topicos selectosi-aerodalarotativa

INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL SECRETARÍA ACADÉMICA

DIRECCIÓN DE EDUCACIÓN SUPERIOR

PROGRAMA SINTÉTICO

CARRERA: Ingeniero en Aeronáutica.- Opción Terminal: Diseño y Construcción / Operación del Transporte Aéreo.

ASIGNATURA: Tópicos Selectos I- Aerodinámica de Aeronaves de Ala Rotativa

SEMESTRE: Séptimo

OBJETIVO GENERAL:

Comprender el comportamiento general de una aeronave de ala rotativa en vuelo, las teorías y leyes que la gobiernan, enunciar y explicar la operación de sus los principales componentes y sistemas, como preámbulo para el diseño o para el mantenimiento y operación de este tipo de aeronaves. CONTENIDO SINTÉTICO:

I. Introducción a las Aeronaves de Ala Rotativa II. Funcionamiento Aerodinámico del Rotor de Levantamiento en Diferentes Condiciones de Vuelo. III. Aerodinámica del Helicóptero en Diferentes Condiciones de Vuelo. IV. Proyecto en Ingeniería.

METODOLOGÍA:

Se utilizará la técnica expositiva para algunos temas, promoviendo e induciendo el aprendizaje grupal y el trabajo en equipo a través de presentaciones y grabaciones ambientales en DVD por los alumnos, visitas a empresas operadoras de las aeronaves en estudio para la visualización de la operación de sistemas, y actividades de empresa de helicópteros, Se promoverá la construcción de prototipos voladores a escala para el aprendizaje significativo de los principios del vuelo y modelos para la realización de prácticas de laboratorio de aerodinámica y reportes de las mismas, que refuercen el aprendizaje de los principios teóricos. Se motivará la consulta de sitios de interés en Internet para la consecución de características generales de helicópteros de categorías específicas con miras a la conformación del proyecto de Tópicos Selectos II; como actividad motivacional y recreativa, se integrarán álbumes fotográficos de aeronaves reales de ala rotativa. Se organizarán debates y actividades grupales para análisis de conceptos aerodinámicos y construcción y diseño de pasatiempos gráficos y escritos. EVALUACIÓN Y ACREDITACIÓN: Tres períodos de evaluación, que se promediarán para al obtención de la calificación final, y en cada uno de los cuales, se realizará la siguiente evaluación acumulativa:

Tareas, ejercicios numéricos y trabajos de investigación realizados extra clase…………………………… 5 %. Participación en actividades de aprendizaje individuales y de equipo……………………………………… 10 % Tres exámenes teóricos…………………………………………………………………………………………….50 % 2 visitas a empresas de helicópteros c/reporte de actividades y aportaciones, expuestas en Inglés……. 15% Actividades prácticas en talleres o laboratorios con reporte.………....……………………………………… 20% BIBLIOGRAFÍA 0. ESIME UPT, Programa de Estudio de la asignatura Dinámica de Fluidos para las carreras de Ingeniería de

la ESIME, Aprobado por el HCGC del IPN en 2004, México. 1. Roger Ralezt, Teoría Elemental del Helicóptero, redactada e ilustradas por Aerospatial 2006 2. U.S. Transportation Department, Basic Helicopter Handbook”, F.A.A., U.S.A. 2000. 3. Stepniewski, W. Z. y C. M. Keys., Rotary Wing Aerodynamics Vol. I y II, Editorial Dover USA, 1954. 4. Leishman,J.Gordon.Principles of Helicopter Aerodynamics,Cambridge University Press. USA. 2006. 5. Jonhson, Wayne. Helicopter Theory. Edit Dover Pub. 1946 USA. 6. Newman, Simon, The Foundations of Helicopter Flight. Editorial Edward Arnold 7. Prouty, Raymond W.,Helicopter Performance, Stability, and Control, Edit. PWS Engineering, USA. 2002 8. Gessow, Alfred. Aerodynamics of the Helicopters, 9. Saphiro , Jacob Aerodynamics of The Helicopters, 10. K.D. Wood, Aerospace Vehicle Design Vol. I. Cap. 1.4, Layout Design of Helicopters. 11. Bisplinghoff, Raymond L. Aeroelasticity. Edit Dover Pub. 1966. USA. 12. ESIME UPT, Lineamientos para la Titulación Curricular y para el Proyecto Terminal. IPN 2008, México.

http://www.amazon.com/exec/obidos/search-handle-url?%5Fencoding=UTF8&search-type=ss&index=books&field-author=Raymond%20W.%20Prouty



ASIGNATURA: Tópicos Selectos I.-. CLAVE: HOJA: 1 DE 8

Aerodinámica de Aeronaves de Ala Rotativa

ESCUELA: Superior de Ingeniería Mecánica y Eléctrica, Unidad Ticoman. CARRERA: Ingeniería Aeronáutica. OPCIÓN: Diseño y Construcción/ Operación del Transporte Aéreo. COORDINACIÓN: Academia de Aerodinámica DEPARTAMENTO: Ingeniería Aeronáutica

ASIGNATURA: Tópicos Selectos de Ingeniería I. Aerodinámica de Aeronaves de Ala Rotativa SEMESTRE: Séptimo CLAVE:

CRÉDITOS: 6 VIGENTE: Agosto del 2008 TIPO DE ASIGNATURA: Teórica. MODALIDAD: Optativa

TIEMPOS ASIGNADOS HRS/SEMANA/TEORÍA: 3.0 HRS/SEMESTRE/TEORÍA: 54.0 HRS/TOTALES: 54.0

PROGRAMA ELABORADO O ACTUALIZADO POR:

Academia de Aerodinámica REVISADO POR: Subdirección Académica.

APROBADO POR: H. Consejo Técnico Consultivo

Escolar. Ing. Miguel Álvarez Montalvo

AUTORIZADO POR: Comisión de Planes y Programas de Estudio del H. Consejo General Consultivo del IPN



ASIGNATURA: Tópicos Selectos I.- Aerodinámica CLAVE: HOJA: 2 DE 8

de Aeronaves de Ala Rotativa

FUNDAMENTACIÓN DE LA ASIGNATURA

El estudio de las aeronaves de ala rotativa, complementa el estudio que actualmente comprende el vasto campo de la aeronáutica, ya que, si bien en un tiempo éste se concentró sobre la aeronave de ala fija, las perspectivas actuales muestran un presente de gran presencia de este tipo de aeronaves y un promisorio futuro en su desarrollo en todo el mundo. Adicionalmente, la gran necesidad y proliferación de estas aeronaves en nuestro país, el gran número de fabricantes de este tipo de aeronaves que están asentándose en México, reclaman la presencia y consolidación de estos conocimientos en el ingeniero en aeronáutica tanto para que sea capaz de mantenerlos, operarlos y administrarlos, como de diseñarlos y/o modificarlos u optimizarlos. Esta asignatura además, proporciona los lineamientos y metodología tanto para la titulación curricular como para la elaboración del reporte terminal e incluirá la estructura formal y registro en su caso, de la propuesta del proyecto a desarrollar en la asignatura de Tópicos Selectos II.

Esta asignatura requiere que el estudiante domine los conocimientos que le proporcionan las asignaturas antecedentes de Fundamentos de Álgebra, Física Clásica, Fundamentos de Programación, Introducción a la Física Moderna, Termodinámica y Principios de Transferencia de Calor, Dinámica de Fluidos, Aerodinámica, Diseño de Bases de Datos y Mecánica de Vuelo, adquiridos tanto en su educación media superior como en su formación básica general y básica de ingeniería de nivel superior. Esta Asignatura es soporte complementario para las asignaturas consecuentes de Tecnología de los Materiales, Manufactura Aeronáutica, Sistemas de Calidad, Planeación y Evaluación de Proyectos, y fundamentalmente para la continuidad en la asignatura de Tópicos Selectos II del octavo semestre, bien sea para el enfoque de Mantenimiento de Aeronaves de Ala Rotativa de la opción terminal de Operación del Transporte Aéreo o para el enfoque de Diseño y Construcción de Aeronaves de Ala Rotativa en la Opción Terminal de Diseño y Construcción. Para una mayor coherencia en la trayectoria de especialización y formación, se recomienda enfáticamente que las asignaturas de Tópicos Selectos I y II, se cursen dentro de una misma línea curricular. Por ejemplo, como en el presente caso, ambas dentro del conocimiento de helicópteros.

OBJETIVO DE LA ASIGNATURA Comprender el comportamiento general de una aeronave de ala rotativa en vuelo, las teorías y leyes que la gobiernan, enunciar y explicar la operación de sus principales componentes y sistemas, como preámbulo para el diseño o para el mantenimiento y operación de este tipo de aeronaves.



ASIGNATURA: Tópicos Selectos I.- Aerodinámica CLAVE: HOJA: 3 DE 8 de Aeronaves de Ala Rotativa

No. UNIDAD: I NOMBRE: Introducción a las Aeronaves de Ala Rotativa

OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDAD

- Conocer, enumerar y clasificar los diferentes tipos, características de operación y elementos componentes y sistemas más importantes de las aeronaves de ala rotativa.

-

No.

TEMA

T E M A S

HORAS

T P EC

CLAVE

BIBLIOGRÁFICA

1 1.1 1.2 1.3

Introducción a las aeronaves de ala rotativa Presentación del programa, planeación didáctica, método, estrategias, materiales, prácticas y criterios de evaluación. Clasificación de las aeronaves de ala rotativa Elementos principales, características aerodinámicas y principios de operación de las aeronaves de ala rotativa. SUMA HORAS:

1.5

1.5

1.5

4.5

1.5

1.5

3.0

1.5

3.0

4.5

0B

1B, 2B, 4B, 5B, 8C, 9C

1B, 2B, 4B, 5B 8C, 9C

ESTRATEGIA DIDÁCTICA:

El alumno obtendrá el conocimiento mediante la técnica expositiva empleada por el profesor, la exposición de videograbaciones, la investigación de conceptos en bibliografía, enciclopedias de apoyo y sitios electrónicos relacionados, resolución de cuestionarios de retroalimentación, dinámicas de discusión grupal, construcción rápida de modelos de aeronaves pequeños y sencillos, enumerará características y clasificará el conocimiento a través de cuadros sinópticos, mapas conceptuales y gráficos de esquemas mentales, así como, a través de visitas a empresas operadoras de helicópteros, tanto en el país como en el extranjero, que se realizarán conforme avance el período escolar.

PROCEDIMIENTO DE EVALUACIÓN:

Ejercicios o cuestionarios de retroalimentación para resolverse en clase.

Tareas e investigaciones bibliográficas o de campo.

Participaciones individuales que demuestren estar atento durante la exposición de la clase.

Participación en actividades de integración grupal y trabajo en equipo.

Participación activa y entusiasta en construcción de modelos y planteamiento de reflexiones y reporte.

Participación activa en comunidades electrónicas de aprendizaje, creadas para la asignatura.

Examen teórico de los contenidos de esta Unidad.

Dominio del idioma inglés comercial y técnico.

El profesor evaluará, dedicando especial atención en las competencias socio-humanísticas mostradas por el alumno en las dinámicas grupales.



ASIGNATURA: Tópicos Selectos I.- Aerodinámica CLAVE: HOJA: 4 DE 8 de Aeronaves de Ala Rotativa.

No. UNIDAD: II NOMBRE: Funcionamiento Aerodinámico del Rotor de Levantamiento

en Diferentes Condiciones de Vuelo.

OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDAD Conocer las principales teorías y principios aerodinámicos del funcionamiento de rotores de levantamiento, deducir sus modelos matemáticos, caracterizar y establecer ventajas y desventajas para su potencial aplicación a las aeronaves de ala rotativa.

No.

TEMA

T E M A S

HORAS

T P EC

CLAVE

BIBLIOGRÁFICA

2. 2.1 2.2 2.3 2.4

Funcionamiento aerodinámico del rotor de levantamiento en diferentes condiciones de vuelo. Teoría del Momentum Teoría del Elemento de Pala Teoría Combinada Teoría de Vórtices Evaluación

SUMA HORAS:

3.0 6.0 6.0 1.5

1.5

18.0

3.0 3.0 1.5 3.0

14.0

3B, 4B, 5B, 8C,9C

ESTRATEGIA DIDÁCTICA El profesor utilizará técnica expositiva, videograbaciones, dinámicas de grupo en debates, foros de discusión sincrónicos y asincrónicos, lecturas comentadas y lectura crítica de conceptos en dinámicas presenciales, en donde el profesor actuará como facilitador del conocimiento y promotor del auto-aprendizaje. El alumno investigará temas para exposición en forma grupal ampliando el conocimiento obtenido en el aula. El profesor se auxilia del pizarrón, presentaciones electrónicas y plataforma electrónica con ejercicios para dinamizar en comunidad virtual; selecciona, prepara y proporciona material en inglés, alusivo a la Unidad de aprendizaje, presenta y dirige construcción o utilización de prototipos, maquetas, empleando equipo de cómputo. El alumno construye mapa conceptual de la Unidad de aprendizaje, prepara y/o resuelve cuestionarios de retroalimentación y presenta evaluación teórica.

PROCEDIMIENTO DE EVALUACIÓN:





Participación en activa en comunidades electrónicas de aprendizaje, creadas para la asignatura.







No. UNIDAD: llI NOMBRE: Aerodinámica del Helicóptero en Diferentes Condiciones de Vuelo.


Demostrar y explicar, ilustrar y esquematizar, las diferentes actitudes que adopta en vuelo una aeronave

de ala rotativa y los sistemas de fuerzas presentes; describir formas, mecanismos y eslabonamientos de

los sistemas de control de vuelo que controlan estas fuerzas y el movimiento de la aeronave.

No. TEMA

T E M A S

HORAS

CLAVE BIBLIOGRÁFICA T P EC

3. 3.1 3.2

Aerodinámica del Helicóptero en diferentes condiciones de vuelo. Descripción cualitativa de las Fuerzas que actúan en el helicóptero. Descripción de los Sistemas de Control de Vuelo del Helicóptero Evaluación: SUMA HORAS:

3.0

6.0

1.5

10.5

1.5

1.5

3.0

3.0

6.0

9.0

1B, 2B, 3B, 4B, 5B, 8C, 9C

ESTRATEGIA DIDÁCTICA: El profesor utilizará técnica expositiva para la descripción de sistemas de la aeronave, videograbaciones, dinámicas de grupo en debates, foros de discusión sincrónicos y asincrónicos, lecturas comentadas y lectura crítica de conceptos en dinámicas presenciales, en donde el profesor actuará como facilitador del conocimiento y promotor del auto-aprendizaje, se auxilia del pizarrón, presentaciones electrónicas y plataforma electrónica con ejercicios para dinamizar en comunidad virtual; selecciona, prepara y proporciona material en inglés, alusivo a la Unidad de aprendizaje, presenta y dirige construcción o utilización de prototipos, empleando equipo de cómputo. El alumno investigará temas para exposición en forma grupal ampliando el conocimiento obtenido en el aula. Diseñará modelos físicos sencillos de los tipos de configuración de aeronaves, rotores y maquetas de sistemas de la misma, construye mapa conceptual de la Unidad de aprendizaje, prepara y/o resuelve cuestionarios de retroalimentación y presenta evaluación teórica.

PROCEDIMIENTO DE EVALUACIÓN





Participación en activa en comunidades electrónicas de aprendizaje, creadas para la asignatura.







No. UNIDAD: lV NOMBRE: El Proyecto en Ingeniería:


Integrar y ordenar una propuesta de proyecto terminal meritoria, resolviendo problemáticas del sector

productivo o generando conocimiento valioso para la disciplina, establecer compromiso formal escrito para

desarrollarlo y concluirlo en la asignatura de Tópicos Selectos II, conocer lineamientos y gestionar el

registro oficial para titulación.

No. TEMA

T E M A S

HORAS

CLAVE

BIBLIOGRÁFICA T P EC

4. 4.1 4.2 4.3

El Proyecto en Ingeniería: Etapas del anteproyecto de diseño de un helicóptero.-Taller. Lineamientos Reporte y Protocolo de Registro: Reporte: Título, Objetivo, Introducción, Justificación, Alcance, Capitulado, Conclusiones, Apéndices, etc.-Taller Protocolo de registro: Formato, Estructura y llenado.- Taller Proyecto Terminal a desarrollar en Tópicos Selectos II.- Taller Opción: Diseño y Construcción.- Selección del componente aerodinámico a diseñar y las condiciones de vuelo. Opción: Operación del T. Aéreo .- Selección del Sistema del Helicóptero a desarrollar en su sistema de Mantenimiento. Carta compromiso de Selección de Proyecto y Solicitud de Registro en su caso. Evaluación: Se evalúa durante las horas de práctica que se enlistan y se trabaja como un taller. Esta Unidad de aprendizaje se desarrolla de manera conjunta entre el titular y el docente que esté impartiendo la asignatura de Metodología de la Investigación y el de la asignatura de Planeación y Evaluación de Proyectos. SUMA HORAS:

1.5

1.5

4.5

7.5

1.5

1.5

4.5

7.5

3.0

6.0

12.0

21.0

3B, 5B, 6B, 7B 8C, 9C,10B, 12C



ASIGNATURA: Tópicos Selectos I.- Aerodinámica CLAVE: HOJA: 7 DE 8 de Aeronaves de Ala Rotativa.

No. UNIDAD: lV NOMBRE: El Proyecto en Ingeniería:

ESTRATEGIA DIDÁCTICA:

El profesor titular, el de Metodología de la Investigación y el de Planeación y Evaluación de Proyectos trabajarán esta Unidad coordinadamente como un taller y coordinarán el que en sus respectivas asignaturas, con los mismos alumnos, se trabaje de manera integral un mismo proyecto, bajo enfoques particulares de asignatura. Los alumnos en equipo y con ayuda de los profesores, determinarán el elemento aerodinámico o sub-ensamble de un helicóptero prototipo a diseñar en el proyecto Terminal. Cada elemento aerodinámico por equipo, será diferente y para el mismo helicóptero porque al final, se integran para conformar un solo conjunto de aeronave. Los alumnos y profesores, acordarán con otras academias, realización conjunta de proyectos de diseño complementarios y simultaneos que se requieran, para sinergia de actividades interdisiciplinarias e integradoras, por ejemplo, el cálculo estructural de los mismos elementos componentes. La Unidad Académica premia y estimula los mejores proyectos de integración-producto.


El profesor evalúa avances congruentes con el tiempo en cada clase, de los diferentes instrumentos

que contempla la asignatura como producto, reportando una calificación final de la asignatura



ASIGNATURA: Tópicos Selectos I.-. CLAVE: HOJA: 8 DE 8

Aerodinámica de Aeronaves de Ala Rotativa

PERÍODO

UNIDAD


1 2

I II III





Participación activa y entusiasta en construcción de modelos y planteamiento de reflexiones y reporte.

Participación activa en comunidades electrónicas de aprendizaje, creadas para la asignatura.





3

IV

El profesor evalúa avances congruentes con el tiempo en cada clase, de los diferentes instrumentos que contempla la asignatura como producto, reportando una calificación final de la asignatura.

CLAVE B C BIBLIOGRAFÍA

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

X

X

X

X

X

X X

X

X

X X X

X

ESIME UPT, Programa de Estudio de la asignatura de Dinámica de Fluidos para las carreras de Ingeniería de la ESIME, Aprobado por el HCGC del IPN en 2004, México.

Roger Ralezt, Teoría Elemental del Helicóptero, redactada e ilustradas por, Aerospatial 2006.

U.S. Transportation Department, Basic Helicopter Handbook”, F.A.A. U.S.A. 2000.

Stepniewski, W. Z. y C. M. Keys., Rotary Wing Aerodynamics Vol I y II, Editorial Dover USA, 1954.

Leishman,J.Gordon.Principles of Helicopter Aerodynamics,Cambridge University Press. USA. 2006.

Jonhson, Wayne. Helicopter Theory. Edit Dover Pub. 1946 USA.

Newman, Simon, The Foundations of Helicopter Flight. Editorial Edward Arnold.

Prouty, Raymond W.,Helicopter Performance, Stability, and Control, Edit. PWS Engineering, USA. 2002.

Gessow, Alfred. Aerodynamics of the Helicopters.

Saphiro , Jacob Aerodynamics of The Helicopters.

K.D. Wood, Aerospace Vehicle Design Vol. I. Cap. 1.4, Layout Design of Helicopters.

Bisplinghoff, Raymond L. Aeroelasticity. Edit Dover Pub. 1966. USA

ESIME UPT, Lineamientos para la Titulación Curricular y para el Proyecto Terminal. IPN 2008, México.

http://www.amazon.com/exec/obidos/search-handle-url?%5Fencoding=UTF8&search-type=ss&index=books&field-author=Raymond%20W.%20Prouty



PERFIL DOCENTE POR ASIGNATURA

1. DATOS GENERALES

ESCUELA: Superior de Ingeniería Mecánica y Eléctrica, Unidad Profesional Ticoman

CARRERA: Ingeniería Aeronáutica SEMESTRE Séptimo

ÁREA: BÁSICAS C. INGENIERÍA D. INGENIERÍA C. SOC. y HUM.

ACADEMIA: Aerodinámica ASIGNATURA: Tópicos Selectos I. Aerodinámica de Aeronaves de Ala Rotativa

ESPECIALIDAD Y NIVEL ACADÉMICO REQUERIDO: Ingeniero en Aeronáutica con Maestría en Ingeniería

Mecánica y/o Helicópteros

2. OBJETIVOS DE LA ASIGNATURA:

Comprender el comportamiento general de una aeronave de ala rotativa en vuelo, las teorías y leyes que la gobiernan, enunciar y explicar la operación de sus los principales componentes y sistemas, como preámbulo para el diseño o para el mantenimiento y operación de este tipo de aeronaves.

3. PERFIL DOCENTE:

CONOCIMIENTOS EXPERIENCIA PROFESIONAL

HABILIDADES ACTITUDES

1. 2. Ingeniero en Aeronáutica

con Maestría en Ingeniería Mecánica especializado en helicópteros, preferentemente.

1-

De preferencia dos años en la enseñanza superior o diplomado en docencia en la enseñanza superior.

Dos años dentro de su profesión (no indispensable).

Manejo de grupos.

Manejo de equipo de laboratorio.

Manejo de hardware y software de diseño

Establecimiento de climas favorables al aprendizaje.

Análisis y síntesis.

Uso y diseño de material didáctico instruccional.

Manejo de las TIC’s

Conocimiento del NME del IPN

Capacidad de liderazgo ante el grupo.

Comunicación formal y científica

Dominar al menos dos idiomas. (Preferentemente).

1.

Ejercicio de la crítica fundamentada.

Respeto.

Tolerancia.

Compromiso con la docencia.

Ética.

Responsabilidad Científica.

Colaboración.

Superación docente y profesional.

Promotor y ejemplo de los valores humanos y la identidad institucional.

Vocación al servicio.

Motivador del estudio, razonamiento matemático y la investigación

ELABORÓ REVISÓ AUTORIZÓ

PRESIDENTE DE ACADEMIA

NOMBRE Y FIRMA

SUBDIRECTOR ACADÉMICO

NOMBRE Y FIRMA

DIRECTOR DEL PLANTEL

NOMBRE Y FIRMA

FECHA: 01 JULIO 2008

topicos selectosi-aerodalarotativa

Documents