aerodinamica 1

Aerodinámica – Física I

Aerodinámica

Lorena Fernández Fernández FÍSICA I—1º ITIQI

1


1. AERO AERODI DINÁ NÁMI MICA CA:: 1.1. 1.2. 1.3. 1.4. 1.5. 1.6. 1.7. 1.8. 1.9. 1.10.

Definición. (pág.4) Teorema Teorema de de Bernou Bernoulli. lli. (pág.4) (pág.4) Resistencia aerodinámica. (pág.6) Rozamiento aerodinámico. (pág.7) Efecto Ventura. (pág.7) Perfil aerodinámico. (pág.8) Supersónica. (pág.8) Ondas de choque. (pág.9) Maximización de la eficiencia. (pág.10) Regla de las superficies. (pág.10)

2. AERO AERODIN DINÁM ÁMICA ICA EN AVIO AVIONES NES:: 2.1. Principio de vuelo. (pág.11) 2.2. Sustentación. (pág.11)

- Variables que influyen en la sustentación. 2.3. Resistencia. (pág.12) 2.4. Pérdida. (pág.13) 2.5. Viento relativo. (pág.13) Trayectoria ia de vuelo. vuelo. (pág.14) (pág.14) 2.6. Trayector 2.7. Ángulo de ataque. (pág.14) 2.8. Fuerzas a las que está expuesto un avión durante el vuelo. (pág.14) 2.9. Centro de garvedad. (pág.15) 2.10. Centro aerodinámico. (pág.15) 2.11. Centro de gravedad y centro aerodinámico. (pág.16) 2.12. Inconvenientes por la carga. (pág.16)

PÁGINAS WEB: 2


www.fisicanet.com Wilkipedia www.fisicahoy.com www.sc.ehu.es/sbweb/fisica www.lawebdefisica.com

AERODINÁMICA DEFINICIÓN: La aerodinámica es la rama de la mecánica de fluidos que estudia las acciones que aparecen sobre los cuerpos sólidos cuando existe un movimiento relativo entre éstos y el fluido que 3


los baña, siendo éste último un gas y no un líquido, caso éste que se estudia en hidrodinámica. hidrodinámica. Algunos ejemplos del ámbito de la aerodinámica son el movimiento de un avión a través del aire, las fuerzas que el viento ejerce sobre una estructura o el funcionamiento de un molino de viento. A la importancia propia de la aerodinámica hay que añadir el valor de su aportación a la aeronáutica. De acuerdo con el número de Mach o velocidad relativa de un móvil con respecto al aire, la aerodinámica se divide en subsónica y supersónica según que dicho número sea inferior o superior a la unidad. Hay cierta rtas leyes de la ae aero rod diná inámic mica, aplicab icablles a cualquier objeto moviéndose a través del aire, que explican el vuelo de objetos más pesados que el aire. Para el estudio del vuelo, es lo mismo considerar que es el objeto el que se mueve a través del aire, como que este objeto esté inmóvil y es el aire el que que se mueve ueve (de (de esta sta ult ultima ima form forma a se prue prueba ban n en los los túneles de viento prototipo de aviones)

TEOREMA DE BERNOULLI: Una de las leyes fundamentales que rigen el movimiento de los fluidos es el teorema de Bernoulli . Este teorema fue formulado en 1738 por el matemático y físico Daniel Bernoulli y enuncia que se produce una disminución de la presión de un fluido (líquido o gas) en movimiento cuando aumenta su velocidad. El teorema afirma que la energía total de un sistema de fluidos con flujo uniforme permanece constante a lo largo de la trayectoria de flujo. Puede demostrarse que, como consecuencia de ello, el aumento de velocidad del fluido debe verse compensado por una disminución de su presión. Este explica, por ejemplo, la fuerza de sustentación que acttúa sobre el ala ac ala de un avió avión n en vue vuelo. Un ala (o plano aerodinámico) está diseñada de forma que el aire fluya más rápidamente sobre la superficie superior que sobre la inferior, lo que provoca una disminución de presión en la superficie de arriba con respecto a la de abajo. Esta diferencia de presiones proporciona la fuerza de sustentación que mantiene el avión en vuelo. Los coches de carrera son muy bajos con el fin de que el aire se desplace a gran velocidad por el estrecho espacio entre 4


la ca carr rroc ocer ería ía y el suel suelo. o. Esto Esto re redu duce ce la pres presió ión n deba debajo jo del del vehículo y lo aprieta con fuerza hacia abajo, lo que mejora el agarr agarre. e. Estos Estos co coche chess tamb tambié ién n llev llevan an en su part parte e trase trasera ra un plano aerodinámico con forma de ala invertida para aumentar la fuerza contra el suelo. El teorema se aplica al flujo sobre superficies y se desprende de aquí que:

PRESION + VELOCIDAD = CONSTANTE Para que se mantenga esta constante k , si una partícula aumenta aumenta su velocidad velocidad v será a costa de disminuir su presión p, y a la inversa. Puede demostrarse fácilmente este teorema si tomamos una tira ira fina de papel, la colocam amo os junt junto o a los los labio abioss y soplamos. En el momento que se produce el movimiento del aire, la presión sobre este flujo disminuye y por debajo de este aumenta, levantando la tira de papel.

El teorema de Bernoulli se suele expresar en la forma p+1/2dv² = constante, deno denomi miná nánd ndos ose e al fact factor or p presión estática y al factor 1/2dv² presión dinámica p + 1/2 dv² = k; 1/2 dv² = pd

p=presión en un punto dado. v=velocidad en dicho punto.

d=densidad del fluido. pd=presión dinámica.

Se puede considerar el teorema de Bernoulli como una derivación de la ley de conservación de la energía. El aire esta dotado de presión p, y este aire con una densidad d fluyendo a una una velo veloci cida dad d v co cont ntie iene ne energ nergía ía ciné inética ica lo mism mismo o que que cualquier cualquier otro objeto en movimiento movimiento (1/2 dv²=energía dv²=energía cinética). cinética). 5


Según la ley de la conservación de la energía, la suma de ambas es una constante: p + (1/2dv²) = constante. A la vista de esta ecuación, ión, para una una mism sma a densid sidad (as asu umim mimos que las partículas de aire alrededor del avión tienen igual densidad) si aumenta la velocidad v disminuirá la presión p y viceversa. Enfo Enfoca cando ndo es este te teore teorema ma desde desde otro otro punt punto o de vist vista, a, se puede afirmar que en un fluido en movimiento la suma de la presión estática pe (la p del párrafo anterior)más la presión dinámica pd, denominada presión total pt es constante:

pt=pe+pd=k de donde se infiere que si la presión dinámica (velocidad del fluido) se incrementa, la presión estática disminuye. En resumen, que si las partículas de aire aumentan su velocidad será a costa de disminuir su presión y a la inversa, o lo que es lo mism mismo o: par ara a cualq alquie uier parce rcela de aire aire,, alt alta velo velocid cidad ad impli implica ca baja baja pres presió ión n y baja baja veloc velocida idad d supon supone e alta alta presión. Esto ocurre a velocidades inferiores a la del sonido pues a partir de esta ocurren otros fenómenos que afectan de forma importante a esta relación.

RESISTENCIA AERODINAMICA: La forma de un objeto afecta enormemente a la resistencia al movimiento que ejerce el aire sobre él. Por ejemplo, una esfera, y sobre todo una superficie cuadrangular (abajo), obligan al aire a cambiar de dirección, con lo que frena al objeto. Un plano aerodinámico apenas perturba el aire, por lo que sufre poca resistencia al avance. Otro aspecto impo mportan rtantte de la ae aero rod dinám námica es la resistencia al avance que experimentan los objetos sólidos que se mue mueven ven a tra ravé véss del aire aire.. Po Porr ejem jemplo plo, las las fue fuerzas rzas de resistencia que ejerce el aire que fluye sobre un avión deben ser sup super era adas das por por el empuj mpuje e del del re reac acttor o de las las héli hélice ces. s. La resi re sist sten enci cia a al avan avance ce pued puede e re redu duci cirs rse e sign signif ific icat ativ ivam amen ente te empl em plea eand ndo o form formas as ae aero rodi diná námi mica cas. s. Cuan Cuando do el obje objeto to no es tota totalm lment ente e ae aerod rodin inámi ámico co,, la re resis siste tenc ncia ia aument aumenta a de forma forma 6


aproximadamente proporcional al cuadrado de su velocidad con resp re spe ecto cto al aire aire.. Po Porr ejemp jemplo lo,, la pot potenc encia nece necesa sari ria a para para propulsar un coche que avanza de forma uniforme a velocidades media me diass o alta altass se em empl plea ea fund fundame ament ntalm alment ente e en super superar ar la resistencia del aire.

ROZAMIENTO AERODINÁMICO: Cuando un objeto se desplaza a través de un fluido, el valor del rozamiento depende de la velocidad. En la mayoría de los objetos de tamaño humano que se mueven en agua o aire (a velocidades menores que la del sonido), la fricción es prop propor orci cion onal al al cuad cuadra rado do de la velo veloci cida dad. d. En es ese e ca caso so,, la segu se gund nda a ley ley de Ne Newt wton on se co convi nviert erte e en: en: La consta constante nte de proporcionalidad proporcionalidad k es característica de los dos materiales en cuestión y depende del área de contacto entr entre e am amba bas s supe superf rfic icie ies, s, y de la form forma a má más s o meno menos s aerodinámica aerodinámica del objeto en movimiento.

7


EFECTO VENTURI: Otro científico, Giovanni Battista Venturi, comprobó experimentalmente que al pasar por un estrechamiento las partículas de un fluido aumentan su velocidad.

PERFIL AERODINÁMICO: Un cuerpo que posee una forma tal que permite aprovechar aprovechar al máximo las fuerzas originadas por las variaciones variaciones de veloc locida idades y pre ressiones nes de una corri rriente nte de aire se denomina perfil aerodinámico. Si realizamos un ejemplo gráfico tomando dos partículas que se mueven a una velocidad de 90 Km/h, y con una presión de 1 Kg/cm2, ante ntes de la pertur rturb bac aciión orig rigina inada por la introducción del perfil aerodinámico. Entre la parte superior del per erfi fill y la líne línea a re rect cta a supe superi rior or hori horizo zont ntal al se pro rod duce uce una una reducción de espacio, logrando un aumento de la velocidad del aire, mientras que en la parte inferior del perfil el recorrido de las partículas es horizontal, no modificando la corriente del aire. Puede observarse entonces que la partícula (1) aumenta su velocidad a 90,3Km/h 90,3Km/h (efecto Venturi) y la presión disminuye disminuye a 0,7 kg/cm2 (efecto Bernoulli). La part partíc ícul ula a (2) (2) al no vers verse e modi modifi fica cada da por por el perf perfil il mantiene una velocidad de 90 Km/h y una presión de 1 Kg/cm2. Por lo tant anto se puede obse serv rvar ar que se ha orig riginad nado una una dife ifere renc ncia ia de pre resi sió ón entre ntre la car ara a super uperio iorr y la infe nferior rior,, obtenie obteniendo ndo como como res result ultant ante e una fuerza fuerza hacia hacia arriba arriba lla llamad mada a FUERZA AERODINAMICA (F).

8


SUPERSÓNICA: La supersónica, una rama importante de la aerodinámica, se ocupa de los fenómenos que tienen lugar cuando la velocidad de un sólid lido supe upera la velocidad del so soni nid do en el me med dio (generalmente aire) en que se desplaza. La velocidad del sonido en la atmósfera varía según la humedad, la temperatura y la presión. Como la velocidad del sonido es un factor crucial en las ecuaciones aerodinámicas y no es constante, suele emplearse el número de Mach. El número de Mach es la velocidad respecto a la atmósfera del proyectil o el avión dividida entre la velocidad del sonido en el mismo medio y con las mismas condiciones. Así, al nive nivell del mar ar,, en co cond ndic icio ione ness norm normal ales es de hume humed dad y temp temper erat atur ura, a, una una velo veloci cida dad d de 1.22 1.220 0 km/h km/h re repr pres esen enta ta un número de Mach de 1. En la estratosfera, debido a las dife difere renci ncias as de densi densida dad, d, presió presión n y temp temper erat atura ura,, es esta ta misma misma velo veloci cid dad co corr rre espon sponde derí ría a a un núm númer ero o de Mac Mach de 1,16 1,16.. Expresando las velocidades por su número de Mach, en vez de en kilómetros por hora, puede obtenerse una representación más exacta de las condiciones que se dan realmente durante el vuelo.

ONDAS DE CHOQUE: Cuan Cuando do un avió avión n se muev mueve e a velo veloci cida dad d subs subsón ónic ica, a, las las variaciones de presión que se producen en el aire (el ruido) viajan más rápido que él y se dispersan con facilidad. Si el avión viaja más deprisa que la velocidad del sonido, las variaciones de presión no se pueden dispersar, por lo que permanecen en la parte delantera del avión en forma de cono. El sonido asociado a estas ondas de choque se proyecta en tierra como una bomba sónica. 9


Los estudios mediante observaciones ópticas de proyectiles de artillería revelan la naturaleza de las pertur perturbac bacione ioness atmosf atmosféric éricas as encont encontrada radass durante durante el vuelo. vuelo. A velo velocid cidade adess subsón subsónica icas, s, por por deba debajo jo de Mach Mach 0,85 0,85,, la única única perturbación atmosférica es una turbulencia en la estela del proyectil. En la zona transónica, entre Mach 0,85 y Mach 1,3, aparecen ondas de choque a medida que aumenta la velocidad; en el rango más bajo de esa zona de velocidades, las ondas de choq choque ue surg surge en de cual cualq quier uier pro rottube ubera ranc ncia ia abru abrupt pta a en el contorno suave del proyectil. Cuando la velocidad supera Mach 1, las ondas de choque surgen de la parte delantera y la cola y se propagan en forma de cono desde el proyectil. El ángulo del cono es tanto menor cuanto mayor es la velocidad del proyectil. Así, a Mach 1, la onda es esencialmente un plano; a Mach 1,4 (1.712 km/ km/h al nive nivell del mar), r), el ángul ngulo o del cono es de aproximadamente 90°; a Mach 2,48 (unos 3.030 km/h), la onda de choq choque ue proce procede dent nte e del del proye proyect ctil il tien tiene e un ángu ángulo lo có cónic nico o ligeramente menor de 50°. La investigación en este campo ha permitido el diseño de los modernos aviones de gran velocidad, en los que las alas se inclinan hacia atrás formando ángulos de hasta 60° para evitar la onda de choque procedente de la parte delantera del avión.

MAXIMIZACIÓN DE LA EFICIENCIA: Entre otros factores estudiados por la investigación sobre proyectiles de artillería supersónicos figuran la forma ideal de los proyectiles y el comportamiento de un gas que fluye a altas velo veloci cid dade ades. La llam llamad ada a form forma a de got gota, que que es la form forma a aerodinámica ideal para velocidades subsónicas, es muy poco eficaz en la zona supersónica debido a su gran superficie frontal, que comprime el aire y da lugar a ondas de choque de gran amplitud que absorben mucha energía. Cuando un gas fluye por un tubo estrechado, como la tobera de un cohete, a velocidades subsónicas, la velocidad de flujo aumenta y la presión disminuye en el cuello del estr es trec echa hamie mient nto. o. A velo veloci cida dade dess super supersón sónic icas as se produc produce e el fenómeno inverso, y la velocidad de flujo aumenta en un tubo divergente. divergente. Así, los gases de escape de un cohete, al acelerarse acelerarse en la tobera hasta la velocidad del sonido, aumentan aún más su velocidad, y por tanto su empuje, en el ensanchamiento divergente de la tobera, con lo que se multiplica la eficiencia del cohe co hete te.. Otro Otro fact factor or que que los los dise diseñad ñadore oress de co cohe hete tess co conoc nocen en 10


des esd de hace hace tiemp iempo o es la infl influe uenc ncia ia dire direccta de la pres presió ión n atmosférica reinante sobre la eficiencia del vuelo a velocidades supersónicas. Cuanto más próximo esté el medio circundante a un vacío perfecto, más eficiente es el motor del avión o el cohe co hette. El ra rang ngo o de velo veloci cida dade dess de un avió avión n supe supers rsó ónic nico también puede aumentarse reduciendo la superficie, o sección transversal, que presenta al aire. En los aviones que operan a velocidades supersónicas es imprescindible aumentar el peso del del apara aparato to aumen aumenta tand ndo o su long longit itud ud,, hacer hacerlo lo má máss es esbe belt lto o y dotarlo de un frente en forma de aguja. En los años posteriores a la II Guer uerra Mundi ndial, al, los centro ntross de inve nvestigac aciión en aerodinámica construyeron túneles de viento donde se podían prob probar ar ma maqu quet etas as o piez piezas as de avione avioness en co corri rrien ente tess de aire aire supersónicas.

REGLA DE LAS SUPERFICIES: Un impo import rtant ante e avanc avance e en la ae aeron ronáut áutic ica, a, grac gracias ias a las inves investi tigac gacio ione ness en túnel túneles es de vient viento, o, donde donde se desc descub ubrió rió la regla de las superficies para el diseño de aviones supersónicos. Según este principio, el aumento abrupto en la resistencia al avance que se produce a velocidades transónicas se debe a la distribución de la superficie total de la sección transversal en cada punto del avión. Estrechando el fuselaje en la zona donde está unido a las alas, la reducción en la sección transversal total del fuselaje y las alas disminuye la resistencia al avance del aparato. El diseño de Whitcomb, llamado de talle de avispa, hizo posi posibl ble e un aume aument nto o del 25% 25% en el ra rang ngo o de velo veloci cida dade dess supe supers rsón ónic icas as sin sin nece necesi sida dad d de una una ma mayo yorr pot potenci encia a en los los motores. En el pasado se utilizaba el término supersónica en un sentido más amplio, e incluía la rama de la física ahora conocida como ultrasónica, que se ocupa de las ondas de sonido de alta frecuencia, generalmente por encima de los 20.000 hercios (Hz).

AERODINAMICA APLICADA A LOS AVIONES:

11


PRINCIPIO DE VUELO: Un avión se sustenta en el aire como consecuencia de la diferencia de presiones que se origina al incidir la corriente de aire sobre un perfil aerodinámico, como es el ala. En la parte superior de la misma se produce un aumento de velocidad ya que la trayectoria a recorrer por las partículas de aire en esta, es mayor que en la parte inferior, en el mismo tiempo. Por lo vis visto ante nterio riorme rmente nte se origi igina en la parte rte supe uperio rior una una dismi isminu nuci ción ón de pre presión sión co con n re resp spe ecto cto a la par artte infe inferi rior or,, produciendo de esta forma la sustentación del ala.

SUSTENTACIÓN: La sustentación ión producida en un ala o superficie aerod ae rodiná inámi mica ca es direc directa tame ment nte e pro ropo porc rcio iona nall al ár áre ea total otal expuesta al flujo de aire y al cuadrado de la velocidad con que ese flujo incide en el ala. También es proporcional, para valores medios, a la inclinación del ángulo de ataque del eje de la superficie de sustentación respecto al de la corriente de aire. Para ángulos superiores a 14 grados, la sustentación cambia con rapidez hasta llegar a la pérdida total cuando, por efecto de esos valores, el aire se mueve produciendo torbellinos en la superficie de las alas. En ésta situación se dice que el perfil aerodinámico ha entrado en pérdida.

VARIABLES QUE INFLUYEN EN LA SUSTENTACIÓN: Son varias las variables que influyen en la sustentación del avión, definiendo estas la sustentación del peso y la carga que tran transp spor orta tará rá,, algu alguna nass es está tán n dada dadass por por el dise diseño ño,, otra otrass por por condiciones climáticas y otras las puede variar el piloto.

1) Densidad del aire: El aire aire pose posee e dife difere rent ntes es densi densida dade dess depe depend ndie iend ndo o dire recctamente nte de la tempera rattura ura del mismo. La dens densid idad ad es la ca cant ntid idad ad de part partíc ícul ulas as de aire aire por por unidad de volumen. El aire caliente es menos denso que el aire frío, por lo tanto en invierno los aviones vuelan mejor. 2) Velocidad del aire sobre el perfil aerodinámico: 12


La sust susten enta taci ción ón es dire direct ctam amen ente te prop propor orci cion onal al al cuadrado de la velocidad.

3) La superficie alar: Cuanto mayor es la superficie alar mayor es la sustentación. Generalmente se posee poca acción para modificar esta acción. 4) El ángulo de ataque: La sustentación es directamente directamente proporcional proporcional al coseno del ángulo de ataque. La fórm fórmula ula de la sust susten enta tació ción n que que agrup agrupa a todo todoss es esto toss elementos sería la siguiente:

L= (r . V 2 . S . Cf . cos a) / 2

L :Sustentación R: Densidad del aire V 2 :Velocidad al cuadrado S: Superficie alar Cf :Coeficiente aerodinámico cos a: Coseno del ángulo de ataque

RESISTENCIA: Los mismos factores que contribuyen al vuelo producen efectos no deseables como la resistencia. La resistencia es la fuerza que tiende a retardar el movimiento del avión en el aire. Un tipo de resistencia es la parásita, producida por la fricción del fuselaje, tren de aterrizaje, alerones, etc. Depende de la forma del objeto y de la rugosidad de su superficie. Se puede reducir media me diant nte e perfi perfile less muy ae aerod rodin inám ámic icos os del del fuse fuselaj laje e y alas alas del del avión. Hay diseños que incorporan elementos para reducir la fricción, consiguiendo que el aire que fluye en contacto con las alas mantenga el llamado flujo laminar cuando se desliza sobre ellas sin producir torbellinos. Otro tipo de resistencia, llamada resistencia inducida, es el resultado directo de la sustentación producida por las alas. Se llama resistencia total a la suma de ambas resistencias. La ingeni ingenier ería ía aer aeroná onáut utic ica a trat trata a de co conse nsegui guirr que la re rela lació ción n entr entre e la sust susten enta taci ción ón y la re resi sist sten enci cia a tota totall se sea a lo má máss alta alta posible, que se obtiene teóricamente al igualar la resistencia aerodinámica con la inducida, pero dicha relación en la práctica está limitada limitada por factores factores como la velocidad velocidad y el peso admisible de la célula del avión. 13


PÉRDIDA: La pérd pérdid ida a es la inca incapa paci cida dad d del del ala ala para para prod produc ucir ir la sustentación sustentación necesaria, debido a un ángulo de ataque excesivo. Para ángulos superiores a 14 grados, la sustentación cambia con rapidez hasta llegar a la pérdida total cuando, por efecto de esos valores, el aire se mueve produciendo torbellinos en la superficie de las alas. En ésta situación se dice que el perfil aerodinámico ha entrado en pérdida. Durante la aproximación para el aterrizaje, el piloto tiene que ir desc descen endi dien endo do y a la vez vez dism dismin inuy uye endo ndo la velo veloci cida dad d lo má máss posible; ello produciría una considerable pérdida de sustentación y en consecuencia, un descenso muy fuerte y un impacto violento en la pista si no combina correctamente los mandos. La explicación más sencilla de la pérdida es considerar que las partículas del aire que rodean a la superficie alar superior, no son capaces de deslizarse por la pendiente que les impone la posic posició ión n del del perfi perfil, l, gener generán ándo dose se torbe torbell llino inoss que que impi impide den n la succión sobre la superficie alar.

VIENTO RELATIVO: Movimiento de la masa de aire con una velocidad determi rminad nada y dire reccción, ión, sie siendo ndo esta la que pro rod duce la sustentación del avión.

TRAYECTORIA DE VUELO: Es la trayectoria seguida por el perfil alar durante su desplazamiento en la masa de aire y es siempre opuesta al viento relativo.

14


ÁNGULO DE ATAQUE: Es el ángulo formado entre la cuerda alar y la trayectoria seguida por el centro de gravedad de ese plano.

FUERZAS A LAS QUE ESTÁ EXPUESTO UN AVIÓN DURANTE EL VUELO: Las fuerzas que actúan constantemente sobre el avión en vuelo son: Peso Sustentación Tracción Resistencia El avión posee un peso y la función aerodinámica es tratar de crear una fuerza igual y de sentido contrario al peso del avión. La sustentación se logra impulsada impulsada mediante un motor. La hélice es la encargada del movimiento de tracción. La creación de la sustentación logra una resistencia parásita e inducida que se denominará en general resistencia. El Avión en vuelo recto nivelado y sin aceleración, equilibra estas cuatro fuerzas igualando de la siguiente forma: PESO = SUSTENTACION TRACCION = RESISTENCIA En el caso que aumenta la tracción, el avión aumentará la velocidad, aumentando la resistencia hasta equilibrar la tracción y la resistencia. Si el avión pierde peso, el avión ascenderá hasta equilibrar el peso y la sustentación.

15


CENTRO DE GRAVEDAD: Es el punto imaginario imaginario en el cual se considera concentrada concentrada toda la masa del avión. Normalmente Normalmente se considera considera este situado en el eje longitudinal y aproximadamente a ¼ de distancia del la línea imaginaria (datum) o borde de ataque del ala. Este se desplaza hacia hacia dela delant nte e o haci hacia a atrás atrás depe depend ndie iend ndo o de la ca cant ntid idad ad de ocupantes, en la posición del piloto en caso que el ocupante sea uno solo, el equipaje que lleva, etc.

CENTRO AERODINÁMICO: El centro aerodinámico es el punto imaginario en el cual se considera que toma la fuerza de sustentación. Se considera este tomado de la cuerda aerodinámica y a 25% del borde de ataque del ala. El centro aerodinámico se expresa en porcentaje de la cuerda aerodinámica. Este tiene unos límites de desplazamiento anterior y posterior, que están definidos en el Manual de Vuelo del avión.

CENTRO DE GRAVEDAD Y CENTRO AERODINÁMICO: La posición relativa de estos dos puntos es importante para la estabilidad longitudinal. 16


Si el centro de gravedad y el centro aerodinámico están en el mism mismo o plan plano, o, el avió avión n tien tiene e una una es esta tabi bili lida dad d long longit itud udin inal al neutra, o sea, que el peso del avión está compensado por la sustentación. Si el centro de gravedad está por detrás del centro aerodinámico, el avión toma la posición de encabritado. Si el ce cent ntro ro de grav graved edad ad es está tá por por dela delant nte e del del ce cent ntro ro aerodinámico, el avión toma la posición de picado. El piloto actu ac tuar ará á so sobr bre e la pala palanc nca a de inci incide denc ncia ia para para co corr rreg egir ir es esta ta tendencia.

INCONVENIENTES ORIGINADOS POR LA CARGA: Los inco Los inconv nven enie ient ntes es de ca carg rga a má máxi xima ma que que pued pueden en se serr presentados al piloto del avión, cuando se lleva a cabo algún cambio en el equipamiento o se procede a una distribución de la carga distinta a la recomendada o establecida en los cómputos de peso peso y balan balance ceo, o, pued pueden en se serr re resue suelt ltos os en forma forma rá rápi pida da,, aplicando el método que se presenta en la Tabla de Carga, mediante la cual se puede conocer si la ubicación del centro de gravedad está dentro de los límites establecidos, respetando el peso máximo de 554 Kg. en categoría normal y de 567 Kg. en categoría restringida, el cual no debe ser sobrepasado.

Tabla de carga: PESO (Kg)

BRAZOS (mm) 17

MOMENTO S


(Kg m) Peso vacío certificado Aceite Piloto Acompaña nte Combustibl e (64 L) Equipaje (máximo) TOTAL

77 77

228 914

17,556 70,378

46

609

28,014

9

1397

12,573

Localización del C.G = Suma de los momentos / Peso total Se denomina “momento” al producto del peso o fuerza multiplicada por el “brazo”, que es la distancia desde la Línea de Referencia o datum hacia cualquier punto que se considere, en este caso el centro de gravedad de un objeto. En caso de retiro de elementos, se debe poner el signo negativo (-) en la columna de “pesos” y aplicar la regla de los signos. En cuanto a la carga de combustible, se toma su peso a razón de 0,720 Kg. El litro. Las dist Las distan anci cias as o braz brazos os de cual cualqu quie ierr elem elemen ento to que que se agrega o retire se mide a partir de la Línea de Referencia, con el avió avión n alin alinea eado do long longit itud udin inal alme ment nte. e. Co Cono noci cido do el peso peso vací vacío o cert ce rtif ific icad ado o y el ce cent ntro ro de grav graved edad ad en vací vacío, o, se mult multip ipli lica ca obte obtenié niénd ndose ose el mome moment nto, o, en co conoc nocimi imient ento o tamb tambié ién n de los los pas aso os y momento ntos que corre rrespo sponden a la car arg ga útil útil,, se determina la ubicación del centro de gravedad, dividiendo el total de la suma algebraica de los momentos por el peso total. El valor del centro de gravedad debe estar dentro de los límites límites establecidos establecidos y si ocurre lo contrario, contrario, es que el avión está inco incorr rrec ecta tame ment nte e ca carg rgad ado o y por por lo tant tanto o se debe debe re repe peti tirr el cálculo reduciendo cargas, ya sea de equipajes, combustible o plaza, según sea el desplazamiento de ésta fuerza de los límites, hasta que se localiza correctamente, siendo así el peso total menor al máximo autorizado. 18


19

aerodinamica 1

Recommend Documents