Iniciemos con mucho nimo nuestro estudio, conociendo las partes bsicas que debes tener en cuenta para comprender el por qu del vuelo de una aeronave

UNIDAD 2

POR QU VUELA UN AVIN?

Captulo 1.- PARTES BASICAS DE UNA AERONAVE

Captulo 2.- EJES DE UNA AERONAVE

Captulo 3.- FUERZAS QUE ACTUAN SOBRE UNA

AERONAVE

OBJETIVO ESPECIFICO DE LA UNIDAD

Fundamentar al estudiante en el conocimiento de las leyes de la fsica y la aerodinmica, el principio del vuelo y la sustentacin, partes de una aeronave, clases de aeronaves, fuerzas que actan en una aeronave, sustentacin, traccin, resistencia al avance.

CAPTULO 1

PARTES BASICAS DE UNA AERONAVE

Iniciemos con mucho ms nimo nuestro estudio, conociendo las partes bsicas que debe tener en cuenta para comprender el por qu del vuelo de una aeronave.

Para hacer posible el vuelo de un avin, ste debe estar conformado por unas partes esenciales. A continuacin le mostraremos cules son estas partes y cul es la funcin que cada una desempea, ya que estn diseadas para cumplir con un objetivo especfico que permite la no alteracin de las condiciones de rendimiento del aparato.

1. 1 Grupo Sustentador

A ver, dibujemos mentalmente un avin. Ahora identifiquemos las ALAS las ALETAS, ubicadas en la parte posterior de las alas cerca del cuerpo del avin y los ALERONES, ubicados hacia la punta. Las dos ltimas se conocen como partes mviles y todo en su conjunto se denomina GRUPO SUSTENTADOR.

Asocie el zapato con el cuerpo del avin y las alas con parte del grupo sustentador!

Ve que fcil!, entonces Recuerde

1. ALAS

GRUPO SUSTENTADOR:

2. PARTESAletas

MOVILES Alerones

1.2 Grupo Motopropulsor

Volvamos al dibujo que en su mente dise de un avin. Ahora piense en un MOTOR o EMBOLO y un REACTOR; pero si acaso pens en un aparato turborreactor imagnese una HELICE. Esto lo denominamos GRUPO MOTOPROPULSOR. El objetivo primordial de esta parte es producir la fuerza de traccin que permite el desplazamiento y velocidad del avin. Comprelo con un vehculo, es lo mismo cierto?

Sigue siendo fcil. Ahora grabe esto en su mente

1. MOTOR o EMBOLO

GRUPO MOTOPROPULSOR

2. REACTOR

3. HELICE

1.3 Grupo Estabilizador

Retomemos nuestro avin, debe ubicarse ahora en la parte posterior en la cola del avin que denominaremos EMPENAJE. Este se divide en dos partes fijas llamadas ESTABILIZADOR HORIZONTAL y ESTABILIZADOR VERTICAL. Centrmonos en ellas. Analicemos la primera, el estabilizador horizontal que presenta una parte mvil llamada TIMON DE PROFUNDIDAD. Pasemos a la segunda, el estabilizador vertical que contiene al igual que la anterior otra parte mvil llamada TIMON DE DIRECCION.

La funcin de este grupo es como su nombre lo dice permitir la estabilidad del aparato.

Igual de sencillo al anterior, cierto? Entonces, recuerde

1.Estab. Horizontal Timn de

profundidad

EMPENAJE

2. Estab. Vertical Timn de

direccin

1.4 Grupo de Rodamiento

Sitese en la otra parte de tu avin imaginario, en el TREN DE ATERRIZAJE, que puede presentarse de dos formas, el convencional que se conoce como PATIN DE COLA, o el tipo triciclo llamado RUEDA DE NARIZ, que permite el rodamiento en tierra bien sea para despegar o para aterrizar.

Este si que estuvo sencillo, entonces recuerde

1. Patn de cola

TREN DE ATERRIZAJE TIPOS2. Rueda de nariz

1.5 Grupo Transportador

Pasemos a la ltima parte de tu avin, adivina cul es? el FUSELAJE. Pues bien, es aqu precisamente donde se ubican la tripulacin, la carga y los pasajeros. Su objetivo es contener todo lo que la aeronave transporte.

Esta si que fue la ms sencilla de todas, recuerda

1. Tripulacin

FUSELAJE

2. Pasajeros

3. Carga

Felicitaciones! Ha concluido el captulo relacionado con el interrogante por qu vuela un avin?. Ahora y antes de continuar con el siguiente tema es importante verificar la asimilacin de los conocimientos adquiridos aqu.

Autoevaluacin No.1

Dibuje un aeronave y destaque en ella:

1. Grupo sustentador

2. Grupo motropopulsor

3. Grupo estabilizador

4. Grupo de rodamiento

5. Grupo Transportador

CAPITULO 2

EJES DE UNA AERONAVE

Ya tiene bien claro las partes de la aeronave, ahora pasemos a otro aspecto de gran importancia que lo llevar a entender por qu vuela un avin. Aqu tendr que hacer acopio de toda su concentracin para que el tema quede bien entendido, entonces, comencemos!

2.1 Generalidades

Cuando hacemos referencia al eje de cualquier objeto, nuestra mente se transporta a la lnea que deber parecer quieta, inmvil, mientras el objeto se mueve; as como ocurre con el eje de la tierra, que es la lnea imaginaria sobre la cual nuestro planeta realiza su movimiento de rotacin. Pensemos entonces que si nos encontramos en un sistema tridimensional, es decir con largo, ancho y alto, cada una de estas dimensiones deber tener su propio eje. Veamos entonces cada uno de ellos.

2.2 Eje Longitudinal

Retome el avin que dibuj en la evaluacin No.1, el mismo del cual ya conoce sus partes bsicas, trace ahora la lnea que va desde la nariz hasta la cola siguiendo un plano de simetra. Listo!, pues bien, el movimiento efectuado por el avin alrededor de este eje se denomina BANQUEO (BANK).

Hasta el momento no encontramos dificultades cierto?

2.3 Eje Lateral

Ahora dibuje la lnea imaginaria que va desde la punta de un ala hasta la otra. El movimiento efectuado por el avin alrededor de este eje se llama CABECEO (PITCH)

Qu sencillo es esto, no le parece?

2.4 Eje Vertical

Siga pintando en su avin, ahora trace la lnea perpendicular imaginaria que va desde las dos anteriores y que cruza por el punto de interseccin de stas. No! No es un enredo analcelo bien y ver qu fcil. Pues el movimiento que efecta una aeronave alrededor de este eje se denomina GUIDAA (YAW)

Ve lo fcil que es aprender esto?, entonces recuerde

1. LONGITUDINAL

EJES DE UNA AERONAVE

2. LATERAL

3. VERTICAL

Felicitaciones! Con lo anterior ha finalizado la unidad 2. Antes de continuar con la 3, dispngase a responder la siguiente autoevaluacin.

Autoevaluacin No. 2

Una vez explicados los ejes de la aeronave complete los siguientes enunciados:

1. El movimiento efectuado por el avin alrededor del eje longitudinal se denomina __________________

2. ___________ es el movimiento efectuado por el avin sobre su eje lateral.

3. Guidana (YAW) es el movimiento que realiza el avin sobre su eje ________

CAPTULO 3

FUERZAS QUE ACTUAN EN UN AVIN EN VUELO RECTO Y NIVELADO

SUSTENTACIN

RESISTENCIA

TRACCIN PESO

AL AVANCE

Llegamos a la parte de su aprendizaje en la que esperamos entienda por qu vuela el avin; ya conoce las partes, los ejes, ahora veamos las fuerzas que actan en l.

Antes de entrar en materia es importante que conozca las diferentes fuerzas que actan sobre una aeronave en vuelo recto y nivelado:

W= PESO

T= TRACCION

L= LEVANTAMIENTO

D= RESISTENCIA AL AVANCE

No las olvide, de lo contrario se perder en el tema, entonces, preste atencin

3.1 Peso

Antes que nada es importante definir qu es el peso. Podemos decir que es la fuerza activa a la que est sujeto un cuerpo debido a la atraccin terrestre. El peso siempre acta en direccin al centro de la tierra.

Pero para poder continuar con este tema es necesario que recuerde a Isaac Newton, s el mismo que descubri la fuerza de gravedad, que es aquella por medio de la cual la tierra atrae a todos los cuerpos dentro de su campo de accin. Ya refresc la memoria no es as? Pues bien, existe un fenmeno muy interesante, si deja caer una pluma y una esfera metlica simultneamente dentro de un recipiente al que se le ha hecho el vaco, las dos, en cada libre, se desplazarn al mismo tiempo, demostrando que pueden recorrer espacios iguales en tiempos iguales, independientemente de su tamao o de su peso. Entonces surge aqu algo que debe tener en cuenta de aqu en adelante: la fuerza de aceleracin de atraccin de la tierra es constante y su valor se calcula en 9.82 mts./seg.

La pregunta que surge en este momento es por qu entonces los cuerpos pesan diferente?

La respuesta es muy sencilla: la masa. Y la masa corresponde a la cantidad de partculas que forman un cuerpo, independientemente de su volumen Esta cantidad de materia sometida a la fuerza gravitacional es la que produce el peso.

Entonces, tenemos hasta aqu algunos conceptos fundamentales, recordmoslos:

1. La Fuerza de Gravedad

2. La Masa

3. El Peso

4. Fuerza de aceleracin de atraccin de la tierra

Pero tenemos que acudir a un elemento ms: el centro de gravedad. En qu consiste? Muy sencillo, es el punto donde se considera concentrado el peso de un cuerpo. Si el cuerpo libremente se cuelga de su centro de gravedad, podr adoptar cualquier posicin.

Pero, qu pasa si el cuerpo, imagnese cualquier objeto, no se cuelga de su centro de gravedad sino de otro punto? Pues bien, girar alrededor del punto del que est sujeto hasta lograr que el punto de gravedad quede abajo y sobre la lnea vertical que pasa por el punto de sujecin.

Es fcil de entender cierto, slo analzalo por un instante

Ahora veamos cmo se determina el peso de un avin:

Recuerde que ya hablamos de la masa y la fuerza de aceleracin de atraccin de la tierra? Entonces la frmula que debemos aplicar en este instante es la siguiente:

W= m x g, donde W es el peso total del avin, m es la masa y g corresponde a 9.82 mts/seg o se a la fuerza de aceleracin de atraccin de la tierra.

3.2 Traccin

Una vez entendido el peso, pasemos ahora a la siguiente fuerza, la Traccin. Esta corresponde a la fuerza necesaria que debe existir sobre el avin para que ste pueda desplazarse dentro del aire venciendo la resistencia al avance y conforme a la velocidad requerida.

Este carro necesita una fuerza que lo empuje hacia arriba. Igual pasa en un avin (Requiere de una ayudita)

Como el objetivo de la fuerza de traccin es producir velocidad, se hace indispensable obtener energa cintica, que es el trabajo acumulado y que depende exclusivamente de la velocidad.

Como la Energa ni se crea ni se destruye, solamente se transforma, necesitamos una fuente de energa.

En este caso y para que note lo simple que es, la energa la podemos obtener por medio de una planta motriz que puede ser:

Motor de mbolo y hlice

a. Turborreactor y hlice

b. Turborreactor

Pero, . RECUERDE:

Dentro de un motor, las partes que lo compones, permiten

transformar la Energa calorfica en energa mecnica

Ahora se hace necesario, transforma la energa mecnica en cintica, es decir VELOCIDAD.

Expliqumoslo brevemente:

En un motor el resultado es un eje cilndrico dando vueltas, por esto podemos relacionar esta situacin con un tornillo, que al girar en una madera, metal etc, se enrosca producindose un cambio de movimiento, de rotacional en lineal.

Esto se obtiene por las Estras que se empujan para conseguir el movimiento, tendramos entonces que esas estras del tamao aproximado de una pala, tomaran una masa de aire y la empujaran hacia atrs con determinada aceleracin. La reaccin a esta aceleracin sera un movimiento lineal lo que conduce a adquirir energa cintica o Velocidad.

Entonces podremos decir que por medio de la hlice que seran las estras del tornillo conseguimos transformar energa mecnica en energa cintica.

Pero mucho cuidado, podramos caer en el error de pensar que todos los aviones deben tener hlice para poder transformar la energa mecnica en cintica, y todos sabemos que existen aviones sin hlice, como son los Jets.

Entonces como sucede en los aviones a reaccin..

Vemoslo:

Comparemos una turbina con un globo de caucho de los que usan los nios.

Si el globo est desinflado, la presin existente dentro del globo es la misma que la presin atmosfrica externa. Pero si inflamos el globo estamos inyectando aire a presin; o sea estamos incrementando la presin interna con respecto a la externa. Si soltamos el extremo del globo, el aire a mayor presin dentro del globo saldra rpidamente, y si soltamos el globo podemos observar un rpido movimiento de este debido a la reaccin que produce la liberacin de la presin.

Este es el principio de accin de un jet, por esta razn de accin y reaccin a estas aeronaves se les llama a reaccin o aviones a chorro

Interesante verdad.

Autoevaluacin no. 3