Determinar la longitud posible para sobrevolar el terreno a baja altitud

Alfredo García Garnica, 201437

José Pablo Lara Robles, 2014370281

Josué Muñoz Jaimes, 2014370256

Aerodinámica, 5AM1

13 de marzo de 2016

Proyecto LAPES (Low altitude parachute extraction system)

Introducción

LAPES (Low altitude parachute extraction system) es un sistema de extracción con paracaídas a baja altitud. Este método es muy útil cuando se desean dejar cargas en poco tiempo o en situaciones o terrenos que no permiten el aterrizaje. blah blah. En la imagen 1 se muestra un ejemplo de LAPES.

En este proyecto se requirió dejar una carga de municiones con un peso de 20,000 kgf en las coordenadas 34 10’10.66’’ N 73 14’25.31’’ E por medio de LAPES con paracaídas con un coeficiente de arrastre CD=1.31 lanzado desde un avión C-130 “Hércules” en una noche promedio de invierno en dicha ubicación y con un viento de 22 nudos a 67.5 grados.

Objetivo general

Desplegar y entregar la carga de 20,000 kgf de municiones por medio de LAPES de acuerdo a las condiciones del terreno, ambientales y, por lo tanto, de vuelo de la aeronave permisibles. De acuerdo a esto, escoger el diámetro del o los paracaídas necesarios, el cable necesario y su resistencia para conectar las municiones y el paracaídas, y la forma de extracción del paquete (tiempo de extracción, cantidad de paracaídas, número de extracciones para extraer la carga total).

Objetivos particulares

Determinar la longitud posible para sobrevolar el terreno a baja altitud (2m)

Determinar, de acuerdo a las condiciones ambientales, la velocidad mínima (velocidad de pérdida) a la que el avión puede volar sobre el terreno para desplegar la carga

De acuerdo a la velocidad mínima y la longitud posible para volar a baja altitud, determinar el tiempo de vuelo a baja altitud

Determinar la fuerza que debe aplicar el o los paracaídas en el paquete para lograr su desaceleración hasta una velocidad razonable para su contacto con el terreno

Datos

W=Peso=20,000kgf

CD=1.31

Altura de vuelo=h=2m

Coordenadas:

34 grados 10 minutos 10.66 segundos Norte

73 grados 14 minutos 25.31 segundos Este

Viento: 22 nudos (11.3178 m/s) a 67.5 grados

Desarrollo

De acuerdo a los datos proporcionados, primero se investigó la ubicación. Para esto se usaron los programas de Google: Google Earth y Google Maps. La ubicación es en el Medio Oriente, en Pakistán, la provincia de Khyber Pakhtunkhwa, en la ciudad de Abbottabad con una elevación de 3912 pies o 1,192.378 metros como se muestra en la imagen 2.

Posteriormente, con ayuda de Google Maps, se obtuvo la temperatura de una noche de invierno en Abbottabad a las 02:46 horas. La temperatura obtenida fue de 45° Fahrenheit, 7.22° Celsius, como se muestra en la imagen 3.

Comparando la elevación y la temperatura de Abbottabad con la tabla del apéndice A del libro Introduction to Flight, se puede observar que en la tabla a una elevación de 1,200 metros se tienen 280.36 K (7.21° Celsius), casi la misma temperatura que se encontró en Google Maps. Con los datos de la elevación y la temperatura se prosiguió a obtener la presión a dicha altitud que fue de 8.7718 N/m2. Así, la densidad obtenida fue de 1.0900 kgm/m3, 0.1111 UTM/m3. Una vez obtenida la densidad, se puede calcular la velocidad mínima (velocidad de desplome) a la que el C-130 puede volar. Para esto, se utilizaron dos métodos distintos para calcularla. En el primer método usado que es _____ se obtuvo que la velocidad mínima era de 55.2 m/s. Para el segundo método se utilizó la ecuación:

V_stall=√(2/(ρ*C_(l

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