Introducción a la Ing. Ing Aeroespacial
Tema 2 – Descripción General de las Aeronaves Sergio Esteban Roncero Francisco Gavilán Jiménez Departamento de Ingeniería Aeroespacial y Mecánica de Fluidos Escuela Superior de Ingenieros Universidad de Sevilla Curso 2011 2011-2012 2012 Introducción a la Ingeniería Aeroespacial
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Contenido
Introducción Principios básicos del vuelo. Actuaciones de una aeronave. aeronave Descripción general de los aviones
Configuración g general g Mandos de vuelo Estructura Sistemas y equipos de a bordo Instrumentos de a bordo
Descripción general de los helicópteros
Configuración C fi ió generall Mandos de vuelo Sistemas y equipos q p de a bordo Instrumentos de a bordo
Introducción a la Ingeniería Aeroespacial
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Introducción
Una aeronave puede definirse como un vehículo í capaz de sustentarse en el aire y que puede desplazarse en su seno de forma controlada. La fuerza de sustentación,, que q compensa p el peso p del vehículo,, es generada por distintos fenómenos físicos dependiendo del tipo de aeronave.
En los aerostatos es el empuje de Arquímedes. En los aviones y aeronaves de ala giratoria son las fuerzas aerodinámicas. En los aerodeslizadores es la sobrepresión del colchón de aire que se forma en la parte inferior del vehículo.
En este capítulo se va a tratar con aviones y aeronaves de ala giratoria.
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Principios p básicos del vuelo
Dos necesidades clave:
Ambos b efectos, f sustentación ió y control, l están á producidos d id por fuerzas f aerodinámicas, esto es, fuerzas ejercidas por el aire sobre la aeronave.
Para generarlas, generarlas se necesita que exista una velocidad relativa respecto al aire.
En general, la acción del aire sobre una aeronave produce fuerzas y momentos aerodinámicos que habrá equilibrar.
Generar fuerzas sustentadoras Conseguir vuelo controlado
Equilibrio de fuerzas Vuelo a velocidad constante Equilibrio ilib i de d momentos Control C ld de actitud i d
Para definir estas fuerzas y momentos, se requiere de un sistema de referencia. referencia
Sistema de ejes cuerpo Sistema a de d ejes j viento o Introducción a la Ingeniería Aeroespacial
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Fuerzas y momentos aerodinámicos
Componentes de las fuerzas aerodinámicas:
Fuerza Lateral (C – Cross force) Sustentación (L - Lift) Resistenacia (D- Drag)
Componentes de momento:
Momento de cabeceo (Pitch) Momento de balance (Roll) Momento de guiñada (Yaw)
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Avión
El vuelo horizontal,, rectilíneo y uniforme de un avión requiere q el equilibrio de fuerzas referidas al centro de masas de la aeronave, donde el empuje (T-Thrust) contrarresta la resistencia aerodinámica (D Drag), (DDrag) y la sustentación (L (L-Lift) Lift) contrarresta el peso (W (W-Weight) Weight) del avión. Además se requiere que los momentos sean nulos. T – generado por motor L – generado por superficies aerodinámicas D – generado por ala resto del avión L>>D
L/D eficiencia aerodinámica
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Helicóptero p
Empuje y sustentación, se generan en el rotor, el cual está accionado por el motor: el rotor es a la vez sistema propulsor y sistema sustentador. Tracción: componente de la fuerza aerodinámica generada perpendicular di l all plano l del d l rotor. t En el plano del rotor se genera un par que debe ser contrarrestado por (para evitar que q el rotor se frene). ) el motor (p El accionamiento del rotor por parte del motor genera un par de reacción que es necesario equilibrar. Vuelo l a punto fijo f Despegue y aterrizaje vertical
Bell 206B Jet Ranger III Introducción a la Ingeniería Aeroespacial
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Autogiro g
El empuje y la sustentación se generan de forma independiente. independiente
Empuje (T) lo produce la hélice (sistema propulsor) La sustentación ((L)) se genera g en el rotor,, el cual no está accionado por el motor, sino que gira como consecuencia del desplazamiento de la aeronave.
La Cierva C.19
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Actuaciones de una Aeronave
Actuaciones de punto: estudio del movimiento de su centro de masas a lo largo de su trayectoria:
vuelo horizontal. en subida. bid en descenso. en planeo. en viraje. despegue y el aterrizaje.
Actuaciones integrales: l estudio d del d l movimiento de d su centro de masas entre los puntos inicial y final de su trayectoria para una carga de combustible dada:
Alcance: distancia recorrida respecto a tierra. Autonomía: tiempo que la aeronave puede mantenerse en vuelo. l
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Contenido
Introducción Principios básicos del vuelo. Actuaciones de una aeronave. aeronave Descripción general de los aviones
Configuración g general g Estructura Mandos de vuelo Sistemas y equipos de a bordo Instrumentos de a bordo
Descripción general de los helicópteros
Configuración C fi ió generall Mandos de vuelo Sistemas y equipos q p de a bordo Instrumentos de a bordo
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Descripci贸n p General de las Aeronaves - I
Introducci贸n a la Ingenier铆a Aeroespacial
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Timón de profundidad Cabina Deriva Spoiler
Estabilizador horizontal Timón de dirección
Flaps Grupo Motopropulsor Aleron
Fuselaje
Tren de aterrizaje Introducción a la Ingeniería Aeroespacial
Ala 12
Descripción p General de las Aeronaves - II
Fuselaje Superficies Sustentadoras
Superficies Estabilizadoras
Estabilizador horizontal Estabilizador vertical (deriva)
Superficies de Control
Ala Dispositivos hipersustentadores (flaps, slats)
Timón de profundidad Timón de dirección Alerones Spoilers
Grupo Motopropulsor T Tren d de At Aterrizaje i j
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Descripci贸n p General de las Aeronaves - III
Introducci贸n a la Ingenier铆a Aeroespacial
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Descripción p General de las Aeronaves - II
Fuselaje Superficies Sustentadoras
Superficies Estabilizadoras
Estabilizador horizontal Estabilizador vertical (deriva)
Superficies de Control
Ala Dispositivos hipersustentadores (flaps, slats)
Timón de profundidad Timón de dirección Alerones Spoilers
Grupo Motopropulsor T Tren d de At Aterrizaje i j
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Fuselaje j -I
Receptáculo y protección de la carga de pago. Al j i t de Alojamiento d la l cabina bi de d tripulación. t i l ió Estructura central a la que se acoplan las demás estructuras. Alojamiento de diversos sistemas y equipos.
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Fuselaje j - II
11 - Sección central del ala
41 - Sección de morro
43 - Sección frontal
45 - Sección central / Unión ala
46 - Sección trasera
48 8 - Sección S ió del d l cono de d cola l
49 - Carenados ala/fuselaje
61 - Tren de aterrizaje principal
62 – Tren de aterrizaje de morro
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Descripción p General de las Aeronaves - III
Fuselaje Superficies Sustentadoras
Superficies Estabilizadoras
Estabilizador horizontal Estabilizador vertical (deriva)
Superficies de Control
Ala Dispositivos hipersustentadores (flaps, slats)
Timón de profundidad Timón de dirección Alerones Spoilers
Grupo Motopropulsor T Tren d de At Aterrizaje i j
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Superficies p Sustentadoras - I
Ala:
Elemento que genera la El l mayor contribución ib ió a la l fuerza f de d sustentación. ió Puede contener los depósitos de combustible, el tren de aterrizaje y el grupo motopropulsor. P Partes: b borde d de d ataque, borde b d de d salida, lid intradós, i dó extradós dó
Dispositivos que alberga:
Winglets (1): su misión es reducir la resistencia inducida del ala ya que evita la conexión entre intradós y extradós. Alerones (aleirons): se encargar de controlar el movimiento del avión de balance
Alerón de baja velocidad (2)
Alerón de alta velocidad (3) ( )
Dispositivos hipersustentadores
Flaps de borde de salida (7, 8)
Flap de borde de ataque (5)
Slats (6)
Spoilers (frenos) (9 y 10).
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Superficies p Sustentadoras - II
Dispositivos hipersustentadores:
Proporcionan la sustentación suficiente en maniobras a baja velocidad, donde la sustentación del ala limpia es insuficiente. Se usan durante despegue despegue, aproximación y aterrizaje aterrizaje.
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Superficies p Estabilizadoras - I
Superficies Estabilizadoras:
El estabilizador t bili d horizontal: h i t l
El estabilizador t bili d vertical: ti l
Proporciona estabilidad en cabeceo. Puede adoptar distintas configuraciones; en general se sitúa detrás del ala (en la cola), aunque a veces esté té d delante l t ((en este t caso recibe ib ell nombre b de d canard) d) e incluso i l puede d formar parte de la propia ala (en el caso de alas delta). Es necesario para equilibrar el avión y contribuye a la fuerza de sustentación total. proporciona estabilidad en guiñada. Se ubica detrás del ala, pudiendo estar formado por un sólo plano o por dos, y en este caso, rectos o en forma de V.
LLa ubicación bi ió del d l ala l y de d los l motores t tiene ti gran influencia i fl i en ell diseño di ñ de d los l estabilizadores.
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Superficies p Estabilizadoras - II
Introducci贸n a la Ingenier铆a Aeroespacial
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Descripción p General de las Aeronaves - IV
Fuselaje Superficies Sustentadoras
Superficies Estabilizadoras
Estabilizador horizontal Estabilizador vertical (deriva)
Superficies de Control
Ala Dispositivos hipersustentadores (flaps, slats)
Timón de profundidad Timón de dirección Alerones Spoilers
Grupo Motopropulsor T Tren d de At Aterrizaje i j
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Superficies p de Control - I
Superficies de control:
Timón de profundidad (elevator)
Timón de dirección (rudder)
Superficie móvil ubicada en estabilizador vertical. Controla el movimiento de guiñada del avión. Se acciona con los pedales.
Alerones (aleiron)
Superficie móvil ubicada en el estabilizador horizontal. Controla el movimiento de cabeceo del avión. Se acciona la palanca de mando (movimiento longitudinal)
Se ubican en los extremos del ala. Controlan el movimiento de balance del avión. Se operan de forma antisimétrica (cuando uno sube el otro baja y viceversa), viceversa) Se accionan con la palanca de mando (movimiento lateral)
Spoilers:
Son destructores de sustentación. Se usan en el aterrizaje para prevenir el “rebote” y frenar el avión. Durante el crucero, aceleran el descenso en caso de emergencia emergencia. Ayudan a controlar virajes. Introducción a la Ingeniería Aeroespacial
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Timón de dirección
Alerones Timón de profundidad Introducción a la Ingeniería Aeroespacial
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Superficies p de Control - II
Introducci贸n a la Ingenier铆a Aeroespacial
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Timón de profundidad Cabina Deriva Spoiler
Estabilizador horizontal Timón de dirección
Flaps Grupo Motopropulsor Aleron
Fuselaje
Tren de aterrizaje Introducción a la Ingeniería Aeroespacial
Ala 27
Descripción p General de las Aeronaves - V
Fuselaje Superficies Sustentadoras
Superficies Estabilizadoras
Estabilizador horizontal Estabilizador vertical (deriva)
Superficies de Control
Ala Dispositivos hipersustentadores (flaps, slats)
Timón de profundidad Timón de dirección Alerones Spoilers
Grupo Motopropulsor T Tren d de At Aterrizaje i j
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Configuración g General Aviones VIII
Grupo p Motopropulsor: p p
Proporciona el empuje necesario para el vuelo, así como la potencia que requieren los sistemas de a bordo.
Pueden situarse en las alas o en el fuselaje. fuselaje
Tipos de plantas propulsoras:
Motores alternativos, turbofanes, turbohélices, turborreactores
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Descripción p General de las Aeronaves - VI
Fuselaje Superficies Sustentadoras
Superficies Estabilizadoras
Estabilizador horizontal Estabilizador vertical (deriva)
Superficies de Control
Ala Dispositivos hipersustentadores (flaps, slats)
Timón de profundidad Timón de dirección Alerones Spoilers
Grupo Motopropulsor T Tren d de At Aterrizaje i j
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Tren de Aterrizaje j -I
Tipos p de configuración: g
Cessna 150 (rueda de cola)
Rueda de cola. Triciclo. Tándem
Tren con rueda de cola.
Prácticamente P á i en desuso. d Frenado en seco genera que el avión se vuelque hacia delante. En un aterrizaje de 2 puntos, puntos el impacto del tren principal, junto con el movimiento de la cola hacia abajo, hace que aumente la sustentación y y que el avión “bote”. I li Inclinación ió positiva iti del d l ala l hace h muy difícil difí il “taxying” en condiciones de vientos fuertes. En aviones de transporte de pasajeros, la inclinación de la cabina dificulta:
Harrier (triciclo)
Confort pasajeros. Carga y descarga de bodega.
Resistencia alta en instantes iniciales de despegue hasta que se levanta la rueda Introducción a la Ingeniería Aeroespacial
Money M20J (triciclo) 31
Tren de Aterrizaje j - II
Airbus 330
Tren con rueda en el morro
En suelo fuselaje prácticamente nivelado. Visión del piloto buena. La rueda de morro es un salvaguardia g de que q el avión ó pueda volcar. Resistencia reducida parte inicial del despegue En un aterrizaje de dos puntos, el tren de aterrizaje crea un par de cabeceo “nosedown” E generall facilita En f ilit ell aterrizaje t i j y permite it ell uso de los frenos en todo su poder.
Boeing 747
Airbus 380 A 2 An-255
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Tren de Aterrizaje j - III
Introducci贸n a la Ingenier铆a Aeroespacial
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Tren de aterrizaje j - IV Harrier
A380
An-225
Introducci贸n a la Ingenier铆a Aeroespacial
B-52
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Contenido
Introducción Principios básicos del vuelo. Actuaciones de una aeronave. aeronave Descripción general de los aviones
Configuración g general g Estructura Mandos de vuelo Sistemas y equipos de a bordo Instrumentos de a bordo
Descripción general de los helicópteros
Configuración C fi ió generall Mandos de vuelo Sistemas y equipos q p de a bordo Instrumentos de a bordo
Introducción a la Ingeniería Aeroespacial
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Fuselaje: j Estructura - III
Estructura típica p ((semimonocasco): )
Cuadernas - frames.
Revestimiento - skin.
Ubicados en puntos de fuerza concentrados (alas, cola, tren de aterrizeje) Estructura bastante grande – distribuir la carga j aplicada en los revestimientos del fuselaje.
Zonas reforzadas.
Distribuir cargas axiales inducidas por flexión
Mampara p de p presión – pressure bulkhead.
Distribuir cargas axiales inducidas por flexión
Larguerillos del fuselaje - stringuers
Fuerzas torsionales. F i l Mantener la presión de cabina.
Largueros del fuselaje – longerons.
Soportan cargas de tracción (presurización)
Tren de aterrizaje Unión con las superficies sustentadoras.
Vigas y paneles
División entre cabina y bodega
Introducción a la Ingeniería Aeroespacial
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Fuselaje: j Estructura - III
Introducci贸n a la Ingenier铆a Aeroespacial
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Fuselaje: j Estructura - III
Introducci贸n a la Ingenier铆a Aeroespacial
Caj贸n j Central
Puerta trasera
Fuselaje
Introducci贸n a la Ingenier铆a Aeroespacial
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Fuselaje: j Estructura - IV
Sect 17 Fuselaje trasero
Sect. Central Delantera Fuselaje
Fuselaje j
Mampara de presi贸n
Sect Cono de cola Introducci贸n a la Ingenier铆a Aeroespacial
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Fuselaje: j Estructura - IV
Introducci贸n a la Ingenier铆a Aeroespacial
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Estructura: Ala - I
Elementos constitutivos:
Largueros g - spar p . Costillas - ribs. Larguerillos - Longitudinal stringer . Revestimiento - skin. Cajón de torsión – torsional box – D-box. Borde de entrada – leading edge Borde de salida – trailing edge Extremo del ala - wingtip Puertas de acceso. U i Uniones entre elementos. l Zonas reforzadas:
Tren de aterrizaje. Motores.
Unión ala ala-fuselaje fuselaje. Alojamiento del tren.
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Estructura: Ala - II
Costillas:
Generalmente construidos en una pieza sólida a la que se le l practican i orificios ifi i de d acceso. También T bié se pueden construir mediante triangulación de perfiles. Objetivo de los orificios
Pasar cableado: hidráulico, eléctrico. Reducción de peso
Misión estructural
Transferir las cargas aerodinámicas externas a los largueros. Soportar las cargas de aplastamiento, manteniendo la geometría del perfil. Redistribuir las cargas concentradas (góndola motor y tren de aterrizaje) a los largueros y a los paneles de recubrimiento. Soporte para los larguerillos Redistribución de cizalladura en los lugares de cargas concentradas. Introducción a la Ingeniería Aeroespacial
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Estructura: Ala - III
Largueros:
Elementos longitudinales que recorren el ala de la raíz a la punta. punta Se suelen usar dos largueros paralelos, formando el llamado cajón del ala (wingbox) Se encargan principalmente de soportar los esfuerzos de flexión, debidos a las cargas aerodinámicas. Pueden soportar cargas concentradas debidas al tren de aterrizaje y los motores. Elementos:
Alma, alas, montantes
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Estructura: Ala - III
Revestimientos:
Cuenta con larguerillos para evitar el pandeo. pandeo Compuertas de servicio: hand-hole, man-hole
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Estructura: Ala - IV
Tanques de combustible
Se aprovecha el cajón central del ala para ubicar el combustible. Se consigue aliviar esfuerzos de flexión. flexión Se libera espacio en la cabina. Se utilizan tanques integrados, sellando la estructura con compuestos resistentes al combustible. Todas las paredes tienen que ser accesibles: detección y reparación de fugas. Evitar cambios bruscos de forma y secciones afiladas donde se encuentren las sellados Administración de tanques de combustible:
Alivio Ali i del d l par de d flexión. fl ió Sistemas complejos de administración no son bienvenidos por los pilotos.
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Estructura: Ala - V Secci贸n Central (A400)
Spoilers y Alerones (A400)
Revestimiento (A400)
Ala (A400)
LE Slat (A400) Introducci贸n a la Ingenier铆a Aeroespacial
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Estructura: Estabilizadores - I
Introducci贸n a la Ingenier铆a Aeroespacial
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Estabilizador Horizontal - I
48 - Sección del cono de cola 81 – Sección central 82 - Cajón de torsión trasero 83 - Borde de salida 84 - Borde de ataque 85 - Cajón de torsión delantero 89 - Sección de punta
Introducción a la Ingeniería Aeroespacial
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Estabilizador Horizontal - II
Introducci贸n a la Ingenier铆a Aeroespacial
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Estabilizador Horizontal - III
Ti 贸 d Tim贸n de profundidad f did d
Introducci贸n a la Ingenier铆a Aeroespacial
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Estabilizador Vertical - I
72 - Cajón C jó de d torsión t ió trasero t
73 - Borde de salida
74 - Borde de ataque
75 - Cajón de torsión delantero
79 9 - Secc Sección ó de pu punta ta
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Estabilizador Vertical - II
Deriva
Introducci贸n a la Ingenier铆a Aeroespacial
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Estabilizador Vertical - III
Tim贸n de cola
Introducci贸n a la Ingenier铆a Aeroespacial
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Estructura: Estabilizadores - II
Introducci贸n a la Ingenier铆a Aeroespacial
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Contenido
Introducción Principios básicos del vuelo. Actuaciones de una aeronave. aeronave Descripción general de los aviones
Configuración g general g Estructura Mandos de vuelo Sistemas y equipos de a bordo Instrumentos de a bordo
Descripción general de los helicópteros
Configuración C fi ió generall Mandos de vuelo Sistemas y equipos q p de a bordo Instrumentos de a bordo
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Mandos de vuelo - I
Palanca de mando:
Movimiento longitudinal:
Movimiento lateral
Accionan el timón de dirección, provocando un momento de guiñada
Palanca de gases
Control de alerones Genera un momento de balanceo provocan sustentación desigual en las dos semialas (deflexión asimétrica)
Pedales:
Control del timón de profundidad. Cambia la sustentación que proporciona el estabilizador vertical, provocando un momento de cabeceo.
Controla el empuje del motor.
Problemas de acoplamiento entre mandos.
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Alerones Timón ó de profundidad
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Mandos de vuelo - II
Introducci贸n a la Ingenier铆a Aeroespacial
Contenido
Introducción Principios básicos del vuelo. Actuaciones de una aeronave. aeronave Descripción general de los aviones
Configuración g general g Estructura Mandos de vuelo Sistemas y equipos de a bordo Instrumentos de a bordo
Descripción general de los helicópteros
Configuración C fi ió generall Mandos de vuelo Sistemas y equipos q p de a bordo Instrumentos de a bordo
Introducción a la Ingeniería Aeroespacial
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Sistemas y Equipos q p de Abordo - I
Sistemas y Equipos de Abordo
Sistemas y equipos
Sistemas d Si de mandos d d de vuelo. l Sistema Eléctrico Sistema de combustible Sistema hidráulico Sistema neumático Sistema de acondicionamiento de cabina Sistema de potencia Sistema de emergencia
Instrumentos de abordo
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Sistemas y Equipos q p de Abordo - II
Introducci贸n a la Ingenier铆a Aeroespacial
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Sistemas y Equipos q p de Abordo - II
Introducci贸n a la Ingenier铆a Aeroespacial
62
Sistemas y Equipos q p de Abordo - II
Introducci贸n a la Ingenier铆a Aeroespacial
63
Sistemas y Equipos q p de Abordo - II
Introducci贸n a la Ingenier铆a Aeroespacial
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Sistemas y Equipos q p de Abordo - II
Introducci贸n a la Ingenier铆a Aeroespacial
65
Sistemas y Equipos q p de Abordo - III
Introducci贸n a la Ingenier铆a Aeroespacial
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Sistemas y Equipos q p de Abordo - IV
Introducci贸n a la Ingenier铆a Aeroespacial
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Sistemas y Equipos q p de Abordo - V
SISTEMA DE MANDOS DE VUELO:
SISTEMA ELÉCTRICO:
Transmite las órdenes del piloto a las superficies fi i de d control: t l poleas, l fly-by-wire, fl b i …
Proporciona p p potencia eléctrica a: instrumentos indicadores, equipos de navegación y comunicaciones, electromecanismos para accionamientos a distancia, apertura y cierre de válvulas de los sistemas de aire acondicionado acondicionado, iluminación, etc.
A400 Flight Controls
SISTEMA DE COMBUSTIBLE:
Está formado por los depósitos y las redes d carga y de de d suministro i i t all motor. t Elementos de estas redes son las bocas de llenado, las bombas de alimentación, las conducciones, las válvulas y filtros, y los controles e indicadores indicadores. Actualmente los depósitos son integrales, es decir, forman parte de la propia estructura del avión. El repostado y vaciado de combustible suele realizarse desde un sólo punto para todos los depósitos del avión.
A400 Electrical Power
A400 Fuel System Introducción a la Ingeniería Aeroespacial
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Sistemas y Equipos q p de Abordo - VI
SISTEMA HIDRÁULICO:
SISTEMA NEUMÁTICO:
A400 Pneumatic System
Los aviones que vuelan a altitudes elevadas utilizan este sistema para presurizar la cabina, de manera que el proceso respiratorio sea posible, para que la temperatura del aire sea confortable y para mantener un control adecuado de la humedad. humedad
SISTEMA AUXILIAR DE POTENCIA (APU).
Algunos aviones están equipados con sistemas neumáticos para lograr algunos fines similares a los logrados con el sistema hidráulico: actuar sobre frenos y dirección, di ió abrir b i y cerrar compuertas. t Este sistema no suele utilizarse como sistema primario de los aviones.
SISTEMA DE ACONDICIONAMIENTO DE CABINA:
Este sistema se encarga de actuar numerosos sistemas del avión: los controles primarios de vuelo (alerones, (alerones timón de dirección y timón de profundidad), los controles secundarios (flaps y spoilers), la retracción del tren de aterrizaje, los frenos de las ruedas del tren, el sistema de dirección de la rueda de morro, las compuertas de las bodegas, etc. A400 Hydraulic System
Proporciona potencia eléctrica y neumática cuando los motores están parados.
SISTEMAS DE EMERGENCIA EMERGENCIA.
Estos sistemas no son de uso continuado. Sistema de oxígeno, sistema anti-hielo, sistema antiincendios
A400 APU & Air Conditioning Packs Acondicionado
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Contenido
Introducción Principios básicos del vuelo. Actuaciones de una aeronave. aeronave Descripción general de los aviones
Configuración g general g Estructura Mandos de vuelo Sistemas y equipos de a bordo Instrumentos de a bordo
Descripción general de los helicópteros
Configuración C fi ió generall Mandos de vuelo Sistemas y equipos q p de a bordo Instrumentos de a bordo
Introducción a la Ingeniería Aeroespacial
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Instrumentos de a bordo - I
Los instrumentos son el medio de comunicar datos entre los sistemas y la tripulación.
1- Altímetro barométrico: 2- Tacómetros: 3- Temperatura: 4- Indicador de velocidad vertical 5- Indicador de flujo de fuel: 6- Reloj 8- Indicador de cantidad de fuel 9- Indicador de presión en cabina 10- Indicadores de presión de líquido hidráulico:
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Instrumentos de a bordo - II
11- Indicador de Actitud, 12- Indicador de Situación Horizontal
Compás (Brújula) Distancia y rumbo al punto: Aguja de dirección e ILS:
13- Anemómetro e indicador de mach 14- Ángulo de ataque: 15- Acelerómetro
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Instrumentos de a bordo - III
Introducci贸n a la Ingenier铆a Aeroespacial
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Contenido
Introducción Principios básicos del vuelo. Actuaciones de una aeronave. aeronave Descripción general de los aviones
Configuración g general g Mandos de vuelo Estructura Sistemas y equipos de a bordo Instrumentos de a bordo
Descripción general de los helicópteros
Configuración C fi ió generall Mandos de vuelo Sistemas y equipos q p de a bordo Instrumentos de a bordo
Introducción a la Ingeniería Aeroespacial
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Elementos Constitutivos de un Helicóptero p
Fuselaje
Rotor Principal p Rotor Antipar Grupo motor Sistema dinámico
Estructura y tren de aterrizaje
Transmisión de potencia e instalaciones asociadas
Instalaciones l i de d transformación f ió y distribución di ib ió de d energía Mandos de vuelo Sistemas de control de vuelo, navegación y comunicaciones Instrumentos de abordo
Introducción a la Ingeniería Aeroespacial
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Fuselaje j -I
Fuselaje (función y estructura similar a la de los aviones)
S Soportar t ell rotor t d de cola l ell cuall debe d b de d situarse it lo l más á alejado l j d posible ibl del d l eje j del d l rotor t principal
Estructura análoga a la de los aviones:
Cuadernas Larguerillos Revestimiento
(carenados) (puro de cola) (fuselaje)
(tren de aterrizaje)
Introducción a la Ingeniería Aeroespacial
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Fuselaje j - II
Introducci贸n a la Ingenier铆a Aeroespacial
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Fuselaje j - III
Fuselaje principal
Puro de cola
Sección delantera Sección intermedia Estabilizador horizontal. horizontal Estabilizador vertical. Rotor de cola. Sistema de transmisión del rotor de cola. cola
Tren de aterrizaje Alas fijas Cubiertas del motor
Introducción a la Ingeniería Aeroespacial
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Fuselaje j - III
Introducci贸n a la Ingenier铆a Aeroespacial
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Rotor Principal p
Formado por una cabeza, unida al eje de accionamiento, y varias palas (alas de gran alargamiento). alargamiento) Realiza las tareas de:
sustentación, propulsión control de cabeceo control de balance
Elementos
Cabezas de Rotor: suele ser articulada o flexible, para evitar la transmisión de momentos asimétricos desestabilizantes.
Plato Oscilante Palas
Introducción a la Ingeniería Aeroespacial
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Rotor Principal p - Palas
Introducci贸n a la Ingenier铆a Aeroespacial
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Rotor Principal p – Buje j (Hub) ( )
Articulada: configuración más común. Complejidad mecánica
A través de las articulaciones se permite el control de vuelo y se evitan momentos desestabilizantes:
Articulación en batimiento: evitan la transmisión de momentos de vuelco al fuselaje (debido a la asimetría del vuelo de avance). Además, sirve de “amortiguador de perturbaciones”. Articulación de arrastre: alivio de esfuerzos
Semirrígido: más simple mecánicamente mecánicamente. Transmite más esfuerzos al eje eje.
Articulación de cabeceo: permiten cambiar el ángulo de ataque de las palas. Fundamental para el control de vuelo.
Atirculación de cabeceo Articulación de balancín
Rígido: í el más á simple mecánicamente á y el que transmite más á esfuerzos al fuselaje.
Sólo tiene la articulación de cabeceo
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Rotor Antipar p
Proporciona una fuerza lateral cuyo momento permite compensar el par de reacción (par igual y opuesto al aplicado al rotor principal, que haría girar al fuselaje del helicóptero en sentido contrario). Realiza el control de guiñada. Se suele usar una configuración de rotor rígido Ot Otras configuraciones fi i
Fenestrón
NOTAR
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Grupo p Motor
Grupo p motor
Motor Transmisión principal. Ejes de transmisión. Cajas reductoras Mástil Transmisión al rotor de cola Sistemas de control. Toma de aire.
Instalaciones de motor
Combustible Lubricación Refrigeración
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Sistema Dinámico
Permite aplicar la potencia del motor a los rotores. Se necesita adecuar el número de revoluciones a cada rotor. rotor Elementos:
Reductores (engranajes)
Transmisiones (ejes)
Mecanismos de embrague, rueda libre y freno: Permiten la autorrotación del rotor
Plato oscilante: Transmite al rotor las órdenes de mando
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Instalaciones de Transformación y Distribución de Energía
Sistema Eléctrico
Sistema de distribución. distribución Protección frente a fallo. Regulación de voltaje. B Baterías. í Consola Sistema de iluminación.
Sistema Hidráulico. Sistema de combustible Sistema de acondicionamiento de cabina Antivaho y limpiaparabrisas Prevención y eliminación de hielo D Detección ió y extinción i ió de d incendios i di Oxígeno Iluminación (interior y exterior) Manejo y remolque de cargas
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Mandos de vuelo
Mando de paso colectivo (collective control)
Mando de paso cíclico (cyclic control)
Proporciona guiñada o control direccional. El pedal se pisa en la dirección requerida Modifica la tracción de rotor de cola.
Mando Gases
Permite inclinar el rotor principal longitudinal o lateralmente Proporciona control en cabeceo y balance
Mando de paso de rotor antipar – pedales
A Aumenta t o di disminuye i la l sustentación t t ió del d l rotor t principal i i l
Control de potencia del motor
PROBLEMA DE ACOPLAMIENTO ENTRE MANDOS
Introducción a la Ingeniería Aeroespacial
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Plato Oscilante (Swash p plate)
Plato Oscilante fijo - azul. azul Plato oscilante rotatorio - rojo. Transmisión principal – verde Conexión entre el plato oscilante y la transmisión. - violeta. Varillas de control – amarillo. Varillas de control de cabeceo naranja. Cojinetes j - verde. Palas del Rotor - gris.
¡Video Cabeza Rotor!
Introducción a la Ingeniería Aeroespacial
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Mando de Paso Colectivo
Introducci贸n a la Ingenier铆a Aeroespacial
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Mando de Paso Cíclico
Introducción a la Ingeniería Aeroespacial
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Mando de Paso de Rotor Antipar p
Introducci贸n a la Ingenier铆a Aeroespacial
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Instrumentos de abordo
Panel de mandos superior
Warning g lights g Instrumentos de vuelo
Panel medio de instrumentos.
Datos de las sondas de motor controles de cabina cabina. Nav lights. Strobe light. Interruptor de embrague. Interruptores
Alternador Batería Llave del magneto/starter.
Panel de instrumentos inferior.
Radio. Controles e indicadores
Indicador de velocidad vertical Indicador de velocidad respecto al aire. Tacómetro. Altímetro Altímetro. Manifold Pressure.
Temperatura exterior. Luz aterrizaje. Luz emergencia
Aviónica - Equipos de navegación
Introducción a la Ingeniería Aeroespacial
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Bibliografía g
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