Maniobras y Envolvente de Vuelo

 

Maniobras y Envolvente de Vuelo Fernando Guerrero Vélez

 

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Diagrama que determina los limites de la aeronave en términos de: 

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¿Qué es la de envolvente vuelo?

Velocidades. Altura. Limites Estructurales.

 

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Maniobras Factor de y Carga

Para estudiar la envolvente de vuelo, es necesario iniciar mediante un análisis de las cargas que actúan sobre la aeronave. Para esto, se define el factor de carga n como la relación

= 

  =    

En vuelo recto y nivelado, la sustentación es igual a uno, ya que la sustentación es una fuerza que compensa el peso de la aeronave en sentido opuesto opuesto, pero con la misma magnitud. Sin embargo, bajo ciertas condiciones de vuelo, el valor de la sustentación puede variar variar,, por lo que el factor de carga es distinto a uno.

 

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Vs: velocidad de perdida en vuelo recto y nivelado. Vs: Vm:: velocidad de perdida con factor de carga. Vm 

Maniobras y Factor de Carga

En pérdida con o sin maniobra, definimos CLMAX:

 = 1 0      2 

En vuelo recto y nivelado L=W, entonces:

1  = 0      2 

Dividiendo ambas ecuaciones: 

 =    

 

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Vs: velocidad de perdida en vuelo recto y nivelado. Vs: Vm:: velocidad de perdida con factor de carga. Vm 

Maniobras y Factor de Carga

Un avión que entrara en maniobra que exigiera un factor de carga 2, entraría en perdida a una velocidad Vm 

 2=  





→  2 = 1.41  

Esto es 1.41 veces mayor que en vuelo recto y nivelado.

 



Vs:: velocidad de perdida en vuelo recto y nivelado. Vs



Vm:: velocidad de perdida con factor de carga. Vm 

Maniobras y Factor de Carga

Si por el contrario, tenemos a la aeronave dando un viraje, entonces el factor de carga es definido como:

=

1  =     ∝  

Cos (60°) =  

 



Maniobras y Factor de Carga

El valor de la sustentación en estas condiciones debería ser el doble del peso, por lo que tanto la estructura como el piloto tendrían la sensación de que su peso seria el doble: 2G.

=

1  =     ∝  

Cos (60°) =  

Es proyectar la carga estructura de un avión ennecesario función del factor de y virajes que se plantee realizar. 

 



Además podemos calcular la resistencia inducida en un viraje de la siguiente manera:

 =     

Maniobras y Factor de Carga

 

AB: Limite aerodinámico en n impuesto por CLMAX BC: Limite positivo de n

Calculo de Velocidades

CD: Limite de Velocidad

AE : Angulo de Ataque Negativo (L negativo)

ED: Limite negativo de n

 

AB: Limite aerodinámico en n impuesto por CLMAX BC: Limite positivo de n

Calculo de Velocidades

CD: Limite de Velocidad

AE : Angulo de Ataque Negativo (L negativo)

ED: Limite negativo de n

1   =      2 

 

AB: Limite aerodinámico en n impuesto por CLMAX BC: Limite positivo de n

Calculo de Velocidades

CD: Limite de Velocidad

AE : Angulo de Ataque Negativo (L negativo)

ED: Limite negativo de n

 

AB: Limite aerodinámico en n impuesto por CLMAX BC: Limite positivo de n

Calculo de Velocidades

CD: Limite de Velocidad

AE : Angulo de Ataque Negativo (L negativo)

ED: Limite negativo de n

 

AB: Limite aerodinámico en n impuesto por CLMAX BC: Limite positivo de n

Calculo de Velocidades

CD: Limite de Velocidad

AE : Angulo de Ataque Negativo (L negativo)

ED: Limite negativo de n

 

AB: Limite aerodinámico en n impuesto por CLMAX BC: Limite positivo de n

Calculo de Velocidades

CD: Limite de Velocidad

AE : Angulo de Ataque Negativo (L negativo)

ED: Limite negativo de n

 

Es la máxima velocidad a la que esta calculada la estructura del avión para un desplazamiento máximo de los mandos de vuelo, a partir de la condición de vuelo recto y nivelado (n=1). No debe ser menor que:

VA: Vel. Cálculo de Maniobra VB: Vel. Cálculo

Calculo de Velocidades

RagagasMax Intensidad VC: Velocidad Crucero VD : Vel. Cálculo de Picada

 = 2.5 .5 

=

2     

 

Su valor no puede ser menos que la intersección de la línea de pérdida y suele ser inferior al valor de VA.

VA: Vel. Cálculo de Maniobra VB: Vel. Cálculo

Calculo de Velocidades

RagagasMax Intensidad VC: Velocidad Crucero VD : Vel. Cálculo de Picada

 

Se establece por diseño del avión. Debe ser mayor a VB para evitar aumentos de velocidad a causa de turbulencias.

VA: Vel. Cálculo de Maniobra VB: Vel. Cálculo

Calculo de Velocidades

RagagasMax Intensidad VC: Velocidad Crucero VD : Vel. Cálculo de Picada

 

Se utiliza en la determinación de la velocidad máxima operativa, de modo que nunca se exceda en una maniobra de picado.

VA: Vel. Cálculo de Maniobra VB: Vel. Cálculo

Calculo de Velocidades

RagagasMax Intensidad VC: Velocidad Crucero VD : Vel. Cálculo de Picada

 

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Diagrama de Ráfagas

Un caso que da lugar a cargas simétricas, son las ráfagas ascendentes o descendentes cuando el avión se halla en vuelo horizontal.

 



La estructura del avión debe ser capaz de soportar cualquier esfuerzo combinado de factores de carga y velocidad

Diagrama de Ráfagas

Mientras la aeronave se mantenga dentro de estos parámetros, se

puede garantizar la integridad de la aeronave.  

Envolvente de Vuelo

 

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Referencias

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Aircraft Performance Performance and Design – John D. Anderson. Aircraft Desing, a Conceptual Approach, Daniel P. Raymer, 2 nd  Edition. Aerodinámica y Actuaciones del Avión, Isidoro Carmona, 10 th  edición. Aerodynamics of the Airplane. Schlichting & Truckenb Truckenbrodt. rodt. 1979. http://www.aero.us.es/adesign/Slides/Temas/Tema_09Diagrama.V-n-Payload.Range.pdf  http://prezi.com/vahtrkv5f9me/?utm_campaign=share&utm_m http://prezi.com/vahtrkv5f9me/?utm_cam paign=share&utm_med ed ium=copy&rc=ex0share