2. AERODINÁMICA
DEFINICIÓN: Estudio del movimiento del
aire alrededor de un cuerpo y de las fuerzas
que actúan sobre él.
En efecto, la aerodinámica concierne al
objeto (aeronave), al movimiento (viento
relativo) y al aire (atmósfera).
5. TUNEL AERODINÁMICO DE
CIRCUITO ABIERTO
convergente divergente ventiladores
Cámara de
tranquilización
reja Cámara de
pruebas
MAQUETA (aeromodelo)
6. OBJETIVO TERMINAL DE APRENDIZAJE
Como piloto de helicóptero, deberá aplicar
los conceptos y principios de aerodinámica
según el Manual FM 1-203 y el Manual de
Operador de la aeronave respectiva
7. LEYES DE NEWTON SOBRE EL
MOVIMIENTO
Las 3 leyes de Newton sobre el movimiento
son:
LA LEY DE LA INERCIA
LA LEY DE LA ACELERACIÓN
LA LEY DE LA ACCIÓN Y REACCIÓN
8. LEY DE LA INERCIA
INERCIA: Todo cuerpo en reposo
permanecerá en reposo y todo cuerpo en
movimiento se mantendrá en movimiento, a
la misma velocidad, en la misma dirección y
sentido, hasta que se vea afectado por una
fuerza externa.
9. LEY DE LA ACELERACIÓN
ACELERACIÓN: La fuerza necesaria para alterar
el movimiento de un cuerpo es directamente
proporcional a la masa de dicho cuerpo y al cambio
registrado en su velocidad
La aceleración se refiere a los aumentos o
disminuciones de velocidad
F = M x A
10. LEY DE LA ACCIÓN Y REACCION
Tercera ley de Newton
Dice: Que a cada reacción corresponde
una reacción igual y opuesta, ejemplo
una persona al bajarse de un bote
Efecto de torque
11. 4 FUERZAS QUE ACTUAN EN VUELO
Sustentación
LIFT
Resistencia
DRAG
Empuje
THRUST
Peso
WEIGHT
12. SUSTENTACIÓN
DEFINICIÓN: Es la fuerza que produce un
perfil aerodinámico y es perpendicular al
viento relativo resultante
13. PESO
DEFINICIÓN: Es la fuerza ejercida sobre
una aeronave en virtud de la fuerza de
gravedad.
El peso actúa sobre la aeronave a través del
centro de gravedad; se orienta hacia el centro
de la tierra.
P = m g
14. EMPUJE
DEFINICIÓN: Es la fuerza que impulsa la
aeronave hacia delante a través del aire
El empuje proviene del sistema de rotores
del helicóptero, hélice avión, motor
propulsor, o cualquier dispositivo propulsor
15. RESISTENCIA AERODINÁMICA
DEFINICION: Es la fuerza que tiende a
oponerse al movimiento de un perfil a través
del aire.
La resistencia al avance es paralela al viento
relativo y perpendicular a la sustentación
En vuelo a velocidad constante, la resistencia
es igual al empuje y opuesto al mismo.
17. TRABAJO, POTENCIA Y ENERGIA
TRABAJO - Una fuerza actuando a través
de una distancia (T = F x D) libras/pie
POTENCIA - Trabajo por un periodo de
tiempo (P = F x D) caballos de fuerza HP
18. ENERGÍA
ENERGÍA: La habilidad para efectuar un trabajo
ENERGÍA CINETICA: Es la capacidad que
poseen los cuerpos en movimiento para producir
trabajo, ejemplo la corriente de agua Ec = ½ m V2
ENERGÍA POTENCIAL: Es la capacidad que
tienen los cuerpos para producir trabajo, en virtud
de su forma o de la posición que ocupan ejemplo
represa del muña Ep = m g h
19. ESCALARES Y VECTORES
ESCALARES: Son cantidades que pueden
ser descritas solamente por cuan grandes
son, tal como un área, volumen, tiempo,
masa.
VECTOR: Es una cantidad que se describe
usando magnitud y dirección como por
ejemplo, la aceleración, velocidad, peso,
sustentación, resistencia. Se utilizan para
representar fuerzas aerodinámicas
20. METODOS PARA DETERMINAR
VECTORES RESULTANTES
PARALELOGRAMO
TRIÁNGULO
POLIGONO (Triangulación)
21. METODO DEL PARALELOGRAMO
Un paralelogramo contiene 2 vectores, uno
de ellos trazado a un plano conocido de
referencia.
El otro vector se traza al ángulo apropiado
desde la cola al extremo posterior del
primero
El paralelogramo se completa trazando los
lados opuestos paralelos a los vectores
conocidos
22. PARALELOGRAMO Continuación
La resultante se
determina trazando un
vector desde el punto
de origen hasta el
ángulo opuesto del
paralelogramo ejemplo
se muestran los 2
navíos remolcando una
barcaza
23. METODO DEL POLIGONO
Cuando más de 2 fuerzas actúan en direcciones
diferente la solución se consigue así:
Se traza el primer vector desde el punto de origen,
trazando los demás vectores consecutivamente.
La fuerza resultante se determina trazando una línea
desde el punto de origen hasta el extremo del último
vector.
25. METODO DEL TRIÁNGULO
Es una forma simplificada del método del
polígono ya que involucra solamente 2
vectores
Se forma un triángulo de vectores trazando 2
vectores y conectandolos con una línea
resultante que va desde el origen hasta el
extremo de la segunda fuerza
27. TEOREMA DE BERNOULLI
Cuando un fluido incompresible circula a lo
largo de un tubo de flujo de sección variable,
su velocidad cambia; esto es, el fluido
acelera o desacelera, lo que significa que ha
de variar la presión a lo largo del tubo.
Describe la relación existente entre la
presión externa de un fluido y la velocidad
del mismo
28. LEY DE LA CONSERVACIÓN DE LA
MASA
Dice: La masa no se crea ni se destruye se
transforma.
La masa de aire que entra en un tubo venturi,
tiene que salir por el otro extremo, por
consiguiente la masa de flujo por unidad de
tiempo en la estación 1, tiene que ser igual a
la masa de flujo en la estación 2 y también
en la 3
29. FLUJO DE AIRE A TRAVÉS DE UN
TUBO VENTURI
El volumen de aire pasando por cualquier punto del tubo por
unidad de tiempo es igual a través del tubo.
30. EFECTO VENTURI
La energía total en un sistema cerrado dado no
cambia, pero la forma de energía puede ser
alterado.
La presión de aire que fluye puede compararse
con la energía en cuanto la presión del aire en
flujo permanecerá siempre constante.
La presión del flujo de un fluido está
integrada por dos componentes - la presión
estática y la presión dinámica
31. PRESIÓN ESTÁTICA
PRESIÓN ESTÁTICA: Es la fuerza que actúa
sobre una superficie por unidad de área de
superficie, se mide por un barómetro aneroide
situado dentro del flujo pero no se mueve con el
flujo
Se calcula multiplicando el peso específico
promedio del aire por la altura de la columna de
aire
32. PRESIÓN ESTÁTICA Continuación
La presión atmosférica estática en un día
corriente a nivel del mar es 14.7 lbs./pul2 , o
2.116 lbs./pie2
La ecuación de la presión estática es: p = wh
p = presión estática
w = peso específico promedio del aire
h = altura columna de aire en pies
33. TEOREMA DE BERNOULLI
EFECTO VENTURI
VEL.=100 NUDOS
VEL.=200 NUDOS VEL.=150 NUDOS
P =2,116 lb/pie2 P=2,014 lb/pie2 P=2074 lb/pie2
Hay cambios de velocidad y presión a lo largo del tubo
cumpliendose el principio de conservación de la energía
34. PRESIÓN DINÁMICA
PRESIÓN DINÁMICA: La fuerza que
actúa sobre una superficie por unidad de área
de superficie
La presión dinámica es un componente de la
presión total que se deriva del movimiento
del aire
35. PRESIÓN DINÁMICA Continuación
La presión dinámica se calcula multiplicando
la mitad de la densidad del aire por el
cuadrado de la velocidad del flujo de aire
q = ½ Þ V2
q = presión dinámica
Þ = densidad del aire
V = velocidad del flujo de aire
La presión dinámica la mide indirectamente
el tubo Pitot - estático
36. PRESIÓN TOTAL
LA PRESIÓN TOTAL = A la suma de la
presión dinámica más la presión estática
LA ECUACIÓN DE BERNOULLI Se
expresa como sigue:
H = p + q ; o H = p + ½ Þ V2
H = presión total
p = presión estática
q = presión dinámica
37. PRINCIPIO DE BERNOULLI
CONCEPTO GENERAL
La energía total es constante.
Si un componente de energía aumenta, otros
componentes disminuyen.
Energía total es el proceso por el cual se
forman presiones dinámicas y estáticas.
38. CONSTRICCION INFERIOR DEL
TUBO VENTURI
La presión estática disminuye según aumenta la velocidad
El aire acelera sobre la parte curva de la mitad inferior
La aceleración produce una disminución de presión
estática sobre la parte curva del tubo
P
V
41. TERMINOLOGIA
BORDE DE ATAQUE: Porción redondeada que
se proyecta dentro del flujo de viento relativo.
BORDE DE SALIDA: Parte trasera del perfil
LÍNEA DE CUERDA: Es una línea recta que une
el borde de ataque con el borde de salida
COMBA: Es una línea que se traza a la mitad de
distancia entre la superficie superior e inferior
ENVERGADURA: Es el largo de la pala desde el
punto de rotación hasta la punta de la pala
44. PERFIL SIMÉTRICO
•La comba es igual en ambos lados de la cuerda
•La comba media y la cuerda son iguales
•El centro de presión se mantiene relativamente
constante al cambiar el ángulo de ataque
•Produce cero sustentación a cero ángulo de ataque
45. PERFIL ASIMÉTRICO
Comba superior tiene más curvatura
Cuerda y Comba Media son diferentes
Produce sustentación aún cuando el ángulo de ataque sea negativo
Produce más sustentación que el perfil simétrico
Tiene mejores características de pérdida de velocidad (stall)
El centro de presión se mueve hasta un 20% en la Cuerda
46. ANGULO DE INCIDENCIA
ANGULO DE INCIDENCIA: Ángulo formado entre la Cuerda y el
Plano de Rotación
El ángulo de incidencia se modifica por medio del cambio del paso
Colectivo y Cíclico
Un cambio en el ángulo de incidencia resultará en un cambio en el Ángulo
de Ataque
47. ANGULO DE ATAQUE
Ángulo agudo entre la Cuerda y el viento
relativo resultante
Es un ángulo aerodinámico el ángulo de
ataque puede cambiar sin cambiar ángulo de
incidencia
48. EFECTO DEL VIENTO
Al aumentar el ángulo de ataque, hay una aceleración
del aire sobre la comba superior del perfil esto crea un
cambio de presión encima y debajo del perfil
Esto resulta en la creación de fuerzas aerodinámicas
más grandes
La fuerza se encuentra hacia atrás debido al aumento de
resistencia.
Si el ángulo de ataque llega a un ángulo crítico, (15° a
20°), el flujo de aire se interrumpe sobre la comba
superior, lo que resultará en una pérdida de sustentación
49. ANGULOS DE PERFILES
EFECTOS DEL VIENTO
Un aumento del
ángulo de ataque
aumenta la
sustentación.
Angulos de ataque
superiores a 15° el
perfil entra en
perdida
Sustentación
