MECÁNICA AERONÁUTICA

[pic 1] 

MECÁNICA AERONÁUTICA  

DOCENTE: ING. LUIS ANGEL COELLO TAPIA 

APELLIDOS Y NOMBRES: SHEHAB MAKI MOHAMMAD HATEM 

ASIGNATURA: Controles de Ala Fija y Helicóptero [pic 2]

NRC: 8668

FECHA DE ENTREGA: 20/01/2023

1. TEMA 

▪ Proyecto Integrador Segunda Fase

2. OBJETIVO GENERAL 

▪ Elaboración de un modelo aeronáutico experimental empleando los principales conceptos de aerodinámica al igual de leyes físicas y poniendo en práctica los conocimientos de clase, el cual dará como fin la fabricación de un aeroplano.

3. OBJETIVOS ESPECIFICOS 

• Indicar la construcción del modelo aeronáutico experimental además de los diferentes conceptos que se aplicaran para la elaboración del mismo.
• Explicar detalladamente los pasos a seguir en la elaboración del proyecto, además de incluir las ventajas y desventajas de nuestro modelo aeronáutico.  
• Justificar los diferentes cálculos que se necesitaran para el modelo aeronáutico y principios de aerodinámica, el cual se dará con demostración, una prueba de vuelo ya sea proporcional o no.

4. HIPOTESIS 

    Analizar qué tan eficaz es el perfil aerodinámico empleado en la construcción del aeromodelo, incluyendo que tan específicos son los cálculos empleados para resaltar los coeficientes de sustentación y resistencia tanto para el perfil aerodinámico como la planta alar del modelo aeronáutico, he incluso evidenciar que tan efectivo es realizar el peso y balance además de buscar el centro de gravedad para garantizar el perfecto flujo y aerodinámica del aeromodelo.

5. DESARROLLO 

5.1 AERONAVE EXPERIMENTAL 

    Una aeronave experimental es una aeronave que no fue completamente probada en vuelo, las aeronaves experimentales también son aquellas que vuelan con un certificado experimental, a veces se confunden las aeronaves experimentales con aeronaves caseras, aunque muchas aeronaves caseras llevan el certificado experimental, hay muchas aeronaves que son construidas con fines experimentales pero que no son caseras en si una aeronave construida para algunos de los siguientes propósitos: investigación y desarrollo, demostraciones de cumplimiento de requisitos de aeronavegabilidad, entrenamiento de tripulación o recreación. (DGAC, 2010)

[pic 3] 

Imagen 1 Planeador Cacero

5.2 DISEÑO Y CALCULO DEL MODELO AERODINAMICO 

4.2.1. FUSELAJE 

    El fuselaje es el cuerpo estructural de la aeronave, que aloja a los pasajeros o carga y combustible, junto con los sistemas y equipos, se considera la parte central por que a ella se acoplan directamente o indirectamente el resto de los componentes como las superficies aerodinámicas, el tren de aterrizaje y el grupo motopropulsor.  

    Para la construcción de mi modelo aerodinámico tendrá una longitud de 37,5 cm de largo y una altura de 5 cm con un espesor de 1cm.

[pic 4] 

Imagen 2 Plano Fuselaje

[pic 5] 

Imagen 3 Fuselaje

4.2.2. ALAS 

Las alas, constituidas por una superficie aerodinámica que le brinda sustentación al avión debido al efecto aerodinámico, provocado por la curvatura de la parte superior del ala (extradós) que hace que el aire que fluye por encima de esta se acelere y por lo tanto baje su presión (creando un efecto de succión), mientras que el aire que circula por debajo del ala que en la mayoría de los casos es plana o con una curvatura menor y a la cual llamaremos intradós, mantiene la misma velocidad y presión del aire relativo, pero al mismo tiempo aumenta la sustentación ya que cuando este incide sobre la parte inferior del ala contribuye a la sustentación, fuerza que contrarresta la acción de la gravedad. (HOTELIER, s.f.)

 Para la construcción del modelo optare por un ala de forma trapezoidal y con una configuración de ala media con diedro negativo, el cual medido de punta a punta del ala tendrá una medida de 37,5 cm aproximadamente.

4.2.2.1. PERFIL AERODINÁMICO 

Un perfil aerodinámico es una superficie sustentadora muy eficiente capaz de generar la fuerza de sustentación necesaria y al mismo tiempo una resistencia aerodinámica pequeña, cuando un perfil aerodinámico se desplaza por el aire, altera la presión del aire alrededor de su superficie. Las características generales en un perfil aerodinámico son: borde de ataque y borde de salida, extradós e intradós, la cuerda y por último la línea de curvatura. (AEROESPACIAL, 2009)

4.2.2.2. PERFIL NACA 

Para el perfil alar optare por un NACA de 4 dígitos el cual será (NACA 1405) el cual será:

1. 1% de curvatura
2. 40% de distancia desde el borde de ataque al punto de máxima curvatura. 3-4) 05% de espesor

[pic 6]

Imagen 4 NACA 1405  (Tools, s.f.)

[pic 7] 

Imagen 5 Plano Alas

[pic 8] 

Imagen 6 Planta Alar

4.2.2.2. CALCULO COMPLEMENTARIO 

El cálculo necesario que nos ayudara a realizar comprobaciones de que si el perfil aerodinámico será de gran ventaja o desventaja para el aeromodelo que se realizara, en este punto constaran los cálculos del coeficiente de sustentación y el coeficiente de rozamiento que se aplicara en el perfil aerodinámico, a su vez del análisis del ala y la aeronave completa.

[pic 9] 

Imagen 7 Calculo para ala Trapezoidal

• Coeficiente de Sustentación (Perfil Aerodinámico)

[pic 10]𝐶𝐶𝑙 

ℒ = [pic 11] (1.225𝑘𝑔/𝑚3) (0.0875𝑚/𝑠)2(7𝑐𝑚) (1.5) 

ℒ = 0.0494𝑁 

 Coeficiente de Resistencia (Perfil Aerodinámico)

[pic 12]𝐶𝐶𝑑 

[pic 13]

δ = 0.026N [pic 14]

• Coeficiente de Sustentación (Planta Alar)

[pic 15]

L = 1.89𝑁 

• Coeficiente de Resistencia (Planta Alar)

[pic 16]

D = 1.011𝑁 

[pic 17] 

Imagen 8 Hipótesis planteada C.Suestentación y C.Rozamiento

4.2.3. EMPENAJE 

El empenaje es la parte posterior de todo artefacto volador, esté tripulado o no, sea portador de pasajeros o no, el término solo se aplica a aquellos aparatos que se desplazan a través de la masa de aire que los rodea y en los que pueda identificarse una configuración anteroposterior diferenciada, es decir, por un lado, una zona anterior o morro, la que hiende el aire en el sentido del desplazamiento, y por otro lado una zona posterior o zona de cola. (Nicolás José Castro Latorre, 2013)

...