Proyecto de Mecanica de Vuelo Equipo 6av2-e8

Mecnica de vuelo

1

13- FEB -2013

INSTITUTO POLITCNICO NACIONAL

ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERA MECNICA Y ELCTRICA UNIDAD TICOMAN

CALCULO DE LOS RENDIMIENTOS Y ACTUADORES DE UN AVIN

MONOMOTOR DE COMBUSTIN INTERNA CON HLICE PROYECTO

6AV2-E 8

PROFESOR: ING. CORREA ARREDONDO JOSE ARTURO

MECNICA DE VUELO

ALUMNOS:

ALCAL MURGUA OMAR

VILA GARCA IVN

BAUTISTA GUERRERO EDGAR ANDRS

MAGALLAN HERNNDEZ OCTAVIO

MOLINA FUENTES LUIS FELIPE

GRUPO: 6AV2 TURNO: VESPERTINO

Mecnica de vuelo

2

Introduccin

En el concepto actual, los aviones son concebidos para tareas definidas, lo que permite realizar una clasificacin que los divide en dos grupos fundamentales: los aviones para uso civil por un lado, y los aviones para uso militar por otro.

En el grupo de los aviones para uso civil se encuentran los aviones de turismo, entrenamiento, escuela, transporte de pasajeros, transporte de carga, sanitarios, fumigacin, fotogrficos, etc. Cada una de estas divisiones tiene caracteres bien definidos. Un avin escuela se caracteriza por su robustez, la reducida potencia de sus motores, las bajas velocidades de vuelo, aterrizaje y despegue, la accin lenta de los comandos que le permiten absorber los errores del alumno piloto, el reducido instrumental y su baja carga alar, entre 30 y 40 kg. por m2.

Un avin de entrenamiento es una aeronave ms evolucionada y cuenta con una planta motriz de mayor potencia, comandos ms sensibles, mayor carga alar, instrumental ms completo, ya que el piloto debe efectuar en l su entrenamiento de vuelo por instrumentos. Este avin puede ser monoplaza ya que no necesariamente debe ir el instructor como el caso del avin escuela. En el avin de entrenamiento avanzado, ya se puede incursionar en el campo de los dos motores, el tren retrctil, hlices de paso variable y todos los adminculos que permiten al piloto concluir su entrenamiento.

Los aviones de turismo por ser concebidos como su nombre lo indica, para turismo, deben ser en consecuencia mquinas confortables, tener cierta capacidad para el despegue y aterrizaje en pistas no muy preparadas, su mantenimiento y consumo no debe ser demasiado generoso para sus dueos, el pilotaje debe ser sencillo y su costo accesible. Los aviones de transporte de pasajeros de corto o largo alcance deben ser mquinas que se caractericen sobre todo, por su gran confiabilidad para brindar as al pasajero la tranquilidad apoyada en la certeza de un vuelo seguro.

El confort, el bajo nivel de ruido, los dispositivos de seguridad y los servicios al pasajero, son tambin estimables. La economa de explotacin es de gran importancia, ya que toda empresa buscar una aeronave que cuente entre sus cualidades con un fcil y econmico mantenimiento, como as tambin, un bajo consumo por hora de vuelo. Otra divisin que vamos a tener en cuenta en los aviones livianos, es la de los aviones realizados por aficionados o homebuilt aircraft (aviones amateurs).

En este trabajo se calculara los rendimientos de un motor para turismo, que pueda trasportar a 4 personas, el cual usara un turbohlice, ala alta y tren de aterrizaje no retrctil. Calcularemos su potencia, viraje, velocidad de despegue, aterrizaje, techo de servicio, autonoma, etc.

Mecnica de vuelo

3

Objetivo

En este trabajo se realizara un estudio comparativo de aviones similares y ficha tcnica del avin

propuesto (en este caso ser un avin tripulado con proposito de viajes tursticos) con el fin de

analizaran las mejores condiciones para su diseo .

Glosario

Smbolos ingleses

F Friccin de rodadura (lb)

Fuerza neta de aceleracin (lb)

Fuerza neta retardadora (lb)

N Fuerza normal (lb)

P Presin de inflado de neumticos (psi)

RCR Nmero indicativo de estado de pista

RSC Recubrimiento superficial de pista

(decimas de pulgada)

Velocidad critica de fallo de motor

(nudos)

Velocidad de despegue (nudos)

Velocidad critica de fallo de motor

(nudos)

Velocidad de hidroplaneo

Velocidad mxima de frenado

Velocidad mnima de control de vuelo

Velocidad mnima de control en tierra

Velocidad de aborto de despegue

Velocidad del viento

Smbolos griegos

Angulo de planeo (grados)

Coeficiente de fricci

MECANICA DE VUELO

ING. EN AERONAUTICA Pg 4

DESARROLLO

CONDICIONES PRELIMINARES PROPOSITO: se realizara un estudio comparativo de aviones similares (en este caso ser un

avin tripulado con propsito de viajes tursticos) con el fin de analizaran las mejores

condiciones para su diseo.

Comparativo de aviones similares

Cessna T-210L

Capacidad de tripulantes y/o pasajeros 5

Longitud (m) 8.59

Envergadura (m) 12.12

Altura (m) 2.95

Superficie alar (m2) 16.82

Peso vacio (kg) 1089

Peso mximo de despegue (Kg) 1814

Potencia (Hp) 310

Velocidad mxima operativa (Km/hr) 378

Velocidad de crucero (Km/h) 358

Velocidad de desplome (Km/h) 108

Autonoma 1.455

Techo de servicio (m) 8230

Techo absoluto (m) 10500

Rgimen de ascenso (m/s) 470

Capacidad de combustible (l) 340

MECANICA DE VUELO


Dimetro de la hlice 2.03

Cirrus SR22-G3 GTS


Longitud (m) 7.92


Altura (m) 2.72

Superficie alar () 14.5

Peso vacio (Kg) 1009

Peso mximo de despegue (kg) 1542

Potencia (hp) 310

Velocidad mxima operativa (km/hr) 360

Velocidad de crucero (km/h) 343

Velocidad de desplome 115

Autonoma 2.563


Techo Absoluto (m) 9600



Dimetro de la hlice (m) 2.37

MECANICA DE VUELO


Beechcraft P35 Bonanza


Longitud (m) 7.67


Altura (m) 2.31


Peso vacio (Kg) 760


Potencia (Hp) 280

Velocidad mxima operativa (Km/Hr) 306

Velocidad de crucero (Km/Hr) 360

Velocidad de desplome (Km/Hr) 101

Autonoma 3.2






MECANICA DE VUELO


Eads/Socata TB-21 GT Trinidad


Longitud (m) 7.75


Altura (m) 2.85


Peso vacio (Kg) 911


Potencia (Hp) 250




Autonoma 1.184



Rgimen de ascenso (m/min) 345



MECANICA DE VUELO


Mooney M20 OVATION 2 GX


Longitud (m) 8.15


Altura (m) 2.5


Peso vacio (Kg) 1074


Potencia (Hp) 300




Autonoma 1.445






MECANICA DE VUELO


Piper PA-25 Pawnee


Longitud (m) 7.6


Altura (m) 2.19

Superficie alar (m2) 17

Peso vacio (Kg) 662


Potencia (Hp) 260




Autonoma 4.35

Techo de servicio (m) 3962.4


Rgimen de ascenso (m/min) 192.02



MECANICA DE VUELO


EMBRAER EMB-20 1A IPANEMA

Capacidad de pasajeros 1

Longitud (m) 7.43


Altura (m) 2.22

Superficie alar (m^2) 19.94

Peso vaco (kg) 1011

Peso mximo de despegue(kg) 1550

Potencia (hp) 300


Velocidad de crucero (km/hr) 204

Velocidad de desplome (km/hr) 115

Autonoma 4.29

Techo de servicio(m) 3470



Capacidad de combustible(l) 210


MECANICA DE VUELO


Cessna 206 h

Capacidad de tripulantes y/o

pasajeros 6

Longitud (m) 8.61


Altura (m) 2.83

Superficie alar (m2) 16.30 m2

Peso vacio (Kg) 987


Potencia (Hp) 300

Velocidad mxima operativa (Km/Hr) 280 km/h

Velocidad de crucero (Km/Hr) 263 km/h

Velocidad de desplome (Km/Hr) 100 km/h

Autonoma 2.352 km

Techo de servicio (m) 7 785


Rgimen de ascenso (m/min) 215 m/s



MECANICA DE VUELO


LANCAIR IVP


Longitud (m) 7.92


Altura (m) 2.44


Peso vacio (kg) 907

Peso mximo de despegue(kg) 1610

Potencia (hp) 350


Velocidad de crucero (km/hr) 595

Velocidad de desplome (km/hr) 120

Autonoma 2.158




Capacidad de combustible(l) 416


MECANICA DE VUELO


Piper PA-24 Comanche


Longitud (m) 7.62


Altura (m) 2.29


Peso vacio (Kg) 804


Potencia (Hp) 260




Autonoma 2.398



Rgimen de ascenso (m/min) 670 m/s



MECANICA DE VUELO


CONDICIONES PRELIMINARES

AVION PAX Longitud (m) Envergadura (m) Altura (m) Superficie alar (m2)

Cessna T-210L 5 8.59 12.12 2.95 16.82 Cirrus SR22-G3 GTS 4 7.92 11.68 2.72 14.5

Beechcraft P35 Bonanza 4 7.67 10.01 2.31 16.5

Eads/Socata TB-21 GT Trinidad 4 7.75 9.97 2.85 11.9

Mooney M20 OVATION 2 GX 4 8.15 11.1 2.5 16.3

Piper PA-25 Pawnee 1 7.6 11.02 2.19 17

EMBRAER EMB-20 1A IPANEMA 1 7.43 11.69 2.22 19.94

Cessna 206 h 6 8.61 10.97 2.83 1630

LANCAIR IVP 3 7.92 9.93 2.44 9.1

Piper PA-24 Comanche 4 7.62 10.97 2.29 16.5

Peso vacio (kg) Peso mximo de despegue Potencia (Hp) Velocidad mxima operativa (Km/hr)

1089 1814 310 378

1009 1542 310 360

760 1236 280 306

911 1400 250 370

1074 1528 300 448

662 1317 260 188

1011 1550 300 225

987 1632 300 280

907 1610 350 507

804 1451 260 245

MECANICA DE VUELO


Velocidad de crucero (Km/h) Velocidad de desplome (Km/h) Autonoma Techo de servicio (m)

358 108 1.455 8230

343 115 2.563 7620

360 101 3.2 20000

346 100 1.184 7620

438 103 1.445 7625

170 130 4.35 3962.4

204 115 4.29 3470

263 100 2.352 7785

595 120 2.158 8840

298 115 2.398 5945

Techo absoluto (m) Rgimen de ascenso (m/s) Capacidad de combustible (l) Dimetro de la hlice

10500 470 340 2.03

9600 410 360 2.37

23000 560 485 1.98

10800 345 340 2.03

9300 378 420 1.85

7800 192.02 568 2.54

6800 155 210 2.25

11300 215 460 2.1

12300 1850 416 1.93

8600 670 230 2.16

MECANICA DE VUELO


Graficas de peso mximo de despegue v.s. datos.

0

1

2

3

4

5

6

7

0 500 1000 1500 2000

Pas

aje

ros

Peso Maximo (Kg)

Pasajeros vs Peso Maximo

Pasajeros

Lineal (Pasajeros)

7.2

7.4

7.6

7.8

8

8.2

8.4

8.6

8.8

0 500 1000 1500 2000

Lon

gitu

d (

m)

Peso Maximo (Kg)

Longitud vs Peso Maximo

longitud

Lineal (longitud)

MECANICA DE VUELO


0

2

4

6

8

10

12

14

0 500 1000 1500 2000

Enve

rgad

ura

(m

)

Peso Maximo (Kg)

Envergadura vs Peso Maximo

Envergadura

Lineal (Envergadura)

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

0 500 1000 1500 2000

Alt

ura

(m

)

Peso Maximo (Kg)

Altura vs Peso Maximo

Altura

Lineal (Altura)

MECANICA DE VUELO


0

5

10

15

20

25

0 500 1000 1500 2000

Sup

erf

icie

Ala

r (m

2 )

Peso Maximo (Kg)

Superficie alar vs Peso Maximo

Superficie alar

Lineal (Superficie alar)

0

200

400

600

800

1000

1200

0 500 1000 1500 2000

Pe

so V

acio

(K

g)

Peso Maximo (Kg)

Peso Vacio vs Peso Maximo

Peso Vacio

Lineal (Peso Vacio)

MECANICA DE VUELO


0

50

100

150

200

250

300

350

400

0 500 1000 1500 2000

Po

ten

cia

(Hp

)

Peso Maximo Kg

Potencia vs Peso Maximo

Potencia

Lineal (Potencia)

0

100

200

300

400

500

600

0 500 1000 1500 2000

Ve

loci

dad

Max

de

Op

era

cio

n (

Km

/hr)

Peso Maximo (Kg)

Velocidad Maxima de Operacin vs Peso Max

Velocidad Maxima deOperacin

Lineal (Velocidad Maxima deOperacin )

MECANICA DE VUELO


0

100

200

300

400

500

600

700

0 500 1000 1500 2000

Ve

loci

dad

Cru

zero

(K

m/h

r)

Peso Maximo (Kg)

Velocidad Cruzero vs Peso Maximo

Velocidad Cruzero

Lineal (Velocidad Cruzero)

0

20

40

60

80

100

120

140

0 500 1000 1500 2000

Ve

loci

dad

de

De

splo

me

(K

m/h

r)

Peso Maximo (Kg)

Velocidad de Desplome vs Peso Mximo

Velocidad de Desplome

Lineal (Velocidad deDesplome)

MECANICA DE VUELO


0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

4

4.5

5

0 500 1000 1500 2000

Au

ton

om

ia

Peso Maximo (Kg)

Autonomia vs Peso Maximo

Autonomia

Lineal (Autonomia)

0

5000

10000

15000

20000

25000

0 500 1000 1500 2000

Tech

o d

e S

erv

icio

(m

)

Peso Maximo (Kg)

Techo de Servicio vs Peso Maximo

Techo de Servicio

Lineal (Techo de Servicio)

MECANICA DE VUELO


0

5000

10000

15000

20000

25000

0 500 1000 1500 2000

Tech

o A

bso

luto

(m

)

Peso Maximo (Kg)

Techo absoluto vs Peso Maximo

Techo absoluto

Lineal (Techo absoluto)

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

1800

2000

0 500 1000 1500 2000

Re

gim

en

de

Asc

en

so (

m/s

)

Peso Maximo (Kg)

Regimen de Ascenso vs Peso Maximo

Regimen de Ascenso

Lineal (Regimen de Ascenso)

MECANICA DE VUELO


0

100

200

300

400

500

600

0 500 1000 1500 2000

Cap

acid

ad d

e C

om

bu

stib

le (

l)

Peso Maximo (Kg)

Capacidad de Combustible vs Peso Maximo

Capacidad de Combustible

Lineal (Capacidad deCombustible)

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

0 500 1000 1500 2000

Dia

me

tro

de

la H

elic

e (

m)

Peso Maximo (Kg)

Diametro de la Helice vs Peso Maximo

Diametro de la Helice

Lineal (Diametro de laHelice)

MECANICA DE VUELO


Por medio del estudio comparativo y aplicando la regresin lineal nos arrogo los

siguientes datos, los cuales nos da la lnea de tendencia de su comportamiento, para

conocer los datos que ocuparemos en nuestro avin.

Descripcin Valor promedio Valor redondeado

Pasajeros 4.1 4 Longitud (m) 8.78 9 Envergadura (m) 10.946 10.9 Altura (m) 2.53 2.6 Superficie Alar (m2) 15.486 15.4 Peso vaco (Kg) 921.4 921 Peso mximo de despegue (Kg)

1508 1508

Potencia (Hp) 292 292 Velocidad mxima operativa (Km/hr)

330 330

Velocidad de crucero (Km/hr)

337.5 338

Velocidad de Desplome (Km/hr)

110.7 111

Autonoma 2.53 2.6 Techo de servicio (m) 8109.74 8110 Techo Absoluto (m) Rgimen de ascenso (m/min) 524.50 525 Capacidad de combustible (lt)

385.9 386

Diametro de la Helice (m) 2.12 2

MECANICA DE VUELO


Perfil de misin

En este trabajo se calculara los rendimientos de un motor para turismo, que pueda trasportar a 4 personas, el cual usara un turbohlice, ala alta y tren de aterrizaje no retrctil. Calcularemos su potencia, viraje, velocidad de despegue, aterrizaje, techo de servicio, autonoma, etc.

La misin es sobrevolar zonas habitadas de las ciudades, algna playa o centro turstico, ver

de cerca desde el aire la casa donde vivimos, o la de nuestros amigos y para eso hay que volar

bajo, pero no olvidar que no hay que sobrepasar el lmite establecido por el Cdigo de la

Circulacin Area para sobrevolar zonas habitadas. Hay una altitud mnima establecida, por

debajo de la cual est terminantemente prohibido volar. Siempre tenemos que pensar que

algo podra fallar y debemos asegurarnos de poder aterrizar en una zona despejada y

deshabitada.

Descripcin de la trayectoria.

1-2 Despegue con una velocidad de 250 km/hr

2-3 Ascenso de la aeronave hasta llegar a una altitud que oscila entre los valores de 12000 y 14000

pies.

3-4 Desplazamiento de la aeronave hasta llegar a la zona de pruebas.

4-5 Ascenso por seguridad a la zona de pruebas o maniobras a practicar a una altitud de entre

16000 ft y 18000 ft.

5-6 Trayecto para la realizacin de fumigacin o riego.

6-7 Descenso de la zona de prcticas.

7-8 Trayecto para acercamiento de la aeronave a la pista y entrada al patrn de trfico areo.

8-9 Posicionamiento para el aterrizaje ya dentro del patrn de trfico areo y comienzo del

descenso.

9-10 Aterrizaje y rodaje de la aeronave.

MECANICA DE VUELO


Vista lateral del perfil de vuelo

Vista superior del perfil de vuelo para 5-6

Vista lateral del perfil de vuelo

MECANICA DE VUELO


ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERA MECNICA Y ELCTRICA UNIDAD TICOMAN INSTITUTO POLITCNICO NACIONAL ESCALA: 1: 65 ACOTACIN: m

EQUIPO: 6AV2-E8 GRUPO: 6AV2

AEROPLANO 6AV2-E8 VISTA LATERAL

MATERIA: MECANICA DE

VUELO TURNO: VESPERTINO Fecha 12-ENE-2013

MECANICA DE VUELO


10.9

ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERA MECNICA Y ELCTRICA UNIDAD TICOMAN INSTITUTO POLITCNICO NACIONAL ESCALA: 1: 60 ACOTACIN: m


AEROPLANO 6AV2-E8 VISTA FRONTAL



MECANICA DE VUELO


ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERA MECNICA Y ELCTRICA UNIDAD TICOMAN INSTITUTO POLITCNICO NACIONAL ESCALA: 1:60 ACOTACIN: m


AEROPLANO 6AV2-E8 VISTA SUPERIOR



10.9

3.5

Proyecto de Mecanica de Vuelo Equipo 6av2-e8

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