el método de interpolación obtenemos que:

P= 0.00045444150 N/m2 T= 284.9 °K p= 1.16835 Kg/m3 u= 0.0000177365 Kg/ms a= 338.36 m/s

Gracias a que se puede conseguir la velocidad del sonido a esta altura dada, podemos determinar el número de Mach dado por

M=Velocidad del avión/velocidad del sonido=25/338.36

M=0.0738

[pic 4]Este        dato        puede        ser        de        utilidad        para        la

selección de perfiles aerodinámicos, puesto que nos dan opciones para elegir perfiles dentro de los subsónicos incompresibles. Además mediante la fórmula de levantamiento, podemos determinar el coeficiente de levantamiento mínimo necesario para levantar los 20 kg solicitados. De la siguiente manera:

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Para facilidad de cálculos y sabiendo que el ala solo debe de soportar 20 kg sin necesidad de más operaciones se harán los cálculos de una ala trapezoidal y rectangular, sin embargo se diseñará y analizará el ala rectangular. Pero existen varias configuraciones de alas con sus ventajas y desventajas dependiendo de las operaciones o condiciones a las que se someterá la aeronave. Una de las ventajas de estas trapezoidales es que es más eficiente que el ala recta, reduce los momentos de flexión y la resistencia inducida por sustentación

Una de las desventajas principales es que se suele colocar un tipo de perfil en la raíz y otro en la punta del ala, esto con el fin de evitar problemas con el downwash.

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Una vez teniendo la cuerda aerodinámica media de las dimensiones de las alas, podemos proceder a calcular el número de Reynolds este nos servirá para seleccionar el perfil aerodinámico.

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Ya con el Número de Reynolds establecido se analizarán dos perfiles aerodinámicos candidatos para el ala a realizar. teniendo en cuenta los siguientes factores.

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Los perfiles que se analizarán serán, NACA 2412 y NACA 4415 con un número de Reynolds de

500,000. Empezaremos analizando las gráficas del NACA 4415.

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Guiándonos con los parámetros que nos ofrece la tabla podemos concluir con algunas cosas del NACA 4415: El Clmax del ala se presenta a los 15 grados y da un valor de 1.5, debido a que nuestro Cl requerido es aproximadamente 0.4 es completamente viable en este sentido además de tener una dependiente relativamente estable y una curvatura de desplome suave. Suponiendo que agarramos un valor de 5 grados nuestro Cl del perfil nos da un valor de 1 (todavía superando al valor necesario calculado para levantar los 20 kg). Analizando la primer gráfica (Cl v Cd) obtenemos un Cdmin con un valor de 0.01. Utilizando todavía los 5 grados vemos en la tercera gráfica (Cl/Cd v Alpha) que tenemos un valor alto de fineza aerodinámica. Después observando la gráfica número 5 (Cm v Alpha) y usando los mismos grados para el análisis vemos que el Cm cuenta con un valor de -0.10. Debido a que este debe de ser lo más cercano a cero posible, aquí es donde entran las demás superficies del avión para darle estabilidad.

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