Asignatura: MECÁNICA DEL VUELO (Código 153) Especialidad: AERONAVES Curso/Cuatrimestre: TERCER CURSO / PRIMER CUATRIMESTRE Tipo de Materia: TRONCAL Créditos: 7,5 Conocimientos previos: Departamento: Aerotecnia, adscrito a la Escuela Universitaria de Ingeniería Técnica Aeronáutica
I.- OBJETIVOS GENERALES: 2
II.- PROGRAMA DE LA ASIGNATURA: 1. FUNDAMENTOS DE LA MECÁNICA DEL VUELO: 1.1. Conceptos generales. Ámbito de estudio. Concepto de actuaciones y de estabilidad. 1.2. Ejes de referencia. Ejes inerciales. Ejes tierra. Ejes horizonte local. Ejes viento. Ejes cuerpo. Ejes estabilidad. Relaciones de transformación. 1.3. Ecuaciones generales del movimiento del avión. Ecuaciones de Euler. Relaciones cinemáticas. Fuerzas que actúan. 1.4. Características propulsivas. Rendimiento propulsivo. Motorreactor puro. Turbofan. Turbohélice. Motor con postcombustión. Adaptación y actuaciones de la hélice. 2. ACTUACIONES DEL AVIÓN REACTOR: 2.1. Actuaciones en vuelo estacionario. Ecuaciones del movimiento. Empuje necesario. Velocidad máxima. Efecto de Mach de divergencia. Velocidad mínima. Velocidad de subida. Techos. Tiempo de subida. Alcance. Autonomía. Técnicas de vuelo. Avión planeador. 2.2. Actuaciones en vuelo acelerado. Ecuaciones del movimiento. Viraje a nivel. Maniobras. Factor de carga. Diagrama de maniobras. Método de la energía. 2.3. Actuaciones en despegue y aterrizaje. Despegue: cálculo de distancias. Aterrizaje: distancias. 2.4. Actuaciones aviones de altas prestaciones. Diagramas M-h en vuelo horizontal. Diagramas M-h en vuelo de subida. 3. ACTUACIONES DEL AVIÓN DE HÉLICE: 3.1. Actuaciones en vuelo estacionario. Ecuaciones del movimiento. Potencia necesaria. Velocidad máxima. Velocidad mínima. Velocidad de subida. Techos. Tiempo de subida. Alcance. Autonomía. Técnicas de vuelo. 3.2. Actuaciones en vuelo acelerado. Ecuaciones del movimiento. Viraje a nivel. Maniobras. Factor de carga. Diagrama de maniobras. Método de la energía. 3.3. Actuaciones en despegue y aterrizaje. Despegue: cálculo de distancias. Aterrizaje: distancias. 3
4. ESTABILIDAD DE LA AERONAVE: 4.1. Estabilidad estática longitudinal. Estabilidad y momento longitudinal total. Criterio de estabilidad. Control longitudinal. Estabilidad estática longitudinal con mandos libres. Gradiente de fuerza. 4.2. Estabilidad estática latero-direccional. Fuerzas y momentos latero-direccionales. Criterio de estabilidad. Control estático lateral. Control estático direccional. 4.3. Estabilidad dinámica. Ecuaciones linealizadas del movimiento. Estabilidad dinámica longitudinal. Estabilidad dinámica latero-direccional. Cualidades de vuelo. 4.4. Estabilidad dinámica longitudinal. Ecuaciones simplificadas de los modos longitudinales. Criterios de estabilidad dinámica. Avión sometido a ráfagas. 4.5. Estabilidad dinámica latero-direccional. Ecuaciones simplificadas de los modos. Criterios estabilidad dinámica. Derivadas de estabilidad. 4.6. Cualidades de Vuelo. Normas de cualidades de vuelo. Clases de avión. Fases de vuelo. Nivel de aceptabilidad. 4.7. Control automático del avión. Sistemas de aumento de estabilidad. Autopilotos. Simulación de vuelo. 5. CRITERIOS DE DISEÑO DE LA AERONAVE: 5.1. Diseño de aeronave de hélice. Estimación de pesos. Parámetros de diseño (coeficiente sustentación máximo, carga alar, relación peso-empuje). Configuración general. Análisis de actuaciones. 5.2. Diseño de aeronave de reacción. Diseño avión subsónico/transónico. Avión subsónico transporte. Avión subsónico civil pasajeros. Avión supersónico. 4
5.3. III.- BIBLIOGRAFÍA: - "Aerodinámica y Mecánica del Vuelo. Tomo II. Mecánica del Vuelo" Ángel Barcala y Fernando Gandía. Sección de Publicaciones de la E.U.I.T. Aeronáutica. Fundación General U.P.M. - "Mechanics of Flight" A.C. Kermode. Longman Group Limited, 1996. - "Fundamentals of Flight" Richard S. Shevell. Prentice Hall 1989. - "Aircraft Design: A conceptual approach" Daniel P. Rayrner. AIAA Education Series. 1992. - "Flight Stability and Automatic Control" Robert C. Nelson. Mc Graw Hill1989. - "Performance, Stability, Dynamics and Control of Airplanes" Bandu N. Pamadi, AIAA, Educational Series, 1998. - "Aircraft Performance. Theory and Practice" Martin E. Eshelby. Amold 2000. - "Aircraft Performance and Design" J.D. Anderson, Jr. Mc Graw Hill1999. 5
IV.- EVALUACIÓN: 6