lunes, 3 de marzo de 2014

EVOLUCIÓN Y USO HISTORICO DE LOS AVIONES

EVOLUCIÓN Y USOS HISTÓRICOS DE LOS AVIONES
El hombre observó desde un principio el vuelo de las aves. Su sueño fue siempre poder imitarlas.
En el siglo V apareció el primer artefacto volador fabricado por el hombre: la cometa o papalote, que conocemos como volantín.
En el siglo XIII Roger Bacon, llegó a la conclusión de que el aire podría soportar un ingenio tal como el agua soporta un barco.
A principios del XVI Leonardo da Vinci se preocupó de analizar el vuelo de los pájaros y anticipó varios diseños que después resultaron realizables.
Luego vendría el desarrollo de la aviación con artefactos más livianos que el aire, como el globo, pero hasta final del siglo XIX no comenzaría el desarrollo del avión.
Después de innumerables intentos fracasados y de años de investigaciones por los primeros precursores de la aviación como John J. Montgomery, Otto Lilienthal, Percy Pilcher y Octave Chanute llega en 1890 la creación del primer avión propiamente dicho por Clément Ader (1841-1926) llamado “Eolé” que voló a una altura de 20 cm y recorrió una distancia de 50 metros.
El alemán Otto Lilienthal realizó sus experimentos con cometas y ornitópteros pero los mayores éxitos los obtuvo con sus vuelos en planeador entre 1894 y 1896.
Los numerosos experimentos realizados con cometas durante esta época, consiguieron mejorar de forma notable los conocimientos sobre aerodinámica y estabilidad del vuelo.
Los logros conseguidos durante el siglo XIX aportaron los fundamentos necesarios para el éxito de los hermanos Wright, pero los mayores avances se debieron a los esfuerzos de Chanute, Lilienthal y Langley a partir de 1885.
En 1903 aún no se habían conseguido la estabilidad y el control necesarios para un vuelo prolongado, pero los conocimientos aerodinámicos y sobre todo el éxito de los motores de gasolina, que sustituyeron a los más pesados de vapor, permitirían que la aviación evolucionase con rapidez.
El día 17 de diciembre de 1903, cerca de Kitty Hawk, en el estado de Carolina del Norte, los hermanos estadounidenses Wilbur y Orville Wright realizaron el primer vuelo pilotado de una aeronave más pesada que el aire propulsada por motor.

Un nuevo avance fue el del brasilero Alberto Santos-Dumont que en 1906 realizó el primer vuelo de un avión que podía volar por sus propios medios.
Hammondsport en 1907 realizó en solitario un vuelo en el dirigible construido por Thomas Baldwin, propulsado por un motor de motocicleta de la fábrica de Curtiss que él mismo había modificado.
El pionero en cruzar el Canal de la Mancha fue el ingeniero y piloto francés Louis Blériot.
El transporte aéreo de correo se aprobó oficialmente en Estados Unidos en el año 1911 y se realizó el primer vuelo el 23 de septiembre.
En 1915 se realizan las primeras pruebas con un avión fabricado enteramente de metal y en 1919 se realiza el primer vuelo trasatlántico con escalas entre Canadá e Irlanda.
Durante los años posteriores a la Primera Guerra Mundial se realizaron grandes progresos tanto en el diseño de los aeroplanos como de los motores.
LAS GUERRAS MUNDIALES

Irónicamente, las dos guerras mundiales fueron un factor fundamental para el desarrollo de la aviación y llevarla a lo que es hoy en día.
Además, una vez finalizada la guerra gran parte del excedente bélico fue comprado y utilizado por aviadores, la mayoría formados durante la guerra, para sacar provechos económicos como transporte de pasajeros, fotografía aérea, propaganda, vuelos de instrucción, carreras aéreas y exhibiciones acrobáticas.
Ya entre 1930 y 1940 crecieron rápidamente los vuelos transoceánicos y de pasajeros y las marcas se fueron reduciendo año tras año.
En la Segunda Guerra Mundial la importancia de la aviación fue preponderante para los objetivos bélicos, lo que derivó en un avance en el desarrollo de las tecnologías y un crecimiento del número de aviones fabricados.
Terminada la guerra la producción de aviones militares se redujo drásticamente, creciendo los pedidos de aviones civiles.
Desde ahí en más los avances se sucedieron uno tras otro, llegando a la realidad que vivimos hoy en día.
TRANSPORTE AÉREO

En Europa el avión fue usado para transporte de pasajeros en el año 1919, mientras que en Estados Unidos los primeros vuelos de la aviación comercial se dedicaron principalmente al correo.
En Europa, el primer avión birreactor de fuselaje ancho, Airbus A300, realizaba su primer vuelo. Airbus es un consorcio de empresas de distintos países europeos como España, Francia y Reino Unido entre otros.
En 1962 los gobiernos del Reino Unido y Francia firmaron un acuerdo para desarrollar y construir el proyecto del avión supersónico Concorde. El primer vuelo de prueba se hizo en 1971 y el certificado de aeronavegabilidad se firmó en 1975.
Las pérdidas de explotación del Concorde superaron los 500 millones de libras y dejó de fabricarse en 1979.
El A-320 ha sido el primer avión comercial en usar el sistema de control completamente automático fly-by-wire. El avión cuatrimotor de largo recorrido A-340 y el trimotor McDonnell-Douglas MD-11 fueron los competidores del Boeing 747 mientras el bimotor de fuselaje ancho A330 y el Boeing 777 concurren en el mercado de alta densidad y medio recorrido donde ya competían el Boeing 767 y el Airbus A300/310.
Los aviones de carga han conocido una expansión sin precedentes desde la Segunda Guerra Mundial. Los primeros aeroplanos de carga fueron los Canadair CL-44 y el 
Armstrong-Whitworth Argosy, a los que siguieron versiones de los grandes aviones de pasajeros modificados para carga, que son los usados actualmente.


CLASES DE AVIONES MODERNOS

AVIACIÓN COMERCIAL 

El boeing 787, apodado «dreamliner», es un avión de pasajeros de tamaño medio y fuselaje ancho desarrollado por el fabricante estadounidense boeing commercial airplanes. La aeronave, de doble pasillo, puede transportar entre 217 y 323 pasajeros, dependiendo del tipo (787-8, -9 o -10). Su primer vuelo tuvo lugar el 19 de diciembre de 2009.
El 787 es capaz de aportar la autonomía de vuelo de los aviones de gran tamaño a los reactores de tamaño medio, y proporciona a las líneas aéreas una eficiencia sin precedentes en cuanto a consumo de combustible, con los consiguientes beneficios para el medio ambiente. El avión utiliza un 20% menos de combustible que cualquier otro avión de su tamaño en misiones similares. Es de destacar la significativa reducción en su peso total, por el uso de materiales compuestos en la mayoría de su construcción: como referencia, el boeing 787 pesa entre 13 600 y 18 150 kg menos que el airbus a330-200.
El nuevo avión viaja a una velocidad parecida a la de los actuales aviones comerciales más rápidos, es decir mach 0,85 (957 km/h).BOEING Ha seleccionado a general electric y rolls-royce para desarrollar los motores para el nuevo avión.
Antes del 28 de enero de 2005 el 787 era conocido con la designación de desarrollo 7e7. El 26 de abril de 2005, un día y un año después del lanzamiento del programa, la apariencia final del diseño exterior del 787 fue fijada. Con una nariz menos atrevida y una cola más convencional, el diseño final tiene una aerodinámica superior.
-Airbus A380, una lujosa nave tecnológica
Foto: Airbus.com
Este avión tiene dos pisos construidos con fibra de carbono, de vidrio y de aluminio que aligeran su peso y mejoran su aerodinamismo. A pesar de su tamaño, la nave tiene un consumo de combustible moderado y sus motores emiten dos veces menos ruido en comparación a los de un avión tradicional.
Cuenta con una cabina "La Première", que es bastante espaciosa y tiene un espacio privado para cambiar de ropa. Además tiene un asiento con un mando que permite encontrar la posición perfecta para el viaje y también hay un bar para quien quiera tomarse algo.
Otro espacio es la categoría "Business", que incluye un asiento espacioso con una toma para recargar el móvil y una pantalla de vídeo de 15 pulgadas.Finalmente, las categorías "Premium Economy" y "Economy", que cuentan con asientos cómodos y bares espaciosos para que se relajen y consuman diferentes bebidas durante el viaje.
En el tema del entretenimiento, el avión cuenta con un sistema VOD (Video On Demand o video a la carta), que permite a cada pasajero acceder más de 100 películas y series.
El avión cuenta con un servicio de mensajería instantánea que permite a los viajeros comunicarse entre ellos durante el recorrido.
-Boeing 747-8, el avión más largo del mundo
La reina de los cielos’ es la aeronave más larga del mundo. Mide un poco más de 76 metros desde la punta hasta la cola. El avión tiene capacidad para 358 pasajeros y cuenta con cabinas con cama con sus correspondientes vestidores para viajes largos.
También cuenta con una aerodinámica mejorada, un nuevo desarrollo en las alas y proporciona mejoras tangibles en términos de eco eficiencia.
La aeronave de dos pisos ofrece asientos bastante cómodos tanto para la clase económica como para las secciones más lujosas; cuenta con bares, pasillos amplios y espacios de esparcimiento. Además,tiene un diseño interior con una arquitectura curvada y bordes levantados que ofrece mayor espacio a los pasajeros.
-Cessna Citation Latitude, un jet privado muy moderno
Es una nave privada muy lujosa y moderna que tiene capacidad para hasta nueve pasajeros y mide 2 metros de altura.
Tiene sistemas de cable de fibra óptica en la cubierta de vuelo y en las áreas de pasajeros, Wi-Fi y pantallas táctiles con las que los viajeros pueden controlar los medios de comunicación, la luz y otras funciones de la cabina.
Los asientos del jet pueden moverse hacia adelante o hacia atrás 18 cm y hacia los lados 10 cm. Además pueden girar hasta 180 grados y quedar completamente planos. Cada asiento tiene una luz individual.

AVIACIÓN MODERNA DE COMBATE
El F-35 Lightning II es el único caza polivalente de quinta generación perteneciente a un programa de desarrollo internacional. Su agilidad extrema y capacidades de sigilo, junto con el paquete integrado de sensores y modernas armas, proporcionan al F-35 una clara ventaja táctica sobre el resto de los aviones de combate en el mundo. La aeronave de tipo monoplaza, está equipada con una amplia gama de sistemas armamentísticos.
El F-22 Raptor, es un monoplaza de combate táctico bimotor altamente avanzado de quinta generación. Su rendimiento, capacidades de sigilo y la aviónica integrada, hacen que el F-22 sea un caza de gran maniobrabilidad y versatilidad. La primera serie de la producción del F-22 fue entregada en enero de 2003, entrando formalmente en servicio de la Fuerza Aérea en diciembre de 2005.
El Eurofighter Typhoon es un caza polivalente de nueva generación cuyas prestaciones le sitúan en lo más alto de nuestra clasificación. Con un diseño de ala en delta-cantilever, la aeronave integra la última tecnología en aviónica y sensores y una amplia gama de armamento.
El Sukhoi Su-35 es una versión altamente avanzada del caza Su-27, incorporando tecnologías de quinta generación que lo sitúan en el rango de aviones de 4++ y, cuyas capacidades, le permiten ser superior al resto de la mayoría de los competidores de cuarta generación que se están desarrollando en todo el mundo.El Su-35 es capaz de desplegar misiles de largo y corto alcance aire-aire, aire-tierra y diversos tipos de armas guiadas de precisión.
El F/A-18E/F Super Hornet es un cazabombardero multiuso de probada capacidad de combate de nueva generación, con un rediseño más grande y mejorado con respecto a su versión anterior. .
La suite de sistemas integrados y redes del Super Hornet ofrece una mayor interoperabilidad y un apoyo estratégico fundamental para las tropas en tierra, pudiendo manejar una gran variedad de armamento inteligente aire-aire y aire-tierra, así como bombas guiadas por láser.
El caza polivalente bimotor capaz de realizar misiones de soberanía aérea, despliegue rápido, reconocimiento y funciones de disuasión nuclear en el aire.
Su primer despliegue en combate tuvo lugar en 2002 durante la Operación Libertad Duradera.
El F-15E Strike Eagle es una nueva generación de cazabombardero polivalente de superioridad aérea, considerado en la actualidad como la columna vertebral de la Fuerza Aérea de EE.UU. (USAF). La última tecnología con la capacidad de ejecutar misiones aire-tierra y aire-aire en todo tipo de condiciones meteorológicas durante el día o la noche.
El Saab JAS 39 Gripen pertenece a una nueva generación de cazas ligeros multiusos capaces de llevar a cabo una amplia gama de misiones aire-aire, aire-tierra y reconocimiento.

El F-16 Fighting Falcon es un caza polivalente monomotor de probada eficacia en combate, diseñado para llevar a cabo misiones de superioridad aérea para la Fuerza Aérea de EE.UU. (USAF).
Incorporan modernas tecnologías y mejoras basadas en la amplia experiencia de combate obtenida. Como resultado, las nuevas versiones del caza se entregan con aviónica avanzada, cabina de vuelo e instrumentación de última generación, así como nuevos sensores y paquetes de armas.
F-16 Fighting Falcon

LA CAJA NEGRA DEL AVIÓN

QUÉ ES LA CAJA NEGRA
Es el dispositivo que, principalmente en las aeronaves y coches motores o locomotoras de trenes, registra la actividad de los instrumentos y las conversaciones en la cabina. Su función es almacenar datos que, en caso de un accidente, permitan analizar lo ocurrido en los momentos previos.
Los primeros registradores de vuelo se empezaron a usar a finales de 1950 y se les llamó cajas negras,este nombre perduró incluso después de que se pintasen de color naranja, esto para facilitar su localización tras un accidente. La denominación de cajas negras proviene, al igual que en otras situaciones (como día negro) de que en el momento que las cajas negras se hacen necesaria, es porque ha sucedido un accidente aéreo. 



IMPORTANCIA
Su función es registrar los principales parámetros de vuelo, para utilizarlos en la investigación de accidentes.
En el interior de la caja negra se encuentra un dispositivo de grabación profesional, que registra los minutos del accidente. Se graba la última media hora previa al accidente, si su tecnología de grabación es analógica (grabación en cinta), y las dos horas previas si emplea tecnología de grabación digital (grabación en disco duro).
La grabación sólo puede ser detenida manualmente si el avión está detenido, situado en tierra y con el freno activado.
La caja va grabando continuamente, y cuando está completa va grabando los últimos minutos encima de los primeros ya grabados. Se graban todas las conversaciones que haya en la cabina de mandos,y también las de la cabina de pasajeros ,para lo cual se emplea una segunda caja negra que graba pasajeros y cabina del piloto, la cual se usa para contrastar con la que graba la cabina del piloto. También se graban los parámetros de vuelo: hay 80 parámetros de vuelo, entre los que destacan la altitud de vuelo, el nivel de combustible y la presión de turbinas.



Asociado al FDR está también el CVR, responsable de registrar las conversaciones que tienen las tripulaciones de vuelo, de gran utilidad junto a la información del FDR; dependiendo del avión, esta información puede estar integrada en un sólo aparato.
La construcción de estos aparatos tiene en cuenta la posibilidad de un fuerte impacto, y además son capaces de resistir el calor producto de un incendio.
Sobre lo de "caja negra" es sólo un asunto popular ya que las especificaciones indican que debe tener una pintura especial, que es naranjo brillante, para una fácil identificación. Se ubica en la sección de la cola del avión.
Tanto el FDR como el CVR no graban o registran la información de manera ilimitada, por motivos obvios de almacenamiento, y es normal que se registren sólo las dos últimas horas de conversación en el cockpit, y un mayor lapso de tiempo para el FDR.
MECANISMOS DE PROTECCIÓN
A pesar de la naturaleza o gravedad del accidente, la caja negra se rescata sin daños. Ello se debe a su estructura y colocación, pues la envoltura externa de la caja negra está realizada de titanio y forrada de espuma ignifuga aislante, para así soportar temperaturas de hasta 1100 grados y pesos sobre ella de hasta 3000 kilogramos, lo cual hace que soporte estar sumergida a 6000 metros de profundidad en el mar, desde dónde, gracias a un potente transmisor inalámbrico incorporado alimentado por una batería de litio, transmite una señal recpetible desde la superficie del mar, durante seis años. 

domingo, 23 de febrero de 2014

CLASES DE PROPULSIÓN

CLASES DE PROPULSIÓN: 

Pulsorreactor
:es un tipo de reactor nacido en Alemania creado por Paul Schmidt en 1920
Fue el primer reactor fabricado en series,concretamente el modelo Argus I ,este modelo fue propulsado para lanzar bombas voladores, el motor Argus I tiene un empuje máximo de unos 400 kg aproximadamentes.
Después debido al desgaste por la tremendas presiones que el mismo manejaba ,las láminas de admisión de las válvulas terminaban por destruirse causando la paralización del reactor.

Hay dos tipos de clases de pulsorreactores:
.Pulsorreactor de valvulas
. Pulsorreactor sin valvulas

El pulsorreactor de valvulas su estrutura consta:
.Un sistema de valvulas
.Camara de combustión
.Tubo de salida de gases

El funcionamiento del los pulsorreactores depende de un flujo de aire que entra a través de las válvulas situadas en la parte frontal del reactor donde se mezcla con combustible.
Una bujía hace explotar la mezcla ,haciendo que la fuerza de propulsión acelere los gases
en ambas direcciones con lo que provoca que la válvula de aire se cierre y el gas se vea obligado a salir por un tubo ,produciendo un empuje y luego crear un vacío haciendo que las válvulas vuelvan abrirse.


Estatorreactor: es una especie de motor a reacción que carece de compresores y 
turbinas ,la compresión se efectúa debido a la alta velocidad que ha de funcionar.
El aire ya comprimido se somete a un proceso de combustión en la camara y una expansion en el escape.
El regimen de trabajo de este motor es continuo.
Los componentes principales de un estatorreactor son :
.El difusor de entrada
.La cámara de combustión
.La tobera de escape



Turbofan: es una generación de motores a reacción que remplazo a los motores turbojet.
Se caracterizan por tener un ventilador o fan en la parte frontal del motor,el aire entrante se divide en dos caminos: aire de bypass altos y aire primario.
Tienen las siguientes ventajas: consumen menos combustibles,es mas económico , y reducen el ruido ambiental.
Hay tres clases de clasificacion de turbofan:
.Turbofan debajo indice de derivacioń
. Turbofan  de alto indice de derivación
. Turbofan de índice ultra elevado 


Turborreactor: es un tipo de turbina de gas, que a diferencia de los motores de ciclo alternativo que tienen un funcionamiento discontinuo (explosiones),tiene un funcionamiento continuo .Consta de las mismas fases que un motor alternativo admision, compresión,expansion y escape.
Este tipo de motores es utilizado en aeronauticas,dado que presenta varias ventajas frente a los motores alternativos.
.Es mas eficiente en terminos de consumo de combustible.
.Es mas sencillo ,y tiene menos partes moviles.
.Tiene una menor relación peso , potencia.
.Requiere menor mantenimiente.

El motor a reacción:se basa en utilizar el aire que entre a gran velocidad en la turbina, la forma de esta hace que el aire se comprima igual que en un pistón, entonces se inyecta queroseno, un combustible derivado del petroleo muy volátil, el cual quema y explosiona en el aire comprimido, como el aire es comprimido, la realiza explosión en lugar de consumición suave. La forma del reactor y la propia velocidad de mas aire entrando por la parte delantera del reactor, hacen que la fuerza de la explosión solamente pueda ir hacia una dirección, hacia atrás, realizando empuje y moviendo unas aspas conectadas en la parte frontal del reactor para que las propias aspas ayuden a que entre mas aire comprimido.





El motor a pistón: es exactamente igual que el de un automóvil, con la diferencia que en lugar de ruedas, tiene hélices, la forma de las hélices, es diferente a las de un barco, porque como el aire es menos denso que el agua, las hélices de barcos, no tendrían ningún efecto en el aire. En los helicópteros se controla también en ángulo de ataque, mientras que en las aeronaves, solamente se puede colocar la hélice en "bandera" para si se tiene un problema y el motor de la aeronave deja de funcionar, la propia hélice, no frene la aeronave que se encuentra en es momento planeando. En el helicóptero se controla también el ángulo con el que la hélice empuja el aire hacia abajo para realizar el empuje.











IMPORTANCIA DE LAS ALAS Y SU DISEÑO

ESTRUCTURA GENERAL AVIÓN.






Fuselaje. Del francés "fuselé" que significa "ahusado", se denomina fuselaje al cuerpo principal de la estructura del avión, cuya función principal es la de dar cabida a la tripulación, a los pasajeros y a la carga, además de servir de soporte principal al resto de los componentes.
El diseño del fuselaje además de atender a estas funciones, debe proporcionar un rendimiento aceptable al propósito a que se destine el avión. Los fuselajes que ofrecen una menor resistencia aerodinámica son los de sección circular, elíptica u oval, y de forma alargada y ahusada.




Alas. Son el elemento primordial de cualquier aeroplano. En ellas es donde se originan las fuerzas que hacen posible el vuelo. En su diseño se tienen en cuenta numerosos aspectos: peso máximo a soportar, resistencias generadas, comportamiento en la pérdida, etc.. o sea, todos aquellos factores que proporcionen el rendimiento óptimo para compaginar la mejor velocidad con el mayor alcance y el menor consumo de combustible posibles.



Superficies de mando y control. Son las superficies movibles situadas en las alas y en los empenajes de cola, las cuales respondiendo a los movimientos de los mandos existentes en la cabina provocan el movimiento del avión sobre cualquiera de sus ejes (transversal, longitudinal y vertical). También entran en este grupo otras superficies secundarias, cuya función es la de proporcionar mejoras adicionales relacionadas generalmente con la sustentación (flaps, slats, aerofrenos, etc...).

Sistema estabilizador. Está compuesto en general por un estabilizador vertical y otro horizontal. Como sus propios nombres indican, su misión es la de contribuir a la estabilidad del avión sobre sus ejes vertical y horizontal.



Tren de aterrizaje. Tiene como misión amortiguar el impacto del aterrizaje y permitir la rodadura y movimiento del avión en tierra. Puede ser fijo o retráctil, y de triciclo (dos ruedas principales y una de morro) o patín de cola (dos ruedas principales y un patín o rueda en la cola). Hay trenes adaptados a la nieve (con patines) y al agua (con flotadores).



Grupo motopropulsorEncargado de proporcionar la potencia necesaria para contrarrestar las resistencias del aparato, tanto en tierra como en vuelo, impulsar a las alas y que estas produzcan sustentación, y por último para aportar la aceleración necesaria en cualquier momento.
Este grupo puede estar constituido por uno o más motores; motores que pueden ser de pistón, de reacción, turbopropulsores, etc. Dentro de este grupo se incluyen las hélices, que pueden tener distintos tamaños, formas y número de palas.




Sistemas auxiliares. Resto de sistemas destinados a ayudar al funcionamiento de los elementos anteriores o bien para proporcionar más confort o mejor gobierno de la aeronave. Podemos mencionar por ejemplo, el sistema hidráulico, el eléctrico, presurización, alimentación de combustible, etc.

TODO SOBRE LAS ALAS.

Las alas constituyen la parte estructural donde se crea fundamentalmente la sustentación que permite volar al avión. En los aviones que poseen más de un motor, estos se encuentran situados en las alas y en el caso que sean de reacción también pueden ir colocados en la cola. Además, en las alas están ubicados los tanques principales donde se deposita el combustible que consumen los motores del avión.

Al diseño, estructura de la superficie y sección transversal de las alas los ingenieros que crean los aviones le prestan una gran importancia y éstas varían según el tamaño y tipo de actividad que desempeñará el avión.

Para que un avión pueda realizar las funciones básicas de despegue, vuelo y aterrizaje es necesario que las alas incorporen también algunas superficies flexibles o movibles que introducen cambios en su forma durante el vuelo.

Entre las funciones de algunas de esas superficies flexibles está incrementar la creación de la sustentación que mantiene al avión en el aire, mediante la introducción de variaciones en el área de las alas u ofreciendo mayor resistencia al aire durante las maniobras de despegue y aterrizaje. De esa forma se logra reducir al mínimo la velocidad necesaria para despegar o aterrizar, cuestión ésta que dependerá del peso y tamaño del avión, así como de las recomendaciones del fabricante.

Las alas de los aviones modernos pueden tener diferentes formas en su sección transversal y configuraciones variadas. Podemos encontrar aviones con alas rectas o con otras formas como, por ejemplo, en flecha o en delta.
 



Flecha. Angulo que forman las alas (más concretamente la línea del 25% de la cuerda) respecto del eje transversal del avión. La flecha puede ser positiva (extremos de las alas orientados hacia atrás respecto a la raíz o encastre, que es lo habitual), neutra, o negativa (extremos adelantados). Para tener una idea más gráfica, pongamos nuestros brazos en cruz como si fueran unas alas; en esta posición tienen flecha nula, si los echamos hacia atrás tienen flecha positiva, y si los echamos hacia delante tienen flecha negativa.
Flecha del ala

Diedro. Visto el avión de frente, ángulo en forma de "V" que forman las alas con respecto al horizonte.
El ángulo diedro puede ser positivo, neutro, o negativo. Volviendo a nuestros brazos en cruz, en posición normal tenemos diedro neutro, si los subimos tienen diedro positivo y si los bajamos tienen diedro negativo.







SUPERFICIES FLEXIBLES DE LAS ALAS

En las alas del avión se encuentran situadas varias superficies flexibles, siendo las dos principales los alerones y los flaps.





Alerones.
Se encuentran situados en el borde trasero de ambas alas, cerca de las puntas. Su función es inclinar el avión en torno a su eje longitudinal “X”, con el fin de levantar un ala más que la otra, sobre todo al hacer un giro para cambiar la dirección. Esta inclinación la ejecuta el piloto haciendo girar el timón o la palanca hacia la derecha o la izquierda, según se quiera inclinar las alas en un sentido o en otro. Los alerones se mueven en sentido opuesto, es decir, cuando uno sube el otro baja.









Flaps. Forman parte del borde trasero de las alas. En los aviones pequeños los flaps suben y bajan de forma mecánica mediante una palanca que acciona manualmente el piloto. En los de mayor tamaño y velocidad resulta prácticamente imposible mover las superficies flexibles a mano. Por esa razón en esos aviones una pequeña palanca graduada, situada a la derecha del piloto, junto a los aceleradores de los motores está destinada a accionar el sistema hidráulico que se encargan de moverlos.





La función de los flaps o “wing flaps” es modificar la forma aerodinámica del ala proporcionando una mayor sustentación al avión cuando vuela en régimen de velocidad lento y a baja altura, tanto en el despegue como en el aterrizaje. Durante el despegue los flaps se despliegan parcialmente unos grados hacia afuera y hacia abajo. Esta variación permite un mayor desvío de aire en el ala originando un incremento en la sustentación.

Una vez que el avión se encuentra en el aire, el piloto recoge poco a poco los flaps para eliminar la resistencia adicional que estos introducen al desplazamiento del avión y poder alcanzar la velocidad de crucero, es decir, la velocidad máxima que el fabricante aconseja para cada tipo avión, de acuerdo con su tamaño y potencia del motor o motores. De no recogerse los flaps, al aumentar la fuerza del aire a medida que el avión desarrolla más velocidad puede llegar a desprenderlos de las alas.

Durante la maniobra de aproximación a la pista y la preparación para el aterrizaje es necesario disminuir la velocidad del avión. Cuando se encuentra ya cerca del comienzo o cabeza de la pista, el piloto despliega de nuevo los flaps para aumentar la sustentación, compensando así la que se pierde al disminuir velocidad y altura.


Hay varios tipos de flaps: sencillo, de intrados, flap zap, flap fowler, flap ranurado, flap Krueger, etc...
  • Sencillo. Es el más utilizado en aviación ligera. Es una porción de la parte posterior del ala.
  • De intrados. Situado en la parte inferior del ala (intrados) su efecto es menor dado que solo afecta a la curvatura del intrados.
  • Zap. Similar al de intrados, al deflectarse se desplaza hacia el extremo del ala, aumentando la superficie del ala además de la curvatura.
  • Fowler. Idéntico al flap zap, se desplaza totalmente hasta el extremo del ala, aumentando enormemente la curvatura y la superficie alar.
  • Ranurado. Se distingue de los anteriores, en que al ser deflectado deja una o más ranuras que comunican el intrados y el extrados, produciendo una gran curvatura a la vez que crea una corriente de aire que elimina la resistencia de otros tipos de flaps.
  • Krueger. Como los anteriores, pero situado en el borde de ataque en vez del borde de salida.

OTROS DISPOSITIVOS DE CONTROL SITUADOS EN LAS ALAS
Además de los alerones y los flaps, las alas pueden llevar también los siguientes dispositivos de control:

  • Slats
  • Spoilers
  • Slots.
Slats Son superficies flexibles aerodinámicas auxiliares situadas en el borde delantero o de ataque del ala, que funcionan automáticamente en algunos aviones o controlados por el piloto en otros. La función de los slats, al igual que los flaps, es alterar momentáneamente la forma del ala durante el despegue y el aterrizaje para aumentar la sustentación, además de facilitar el control del movimiento lateral del avión. 

Cuando el ángulo de ataque de las alas se incrementa, los slats se mueven hacia fuera del borde. Ese movimiento provoca que el ángulo de ataque del flujo de aire disminuya con relación al área total de las alas. De esa forma el aire que se mueve por encima del ala se suaviza reduciendo las turbulencias de los remolinos que se forman sobre su superficie durante el vuelo.





Spoilers  Los spoilers o frenos de aire son también superficies flexibles consistentes en dos tiras de metal colocadas sobre la superficie superior de cada ala. El piloto puede levantar cada spoiler de forma independiente durante el vuelo para controlar el movimiento lateral del avión o hacerlos funcionar de forma conjunta, para que actúen como frenos de aire, una vez que el avión aterriza.

Cuando ambos spoilers se levantan, anulan la fuerza de sustentación y provocan que el avión pierda impulso una vez que ha tocado tierra. De esa forma todo el peso del avión se traslada directamente a las ruedas, facilitando su detención total después que el piloto oprime los pedales de freno que actúan sobre las ruedas.



Slots. Los slots son ranuras situadas cerca del borde de las alas que dejan pasar el flujo de aire cuando ésta cambia el ángulo de ataque. Su función es reducir también las turbulencias que provocan durante el vuelo los remolinos que se generan sobre la superficie del ala.

SUPERFICIES FLEXIBLES DE LA COLA

En la cola del avión se encuentran situadas las siguientes superficies flexibles:

Timón de profundidad Es la superficie o superficies móviles situadas en la parte posterior del empenaje horizontal de la cola del avión. Aunque su nombre podría sugerir que se encarga de hacer elevarse o descender al avión, en realidad su accionamiento provoca el movimiento de cabeceo del avión (morro arriba o morro abajo) sobre su eje transversal. Obviamente, el movimiento de cabeceo del avión provoca la modificación del ángulo de ataque; es decir que el mando de control del timón de profundidad controla el ángulo de ataque.
En algunos aviones, el empenaje horizontal de cola es de una pieza haciendo las funciones de estabilizador horizontal y de timón de profundidad.
El timón de profundidad es accionado por el piloto empujando o tirando del volante o la palanca de control, y suele tener una deflexión máxima de 40º hacia arriba y 20º hacia abajo.
Timón de profundidad y mando de control
Funcionamiento: Al tirar del volante de control, esta superficie sube mientras que al empujarlo baja -en algunos aviones se mueve la totalidad del empenaje horizontal. El timón arriba produce menor sustentación en la cola, con lo cual esta baja y por tanto el morro sube (mayor ángulo de ataque). El timón abajo aumenta la sustentación en la cola, esta sube y por tanto el morro baja (menor ángulo de ataque). De esta manera se produce el movimiento de cabeceo del avión y por extensión la modificación del ángulo de ataque.
Funcionamiento del timón de profundidad
Timón de dirección. Es la superficie móvil montada en la parte posterior del empenaje vertical de la cola del avión. Su movimiento provoca el movimiento de guiñada del avión sobre su eje vertical, sin embargo ello no hace virar el aparato, sino que se suele utilizar para equilibrar las fuerzas en los virajes o para centrar el avión en la trayectoria deseada. Suele tener una deflexión máxima de 30º a cada lado.
Esta superficie se maneja mediante unos pedales situados en el suelo de la cabina.

Timón de dirección y pedales de control


Funcionamiento: Al pisar el pedal derecho, el timón de dirección gira hacia la derecha, provocando una reacción aerodinámica en la cola que hace que esta gire a la izquierda, y por tanto el morro del avión gire (guiñada) hacia la derecha. Al pisar el pedal izquierdo, sucede lo contrario: timón a la izquierda, cola a la derecha y morro a la izquierda.
Funcionamiento del timón de dirección

Actualmente el sistema tradicional de control de movimiento de las superficies flexibles por medio de cables de acero inoxidable acoplados a mecanismos hidráulicos se está sustituyendo por el sistema fly-by-wire, que utiliza un mando eléctrico asistido por ordenador para accionarlas. Este sistema es mucho más preciso y fiable que el mando por cables de acero y se está estableciendo como norma en la industria aeronáutica para su implantación en los aviones de pasajeros más modernos. El primero en utilizarlo hace años fue el avión supersónico de pasajeros, Concorde, retirado ya del servicio debido a su alto costo de operación. Después se ha continuado utilizando, de forma parcial, en los Airbus  y los Boeing . En la actualidad lo utilizan, de forma generalizada, el Airbus A-320 y el Boeing 777.

La aviación continúa hoy en día su imparable desarrollo gracias a las investigaciones y experimentos que realizan cientos de ingenieros y científicos, que con su trabajo cambian radicalmente las características de los aviones para hacerlos más rápidos, seguros y confortables. Gracias a ese esfuerzo y a la gran cantidad de medidas de seguridad, controles y revisiones periódicas a las que se someten constantemente los aviones, este medio de transporte se puede considerar como el más rápido y seguro que existe en nuestros días.


































martes, 11 de febrero de 2014

FUNDAMENTOS DEL VUELO

¿POR QUÉ VUELAN LOS AVIONES?
Para empezar volar se entiende flotar y viajar de forma controlada por el aire sin estar apoyado en el suelo.Un avión cuando está en una pista de rodadura en el aeropuerto está pegado al suelo porque hay una fuerza gravitatoria que le empuja hacia abajo y el suelo equilibra esa fuerza.Así que para que el avión empiece a volar debe de haber una fuerza que sea mayor que la gravitatoria y que empuje al avión hacia arriba. Esta fuerza es la sustentación.

La sustentación empuja al ala (un avión típico de transporte tiene sólo un ala, no dos). El ala sostiene al fuselaje y resto de componentes del avión. Y el avión vuela.


Por tanto la respuesta del por qué vuelan los aviones lo tienen la física en general, las grandes maquinarias que pueden realizar tareas complejas fundamentan su existencia en principios de la física. No es un motor poderoso el que hace que un avión vuele aunque si es una herramienta "poderosa" y muy importante en el avión ,pero no es lo que hace que volar sea posible.

Para lograr mantenerse en el aire hay que vencer la fuerza de gravedad.


  
El principio que hace posible el vuelo de un avión es el mismo que hace posible el vuelo de las aves. Se llama "principio de sustentación". El principio de sustentación, también llamado principio de Bernoulli, por su descubridor Daniel Bernoulli nos dice que "la presión ejercida por un fluido es inversamente proporcional a su velocidad de flujo ya que  se puede comprobar experimentalmente que la energía total de un sistema de fluidos de flujo uniforme (como por ejemplo, el aire) se mantiene constante a lo largo de la trayectoria que recorre el sistema. 

Cuando ocurren variaciones en la velocidad de ciertas partes del flujo, éstas deben ser compensadas con variaciones en la presión, porque de lo contrario la energía total del sistema sería variable y no es eso lo que se comprueba en los experimentos.



El diseño aerodinámico del avión utiliza esta ley para superar la fuerza de gravedad. Considerando el hecho de que el aire es un fluido y estamos todos inmersos en él, debemos tener en cuenta que éste ejerce una presión sobre nosotros, y sobre todo objeto con el que tiene contacto.
Las alas del avión están diseñadas de modo de generar una diferencia de velocidades entre el aire que está por debajo del ala del avión (cara inferior, llamada intradós) y el que circula por su cara superior (llamada extradós).
El extradós tiene una forma abultada y el intradós es plano. Entonces, siguiendo el principio de Bernoulli, el aire que circula por encima del ala, como tiene que recorrer una trayectoria más larga, va a a una velocidad alta y ejerce una presión baja sobre el ala.
Por el contrario, el aire que circula bajo el ala, o intradós, va más lento porque realiza el camino más corto y ejerce una presión mayor sobre el ala, proporcionando la fuerza de sustento que lo empuja hacia arriba. Es decir, en contra de la fuerza de gravedad.




FUERZAS QUE ACTÚAN SOBRE UN AVIÓN EN VUELO 
Como los aviones se construyen para volar, a fin de cumplir ese propósito, la primera fuerza que se debe conseguir que actúe es la sustentación. Pero hay otras tres fuerzas que actúan sobre un avión en vuelo.
El avance de un avión dentro de una masa de aire provoca un viento relativo que al circular por sobre sus alas produce la sustentación. Al avanzar el avión por efecto de la tracción, automáticamente aparece otra fuerza, la carga o la resistencia al avance, que actúa en contraposición de la anterior. Por último, la fuerza de gravedad, a la que se opone la arriba nombrada sustentación.
Tracción
La tracción, que es la fuerza que produce el avance del avión, pudiendo ser ésta un motor a pistón, turbohélice, turbofan, turbina pura
Carga o resistencia al avance
Se llama así a la reacción al avance que producen las partículas de aire al friccionar contra toda la estructura del avión. La resistencia al avance es mayor cuando menor sea la altitud a que se vuele, y disminuirá a medida que se ascienda, debido a que la densidad atmosférica es inversamente proporcional a la altura.
Fuerzas de gravedad
Esta es la cuarta de las fuerzas que actúan sobre un avión en vuelo, debiendo ser contrarrestada por la sustentación, siendo, por lo tanto el peso total del avión, la primera fuerza a superar para que el vuelo sea posible. El valor de la fuerza de gravedad entre dos cuerpos depende de la masa de éstos y de la distancia que los separa. Cuánto mayor sea la distancia menor será la atracción entre ellos, pues aquella fuerza es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que los separa. Cuando se habla de la atracción por gravedad entre un cuerpo y la tierra, se la denomina “peso” de ese cuerpo.
Las actuaciones del avión pueden deducirse fácilmente analizando la naturaleza de las fuerzas que actúan sobre él en la condición que se desee estudiar, vuelo horizontal, subida, viraje, etc.
















http://www.youtube.com/watch?v=KMKUtk_Q1a4


FUERZA AERODINÁMIA

http://www.youtube.com/watch?v=Bi5RIp_t9zQ&list=PLF45D5CE631874771