Diseño de un avion ultraligero para misiones medicas a zonas aledañas de dificil acceso

METODOLOGIA DE INVESTIGACIÓN 

Tercera entrega: Diseño Metodológico 

30/08/2020 

DISEÑO DE UN AVION ULTRALIGERO PARA MISIONES MEDICAS A ZONAS ALEDAÑAS DE DIFICIL ACCESO.  

Integrantes:

Jaime Celis Mejía 

Juan Camilo Rangel Holguín  

Eduardo Páez Arboleda 

5. DISEÑO METODOLOGICO 

En esta sección se hizo referencia esencialmente a la elección de la metodología a seguir, tipo de investigación y especialmente a las técnicas que se utilizaron para recoger los datos necesarios para el desarrollo del proyecto. Las técnicas utilizadas dependieron de los objetivos, de los recursos disponible y del tiempo disponible para realizar el proyecto. 

1. ENFOQUE Y TIPO DE INVESTIGACION 

La metodología por implementar será la investigación explicativa, usada como herramienta guía para el estudio de los objetivos, fenómenos y teorías que se presentarán en ellos. Esto permitirá una mayor comprensión sobre el diseño de un avión ultraligero, todas sus generalidades y correlaciones a implementar y estudiar, por medio de simulaciones donde se recolectará los parámetros requeridos para la máquina. Conduciremos la toma de muestras a las variables de los elementos o partes más importantes del avión, como será el fuselaje, las alas, el tren de aterrizaje y el sistema de transmisión de potencia o motor. 

1. TECNICAS Y ESTRATEGIAS PARA EL LOGRO DE LOS OBJETIVOS 

1. Definir los parámetros físicos, aerodinámicos y mecánica de fluidos, para determinar el peso de despegue, velocidad, altura de vuelo y centro de gravedad. 

En una primera instancia se determinará una idea global de lo que será la aeronave, teniendo en cuenta los parámetros principales como lo son perfil y configuración alar, el rango de operación de la aeronave, centros de gravedad, configuración y tipo de motores con el fin de buscar el mejor rendimiento deseado para la aeronave.  

Luego se estipulan las condiciones generales del proyecto y los objetivos que se quieren cumplir, para así llegar a un diseño conceptual y preliminar de una aeronave, teniendo en cuenta que los parámetros antes mencionados podrían ser modificados durante ese proceso debido algunos problemas presentados durante el desarrollo de este. 

1. Elegir los componentes estructurales, motrices y aerodinámicos. 

Para la selección de los componentes se tendrán en cuenta los siguientes pasos 

• Para la selección del perfil alar de la aeronave, se llevará acabo partiendo desde una línea base con 8 perfiles de diferentes nomenclaturas y coeficientes de sustentación. 
• Para el diseño del fuselaje se debe tener en cuenta el cálculo de la longitud, lo cual se encontrará con la ecuación de longitud del fuselaje y el coeficiente de volumen de la cola para encontrar las respectivas áreas de cola, para el estabilizador horizontal como estabilizador vertical. 
• Para la selección del empenaje se utilizará los tipos de configuración de cola más comunes con sus respectivas ventajas y desventajas y posteriormente se encontrará las dimensiones requeridas. 

• Para el tren de aterrizaje se seleccionará el más optimo basado por el peso de la aeronave y con ayuda de cálculos se encontrará las dimensiones de este. 
• Para la planta motriz se tendrá en cuenta la información recopilada en la línea base, el cuadro comparativo con los diferentes tipos de motores y los cálculos aerodinámicos sobre la resistencia al avance de la aeronave. 
• Los centros de gravedad de los componentes se calcularán teniendo en cuenta el peso de los materiales de fabricación y su función a cumplir. 

1. Simular mediante el software ANSYS el comportamiento estructural y aerodinámico de la aeronave.

Una vez seleccionado los componentes de la aeronave, se realizan los análisis pertinentes en laboratorios 

• Los cálculos aerodinámicos utilizando el software ANSYS para el análisis de comportamiento dinámico del fluido sobre la aeronave.  
• Con ayuda de especialistas se diseñarán y analizarán las partes correspondientes a la aeronave.  
• Se realizarán pruebas en estas áreas incluyendo la aerodinámica, los sistemas de propulsión; simulaciones tanto físico o eléctrico, con ayuda de un software. 

Es posible que algunos de los cálculos aerodinámicos descubran interferencias aerodinámicas indeseadas o problemas de estabilidad inesperados que son los que promueven cambios en la configuración de distribución. 

1. Desarrollar un análisis económico y ecológico comparativo de los posibles costos de producción respecto a los vehículos similares que se pueden encontrar en el mercado actualmente, con la finalidad de determinar la viabilidad de su construcción. 

Luego de determinar los costos de las partes y mano de obra necesarios para la posible realización de este proyecto de manera física, se debe hacer cotizaciones de aeronaves similares en Colombia y el extranjero teniendo en cuenta los posibles costos de importación. Después se debe comparar las prestaciones de cada aeronave en el mercado con el modelo en las que destacan la autonomía, peso, capacidad, velocidad crucero, velocidad máxima velocidad de Stall o de caída, peso vacío y carga útil. Otro aspecto importante es el costo de mantenimiento y factibilidad de repuestos, lo cual nos debe permitir tomar la decisión de si es viable su construcción o no por el lado económico. Por otra parte, se debe tener en cuenta la contaminación que generaría su construcción y operación. 

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