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Abstract
Abstract:
Since I was a little kid I have always felt passionate about aviation and I really wanted to make a project related to this field. The objective of this project is to design, build and test the reliability of a homemade wind tunnel, so it can be used for educational purposes and various experiments. The idea for this work came from the realization that there is practically no way of learning or experimenting in the aerodynamics field for the students. Moreover, this document contains the theoretical fundaments of the aerodynamics that need to be understood in order to design and build a wind tunnel. For the completion of this paper, it has been necessary to follow various methods in order to adapt for the different phases of research, design, building and testing of the tunnel. At first, before the design phase of the project, I had to learn about all the phenomena involved in a wind tunnel. For the planning, design and construction process itself, I have used the technological method to make possible the replication and improvement of this experimenting tool. However, to test the viability and reliability of the design, it has been necessary to apply the scientific method and contrast the data obtained from my tunnel and other sources in similar experiments, which have proved that the design, although not perfect, is precise and can be used to make a variety of experiments on it. As a conclusion, I must invite anyone that wants to improve, replicate or use the tunnel for their experiments to do so, because it has come up as a cheap, simple and reliable tool to work with.
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Keywords: wind tunnel, homemade, aviation, aerodynamics, experiments, tool, design, construction
Resumen:
El objetivo de este proyecto es el diseño y construcción de un túnel de viento casero, que posibilite el aprendizaje en el campo de la aerodinámica y mecánica de fluidos, tanto en las aulas como en casa. Por ello, en este documento se encuentran las instrucciones y se describen los factores a tener en cuenta a la hora de construir un túnel de viento propio. Además, se ha buscado que el diseño sea lo más simple y barato posible, para que éste sea accesible al mayor número de personas. Para lograr estos objetivos se ha recurrido al método tecnológico. También se han realizado una serie de experimentos sencillos, para comprobar si el diseño final formaba una herramienta viable sobre la que poder aprender y extraer información. Estas pruebas han concluido satisfactoriamente, demostrando la eficacia del diseño como herramienta divulgativa.
Palabras clave: túnel de viento, casero, aerodinámica, divulgación, aprendizaje, experimentos, herramienta, diseño, construcción
Índice
Abstract: Resumen: Introducción: Identificación: Marco Teórico:
¿Qué es un túnel de viento?: ¿Qué principios físicos intervienen en un túnel de viento?:
Teoría de la sustentación ¿Qué es el efecto magnus? ¿Cómo se clasifican los distintos perfiles alares? ¿Qué son los dispositivos hipersustentadores?
Construcción del túnel:
1. Marcar los tablones: 2. Cortar los tablones: 3. Montaje del cuerpo del túnel: 4. Creación de los canalizadores 5. Sellado 6. Pintura y ventana 7. Luces 8. Sistema de humo Construcción de los perfiles para los experimentos
Evaluación del túnel de viento y conclusiones:
Pruebas R-3a (simple) R-3a con flaps R-3a con flaps y slats Perfil alar del F-104 Efecto Magnus y otros experimentos
Problemas encontrados:
Problemas en la selección de propulsión
Problemas en el sistema de humo
Longitud de las patas
Futuras líneas de investigación: Referencias consultadas:
*Tanto los planos como la planificación y presupuesto se encuentran en los anexos.
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Introducción:
Desde que era pequeño me he sentido cautivado por la aviación y todo aquello que rodea las artes del vuelo. Creo que no he sido el único. Desde que el hombre ha tenido la facultad de soñar ha deseado poder surcar el aire libremente. Prueba de ésto son aquellas leyendas como la de Ícaro y Dédalo, y las hazañas de los pioneros del aire, que arriesgaron sus vidas creando sus propias máquinas voladoras en su búsqueda del vuelo. Sin embargo, no sería hasta el siglo XVIII que este sueño se convertiría en realidad, por medio de los globos de los hermanos Montgolfier. Para el año 1903, tras años de estudio, los hermanos Wright hicieron historia consiguiendo elevarse en el aire controladamente en su precario “Wright Flyer”. Desde ese punto en adelante, la industria aeronáutica sufrió una serie de avances sin precedentes, que en tan solo 66 años elevarían este frágil sueño del vuelo desde unos pocos metros de altura, hasta la Luna. Todos estos avances vinieron de las más brillantes mentes; ingenieros como Kelly Johnson o pilotos como Chuck Yeager y Amelia Earhart entre muchos otros. Todos ellos, guiados por el deseo de llegar más alto y rápido que nadie, consiguieron lo que en un principio parecía imposible.
The Right Stuff: Tom Wolfe
No obstante, la idea del vuelo siempre ha ido de la mano de la ciencia y experimentación. Es por ello, por lo que desde la revolución científica en el siglo XVII se han usado túneles de viento para intentar desvelar los misterios del aire y su comportamiento. Uno de los primeros ejemplos de túnel de viento proviene de Osborne Reynolds, mediante el cual, desarrolló e ingenió muchas de sus teorías y fundamentos. En la actualidad, pese a las avanzadas simulaciones por ordenador, se siguen utilizando túneles de viento para el diseño y creación de todo tipo de vehículos, desde coches hasta el transbordador espacial, debido a su simplicidad y gran precisión.
