estimación de empuje-peso y carga alar
-
Upload
juliocesar-valladares -
Category
Documents
-
view
80 -
download
1
Transcript of estimación de empuje-peso y carga alar
![Page 1: estimación de empuje-peso y carga alar](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022042700/5572137f497959fc0b926b43/html5/thumbnails/1.jpg)
RELACIÓN EMPUJE/PESO Y CARGA ALAR
Camarillo Rivera Oscar ArturoGuevara Romero José AlfredoGutiérrez Hernández Jorge AntonioValladares Hernández Julio César
![Page 2: estimación de empuje-peso y carga alar](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022042700/5572137f497959fc0b926b43/html5/thumbnails/2.jpg)
INTRODUCCIÓN
En este capítulo hablaremos sobre dos relaciones, la carga alar (W/S), y la relación empuje/peso (T/W) y como afectan en el diseño de nuestra aeronave. Las cuales afectaran parámetros como las distancias de despegue, por ejemplo, para una distancia corta de despegue se necesita bajo W/S y T/W o alto W/S y T/W
![Page 3: estimación de empuje-peso y carga alar](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022042700/5572137f497959fc0b926b43/html5/thumbnails/3.jpg)
ESTIMACIÓN DE LA RELACIÓN T/W
T/W altoVentajas :más aceleración, mejores tasas de ascenso y girosDesventajas: más consumo de combustible, lo cual hará
elevar el peso bruto de despegue T/W no es constante (el peso varía, el empuje varía con
altitud, y depende de la fase de la misión) Poder de carga (W/HP) un alto poder de carga indica un
motor pequeño, los valores oscilan entre 10-15, este se usa para aeronaves impulsados por motores turbohélices
Convertir T=550ηp (HP)/V ηp = eficiencia definida por el empuje generado por cada
caballo de fuerza proporcionado por el motor
![Page 4: estimación de empuje-peso y carga alar](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022042700/5572137f497959fc0b926b43/html5/thumbnails/4.jpg)
ESTIMACIÓN ESTÁTICA DEL T/W
Debido a que la relación T/W no varía entre las clases de aeronaves, se pueden utilizar tablas para estimar la relación T/W que tendrá nuestra aeronave.
![Page 5: estimación de empuje-peso y carga alar](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022042700/5572137f497959fc0b926b43/html5/thumbnails/5.jpg)
ESTIMACIÓN DE LA RELACIÓN T/W
Utilizando el número Mach máximo o velocidad máxima valido para los diferentes tipos de aeronaves se puede realizar la primera estimación de la relación T/W
![Page 6: estimación de empuje-peso y carga alar](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022042700/5572137f497959fc0b926b43/html5/thumbnails/6.jpg)
Sabemos que para un vuelo en crucero no acelerado el empuje debe ser igual al arrastre generado y que el levantamiento debe ser igual al peso del aeronave. Entonces de aquí podemos obtener la siguiente expresión:
Como vimos anteriormente la relación L/D se puede calcular utilizando el alargamiento mojado del ala (wetted AR). Calculamos el máximo L/D de la figura 3.6
![Page 7: estimación de empuje-peso y carga alar](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022042700/5572137f497959fc0b926b43/html5/thumbnails/7.jpg)
![Page 8: estimación de empuje-peso y carga alar](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022042700/5572137f497959fc0b926b43/html5/thumbnails/8.jpg)
para turbohélices L/D es el mismo que el máximo L/D
para aeronaves jet L/D es el 86% del L/D máximo.
Este método sólo es válido para condiciones de crucero con una altitud cercana a la óptima y no es válido para otras altitudes, como por ejemplo a nivel del mar.
Cuando la carga alar se selecciona, como se explicará más adelante, se vuelve a calcular la relación L/D y a su vez se vuelve a checar el cálculo de la relación T/W
![Page 9: estimación de empuje-peso y carga alar](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022042700/5572137f497959fc0b926b43/html5/thumbnails/9.jpg)
(T/W) TAKE OFF
Como el cálculo se realiza en crucero, el peso que se tendrá no será el mismo que el de despegue, ya que se tiene que reducir al peso de despegue el combustible quemado en el despegue y ascenso hasta llegar a la altitud crucero. Para aeronaves típicas se tiene que el peso al empezar el crucero es de aproximadamente 0.956 el peso de despegue
![Page 10: estimación de empuje-peso y carga alar](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022042700/5572137f497959fc0b926b43/html5/thumbnails/10.jpg)
(T/W) TAKE OFFAeronaves propulsadas por aerorreactores
High bypass ratio turbofan 20-25% Empuje máximo de Despegue
Low bypass ratio turbofan 40-70% Empuje máximo de Despegue
Aeronaves propulsadas por hélice
piston powered 75% Empuje máximo de Despegue
turbohélices 60-80% Empuje máximo de Despegue
![Page 11: estimación de empuje-peso y carga alar](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022042700/5572137f497959fc0b926b43/html5/thumbnails/11.jpg)
CARGA ALAR
La carga alar es la relación que existe entre el peso de la aeronave y el área del ala.
![Page 12: estimación de empuje-peso y carga alar](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022042700/5572137f497959fc0b926b43/html5/thumbnails/12.jpg)
VELOCIDAD DE PÉRDIDA
![Page 13: estimación de empuje-peso y carga alar](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022042700/5572137f497959fc0b926b43/html5/thumbnails/13.jpg)
DISTANCIA DE DESPEGUE
![Page 14: estimación de empuje-peso y carga alar](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022042700/5572137f497959fc0b926b43/html5/thumbnails/14.jpg)
DESPEGUE CON CATAPULTA
![Page 15: estimación de empuje-peso y carga alar](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022042700/5572137f497959fc0b926b43/html5/thumbnails/15.jpg)
LANDING DISTANCE
![Page 16: estimación de empuje-peso y carga alar](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022042700/5572137f497959fc0b926b43/html5/thumbnails/16.jpg)
Existe un numero de valores diferentes referidos a la distancia de aterrizaje.
Landing ground roll. Distancia en que la aeronave toca la
pista por primera vez hasta que está completamente detenida.
![Page 17: estimación de empuje-peso y carga alar](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022042700/5572137f497959fc0b926b43/html5/thumbnails/17.jpg)
FAR 23 LANDING FIELD LENGTH
Se tiene un obstáculo de 50 ft cuando todavía la aeronaves esta en velocidad de aproximación.
Después de cruzar el obstáculo el piloto baja la aeronave a velocidad de touchdown aproximadamente 1.15 la velocidad de perdida.
![Page 18: estimación de empuje-peso y carga alar](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022042700/5572137f497959fc0b926b43/html5/thumbnails/18.jpg)
WING LOADING
La distancia de aterrizaje es en gran parte determinada por la carga alar.
![Page 19: estimación de empuje-peso y carga alar](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022042700/5572137f497959fc0b926b43/html5/thumbnails/19.jpg)
La energía cinética y por lo tanto la distancia de parada de la aeronave, varían con el cuadrado de la Touchdown Speed.
Para aeronaves con sistema de inversión de flujo o reversas la ecuación anterior se multiplica por 0.66.
Para el FAR 25 referente a aeronaves comerciales se multiplica por 1.67 para así tener un margen de seguridad.
![Page 20: estimación de empuje-peso y carga alar](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022042700/5572137f497959fc0b926b43/html5/thumbnails/20.jpg)
En Jet aircraft la distancia de aterrizaje se calcula a 0.85 del Takeoff Weight.
En Military aircraft se calcula con full Payload y un porcentaje del combustible ( Usualmente 50%).
![Page 21: estimación de empuje-peso y carga alar](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022042700/5572137f497959fc0b926b43/html5/thumbnails/21.jpg)
ARRESTED DISTANCE
![Page 22: estimación de empuje-peso y carga alar](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022042700/5572137f497959fc0b926b43/html5/thumbnails/22.jpg)
En las aeronaves de la marina son paradas por un cable-freno llamado «arresting gear».
Se sujeta a dos extremos de la base marítima y la aeronave se detiene en una distancia muy corta.
La velocidad de aproximación es 1.15 la de perdida, esto es para que la aeronave tenga suficiente velocidad para sobrevolar si pierde el cable.
![Page 23: estimación de empuje-peso y carga alar](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022042700/5572137f497959fc0b926b43/html5/thumbnails/23.jpg)
ARRESTING GEAR WEIGHT LIMITS.
![Page 24: estimación de empuje-peso y carga alar](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022042700/5572137f497959fc0b926b43/html5/thumbnails/24.jpg)
WING LOADING FOR CRUICE
![Page 25: estimación de empuje-peso y carga alar](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022042700/5572137f497959fc0b926b43/html5/thumbnails/25.jpg)
Para tener el máximo rango durante el crucero se debe hacer la selección de la carga alar para tener un alto L/D.
Para determinar la carga alar en la cual se tiene el máximo rango de crucero.
![Page 26: estimación de empuje-peso y carga alar](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022042700/5572137f497959fc0b926b43/html5/thumbnails/26.jpg)
CRUISE-CLIMB
Se reduce W/S debido al combustible quemado, debemos reducir la presión dinámica. Lo puedes hacer reduciendo velocidad por tanto puedes ascender para tener menos densidad en el aire.
Jet Aircraft.
![Page 27: estimación de empuje-peso y carga alar](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022042700/5572137f497959fc0b926b43/html5/thumbnails/27.jpg)
PREGUNTAS
![Page 28: estimación de empuje-peso y carga alar](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022042700/5572137f497959fc0b926b43/html5/thumbnails/28.jpg)
1.- ¿Qué se necesita para que la distancia de despegue sea corta?
A) baja relación de W/S y T/W B) alta relación de W/S y T/W C) A y B son correctas D) ninguna es correcta
![Page 29: estimación de empuje-peso y carga alar](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022042700/5572137f497959fc0b926b43/html5/thumbnails/29.jpg)
2.- Para aeronaves típicas ¿cuál es el peso aproximado que se tiene al momento de empezar el vuelo en crucero?
A) 0.915 veces el peso de despegue B) 0.956 veces el peso de despegue C) 0.915 veces el peso de ascenso D) 0.956 veces el peso bruto del
aeronave
![Page 30: estimación de empuje-peso y carga alar](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022042700/5572137f497959fc0b926b43/html5/thumbnails/30.jpg)
3.- ¿Cuál es el valor de la velocidad de despegue?
A) 1.1 Vstall B) 1.3 Vstall C) 1.5 Vstlal
![Page 31: estimación de empuje-peso y carga alar](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022042700/5572137f497959fc0b926b43/html5/thumbnails/31.jpg)
4.- ¿ A que porcentaje del Takeoff Weight se calcula la distancia de aterrizaje de un Jet Aircraft?
A) 80% B) 85% C) 90% D) 75%