tema 05 paquetes.de.diseno(estructuras)

7/29/2019 Tema 05 Paquetes.de.Diseno(Estructuras)

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Estimacin Estructuras Aviones

Departamento de Ingeniera AeroespacialY Mecnica de Fluidos

Clculo de Aviones 2011 Sergio Esteban Roncero, [email protected] 1


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Fusela e: Estructura - III

Estructura tpica (semimonocasco):

Cuadernas - frames. Soportan cargas de traccin (presurizacin)

Revestimiento - skin.

uerzas tors ona es. Mantener la presin de cabina.

Largueros del fuselaje longerons.

Larguerillos del fuselaje - stringuers Distribuir cargas axiales inducidas por flexin

Mampara de presin pressure bulkhead. Ubicados en puntos de fuerza concentrados (alas,

cola, tren de aterrizeje) Estructura bastante grande distribuir la carga

aplicada en los revestimientos del fuselaje.

Zonas reforzadas. Tren de aterrizaje Unin con las superficies sustentadoras.

gas y pane es Divisin entre cabina y bodega



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Cajn Central

Puerta trasera

Fuselaje



6/44Clculo de Aviones 2011 Sergio Esteban Roncero, [email protected] 6


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Fuselaje: Estructura - IV

Sect 17 Fuselaje traseroSect. Central

Delantera Fuselaje

Fusela e


Mampara de presin Sect Cono de cola


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Fuselaje: Estructura - IV



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A400M Estructura del fusela e



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Estructura: Ala - I

Elementos constitutivos: Largueros - spar. Costillas - ribs. Larguerillos - Longitudinal stringer. Revestimiento - skin. Cajn de torsin torsional box D-box.

Borde de entrada leading edge Borde de salida trailing edge Extremo del ala - wingtip Puertas de acceso. n ones entre e ementos. Zonas reforzadas:

Tren de aterrizaje.

Motores.- .

Alojamiento del tren.



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Estructura: Ala - II

Costillas: Generalmente construidos en una pieza slida a la

que se e pract can or c os e acceso. am n sepueden construir mediante triangulacin de perfiles.

Objetivo de los orificios Pasar cableado: hidrulico, elctrico.

Reduccin de peso

Misin estructural ransferir las car as aerodinmicas

externas a los largueros. Soportar las cargas de aplastamiento,

manteniendo la geometra del perfil.

(gndola motor y tren de aterrizaje) a loslargueros y a los paneles de recubrimiento.

Soporte para los larguerillos


de cargas concentradas.


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Estructura: Ala - III

Largueros: . Se suelen usar dos largueros paralelos, formando el llamado cajn del ala (wingbox) Se encargan principalmente de soportar los esfuerzos de flexin, debidos a las cargas

aerodinmicas. Pueden soportar cargas concentradas debidas al tren de aterrizaje y los motores. Elementos:

Alma alas montantes



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Estructura: Ala - III

Revestimientos: . Compuertas de servicio: hand-hole, man-hole



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Estructura: Ala - IV

Tanques de combustible

para ubicar el combustible. Se consigue aliviar esfuerzos de

. Se libera espacio en la cabina. Se utilizan tanques integrados,

resistentes al combustible. Todas las paredes tienen que ser

accesibles: deteccin re aracin defugas.

Evitar cambios bruscos de forma ysecciones afiladas donde se encuentrenlas sellados

Administracin de tanques decombustible:

A v o e par e exi n. Sistemas complejos de administracin

no son bienvenidos por los pilotos.



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A400M Estructura del ala - I



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A400M Estructura del ala - I



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A400M Ala su erficies



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A400M - Almacena e de Combustible



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Estructura: Ala - V

Seccin Central (A400)

Spoilers y Alerones (A400) Revestimiento A400

Ala (A400)


LE Slat (A400)


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Ar uitectura de la cola - Car as so ortadas

Generales: Fatiga debida a la zona snica. Carga de las bisagras debidas a flexin excesiva. Inversin en el control de la superficie (control surface

reversal) Fallos de estructura.

Efectividad de la superficie de control. Aplastamiento de las costillas. Soporte de las superficies de control. . Redistribucin de las cargas concentradas.

Borde de entrada: Golpe de granizo.

Estabilizador horizontal: Elevador instantneo Golpes de viento en T-tail. .

Distribucin asimtrica de la sustentacin. Estabilizador vertical:

imn de cola instantneo. Sobre-guiada dinmica Fallo de motor Golpe de viento lateral


opa e use a e par e rasera Redistribucin de las cargas derivas horizontal y vertical


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Estructura: Estabilizadores - I


E t t E t bili d II


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Estructura: Estabilizadores - II


A400M C l


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A400M - Cola


E t bili d H i t l I


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Estabilizador Horizontal - I

48 - Seccin del cono de cola

81 Seccin central

82 - Cajn de torsin trasero

- or e e sa a

84 - Borde de ataque

85 - Cajn de torsin delantero

89 - Seccin de punta


E t bili d H i t l II


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Estabilizador Horizontal - II


Estabilizador Horizontal III


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Estabilizador Horizontal - III

m n e pro un a


Estabilizador Vertical I


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Estabilizador Vertical - I

- a n e tors n trasero

73 - Borde de salida

74 - Borde de ataque

75 - Cajn de torsin delantero 79 - Seccin de punta


Estabilizador Vertical II


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Estabilizador Vertical - II

Deriva


Estabilizador Vertical III


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Estabilizador Vertical - III

Timn de cola


Ar uitectura de la cola E em los


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Ar uitectura de la cola - E em los


Estimacin de Pesos - I


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Estimacin de Pesos - I

Determinacin de forma estadstica. Previo a tener valores ms representativos obtenidos mediante

modelado en CAD.

eren es m o os para es mar e peso e eren es componen es:

Airplane Design Part V : Component Weight Estimation USAF Method

GM Method

Cessna Method

Torenbeek Method Mtodo estadstico

Raymer Method

Airplane Design Part V : Component Weight Estimation

Sirve para determinar mediante comparativas entre los diversos aviones el pesoa roximado de al unas de las artes.

Tcnicas de normalizados para extrapolar posibles lneas de tendencia


Estimacin de Pesos - II


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Estimacin de Pesos - II


Estimacin de Pesos - III


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Estimacin de Pesos - III


Estimacin de Pesos - IV


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Estimacin de Pesos IV


Estimacin de Pesos - V


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Estimacin de Pesos V


Estimacin de Pesos - VI


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Estimacin de Pesos VI Component Weight Estimation Airplane Design Par V J. Roskam

General Aviation Airplanes: Pesos de ala

Cessna Method

USAF Method

Pesos de cola Cessna Method

USAF Method

Torenbeek Method


Estimacin de Pesos - VII


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Estimacin de Pesos VII General Aviation Airplanes:

Raymer Method


Estimacin de Pesos - VIII


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Estimacin de Pesos VIII Cargo Transport Airplanes:

Raymer Method


Estimacin de Pesos - IX


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Estimacin de Pesos IX

funcin de los materiales empleados y del tipo de estructura


Estimacin de Pesos DAR Cor


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Estimacin de Pesos DAR Cor

Method for estimatin the com onents of the air lane em t wei ht(DAR Corporation - Raymer).

Las ecuaciones para la estimacin de los pesos del ala se diferencianen unci n e tipo e avi n a que se ace re erencia sien o estos:

General Aviation Airplanes

Military Patrol, Bomb and Transport Airplanes

Fi hter and Attack Air lanes


Structure Wei ht - II


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Structure Wei ht II


Wei ht Estimation - Class II Method


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Wei ht Estimation Class II Method

Class II Method for estimating the components of the airplane empty weight (DARCorporation - Raymer).

Divididos en:

Class II Powerplant Weight

Class II Fixed Equipment Weight


E uilibrado de Fuerzas Aerodinmicas Gravitatorias


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E uilibrado de Fuerzas Aerodinmicas Gravitatorias

canardFuselage

-payloadwing

-enginestail


Biblio rafa


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Aircraft Desi n: a conce tual a roach D.P. Ra mer AIAA EducationSeries, 2006.

Synthesis of subsonic airplane design, E. Torenbeek, Springer, 1982

Airplane Design, J. Roskam, Darcorporation, 1989 Dynamics of Flight, Stability and Control, 3rd Ed., B. Etkin y L.D. Reid,

o n ey ons, .

Cfiro Diseo de un UAV - Departamento de Ingeniera Aeroespacial,

. A400M The Versatile Airlifter, Technical Review Brochure, Airbus

Militar .

Nicolai, L.M. Carichner, G.E. Fundamentals of Aircraft and AirshipDesign: Vol 1, 2010


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Documents