pared delgada final

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  i Título: Diseño geométrico, aerodinámico y estructural de un ala trapezoidal Objetivo. Construir un ala trapezoidal, realizando el diseño de un perfil para la construcción de un prototipo y determinar su comportamiento estructural y analizar su comportamiento aerodinámico. Alcance. Comienza con el diseño de un perfil aerodinámico, planificación, evaluación de costos, manufactura de un modelo real a escala de una semi-ala y concluirá con los cálculos del área, centroide y momentos de inercia de primer y segundo orden y la experimentación en el túnel de viento. Metodología El diferente software utilizado es básicos como Exc el, Solidworks los cual es se utilizaron para realizar el pe rfil a utilizar y Autocad el cua l se usa para la cortadora a laser y manufacturar los perfiles. El método utilizado para ajustar las curvas es el de regresión polinómica de orden 4 y 6 .

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Analisis

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  • i

    Ttulo: Diseo geomtrico, aerodinmico y estructural de un ala trapezoidal

    Objetivo. Construir un ala trapezoidal, realizando el diseo de un perfil para la construccin de un

    prototipo y determinar su comportamiento estructural y analizar su comportamiento

    aerodinmico.

    Alcance. Comienza con el diseo de un perfil aerodinmico, planificacin, evaluacin de costos,

    manufactura de un modelo real a escala de una semi-ala y concluir con los clculos del

    rea, centroide y momentos de inercia de primer y segundo orden y la experimentacin en

    el tnel de viento.

    Metodologa El diferente software utilizado es bsicos como Excel, Solidworks los cuales se utilizaron

    para realizar el perfil a utilizar y Autocad el cual se usa para la cortadora a laser y

    manufacturar los perfiles. El mtodo utilizado para ajustar las curvas es el de regresin

    polinmica de orden 4 y 6.

  • ii

    Resumen. El presente trabajo tiene como finalidad calcular el rea, centroides y momentos de inercia

    de un perfil aerodinmico y realizar un modelo real a escala de una semi-ala, finalmente

    realizar un anlisis en ANSYS para determinar donde se encontraran los esfuerzos mximos

    y mnimos, a ligal que las deformaciones, pero el objetivo de este trabajo es comprender de

    manera analtica y experimental el comportamiento aerodinmico y estructural de una ala

    trapezoidal. Este proyecto se realizara por etapas. Para realizar la primera parte

    comenzaremos proponiendo un perfil con el cual se realizara un prototipo, primero se

    trazara el perfil a mano, posteriormente se vectorizara mediante el software de Solidworks

    y se procedi a realizar el corte mediante lser en MDF. Los perfiles obtenidos se unirn y

    se les insertara una varilla de acero para su utilizacin en el tnel de viento y as poder

    determinar el comportamiento de dicho perfil. En la segunda etapa se realizara el diseo de

    la semi-ala y se analizara en ANSYS para determinar donde se encuentran los esfuerzos

    mximos y mnimos y las deformaciones, la semi-ala se manufacturara mediante corte a

    laser el material a utilizar ser acrlico de diferentes espesores.

    Abstract.

    This paper aims to calculate the area, centroid and moments of inertia of an airfoil and make

    an actual scale model of a semi-wing, but the goal of this work is to understand the analytical

    and experimental aerodynamics and structural a trapezoidal wing. This project will take

    place in stages. For the first part we begin by proposing a profile with a prototype which will

    be held first profile was mapped to suck then vectorize it using Solidworks software and

    proceeded to perform laser cutting MDF. The profiles obtained will join them and inserted

    a steel rod for use in the wind tunnel so we can determine the behavior of the profile.

  • iii

    Introduccin Comenzaremos por analisar el perfil de un ala propuesta, consecuentemente se analizaran las

    ecuaciones fundamentales para poder obtener un estudio estatico del perfil y de la geometra del

    ala ,esto servir como base para las comprobaciones experimentales

    Ahora en estos tiempos se usan muchos softwares diferentes con aplicaciones como calculo de

    estructuras, fluidos, multivariables y muchas otras cosas del sector aeronutico, incluso se ha dado

    un crecimiento muy rpido en esta rea de diseo ,llevando asi a las instituciones como la nuestra

    la necesidad de implementar laboratorios y programas de estudio para implementar las tcnicas

    mas nuevas en cuanto al diseo o al calculo de las aeronaves.

    El presente trabajo busca dar una explicacin general de cmo se resuelve un anlisis esttico y

    dinmico en una semi ala utilizando diferentes softwares y comprobando que las soluciones sean

    seguras en la aplicacin de nuestra ala

  • INDICE

    Contenido Ttulo: Diseo geomtrico, aerodinmico y estructural de un ala trapezoidal ............................... 1

    Objetivo. .......................................................................................................................................... 1

    Alcance. ........................................................................................................................................... 1

    Metodologa .................................................................................................................................... 1

    Resumen. ......................................................................................................................................... 2

    Abstract. .......................................................................................................................................... 2

    Introduccin .................................................................................................................................... 3

    INDICE .............................................................................................................................................. 4

    CAPTULO I .......................................................................................................................................... 6

    1.1 Perfil aerodinmico ................................................................................................................... 6

    1.2 Ala .............................................................................................................................................. 7

    1.3 Consideraciones preliminares. ................................................................................................ 10

    1.4 Procedimiento ......................................................................................................................... 11

    1.4.1 Diseo y eleccin del perfil .................................................................................................. 11

    1.4.2 Modelado de la semi-ala en solidworks ............................................................................... 11

    1.4.3 Desarrollo del modelo para experimentacin ..................................................................... 12

    2.1 Clculos del perfil .............................................................................................................. 14

    1.5.1 Calculo del rea del perfil ..................................................................................................... 14

    1.5.2 Centroide del perfil. ............................................................................................................. 15

    1.5.3 Momentos de inercia. ......................................................................................................... 20

    1.5.4 Resumen de clculos. ........................................................................................................... 24

    1.5.5 Comprobacin de resultados mediante el software era soft 3.2 (secciones)...................... 25

    CAPITULO II ....................................................................................................................................... 26

    2.1 Anlisis aerodinmico del perfil .............................................................................................. 26

    2.2 Calculo de CAM del ala ............................................................................................................ 29

    2.4 Construccin de la semiala ...................................................................................................... 30

    2.5 Anlisis en ANSYS .................................................................................................................... 33

    3.- Bibliografa .............................................................................................................................. 37

  • 6

    CAPTULO I

    1.1 Perfil aerodinmico Definicin.

    En aeronutica se denomina perfil alar, perfil aerodinmico o simplemente perfil, a la forma

    plana que al desplazarse a travs del aire es capaz de crear a su alrededor una distribucin de

    presiones que genere sustentacin.

    Se llama as a la forma que tiene la seccin transversal del ala o de la pala de un aerodino y

    permiten que se generen las reacciones que sustentan en el aire o levantan tales aerodinos. En

    este tipo de perfiles las lneas de corriente permanecen unidas al cuerpo durante la mayor parte

    de su recorrido.

    Introduccin.

    Los perfiles pueden ser ms finos o gruesos, curvos o poligonales, simtricos o no.

    Caractersticas geomtricas del perfil

    Cuerda: Lnea que une el intrads con el extrads de un perfil.

    Lnea de cuerda: Es la lnea recta que pasa por el borde de ataque y por el borde de salida.

    Borde de ataque: Es la parte delantera del ala en el sentido del vuelo. Es la primera que se

    encuentra con la corriente de aire.

    Borde de salida: Es la parte trasera del ala y la ltima en contacto con la corriente de aire.

    Extrads: Parte superior del ala, es la parte en donde ms flujo de aire se concentra.

    Intrads: Parte inferior del ala, la parte del ala en donde menor cantidad de flujo de aire

    hay.

    ngulo de ataque: Es el ngulo que forma la cuerda con la corriente de aire

    Espesor Mximo: Es la mxima distancia entre el extrads y el intrads.

    Fig. 1 Partes del perfil aerodinmico

  • 7

    1.2 Ala Definicin.

    Es la parte estructural del avin encargada de generar la sustentacin

    Introduccin.

    La diferencia de curvatura entre el extrads y el intrads hace que el aire tenga que ir ms rpido

    por el extrads que por el intrads. Esta aceleracin de la corriente de aire provoca una

    depresin en el extrads que es la fuerza vertical (Sustentacin) que vence la atraccin de la

    gravedad.

    Hay varios factores que influyen en la Sustentacin que genera un ala: caractersticas fsicas del

    ala, la velocidad de la corriente de aire, la densidad del aire y el ngulo de ataque.

    Formas de las alas

    Las alas pueden tener las formas ms variadas: estrechndose hacia los extremos (tapered) o recta

    (straight), en la parte del borde de ataque (leading) o del borde de salida (trailing), o cualquier

    combinacin de estas; en forma de delta, en flecha, etc. Si la velocidad es el factor principal, un ala

    "tapered" es ms eficiente que una rectangular (straight) porque produce menos resistencia; pero

    un ala "tapered" tiene peores caractersticas en la prdida salvo que tenga torsin (ngulo de

    incidencia decreciente hacia el borde del ala).[2]

    Fig. 2 Fuerzas que actan sobre el avin

    Fig. 3 Diferentes formas de las alas

  • 8

    Partes estructurales del ala.

    Los componentes del ala se clasifican de acuerdo con la funcin de cada componente y se les

    denomina principales o secundarios.

    Componentes principales:

    Vigas

    Costillas

    Revestimientos

    Herrajes

    Componentes secundarios:

    Falsas costillas

    Largueros

    Refuerzos

    COMPONENTES PRINCIPALES

    Viga (Spar): Viga que se extiende a lo largo del ala. Es el componente principal de soporte de la

    estructura. Soporta los esfuerzos de flexin y torsin. Las fuerzas que soporta el ala varan a lo largo

    de la envergadura, por lo cual los largueros pueden ser de seccin variable lo largo de esta, con lo

    que se consigue disminuir el peso estructural

    La forma de la seccin transversal de la viga: Depende de la forma del perfil, su altura, la resistencia

    exigida y el material empleado. Las secciones de vigas ms comunes:

    Seccin rectangular

    Seccin I

    Seccin Canal

    Seccin doble T

    Seccin I compuesta

    Costillas (Rib): Miembro delantero y posterior de la estructura del ala da forma al perfil y transmite

    la carga del revestimiento o piel a las vigas. Son estructuras que dan resistencia a la torsin al ala.

    Se encuentran intercaladas de manera (ms o menos) perpendicular a los largueros. Suelen estar

    vaciadas para eliminar material no necesario y aligerar peso.

    a) Funciones principales:

    b) Mantener la forma del perfil

    Fig. 4 Diferentes Secciones transversales de la viga

  • 9

    c) Transmitir las fuerzas aerodinmicas a las vigas

    d) Distribuir las cargas a las vigas

    e) Estabilizar el ala contra las tensiones

    f) Cerrar las celdas

    g) Mantener la separacin de los largueros

    h) Proporcionar puntos de unin a otros componentes

    Clasificacin por su funcin

    1. Costillas de compresin: Transmite y distribuyen equitativamente los esfuerzos en la viga

    2. Costillas maestras: Mantienen distanciados las vigas y dan rigidez a los elementos

    3. Costillas comunes: Transmiten las fuerzas interiores a las vigas

    4. Falsas costillas: Para mantener la forma de la piel

    Partes de la costilla:

    i. Nervio superior

    ii. Nervio inferior

    iii. Alma

    Revestimiento: Es la parte externa del ala, cuya misin es resistir esfuerzos cortantes y aislar el

    combustible del medio ambiente. Es lo que vemos como "la piel del ala".

    Fig. 5 Diferentes costillas que conforman el ala

  • 10

    COMPONENTES SECUNDARIOS

    Largueros (Stringer): Elemento estructural del ala (viga principal), que atraviesa toda la envergadura

    de la misma en direccin perpendicular al fuselaje en caso de alas rectas o en dependencia del

    flechado

    Larguerillos: Son pequeas vigas (ms pequeas que los largueros) que se sitan entre costillas para

    evitar el pandeo local del revestimiento. Pueden estar integrados en el propio revestimiento

    formando una sola pieza.

    Aparte de todos estos componentes estructurales internos, el ala lleva los elementos que componen

    la cinemtica de los dispositivos hipersustentadores.

    1.3 Consideraciones preliminares.

    Se realizara el bosquejo de un perfil con una cuerda de 12 cm, el prototipo deber tener una

    envergadura de 18 y se le deber fijar una varilla de acero en su centroide.

    Fig. 3 Estructura de la semi-ala.

  • 11

    Fig.4 Trazo de diferentes perfiles

    Fig. 5 Vista explosiva del ensamble de la semi-ala rectangular prototipo

    1.4 Procedimiento

    1.4.1 Diseo y eleccin del perfil Para el diseo del perfil se traz en una hoja diferentes perfiles de los cuales se eligi uno para ser

    el perfil con el que se trabajara. No se utiliz algn perfil existente.

    1.4.2 Modelado de la semi-ala en solidworks En el programa de Solidworks existen varios mdulos los cuales son modelados, superficies, dibujo,

    anlisis. Para nuestro trabajo solo se utiliz modelado, en el cual se realiz el modelo tridimensional.

    Lo primero que se realizo es en una hoja se traz el perfil y se vectorizo para obtener los puntos, los

    cuales introducimos a solidworks y mediante la herramienta de curvas spline, se unen los puntos

    del perfil para formar la superficie, procedimos a darle volumen, realizndose con la funcin de

    extruir dndole el espesor de 0.354 in. Se ensamblaron varios perfiles hasta obtener una longitud

    de 18 in.

  • 12

    Fig. 6 Ensamble del modelo a escala

    Fig. 7 Perfiles manufacturados mediante cortadora a laser

    Fig. 8 Construccin del modelo a escala

    Este software solo lo utilizamos para darnos cuenta cmo quedara nuestra semi- ala, para poderlo

    manufacturar.

    1.4.3 Desarrollo del modelo para experimentacin Dentro de nuestro objetivo esta construir un prototipo, el cual lo realizamos con un material muy

    barato el cual fue con MDF. Los perfiles se realizaron mediante una cortadora a lser, lo cual fue

    muy rpido.

    Se procede a la construccin del modelo, lo primero que se realizo es pegar todos los perfiles y los

    alineamos mediante dos barras rectangulares de MDF.

  • 13

    Fig. 9 Ensamble real del modelo

    Fig. 10 Retiro del exceso de pegamento e imperfecciones

    Fig. 11 Semi- ala rectangular terminada

    Todo esto se realiz pegando los perfiles con pegamento 5000 con lo cual aseguramos que no se

    desprendiera ningn perfil quedando una semi-ala slida.

    Debido al procedimiento de corte a laser y al ser MDF el material utilizado, este se quem, y para

    retirar esto y el exceso de pegamento se lijo.

    Este paso se realiz retirar cualquier imperfeccin que pueda afectar al anlisis aerodinmico,

    obteniendo una superficie sin lisa.

    Se manufacturo una barra de acero inoxidable para sostener la semi-ala rectangular y poder realizar

    el anlisis aerodinmico en el tnel de viento, con dicho anlisis obtendremos las curvas de vs ,

    vs , y la polar.

  • 14

    2.1 Clculos del perfil Para hacer ms fcil el estudio de este perfil y los siguientes clculos se decidi dividir el perfil

    experimental en seis secciones de los cuales se ha obtenido la ecuacin representativa de la

    coleccin de datos por el mtodo de regresin polinmica de orden 2 y 3.

    Perfil

    1.5.1 Calculo del rea del perfil El rea del perfil est dada por la suma del rea de las 6 secciones.

    AREA DE EXTRADOS.

    SECCION 1.

    () =

    SECCION 2.

    () = 0.0045 3 0.0867 2 + 0.3678 + 0.8669

    (0.0045 3 0.0867 2 + 0.3678 + 0.8669) = 5.78166.666

    1.666

    SECCION 3.

    () =

    Fig. 12 Perfil diseado

  • 15

    rea extrads = abs (seccin 1+seccin 2+seccin 3) = 8.6083 2

    AREA DEL INTRADOS

    SECCION 4.

    () =

    SECCION 5.

    () = 0.0012 3 + 0.035 2 0.14445 0.8748

    SECCION 6.

    () = 0.0011 3 + 0.035 2 0.1378 0.8905

    rea intrads = abs (seccin 4+seccin 5+seccin 6) = 6.79866 2

    rea del Perfil = rea extrads + rea intrads = 15.407

    1.5.2 Centroide del perfil.

    Para el calculo del Centroide debido a que se dividi en ocho partes, la posicin del

    Centroide ser:

  • 16

    =

    =1

    Donde: xn= posicin del Centroide con respecto al eje x de la seccin.

    An= rea de la seccin.

    A = rea total de la figura.

    =

    =1

    Donde: xn= posicin del Centroide con respecto al eje y de la seccin.

    An= rea de la seccin.

    A = rea total de la figura.

    POSICION DEL CENTROIDE EN EL EJE Y.

    La posicin del Centroide con respecto al eje y de cada seccin se obtiene con la

    siguiente ecuacin:

    =

    =

    1

    2 ()2

    EXTRADOS

    SECCION 1.

    1 =

    1 =11

    =0.781263

    1.5283= 0.511197

    SECCION 2.

    2 =

  • 17

    2 =22

    =3.40682

    5.7816= 0.5892

    SECCION 3.

    3 =

    3 =33

    =0.343167

    1.2983= 0.26432

    INTRADOS

    SECCION 4.

    4 =

    4 =44

    =0.66128

    1.43412= 0.461105

    SECCION 5.

    5 =

    5 =55

    =2.1265

    4.57113= 0.465202

    SECCION 6.

    6 =

  • 18

    6 =66

    =0.16553

    0.793411= 0.208631

    POSICION DEL CENTROIDE RESPECTO AL EJE X.

    El calculo del Centroide con respecto al eje x de cada seccin esta dado por la siguiente

    ecuacion:

    =

    = [() ]

    EXTRADOS

    SECCION 1.

    1 =

    [0.51523 1.83542 + 2.3643 + 0.0504]1.666

    0

    = 1.50179

    1 =11

    =1.50179

    1.5283= 0.982654

    SECCION 2.

    2 =

    [0.00453 0.08672 + 0.3678 + 0.8669]6.666

    1.666

    = 23.0093

    2 =22

    =23.0093

    5.7816= 3.97975

    SECCION 3.

    3 =

    [8 1043 0.02692 + 0.0385 + 1.48] = 10.072410

    6.666

    3 =33

    =10.0724

    1.2983= 7.75815

    INTRADOS

    SECCION 4.

  • 19

    4 =

    [0.78474 3.36633 + 5.23382 3.5996 0.0221] = 1.34341.666

    0

    4 =44

    =1.3434

    1.43412 = 0.936742

    SECCION 5.

    5 =

    [0.00123 + 0.0352 0.1444 0.8748] = 18.2086.666

    1.666

    5 =55

    =18.208

    4.5711 = 3.98329

    SECCION 6.

    6 =

    [0.00113 + 0.0352 0.1378 0.8905] = 5.100391310

    6.666

    6 =66

    =5.1003913

    0.793411 = 6.42844

    Seccin rea Centroide (x) Centroide (y) rea*x rea*y

    Extrads

    1 1.52832 0.98265 0.511197 1.50181 0.781273

    2 5.7816 3.9797 0.5892 23.009 3.40652

    3 1.2983 7.75815 0.26432 10.0729 0.34318

    TOTAL 8.6082 34.5837 4.53097

    CENTRIODE EN EL EXTRADOS: Y=0.52635 X=4.01749

    Intrads

    4 -1.43412 -0.9826 0.461105 1.40924 -0.66128

    5 -4.57113 -3.9797 0.465202 18.192 -2.1265

    6 -0.793411 -7.7581 0.208631 6.1554 -0.16553

    TOTAL -6.79866 25.7566 2.95331

    CENTROIDE EN EL INTRADOS: Y=-0.434396 X=3.78848

    CENTROIDE Y=0.091955 X=3.9029

  • 20

    1.5.3 Momentos de inercia. MOMENTO DE INERCIA EN Y.

    = 2

    SECCION 1. Extrados

    = 2[0.51523 1.83542 + 2.3643 + 0.0504]1.666

    0

    = 1.75592 4

    SECCION 2.

    = 2[0.00453 0.08672 + 0.3678 + 0.8669]6.666

    1.666

    = 102.886

    SECCION 3.

    = 2[8 1043 0.02692 + 0.0385 + 1.48] = 78.896710

    6.666

    SECCION 4.Intrados

    = 2[0.78474 3.36633 + 5.23382 3.5996 0.0221] = 1.535241.666

    0

    SECCION 5.

    = 2[0.00123 + 0.0352 0.1444 0.8748] = 81.55066.666

    1.666

    SECCION 6.

    = 2[0.00113 + 0.0352 0.1378 0.8905] = 44.769810

    6.666

    : 1 + 2 + 3 = 183.538

    : 4 + 5 + 6 = 127.856

    + = 311.394

  • 21

    MOMENTO DE INERCIA EN X.

    = 2

    SECCION 1. Extrados

    = 2[0.51523 1.83542 + 2.3643 + 0.0504]1.666

    0

    = 0.9257

    SECCION 2.

    = 2[0.00453 0.08672 + 0.3678 + 0.8669]6.666

    1.666

    = 1.2653

    SECCION 3.

    = 2[8 1043 0.02692 + 0.0385 + 1.48] = 1.10910

    6.666

    SECCION 4.Intrados

    = 2[0.78474 3.36633 + 5.23382 3.5996 0.0221]1.666

    0

    = 0.7365

    SECCION 5.

    = 2[0.00123 + 0.0352 0.1444 0.8748] =6.666

    1.666

    0.4978

    SECCION 6.

    = 2[0.00113 + 0.0352 0.1378 0.8905] =10

    6.666

    0.4157

    : 1 + 2 + 3 = 3.34

    : 4 + 5 + 6 = 1.654

    + = 4.95 4

  • 22

    MOMENTOS ESTATICOS.

    MOMENTO ESTATICO X.

    =

    SECCION 1. Extrados

    = [0.00173 0.7562 + 1.234 + 0.5627]1.666

    0

    = 1.7634

    SECCION 2.

    = [0.00162 + 0.1253 + 6.9196]6.666

    1.666

    = 1.9254

    SECCION 3.

    = [[0.78474 3.36633 + 5.23382 3.5996 0.0221]] =10

    6.666

    0.5664

    SECCION 4.Intrados

    = [0.78474 3.36633 + 5.23382 3.5996 0.0221] = 1.062341.666

    0

    SECCION 5.

    = [0.00123 + 0.0352 0.1444 0.8748] =6.666

    1.666

    1.000264

    SECCION 6.

    = [0.00113 + 0.0352 0.1378 0.8905] = 0.6944410

    6.666

    : 1 + 2 + 3 = 4.264

    : 4 + 5 + 6 = 2.7574

    + = 1.502484

  • 23

    MOMENTO ESTATICO EN Y.

    =

    SECCION 1. Extrados

    = [0.51523 1.83542 + 2.3643 + 0.0504]1.666

    0

    = 1.50179

    SECCION 2.

    = [0.00453 0.08672 + 0.3678 + 0.8669]6.666

    1.666

    = 23.0093

    SECCION 3.

    = [8 1043 0.02692 + 0.0385 + 1.48] = 10.072410

    6.666

    SECCION 4.Intrados

    = [0.78474 3.36633 + 5.23382 3.5996 0.0221] = 1.34341.666

    0

    SECCION 5.

    = [0.00123 + 0.0352 0.1444 0.8748] = 18.2086.666

    1.666

    SECCION 6.

    = [0.00113 + 0.0352 0.1378 0.8905] = 5.100310

    6.666

    : 1 + 2 + 3 = 34.5835

    : 4 + 5 + 6 = 24.6517

    + = 59.2352 4

  • 24

    1.5.4 Resumen de clculos.

    RESULTADOS

    rea del perfil 15.4069 2

    Cancroide del perfil en X 3.90299 2

    Cancroide del perfil en Y 0.091955 2

    Momento de inercia en el eje x (Ix) 4.95 4

    Momento de inercia en el eje y (Iy) 311.44

    Momento Esttico X 1.50248 4

    Momento Esttico Y 59.23524

  • 25

    1.5.5 Comprobacin de resultados mediante el software era soft 3.2 (secciones) INTRADOS EXTRADOS

    Resultados

  • 26

    CAPITULO II

    2.1 Anlisis aerodinmico del perfil Para el anlisis aerodinmico del perfil utilizamos el software xflr5

    Los puntos del perfil deben de exportarse al programa con la extensin (.dat)

    Colocamos en las tablas los datos correspondientes al perfil

  • 27

    Resultados del anlisis

    Polar Auxiliar o de ala limpia

    Curva de Sustentacin

    Curva de Finesa

  • 28

    Curva de Resistencia

    3D ala

  • 29

    2.2 Calculo de CAM del ala La cuerda aerodinmica media se difinida como La cuerda de un perfil imaginario sobre la cual se

    aplican vectores de fuerzas y momentos idnticos a los que se generan en el ala o alas reales

    durante todo su rango de vuelo

    =2

    3 (

    2 + + 1

    + 1)

    = 2

    3 0.3 (

    0.3332+0.333+1

    0.333+1) = 0.21663

    CAM = Cuerda aerodinmica media

    = =

    =0.1

    0.3 = 0.3333

    = Cuerda de raz (en eje de simetra del ala) = 0.3 m

    = Cuerda en las puntas del ala = 0.1 m

  • 30

    Figura () Vista superior de la semiala

    2.3 Calculo del alargamiento

    Donde:

    A = Alargamiento

    -b = Envergadura

    CAM = Cuerda aerodinmica media

    =

    =2

    0.2166 = 9.2336

    2.4 Construccin de la semiala

    Se realiz el diseo de la

    semi- ala, la cual es

    trapezoidal, se dise con

    dos vigas en I una delantera

    y una trasera, 16 costillas y

    el soporte del motor el cual

    estar soportada en las

    vigas.

    Todas las piezas se cortaron

    en lser

    La imagen muestra las vigas

    en I delanteras y traseras

  • 31

    Se colocaron las secciones

    de las costillas del borde de

    salida

    Se colocaron las secciones de

    las costillas del borde de

    entrada

    Se colocaron las varillas en el

    borde de ataque y el borde de

    salida de las costillas.

    Vista frontal de la semi- ala, sin

    piel y soporte del motor

  • 32

    Se coloc en la semi-ala los soportes

    del motor

    Los soportes estn soportadas en las

    vigas delantera y trasera

    Vista superior de la semi- ala,

    sin piel y soporte del motor

  • 33

    2.5 Anlisis en ANSYS

    El diseo se realiz en ANSYS

    Se dise un semi-ala trapezoidal de

    1 metro de longitud

    La semi-ala cuenta con dos vigas en I

    Se colocaron 16 costillas a diferentes

    distancias; 5 costillas separadas entre

    si con una distancia de 5 cm enseguida

    9 costillas a una distancia de 7 cm y por

    ultimo 2 a una distancia de 8.5

  • 34

    La costilla se dise con dos

    Aligeramientos

    Se realiz el mayado de todos los , elementos de la semi-ala

  • 35

    Se realiz el empotre del lado izquierdo del

    ala para poder aplicar las fuerzas

    Se aplicaron las cargas a lo largo de la semi-

    ala

  • 36

    Solucin

  • 37

    3.- Bibliografa

    [1] Theory of Wing Sections, Including a Summary of Airfoil Data, Ira Herbert Abbott, 1959

    [2] http://www.manualvuelo.com/PBV/PBV14.html

    [3]Tesis; Analisis Numerico y experimental de la respuesta dinmica de una semiala, Fidel

    Agustin Sangins Lezama, 2010

    [4]CAM o CGM en un Avin, Jose A. Correa A., Tiburcio Fernandez R., Miguel A. Mejia R., 2012