1 UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE NUEVO LEÓN FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA PROGRAMA ANALÍTICO FIME Nombre de la unidad de aprendizaje: Introducción a la ciencia aeroespacial Frecuencia semanal: 3 hrs. Horas presenciales: 42 hrs. Horas de trabajo extra-aula: 0 hrs. Modalidad: Presencial Período académico: Semestral Unidad de aprendizaje: ( X ) obligatoria ( ) optativa Área curricular, según el nivel educativo: Licenciatura ( X ) Formación básica profesional ( ) Formación profesional ( ) Formación general Universitaria ( ) Libre elección Créditos UANL: 3 créditos Fecha de elaboración: 18 de enero de 2017 Fecha de la última actualización: 18 de enero de 2017 Responsables del diseño: Ing. Marco Polo Torres Reyna Dr. Eduardo Liceaga Castro M.C. Daniel Librado Martínez Vázquez Presentación: En esta unidad de aprendizaje se divide en 4 fases, en la primera fase se estudiarán los conceptos básicos de aeronáutica como: clasificaciones de las aeronaves de ala fija, su anatomía, superficies de control, atmósfera estándar, fundamentos de la mecánica de fluidos y los tipos de motor en aeronáutica. En la segunda fase, se ahondará en la aerodinámica de perfiles y ala finita como: origen de cargas aerodinámicas, perfiles aerodinámicos, coeficientes aerodinámicos, curvas características de los perfiles aerodinámicos, perfiles subsónicos y supersónicos,
arquitectura de alas, flujo en alas finitas, efectos sobre la curva de sustentación y resistencia y los dispositivos hipersustentadores. En a la tercera fase, el alumno comprenderá la mecánica de vuelo, así como: fuerzas externas sobre el avión, características del vuelo horizontal rectilíneo y uniforme y el factor de carga. Finalmente, en la cuarta fase, se estudiarán, a manera introductoria, las características principales de las aeronaves de ala rotativa. Propósito: Lograr que el estudiante desarrolle competencias generales y específicas, para lograr una alta capacidad en la solución de problemas de ingeniería y a su vez la práctica de los valores promovidos por la UANL, mediante la aplicación de competencias adquiridas en varias unidades de aprendizaje de formación básica profesional, tales como: fundamentos de la ingeniería aeronáutica, la aerodinámica de perfiles y alas, mecánica de vuelo y las características de las aeronaves de ala rotativa. Competencias del perfil de egreso: a. Competencias de la Formación General Universitaria a las que contribuye esta unidad de aprendizaje: Esta unidad de aprendizaje contribuye al desarrollo de las siguientes competencias generales: Competencias instrumentales: Aplica estrategias de aprendizaje autónomo en los diferentes niveles y campos del conocimiento que le permitan la toma de decisiones oportunas y pertinentes en los ámbitos personal, académico y profesional. Competencias personales y de interacción social Practicar los valores promovidos por la UANL: verdad, equidad, honestidad, libertad, solidaridad, respeto a la vida y a los demás, respeto a la naturaleza, integridad, ética profesional, justicia y responsabilidad, en su ámbito personal y profesional para contribuir a construir una sociedad sostenible. 2
b. Competencias específicas del perfil de egreso a las que contribuye la unidad de aprendizaje: UANL - FIME 3 Generar modelos en lenguaje matemático que describan el comportamiento de un sistema, fenómeno o proceso, mediante el planteamiento de hipótesis, que le permita validarlos por métodos analíticos o herramientas computacionales.
Representación gráfica UANL - FIME 4 Instrumentales Aplica estrategias de aprendizaje autónomo en los diferentes niveles y campos del conocimiento que le permitan la toma de decisiones oportunas y pertinentes en los ámbitos personal, académico y profesional. Competencias de la Unidad de Aprendizaje Personales y de Interacción Social Practicar los valores promovidos por la UANL: verdad, equidad, honestidad, libertad, solidaridad, respeto a la vida y a los demás, respeto a la naturaleza, integridad, ética profesional, justicia y responsabilidad, en su ámbito personal y profesional para contribuir a construir una sociedad sostenible
Unidad temática 1: Fundamentos de la Ingeniería Aeronáutica Competencias particulares: Comprender los fundamentos de la ingeniería aeronáutica y conceptos básicos. El alumno conocerá la anatomía de las aeronaves, los fundamentos de la mecánica de fluidos en aeronáutica, los tipos de motores en la industria y las características de la atmósfera estándar. 5 Elementos de Competencia Comprender los fundamentos de la ingeniería aeronáutica y los conceptos básicos. Evidencias de aprendizaje Reporte de los fundamentos de la ingeniería aeronáutica Problemas resueltos de la Unidad Temática I. Criterios de desempeño Reporte: Presentación Ortografía Contenido Referencias Fecha de entrega Problemas resueltos: Procedimiento Resultado Actividades de aprendizaje Investigar y elaborar un reporte de los fundamentos de la ingeniería aeronáutica que muestre la compresión de esta unidad temática. Resolución de problemas empleando los principios básicos. Contenidos Clasificación de Aeronaves Anatomía de aeronaves de ala fija y sus superficies de control Tipos de motores en aeronaves Fundamentos de Mecánica de Fluidos Atmósfera Estándar Recursos Aula de clase Computadora Video proyector/pantalla Base de datos UANL CONRICYT Libros de texto Artículos científicos Internet
Unidad temática 2: Características de perfiles aerodinámicos y ala finita Competencias particulares: El alumno aprenderá las características de los perfiles aerodinámicos, además de las características cuando se encuentran en un ala finita 6 Elementos de Competencia Comprender y conocer las características de los perfiles aerodinámicos y los fenómenos en las alas finitas. Evidencias de aprendizaje Reporte de las características de los perfiles aerodinámicos y ala finita. Problemas resueltos de la Unidad Temática II. Criterios de desempeño Reporte: Presentación Ortografía Contenido Referencias Fecha de entrega Problemas resueltos: Procedimiento Resultado Actividades de aprendizaje Investigar y elaborar un reporte sobre las características de los perfiles aerodinámicos y los fenómenos en las alas finitas Resolución de problemas empleando los principios básicos. Contenidos Orígenes de cargas aerodinámicas Perfiles aerodinámicos Coeficientes aerodinámicos Curvas características de perfiles Perfiles subsónicos y supersónicos Arquitectura de alas Flujo en alas finitas Efectos sobre las curvas de sustentación y resistencia Dispositivos hipersustentadores Recursos Aula de clase Computadora Video proyector/pantalla Base de datos UANL CONRICYT Libros de texto Artículos científicos Internet
Unidad temática 3: Mecánica de Vuelo Competencias particulares: El alumno comprenderá la mecánica de vuelo así como son: las fuerzas externas sobre el avión, las características del vuelo horizontal rectilíneo y uniforme y el factor de carga 7 Elementos de Competencia Calcular las fuerzas que actúan en una aeronave en determinadas condiciones de vuelo y conocer las fuerzas en la aeronave en determinadas maniobras. Evidencias de aprendizaje Reporte de la mecánica de vuelo de las aeronaves de ala fija. Problemas resueltos de la Unidad Temática III. Criterios de desempeño Actividades de aprendizaje Contenidos Recursos Reporte: Presentación Ortografía Contenido Referencias Fecha de entrega Problemas resueltos: Procedimiento Resultado Investigar y elaborar un reporte sobre la mecánica de vuelo de las aeronaves. Resolución de problemas empleando los principios básicos. Fuerzas externas sobre el avión. Maniobras en vuelo. Vuelo horizontal rectilíneo y uniforme. Factor de carga. Aula de clase Computadora Video proyector/pantalla Base de datos UANL CONRICYT Libros de texto Artículos científicos Internet
Unidad temática 4: Introducción a aeronaves de ala rotativa Competencias particulares: El estudiante conocerá los fundamentos de las aeronaves de ala rotativa. UANL - FIME 8 Elementos de Competencia Conocer y comprender los fenómenos en las aeronaves de ala rotativa. Evidencias de aprendizaje Reporte de los fundamentos de las aeronaves de ala rotativa. Problemas resueltos de la Unidad Temática IV. Criterios de desempeño Actividades de aprendizaje Contenidos Recursos Reporte: Presentación Ortografía Contenido Referencias Fecha de entrega Problemas resueltos: Procedimiento Resultado Investigar y elaborar un reporte sobre las aeronaves de ala rotativa. Resolución de problemas empleando los principios básicos. Arquitectura del helicóptero convencional Clasificación de los helicópteros Control de vuelo Vuelo axial Interacciones aerodinámicas en el helicóptero. Aula de clase Computadora Video proyector/pantalla Base de datos UANL CONRICYT Libros de texto Artículos científicos Internet
Evaluación integral de procesos y productos (ponderación /evaluación sumativa) Evidencia Ponderación Examen de medio término 30 % Examen ordinario 30 % Producto integrador 20 % Actividades de Unidad Temática I 5 % Actividades de Unidad Temática II 5 % Actividades de Unidad Temática III 5 % Actividades de Unidad Temática IV 5 % Total 100% UANL - FIME 9 Producto integrador de aprendizaje: Producto Integrador 20% El alumno diseñará y construirá una aeronave de ala fija, a escala, sin planta motriz y con un área de vista en planta de 40cm x 40cm, como máximo. La misión de la aeronave, que debe ser corroborada mediante un vuelo de evaluación, es lograr una trayectoria de planeo estable que permita aterrizar sin daños físicos apreciables. Además, se debe presentar un reporte escrito en donde se detalle la memoria de cálculo, con explicaciones que justifiquen el diseño. El reporte debe justificar cada uno de los siguientes puntos: Elección del perfil aerodinámico Corrección por la forma del ala Coeficientes de Sustentación, Resistencia y Cabeceo, teóricos Condiciones de vuelo Ubicación del centro de gravedad.
Fuentes de apoyo y consulta: UANL - FIME 10 Libro: Autor: Editorial: Libro: Autor: Editorial: Libro: Autor: Editorial: Introducción a la Ingeniería Aeroespacial Sebastián Franchini Alfaomega Mechanics of flight A.C. Kermode Longman Introduction to flight J.D. Anderson Mc Graw-Hill o Tema: Lift theory Liga: https://www.grc.nasa.gov/www/k-12/airplane/wrong1.html Fecha última revisión: 18 enero 2017 o Tema: Programas y presentaciones de principios fundamentales Liga: https://www.grc.nasa.gov/www/k-12/airplane/topics.htm Fecha última revisión: 18 enero 2017 Revista: NASA Technical Translation NASA- Año: 1976 # de revista: TT F-823 Mes: February Nombre del artículo: Theory of Lifting Airscrew Autor: V. E. Baskin, L. S. Vild dgrube, Ye. S. Vozbdayev, and G. I. Maykapar
Perfil del docente: El profesor deberá tener algún grado universitario en Ingeniería Aeronáutica, preferentemente de Maestría y/o Doctorado. Además, debe demostrar conocimiento, habilidad y experiencia en el área de Aeronáutica, así como en el dominio del idioma Inglés. 11 Ficha bibliográfica del profesor: Ing. Marco Polo Torres Reyna Realizó estudios de Ingeniero en Aeronáutica (2015) en la FIME, Universidad Autónoma de Nuevo León, actualmente se encuentra cursando la Maestría en Ciencias de la Ingeniería Aeronáutica con orientación en Dinámica de vuelo (2017) en la FIME, UANL. Cuenta con diversas publicaciones en congresos. Durante su estancia en la FIME trabajó en el laboratorio de Sistemas de Propulsión (2013-2015) desempeñándose como Practicante Profesional Académico. A partir de enero de 2016 es Profesor de Tiempo Parcial de la FIME, UANL. Dr. Eduardo Liceaga Castro Ingeniero en Aeronáutica egresado del IPN (1982), con Maestría teoría de control y Doctorado en Ingeniería Aeroespacial en la Universidad de Glagow, Escocia. Ha ocupado cargos académicos en la Universidad de Carlos III de Madrid, España; IPN, México; Glasgow Caledonian University, Universidad de Glasgow y Universidad de Strathclyde, Escocia. M.C. Daniel Librado Martínez Vázquez El Maestro Martínez esta por obtener su grado de doctorado en Ingeniería Aeronáutica, además es Ingeniero en Mecatrónica por el IPN y Maestro en Ciencias en Ingeniería Eléctrica, opción Mecatrónica, por el Cinvestav. Actualmente es profesor de tiempo completo en el programa educativo de Ingeniero en Aeronáutica de la Fime, Uanl. Además, se desempeña como Jefe de la Academia de Aerodinámica y Propulsión y forma parte del núcleo académico del posgrado en Aeronáutica.
12 JEFATURA DE ACADEMIA JEFATURA DE DEPARTAMENTO M. C. Daniel Librado Martínez Vázquez Dr. Luis Arturo Reyes Osorio COORDINACIÓN GENERAL ACADEMICA DE AERONÁUTICA Dr. Ulises Matías Pérez García SUBDIRECCIÓN ACADÉMICA Dr. Arnulfo Treviño Cubero
CONTROL DE CAMBIOS Página Decía Dice Motivo del Cambio Fecha 13