Centro de gravedad Ingeniería Aeroespacial

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INTRODUCCIÓN

En este documento tratare de exponer las características técnicas de mi planeador, así como poner al corriente al lector en lo que tratamos de estudiar y verificar con la realización del  mismo.

Abordare, primeramente el concepto de centro de gravedad, para así entender su importancia en la fabricación de un avión y posteriormente detallare también algunos otros requisitos técnicos muy necesarios para el vuelo estable.

El proyecto central consiste en la realización de un planeador de papel o cartón, del cual entrare a detalle más adelante, constituido de varios componentes, para en cada uno de ellos determinar centro de gravedad, y finalmente determinar el mismo del planeador completo, dato clave para que éste pueda volar correctamente, incluyendo la ubicación del centroide.

“El denominado centro de gravedad es el centro de simetría de masa, donde se intersecan los planos sagital, frontal y horizontal. En dicho punto, se aplica la resultante de las fuerzas gravitatorias que ejercen su efecto en un cuerpo.

El centro geométrico o centroide, por otra parte, concuerda con el centro de masa si el cuerpo tiene densidad uniforme (y, por lo tanto, es homogéneo) o si la proporción de la materia del sistema es simétrica.”

Propiedades del centro de gravedad:

En física, centroide, el centro de gravedad y el centro de masas pueden, bajo ciertas circunstancias, coincidir entre sí. En estos casos es válido utilizar estos términos de manera intercambiable (como sinónimos).

El centroide es un concepto puramente geométrico, mientras que los otros dos términos se relacionan con las propiedades físicas de un cuerpo. Para que el centroide coincida con el centro de masas, el objeto tiene que tener densidad uniforme, o la distribución de materia a través del objeto debe tener ciertas propiedades, tales como simetría.

Para que un centro de coincida con el centro de gravedad, el entronice debe coincidir con el centro de masas de un cuerpo u objeto, y éste debe estar bajo la influencia de un campo gravitatorio uniforme.

Un objeto apoyado sobre una base plana estará en equilibrio estable si la vertical que pasa por el centro de gravedad corta a la base de apoyo. Lo expresamos diciendo que el CG cae dentro de la base de apoyo.

Además, si el cuerpo se aleja algo de la posición de equilibrio, aparecerá un momento restaurador y recuperará la posición de equilibrio inicial. No obstante, si se aleja más de la posición de equilibrio, el centro de gravedad puede caer fuera de la base de apoyo y, en estas condiciones, no habrá un momento restaurador y el cuerpo abandona definitivamente la posición de equilibrio inicial mediante una rotación que le llevará a una nueva posición de equilibrio.

Importancia en la aviación:

La importancia de la situación del c.g. viene dada por su carácter determinante en cuanto a la estabilidad y seguridad del aeroplano. Un avión con su c.g. dentro de los límites tabulados es manejable, responde a los mandos en la forma prevista y vuela por tanto con seguridad, mientras que el desplazamiento del c.g. más allá de dichos límites puede volverlo inmanejable poniendo a sus ocupantes en grave riesgo.

Por esta razón, el piloto tiene la responsabilidad de no exceder el límite de peso y además que el c.g. resultante de la distribución del mismo permanezca dentro de los límites impuestos si no quiere verse envuelto en situaciones muy comprometidas.

A efectos de carga y centrado, la localización del c.g. del avión se realiza por su posición relativa respecto a dos ejes del avión: eje lateral (de un extremo a otro de las alas) y eje longitudinal (de la cola al morro), aunque tiene mucha más importancia su desplazamiento a una posición adelantada o retrasada sobre el eje longitudinal que su posición desplazada a la izquierda o la derecha sobre el eje lateral.

OBJETIVOS

El objetivo principal de la realización del proyecto es por supuesto el intentar calcular, con las ecuaciones de centro de gravedad, usando momento y coordenadas, el centro de gravedad de nuestro planeador para que logre tener un balance en vuelo y con este planear de forma equilibrada.

Con los conocimientos adquiridos en clase, debemos poner en práctica las ecuaciones de centro de gravedad, usando los conceptos ya antes vistos y así lograr el correcto balance.

Esta empresa se trata también de darnos una idea de todos los cálculos y especificaciones técnicas que se requieren para la fabricación de un avión real.

METODOLOGÍA

1.- Investigación y conceptualización: Periodo en el que me di la tarea de documentarme sobre el tema, viendo videos y leyendo sobre los diseños más eficientes y requerimientos técnicos de la aeronave.

Fecha: 15-17 de Mayo

Duración: 2 días

2.- Realización del primer diseño-plano de la aeronave: Inmediatamente procedí a realizar mis primeros diseños tomando en cuenta las recomendaciones técnicas investigadas.

Fecha: 18 de mayo

Duración: 1 día.

3.- Fabricación de prototipo: Comencé a fabricar mi primer prototipo a base de cartón ligero.

Fecha: 19-20 de Mayo

Duración: 2 Días

4.- Balanceo y Pruebas de vuelo del primer prototipo: Una vez terminado el prototipo, procedí a centrar y fijar el centro de gravedad y darle un balance un poco hacia adelante, y salí a volarlo.

Fecha: 20 de Mayo

Duración: 1 día

5.- Rediseño y corrección de detalles: Una vez hecha la primera prueba, tuve que mejorar y corregir algunos problemas que impedían el vuelo balanceado, le quite peso y mejoré la aerodinámica.

Fecha: 21-22 de Mayo

Duración: 2 días

6.- Elaboración de documento teórico y ecuaciones: Ya que voló de una manera un poco decente, procedí a realizar este documento junto con su teoría.

Fecha: 23 de Mayo

Duración: 1 día

7.- Entrega final: Presente el prototipo final con su respectivo documento y respaldo.

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