Aerodinámica y Estructuras de Aeronaves: Conceptos Esenciales

Parte 1: Aerodinámica

Efecto Suelo

Se denomina efecto suelo al fenómeno aerodinámico que sucede cuando un cuerpo, con una diferencia de presiones entre la zona que hay por encima de él y la que hay por debajo, está muy cerca de la superficie terrestre. Esto provoca unas alteraciones en el flujo de aire que pueden aprovecharse en diversos campos.

Mandos de Vuelo de un Helicóptero

• Paso colectivo
• Palanca de gases
• Paso cíclico
• Pedales de antipar

Batimiento y Arrastre

La relación que existe entre estas dos articulaciones es que el batimiento suprime los esfuerzos de flexión verticales a nivel del pie de pala y también los crea de flexión horizontales en el pie de pala. El arrastre suprime los esfuerzos horizontales provocados por el batimiento y los crea de flexión alternados, generadores de fatiga.

Tipos de Resistencia

• Parásita:
  • Resistencia de forma o de perfil
  • Resistencia de interferencia
• Inducida: vórtices de punta de ala

Ejes de una Aeronave y Movimiento

• Longitudinal (alabeo)
• Lateral (cabeceo)
• Vertical (guiñada)

Estabilidad Lateral

La estabilidad lateral, o alabeo, se consigue principalmente mediante el ángulo hacia arriba formado por el ala y el eje lateral de la aeronave (diedro). Las aeronaves de ala alta están diseñadas con menos diedro que una aeronave típica de ala baja.

Número de Mach

Es la relación entre la velocidad de la aeronave y la velocidad del sonido, M = Vr/Vc.

Efecto de Ala en Flecha

Aumenta el número de Mach crítico mediante una disminución efectiva de la relación de espesor del ala.

Mandos de Vuelo

• Primarios: alerones, timón de profundidad y de dirección
• Secundarios: aletas sustentadoras
• Auxiliares: flaps, spoilers, frenos aerodinámicos, slats y slots

Capa Límite

Conjunto de capas de un fluido en movimiento que entran en contacto con un cuerpo. Van desde la que tiene velocidad cero hasta la que tiene velocidad libre. El espesor va aumentando conforme avanza por la superficie. Puede ser laminar y turbulento.

Componentes de un Helicóptero

• Articulaciones: arrastre, batimiento, de paso
• Rotor principal: totalmente articulado, semirrígido, rígido
• Sistema antipar: Fenestron, NOTAR
• Tren de aterrizaje: patines, flotadores, patines para nieve o terreno blando, ruedas
• Sistema motopropulsor: alternativo, turbina de gas
• Transmisión

Parte 2: Estructuras y Seguridad

Safe Life (Vida Segura)

Sin resistencia residual. No se inspecciona. Vida limitada. Se suele usar en aeronaves militares.

Tolerante al Daño

Resistencia residual. Umbral e intervalo de inspección. Vida limitada por la vida económica de la aeronave.

Fail Safe (A Prueba de Fallos)

Muy común a la safe life. Uso redundante de sistemas. Basado en la existencia de un camino alternativo para soportar la carga si el componente principal de la estructura resulta dañado.

Componentes Estructurales

• Larguero
• Larguerillo
• Revestimiento
• Costilla
• Placas o almas
• Herrajes
• Cuaderna

Estructuras

• Fuselaje
• Alas
• Estabilizadores
• Superficies de mando de vuelo
• Tren de aterrizaje

Líneas de Referencia

• Butt Line (BL): Anchura
• Water Line (WL): Altura
• Center Line (CL): Estaciones

Carga de un Avión

Un avión se carga por fricción o por inducción.

Sistemas de Protección

Revestimiento de aluminio.