f1 mecánica del vuelo -...
TRANSCRIPT
![Page 1: F1 Mecánica del Vuelo - ¡Bienvenidos!webserver.dmt.upm.es/...la_Mecnica_del_Vuelo._Miguel_ngel_Gmez_Tierno..pdf · Máster de Ensayos en Vuelo (ETSIA-UPM) 29.04.08 ETSIA-UPM F1](https://reader031.vdocumento.com/reader031/viewer/2022013002/5e1779b769e23e1fd519fd81/html5/thumbnails/1.jpg)
Máster deEnsayos en Vuelo
(ETSIA-UPM)
ETSIA-UPM29.04.08
F1 MecF1 Mecáánica del Vuelonica del VueloF1.1 IntroducciF1.1 Introduccióón a la Mecn a la Mecáánica del Vuelonica del Vuelo
Miguel Miguel ÁÁngel Gngel Góómez Tiernomez TiernoDVA/ETSIADVA/ETSIA
Madrid, 7 octubre 2008Madrid, 7 octubre 2008
![Page 2: F1 Mecánica del Vuelo - ¡Bienvenidos!webserver.dmt.upm.es/...la_Mecnica_del_Vuelo._Miguel_ngel_Gmez_Tierno..pdf · Máster de Ensayos en Vuelo (ETSIA-UPM) 29.04.08 ETSIA-UPM F1](https://reader031.vdocumento.com/reader031/viewer/2022013002/5e1779b769e23e1fd519fd81/html5/thumbnails/2.jpg)
Máster deEnsayos en Vuelo
(ETSIA-UPM)
ETSIA-UPM29.04.08 2
F1 Mecánica del VueloF1.1 Introducción a la Mecánica del Vuelo
ÍNDICE
Definición de la Mecánica del Vuelo
Áreas de la Mecánica del Vuelo
Actuaciones
Estabilidad y Controlabilidad
Cualidades de Vuelo
Flight Control Systems (FCS)
![Page 3: F1 Mecánica del Vuelo - ¡Bienvenidos!webserver.dmt.upm.es/...la_Mecnica_del_Vuelo._Miguel_ngel_Gmez_Tierno..pdf · Máster de Ensayos en Vuelo (ETSIA-UPM) 29.04.08 ETSIA-UPM F1](https://reader031.vdocumento.com/reader031/viewer/2022013002/5e1779b769e23e1fd519fd81/html5/thumbnails/3.jpg)
Máster deEnsayos en Vuelo
(ETSIA-UPM)
ETSIA-UPM29.04.08 3
F1 Mecánica del VueloF1.1 Introducción a la Mecánica del Vuelo
“Ciencia Aplicada que se ocupa delmovimiento de los vehículos voladores”:
Vuelo: “Desplazamiento de un vehículo a travésde un medio fluido o el vacío”
Vehículo: “Cualquier objeto artificial formadopor un conjunto de sistemas deformables,ligados entre sí de alguna forma”
DEFINICIÓN DE LA MECÁNICA DEL VUELO
![Page 4: F1 Mecánica del Vuelo - ¡Bienvenidos!webserver.dmt.upm.es/...la_Mecnica_del_Vuelo._Miguel_ngel_Gmez_Tierno..pdf · Máster de Ensayos en Vuelo (ETSIA-UPM) 29.04.08 ETSIA-UPM F1](https://reader031.vdocumento.com/reader031/viewer/2022013002/5e1779b769e23e1fd519fd81/html5/thumbnails/4.jpg)
Máster deEnsayos en Vuelo
(ETSIA-UPM)
ETSIA-UPM29.04.08
F1 Mecánica del VueloF1.1 Introducción a la Mecánica del Vuelo
4
DEFINICIÓN DE LA MECÁNICA DEL VUELO (Cont.)
¿ Por qué se engloban bajo la definición de Mecánica del Vuelolos “vuelos” de “vehículos” tan diversos ?
Porque todos tienen como denominadores comunes:
Métodos de control en tres ejes(deflexión superficies de mando, motores cohete...)
Campos de fuerzas:
Intensos (gravitatorio + fluidodinámicoo fluidoestático)
Débiles (presión radiación solar, otros)
Ausencia de ligaduras cinemáticas
![Page 5: F1 Mecánica del Vuelo - ¡Bienvenidos!webserver.dmt.upm.es/...la_Mecnica_del_Vuelo._Miguel_ngel_Gmez_Tierno..pdf · Máster de Ensayos en Vuelo (ETSIA-UPM) 29.04.08 ETSIA-UPM F1](https://reader031.vdocumento.com/reader031/viewer/2022013002/5e1779b769e23e1fd519fd81/html5/thumbnails/5.jpg)
Máster deEnsayos en Vuelo
(ETSIA-UPM)
ETSIA-UPM29.04.08
F1 Mecánica del VueloF1.1 Introducción a la Mecánica del Vuelo
5
DEFINICIÓN DE LA MECÁNICA DEL VUELO (Cont.)
(Ingeniería Naval)
Mecánica (del Vuelo)Orbital
![Page 6: F1 Mecánica del Vuelo - ¡Bienvenidos!webserver.dmt.upm.es/...la_Mecnica_del_Vuelo._Miguel_ngel_Gmez_Tierno..pdf · Máster de Ensayos en Vuelo (ETSIA-UPM) 29.04.08 ETSIA-UPM F1](https://reader031.vdocumento.com/reader031/viewer/2022013002/5e1779b769e23e1fd519fd81/html5/thumbnails/6.jpg)
Máster deEnsayos en Vuelo
(ETSIA-UPM)
ETSIA-UPM29.04.08
F1 Mecánica del VueloF1.1 Introducción a la Mecánica del Vuelo
6
DEFINICIÓN DE LA MECÁNICA DEL VUELO (Cont.)
Mecánica del Vuelo Atmosférico
![Page 7: F1 Mecánica del Vuelo - ¡Bienvenidos!webserver.dmt.upm.es/...la_Mecnica_del_Vuelo._Miguel_ngel_Gmez_Tierno..pdf · Máster de Ensayos en Vuelo (ETSIA-UPM) 29.04.08 ETSIA-UPM F1](https://reader031.vdocumento.com/reader031/viewer/2022013002/5e1779b769e23e1fd519fd81/html5/thumbnails/7.jpg)
Máster deEnsayos en Vuelo
(ETSIA-UPM)
ETSIA-UPM29.04.08
F1 Mecánica del VueloF1.1 Introducción a la Mecánica del Vuelo
7
DEFINICIÓN DE LA MECÁNICA DEL VUELO (Cont.)
Mecánica del Vuelo Orbital + Atmosférico
Trayectorias de ascenso
Reentrada
![Page 8: F1 Mecánica del Vuelo - ¡Bienvenidos!webserver.dmt.upm.es/...la_Mecnica_del_Vuelo._Miguel_ngel_Gmez_Tierno..pdf · Máster de Ensayos en Vuelo (ETSIA-UPM) 29.04.08 ETSIA-UPM F1](https://reader031.vdocumento.com/reader031/viewer/2022013002/5e1779b769e23e1fd519fd81/html5/thumbnails/8.jpg)
Máster deEnsayos en Vuelo
(ETSIA-UPM)
ETSIA-UPM29.04.08
F1 Mecánica del VueloF1.1 Introducción a la Mecánica del Vuelo
8
DEFINICIÓN DE LA MECÁNICA DEL VUELO (Cont.)
Restricción en la definición de la Mecánica del Vuelo:
“Ciencia Aplicada que se ocupa delvuelo (atmosférico) de los aviones”
Wilbur and Orville Wright (1896-1912)
![Page 9: F1 Mecánica del Vuelo - ¡Bienvenidos!webserver.dmt.upm.es/...la_Mecnica_del_Vuelo._Miguel_ngel_Gmez_Tierno..pdf · Máster de Ensayos en Vuelo (ETSIA-UPM) 29.04.08 ETSIA-UPM F1](https://reader031.vdocumento.com/reader031/viewer/2022013002/5e1779b769e23e1fd519fd81/html5/thumbnails/9.jpg)
Máster deEnsayos en Vuelo
(ETSIA-UPM)
ETSIA-UPM29.04.08
F1 Mecánica del VueloF1.1 Introducción a la Mecánica del Vuelo
9
DEFINICIÓN DE LA MECÁNICA DEL VUELO (Cont.)
Restricción en la definición de la Mecánica del Vuelo:
“Ciencia Aplicada que se ocupa delvuelo (atmosférico) de los aviones”
AA--340340 EFAEFA
CASA 212CASA 212MooneyMooney
![Page 10: F1 Mecánica del Vuelo - ¡Bienvenidos!webserver.dmt.upm.es/...la_Mecnica_del_Vuelo._Miguel_ngel_Gmez_Tierno..pdf · Máster de Ensayos en Vuelo (ETSIA-UPM) 29.04.08 ETSIA-UPM F1](https://reader031.vdocumento.com/reader031/viewer/2022013002/5e1779b769e23e1fd519fd81/html5/thumbnails/10.jpg)
Máster deEnsayos en Vuelo
(ETSIA-UPM)
ETSIA-UPM29.04.08
F1 Mecánica del VueloF1.1 Introducción a la Mecánica del Vuelo
10
ÁREAS DE LA MECÁNICA DEL VUELO
Grandes
centro de gravedad (cdg)según la trayectoria
rotaciones como sólido rígidoalrededor del cdg
ACTUACIONES
ESTABILIDADY CONTROL
xx
yy
zz
cdgcdgTrayectoriaTrayectoria
Pequeños (deformaciones elásticas estructura, ( Aeroelasticidad )subsistemas articulados y giratorios, etc.)
![Page 11: F1 Mecánica del Vuelo - ¡Bienvenidos!webserver.dmt.upm.es/...la_Mecnica_del_Vuelo._Miguel_ngel_Gmez_Tierno..pdf · Máster de Ensayos en Vuelo (ETSIA-UPM) 29.04.08 ETSIA-UPM F1](https://reader031.vdocumento.com/reader031/viewer/2022013002/5e1779b769e23e1fd519fd81/html5/thumbnails/11.jpg)
Máster deEnsayos en Vuelo
(ETSIA-UPM)
ETSIA-UPM29.04.08
F1 Mecánica del VueloF1.1 Introducción a la Mecánica del Vuelo
11
ÁREAS DE LA MECÁNICA DEL VUELO (Cont.)
PROBLEMAS DE ACTUACIONESRelacionados con las especificaciones del avión impuestaspor el cliente
De punto: problemas locales de la trayectoriaIntegrales: problemas globales de la trayectoria
PROBLEMAS DE ESTABILIDAD Y CONTROLRelacionados con las llamadas Cualidades de Vuelo
EstáticosDinámicos
PROBLEMAS DE AEROELASTICIDAD
Estáticos: divergencia torsional, inversión de mando...Dinámicos: flameo o flutter
![Page 12: F1 Mecánica del Vuelo - ¡Bienvenidos!webserver.dmt.upm.es/...la_Mecnica_del_Vuelo._Miguel_ngel_Gmez_Tierno..pdf · Máster de Ensayos en Vuelo (ETSIA-UPM) 29.04.08 ETSIA-UPM F1](https://reader031.vdocumento.com/reader031/viewer/2022013002/5e1779b769e23e1fd519fd81/html5/thumbnails/12.jpg)
Máster deEnsayos en Vuelo
(ETSIA-UPM)
ETSIA-UPM29.04.08
F1 Mecánica del VueloF1.1 Introducción a la Mecánica del Vuelo
12
ACTUACIONESActuaciones de punto
B-747
L
T
W
D
“...conseguir que una superficie sustente un peso dado mediante laaplicación de potencia contra la resistencia del aire.”
George Cayley (1773-1857)
![Page 13: F1 Mecánica del Vuelo - ¡Bienvenidos!webserver.dmt.upm.es/...la_Mecnica_del_Vuelo._Miguel_ngel_Gmez_Tierno..pdf · Máster de Ensayos en Vuelo (ETSIA-UPM) 29.04.08 ETSIA-UPM F1](https://reader031.vdocumento.com/reader031/viewer/2022013002/5e1779b769e23e1fd519fd81/html5/thumbnails/13.jpg)
Máster deEnsayos en Vuelo
(ETSIA-UPM)
ETSIA-UPM29.04.08
F1 Mecánica del VueloF1.1 Introducción a la Mecánica del Vuelo
13
B-747
Vuelo horizontal rectilVuelo horizontal rectilííneoneo
Velocidades de vueloVelocidades máx. y mín.Techo
...
G-102
Subidas, descensos y planeosSubidas, descensos y planeos
Ángulos de subidasVelocidades ascensionalesDistancias recorridas
...
A-10
Virajes horizontalesVirajes horizontales(sostenidos e instant(sostenidos e instantááneos)neos)
Factor de cargaVelocidad angularRadio de viraje
...
ACTUACIONES (Cont.)Actuaciones de punto (Cont.)
![Page 14: F1 Mecánica del Vuelo - ¡Bienvenidos!webserver.dmt.upm.es/...la_Mecnica_del_Vuelo._Miguel_ngel_Gmez_Tierno..pdf · Máster de Ensayos en Vuelo (ETSIA-UPM) 29.04.08 ETSIA-UPM F1](https://reader031.vdocumento.com/reader031/viewer/2022013002/5e1779b769e23e1fd519fd81/html5/thumbnails/14.jpg)
Máster deEnsayos en Vuelo
(ETSIA-UPM)
ETSIA-UPM29.04.08
F1 Mecánica del VueloF1.1 Introducción a la Mecánica del Vuelo
14
Otras trayectorias
Vuelos acrobáticosVuelos parabólicos
...
Extra 260
Pitts
ACTUACIONES (Cont.)Actuaciones de punto (Cont.)
![Page 15: F1 Mecánica del Vuelo - ¡Bienvenidos!webserver.dmt.upm.es/...la_Mecnica_del_Vuelo._Miguel_ngel_Gmez_Tierno..pdf · Máster de Ensayos en Vuelo (ETSIA-UPM) 29.04.08 ETSIA-UPM F1](https://reader031.vdocumento.com/reader031/viewer/2022013002/5e1779b769e23e1fd519fd81/html5/thumbnails/15.jpg)
Máster deEnsayos en Vuelo
(ETSIA-UPM)
ETSIA-UPM29.04.08
F1 Mecánica del VueloF1.1 Introducción a la Mecánica del Vuelo
15
Vuelo de crucero (horizontal rectilíneo)
Alcance y radio de acciónAutonomía
...
x = 10915 x = 10915 kmkm (Londres(Londres--Singapur)Singapur)t = 12t = 12hh1313mm
MTOW = 548 TmMTOW = 548 Tm
ACTUACIONES (Cont.)Actuaciones integrales
![Page 16: F1 Mecánica del Vuelo - ¡Bienvenidos!webserver.dmt.upm.es/...la_Mecnica_del_Vuelo._Miguel_ngel_Gmez_Tierno..pdf · Máster de Ensayos en Vuelo (ETSIA-UPM) 29.04.08 ETSIA-UPM F1](https://reader031.vdocumento.com/reader031/viewer/2022013002/5e1779b769e23e1fd519fd81/html5/thumbnails/16.jpg)
Máster deEnsayos en Vuelo
(ETSIA-UPM)
ETSIA-UPM29.04.08
F1 Mecánica del VueloF1.1 Introducción a la Mecánica del Vuelo
16
Velocidades característicasDistancias recorridasTiempos empleados
...
B-747
STS-95
ACTUACIONES (Cont.)Actuaciones en despegue y aterrizaje
![Page 17: F1 Mecánica del Vuelo - ¡Bienvenidos!webserver.dmt.upm.es/...la_Mecnica_del_Vuelo._Miguel_ngel_Gmez_Tierno..pdf · Máster de Ensayos en Vuelo (ETSIA-UPM) 29.04.08 ETSIA-UPM F1](https://reader031.vdocumento.com/reader031/viewer/2022013002/5e1779b769e23e1fd519fd81/html5/thumbnails/17.jpg)
Máster deEnsayos en Vuelo
(ETSIA-UPM)
ETSIA-UPM29.04.08
F1 Mecánica del VueloF1.1 Introducción a la Mecánica del Vuelo
17
ESTABILIDAD Y CONTROLABILIDAD
Mandos de vuelo primarios en un avión convencional
Definiciones
Mooney
![Page 18: F1 Mecánica del Vuelo - ¡Bienvenidos!webserver.dmt.upm.es/...la_Mecnica_del_Vuelo._Miguel_ngel_Gmez_Tierno..pdf · Máster de Ensayos en Vuelo (ETSIA-UPM) 29.04.08 ETSIA-UPM F1](https://reader031.vdocumento.com/reader031/viewer/2022013002/5e1779b769e23e1fd519fd81/html5/thumbnails/18.jpg)
Máster deEnsayos en Vuelo
(ETSIA-UPM)
ETSIA-UPM29.04.08
F1 Mecánica del VueloF1.1 Introducción a la Mecánica del Vuelo
18
ESTABILIDAD Y CONTROLABILIDAD (Cont.)
xxbb
yybb
zzbb
cdgcdg
MMAA
NNAA
LLAA
MOMENTOS AERODINÁMICOS
de balance: LLAA
de cabeceo: MMAA
de guiñada: NNAA
Mandos de vuelo primarios de un avión convencional
![Page 19: F1 Mecánica del Vuelo - ¡Bienvenidos!webserver.dmt.upm.es/...la_Mecnica_del_Vuelo._Miguel_ngel_Gmez_Tierno..pdf · Máster de Ensayos en Vuelo (ETSIA-UPM) 29.04.08 ETSIA-UPM F1](https://reader031.vdocumento.com/reader031/viewer/2022013002/5e1779b769e23e1fd519fd81/html5/thumbnails/19.jpg)
Máster deEnsayos en Vuelo
(ETSIA-UPM)
ETSIA-UPM29.04.08
F1 Mecánica del VueloF1.1 Introducción a la Mecánica del Vuelo
19
xxbb
yybb
zzbb
cdgcdg
δδee
δδrr
δδaa
δδaa
DEFLEXIONES SUPERFICIES DE MANDODEFLEXIONES SUPERFICIES DE MANDO
Alerones:Alerones: δδaa LLAA
TimTimóón de profundidad:n de profundidad: δδee −−MMAA
TimTimóón de direccin de direccióón:n: δδrr NNAA
ESTABILIDAD Y CONTROLABILIDAD (Cont.)Mandos de vuelo primarios de un avión convencional (Cont.)
![Page 20: F1 Mecánica del Vuelo - ¡Bienvenidos!webserver.dmt.upm.es/...la_Mecnica_del_Vuelo._Miguel_ngel_Gmez_Tierno..pdf · Máster de Ensayos en Vuelo (ETSIA-UPM) 29.04.08 ETSIA-UPM F1](https://reader031.vdocumento.com/reader031/viewer/2022013002/5e1779b769e23e1fd519fd81/html5/thumbnails/20.jpg)
Máster deEnsayos en Vuelo
(ETSIA-UPM)
ETSIA-UPM29.04.08
F1 Mecánica del VueloF1.1 Introducción a la Mecánica del Vuelo
20
ACCIONES EN CABINA
B-727
F-18
ESTABILIDAD Y CONTROLABILIDAD (Cont.)Mandos de vuelo primarios de un avión convencional (Cont.)
![Page 21: F1 Mecánica del Vuelo - ¡Bienvenidos!webserver.dmt.upm.es/...la_Mecnica_del_Vuelo._Miguel_ngel_Gmez_Tierno..pdf · Máster de Ensayos en Vuelo (ETSIA-UPM) 29.04.08 ETSIA-UPM F1](https://reader031.vdocumento.com/reader031/viewer/2022013002/5e1779b769e23e1fd519fd81/html5/thumbnails/21.jpg)
Máster deEnsayos en Vuelo
(ETSIA-UPM)
ETSIA-UPM29.04.08
F1 Mecánica del VueloF1.1 Introducción a la Mecánica del Vuelo
21
Mando longitudinal(cuernos hacia delante, timón hacia abajo)
ACCIONES EN CABINA (Cont.)
ESTABILIDAD Y CONTROLABILIDAD (Cont.)Mandos de vuelo primarios de un avión convencional (Cont.)
−− FFss
![Page 22: F1 Mecánica del Vuelo - ¡Bienvenidos!webserver.dmt.upm.es/...la_Mecnica_del_Vuelo._Miguel_ngel_Gmez_Tierno..pdf · Máster de Ensayos en Vuelo (ETSIA-UPM) 29.04.08 ETSIA-UPM F1](https://reader031.vdocumento.com/reader031/viewer/2022013002/5e1779b769e23e1fd519fd81/html5/thumbnails/22.jpg)
Máster deEnsayos en Vuelo
(ETSIA-UPM)
ETSIA-UPM29.04.08
F1 Mecánica del VueloF1.1 Introducción a la Mecánica del Vuelo
22
ACCIONES EN CABINA (Cont.)
Mando lateralMando lateral(cuernos hacia derecha, aler(cuernos hacia derecha, aleróón izq. baja y alern izq. baja y aleróón n dchodcho. sube). sube)
ESTABILIDAD Y CONTROLABILIDAD (Cont.)Mandos de vuelo primarios de un avión convencional (Cont.)
FFaa
![Page 23: F1 Mecánica del Vuelo - ¡Bienvenidos!webserver.dmt.upm.es/...la_Mecnica_del_Vuelo._Miguel_ngel_Gmez_Tierno..pdf · Máster de Ensayos en Vuelo (ETSIA-UPM) 29.04.08 ETSIA-UPM F1](https://reader031.vdocumento.com/reader031/viewer/2022013002/5e1779b769e23e1fd519fd81/html5/thumbnails/23.jpg)
Máster deEnsayos en Vuelo
(ETSIA-UPM)
ETSIA-UPM29.04.08
F1 Mecánica del VueloF1.1 Introducción a la Mecánica del Vuelo
23
Mando direccionalMando direccional(pedal (pedal dchodcho. adelante y pedal izq. atr. adelante y pedal izq. atráás, tims, timóón derecha)n derecha)
Trim-Tab
TrimActuator
BoosterActuator
Rudder TravelActuator
Autotrim and Rudder TravelControl Unit
(ARTCU)
ACCIONES EN CABINA (Cont.)
ESTABILIDAD Y CONTROLABILIDAD (Cont.)Mandos de vuelo primarios de un avión convencional (Cont.)
FFrr
![Page 24: F1 Mecánica del Vuelo - ¡Bienvenidos!webserver.dmt.upm.es/...la_Mecnica_del_Vuelo._Miguel_ngel_Gmez_Tierno..pdf · Máster de Ensayos en Vuelo (ETSIA-UPM) 29.04.08 ETSIA-UPM F1](https://reader031.vdocumento.com/reader031/viewer/2022013002/5e1779b769e23e1fd519fd81/html5/thumbnails/24.jpg)
Máster deEnsayos en Vuelo
(ETSIA-UPM)
ETSIA-UPM29.04.08
F1 Mecánica del VueloF1.1 Introducción a la Mecánica del Vuelo
24
Estabilidad estática:
Generación de fuerzas y momentos que vayan directamentecontra las perturbaciones
M = 0M = 0M < 0M < 0→→ ESTABLEESTABLE
M > 0M > 0→→ ININESTABLEESTABLE
→→ INDIFERENTEINDIFERENTEM = 0M = 0
ESTABILIDAD Y CONTROLABILIDAD (Cont.)Definiciones
![Page 25: F1 Mecánica del Vuelo - ¡Bienvenidos!webserver.dmt.upm.es/...la_Mecnica_del_Vuelo._Miguel_ngel_Gmez_Tierno..pdf · Máster de Ensayos en Vuelo (ETSIA-UPM) 29.04.08 ETSIA-UPM F1](https://reader031.vdocumento.com/reader031/viewer/2022013002/5e1779b769e23e1fd519fd81/html5/thumbnails/25.jpg)
Máster deEnsayos en Vuelo
(ETSIA-UPM)
ETSIA-UPM29.04.08
F1 Mecánica del VueloF1.1 Introducción a la Mecánica del Vuelo
25
ESTABILIDAD Y CONTROLABILIDAD (Cont.)Definiciones (Cont.)
Control estático:
Relación entre las variables de vuelo y las deflexiones de lassuperficies de control
M = 0M = 0 M = 0M = 0
![Page 26: F1 Mecánica del Vuelo - ¡Bienvenidos!webserver.dmt.upm.es/...la_Mecnica_del_Vuelo._Miguel_ngel_Gmez_Tierno..pdf · Máster de Ensayos en Vuelo (ETSIA-UPM) 29.04.08 ETSIA-UPM F1](https://reader031.vdocumento.com/reader031/viewer/2022013002/5e1779b769e23e1fd519fd81/html5/thumbnails/26.jpg)
Máster deEnsayos en Vuelo
(ETSIA-UPM)
ETSIA-UPM29.04.08
F1 Mecánica del VueloF1.1 Introducción a la Mecánica del Vuelo
26
ESTABILIDAD Y CONTROLABILIDAD (Cont.)Definiciones (Cont.)
Estabilidad dinámica:
Evolución con el tiempo de las variables de perturbacióna partir de un vuelo de referencia estacionario
ESTABLEESTABLE
ExponencialmenteExponencialmente OscilatoriamenteOscilatoriamente
![Page 27: F1 Mecánica del Vuelo - ¡Bienvenidos!webserver.dmt.upm.es/...la_Mecnica_del_Vuelo._Miguel_ngel_Gmez_Tierno..pdf · Máster de Ensayos en Vuelo (ETSIA-UPM) 29.04.08 ETSIA-UPM F1](https://reader031.vdocumento.com/reader031/viewer/2022013002/5e1779b769e23e1fd519fd81/html5/thumbnails/27.jpg)
Máster deEnsayos en Vuelo
(ETSIA-UPM)
ETSIA-UPM29.04.08
F1 Mecánica del VueloF1.1 Introducción a la Mecánica del Vuelo
27
ESTABILIDAD Y CONTROLABILIDAD (Cont.)Definiciones (Cont.)
Estabilidad dinámica (Cont.):
INESTABLEINESTABLE
ExponencialmenteExponencialmente OscilatoriamenteOscilatoriamente
![Page 28: F1 Mecánica del Vuelo - ¡Bienvenidos!webserver.dmt.upm.es/...la_Mecnica_del_Vuelo._Miguel_ngel_Gmez_Tierno..pdf · Máster de Ensayos en Vuelo (ETSIA-UPM) 29.04.08 ETSIA-UPM F1](https://reader031.vdocumento.com/reader031/viewer/2022013002/5e1779b769e23e1fd519fd81/html5/thumbnails/28.jpg)
Máster deEnsayos en Vuelo
(ETSIA-UPM)
ETSIA-UPM29.04.08
F1 Mecánica del VueloF1.1 Introducción a la Mecánica del Vuelo
28
ESTABILIDAD Y CONTROLABILIDAD (Cont.)Definiciones (Cont.)
- Modos longitudinales:
FugoideCorto periodo
- Modos lateral-direccionales:
Convergencia en balanceEspiralBalanceo holandés
Estabilidad dinámica (Cont.):
![Page 29: F1 Mecánica del Vuelo - ¡Bienvenidos!webserver.dmt.upm.es/...la_Mecnica_del_Vuelo._Miguel_ngel_Gmez_Tierno..pdf · Máster de Ensayos en Vuelo (ETSIA-UPM) 29.04.08 ETSIA-UPM F1](https://reader031.vdocumento.com/reader031/viewer/2022013002/5e1779b769e23e1fd519fd81/html5/thumbnails/29.jpg)
Máster deEnsayos en Vuelo
(ETSIA-UPM)
ETSIA-UPM29.04.08
F1 Mecánica del VueloF1.1 Introducción a la Mecánica del Vuelo
29
ESTABILIDAD Y CONTROLABILIDAD (Cont.)Definiciones (Cont.)
Control dinámico:
Relación entre un movimiento cualquiera del avión y lasdeflexiones de las superficies de control en función del tiempo
δδee(t)(t)
θθ(t)(t)
θθ
tt
δδee
tt
![Page 30: F1 Mecánica del Vuelo - ¡Bienvenidos!webserver.dmt.upm.es/...la_Mecnica_del_Vuelo._Miguel_ngel_Gmez_Tierno..pdf · Máster de Ensayos en Vuelo (ETSIA-UPM) 29.04.08 ETSIA-UPM F1](https://reader031.vdocumento.com/reader031/viewer/2022013002/5e1779b769e23e1fd519fd81/html5/thumbnails/30.jpg)
Máster deEnsayos en Vuelo
(ETSIA-UPM)
ETSIA-UPM29.04.08
F1 Mecánica del VueloF1.1 Introducción a la Mecánica del Vuelo
30
CUALIDADES DE VUELO
Conjunto de características del avión que determinanla opinión del piloto sobre:
la facilidad para controlar el avión y
llevar a cabo la misión pretendida.
Estas características son, fundamentalmente, las estudiadas en la
ESTABILIDAD Y CONTROLABILIDAD DINÁMICAS.
![Page 31: F1 Mecánica del Vuelo - ¡Bienvenidos!webserver.dmt.upm.es/...la_Mecnica_del_Vuelo._Miguel_ngel_Gmez_Tierno..pdf · Máster de Ensayos en Vuelo (ETSIA-UPM) 29.04.08 ETSIA-UPM F1](https://reader031.vdocumento.com/reader031/viewer/2022013002/5e1779b769e23e1fd519fd81/html5/thumbnails/31.jpg)
Máster deEnsayos en Vuelo
(ETSIA-UPM)
ETSIA-UPM29.04.08
F1 Mecánica del VueloF1.1 Introducción a la Mecánica del Vuelo
31
Las Normas imponen rangos de valores a distintas característicasde Estabilidad y Controlabilidad dinámicas para otorgar lacorrespondiente Certificación.
Estos valores dependen de:
tipo de avión (Clase),
fase de vuelo (Categoría) y
nivel de aceptabilidad (Nivel).
CUALIDADES DE VUELO (Cont.)
![Page 32: F1 Mecánica del Vuelo - ¡Bienvenidos!webserver.dmt.upm.es/...la_Mecnica_del_Vuelo._Miguel_ngel_Gmez_Tierno..pdf · Máster de Ensayos en Vuelo (ETSIA-UPM) 29.04.08 ETSIA-UPM F1](https://reader031.vdocumento.com/reader031/viewer/2022013002/5e1779b769e23e1fd519fd81/html5/thumbnails/32.jpg)
Máster deEnsayos en Vuelo
(ETSIA-UPM)
ETSIA-UPM29.04.08
F1 Mecánica del VueloF1.1 Introducción a la Mecánica del Vuelo
32
Tipo de avión
AA--340340 EFAEFA
CASA 212CASA 212MooneyMooney
CLASE ICLASE I CLASE IICLASE II
CLASE IIICLASE III CLASE IVCLASE IV
CUALIDADES DE VUELO (Cont.)
![Page 33: F1 Mecánica del Vuelo - ¡Bienvenidos!webserver.dmt.upm.es/...la_Mecnica_del_Vuelo._Miguel_ngel_Gmez_Tierno..pdf · Máster de Ensayos en Vuelo (ETSIA-UPM) 29.04.08 ETSIA-UPM F1](https://reader031.vdocumento.com/reader031/viewer/2022013002/5e1779b769e23e1fd519fd81/html5/thumbnails/33.jpg)
Máster deEnsayos en Vuelo
(ETSIA-UPM)
ETSIA-UPM29.04.08
F1 Mecánica del VueloF1.1 Introducción a la Mecánica del Vuelo
33
Fase de vuelo
CATEGORCATEGORÍÍA AA A CATEGORCATEGORÍÍA BA B
CATEGORCATEGORÍÍA CA C
CUALIDADES DE VUELO (Cont.)
![Page 34: F1 Mecánica del Vuelo - ¡Bienvenidos!webserver.dmt.upm.es/...la_Mecnica_del_Vuelo._Miguel_ngel_Gmez_Tierno..pdf · Máster de Ensayos en Vuelo (ETSIA-UPM) 29.04.08 ETSIA-UPM F1](https://reader031.vdocumento.com/reader031/viewer/2022013002/5e1779b769e23e1fd519fd81/html5/thumbnails/34.jpg)
Máster deEnsayos en Vuelo
(ETSIA-UPM)
ETSIA-UPM29.04.08
F1 Mecánica del VueloF1.1 Introducción a la Mecánica del Vuelo
34
Niveles de aceptabilidad y Escala de Cooper-Harper
Para la utilización de esta escala es necesario definir cuatro términos básicos: - INCONTROLABLE: El piloto puede perder el control del aparato y, por
supuesto, la tarea no es realizable. Las mejoras son indispensables.
- INACEPTABLE: El avión puede controlarse, pero la tarea no puede
realizarse. Las mejoras son necesarias. - INSATISFACTORIO: La tarea puede realizarse, pero los defectos
descubiertos justifican una mejora (este término debe precederse de la expresión “aceptable pero…debe mejorarse”).
- SATISFACTORIO: Las características del avión son lo suficientemente
buenas para permitir el cumplimiento de la tarea sinmejoras
CUALIDADES DE VUELO (Cont.)
![Page 35: F1 Mecánica del Vuelo - ¡Bienvenidos!webserver.dmt.upm.es/...la_Mecnica_del_Vuelo._Miguel_ngel_Gmez_Tierno..pdf · Máster de Ensayos en Vuelo (ETSIA-UPM) 29.04.08 ETSIA-UPM F1](https://reader031.vdocumento.com/reader031/viewer/2022013002/5e1779b769e23e1fd519fd81/html5/thumbnails/35.jpg)
Máster deEnsayos en Vuelo
(ETSIA-UPM)
ETSIA-UPM29.04.08
F1 Mecánica del VueloF1.1 Introducción a la Mecánica del Vuelo
35
CUALIDADES DE VUELO (Cont.)Niveles de aceptabilidad y Escala de Cooper-Harper (Cont.)
IncontrolableIncontrolable
InaceptableInaceptable
InsatisfactorioInsatisfactorio
NIVELNIVEL
11
22
33
![Page 36: F1 Mecánica del Vuelo - ¡Bienvenidos!webserver.dmt.upm.es/...la_Mecnica_del_Vuelo._Miguel_ngel_Gmez_Tierno..pdf · Máster de Ensayos en Vuelo (ETSIA-UPM) 29.04.08 ETSIA-UPM F1](https://reader031.vdocumento.com/reader031/viewer/2022013002/5e1779b769e23e1fd519fd81/html5/thumbnails/36.jpg)
Máster deEnsayos en Vuelo
(ETSIA-UPM)
ETSIA-UPM29.04.08
F1 Mecánica del VueloF1.1 Introducción a la Mecánica del Vuelo
36
FLIGHT CONTROL SYSTEMS (FCS)
Los modos dinámicos pueden clasificarse en dos categorías:
1.- “Rápidos” (tiempos característicos bajos);Relacionados con los tres grados de libertad rotacionales:
- Corto periodo- Convergencia en balance- Balanceo holandés
2.- “Lentos”;Relacionados con cambios en la trayectoria:
- Fugoide- Espiral
![Page 37: F1 Mecánica del Vuelo - ¡Bienvenidos!webserver.dmt.upm.es/...la_Mecnica_del_Vuelo._Miguel_ngel_Gmez_Tierno..pdf · Máster de Ensayos en Vuelo (ETSIA-UPM) 29.04.08 ETSIA-UPM F1](https://reader031.vdocumento.com/reader031/viewer/2022013002/5e1779b769e23e1fd519fd81/html5/thumbnails/37.jpg)
Máster deEnsayos en Vuelo
(ETSIA-UPM)
ETSIA-UPM29.04.08
F1 Mecánica del VueloF1.1 Introducción a la Mecánica del Vuelo
37
FLIGHT CONTROL SYSTEMS (FCS) (Cont.)
Es imprescindible que los modos rápidos esténadecuadamente amortiguados
A veces interesa establecer y mantener condiciones de vuelo
Sistemas de Aumento de Estabilidad (SAS)- Pitch Stabilization System- Yaw Damper- ...
Autopilotos (AP)- De actitud (θ, φ)- De altitud- De senda de planeo- ...
![Page 38: F1 Mecánica del Vuelo - ¡Bienvenidos!webserver.dmt.upm.es/...la_Mecnica_del_Vuelo._Miguel_ngel_Gmez_Tierno..pdf · Máster de Ensayos en Vuelo (ETSIA-UPM) 29.04.08 ETSIA-UPM F1](https://reader031.vdocumento.com/reader031/viewer/2022013002/5e1779b769e23e1fd519fd81/html5/thumbnails/38.jpg)
Máster deEnsayos en Vuelo
(ETSIA-UPM)
ETSIA-UPM29.04.08
F1 Mecánica del VueloF1.1 Introducción a la Mecánica del Vuelo
38
FLIGHT CONTROL SYSTEMS (FCS) (Cont.)Diagrama de bloques (SAS y AP)
![Page 39: F1 Mecánica del Vuelo - ¡Bienvenidos!webserver.dmt.upm.es/...la_Mecnica_del_Vuelo._Miguel_ngel_Gmez_Tierno..pdf · Máster de Ensayos en Vuelo (ETSIA-UPM) 29.04.08 ETSIA-UPM F1](https://reader031.vdocumento.com/reader031/viewer/2022013002/5e1779b769e23e1fd519fd81/html5/thumbnails/39.jpg)
Máster deEnsayos en Vuelo
(ETSIA-UPM)
ETSIA-UPM29.04.08
F1 Mecánica del VueloF1.1 Introducción a la Mecánica del Vuelo
39
FLIGHT CONTROL SYSTEMS (FCS) (Cont.)Autopiloto lateral (de actitud en φ)
Sperry “gyro-stabilizer” (1914), montado en un hidroavión Curtiss F