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Diagrama V-n

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Fabian Gomez

on 10 June 2013

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Transcript of Diagrama V-n

VA: Velocidad de cálculo de maniobra, no debe ser menor que , es la máxima velocidad a la que está calculada la estructura del avión para un desplazamiento máximo de los mandos de vuelo, a partir de la condición de vuelo recto y nivelado (n=1). Corresponde a:



VB: Velocidad de cálculo para ráfagas de intensidad máxima, su valor no puede ser menos que la intersección de la línea de perdida (coeficiente de lift máximo) y suele ser también inferior al valor de VA.

VC: Velocidad de cálculo de crucero: debe ser lo suficientemente grande para obtener todas las ventajas del diseño del avión en crucero, pero mayor a VB para evitar aumentos de la velocidad como consecuencia de turbulencias, y menor a VH. Fabian Andres Gomez Martinez
Brayan Andres Pacheco Martinez
Huindi Yurani Leiva Aldana DIAGRAMA V-N El diagrama se refiere a los límites de carga de la aeronave y las condiciones de vuelo en las cuales el funcionamiento de la aeronave es satisfactorio y seguro, teniendo en cuenta todos los distintos paramentos que se tienen durante las diferentes fases de vuelo de una aeronave. Definición Viraje Ascenso En un viraje, las alas de un aeroplano están inclinadas a un ángulo dado, y la sustentación es tal, que la componente del Lift en la dirección vertical es exactamente igual al Peso para que el avión mantenga una actitud constante, moviéndose en el mismo plano horizontal, es decir: Sin embargo, la resultante de L y W terminan en una fuerza resultante Fr, la cual actúa en el plano horizontal. Esta fuerza resultante es perpendicular al patrón de vuelo, causando que el avión gire en un patrón circular con un radio de curvatura R. El factor de carga, es definido como:



El factor de carga está usualmente dado en términos de G, por ejemplo, un avión con lift igual a cinco veces el peso se
dice que experimenta un factor de carga de 5G. Entonces la fuerza resultante puede ser expresada como:




Para hallar el radio de giro, se tiene en cuenta la segunda ley de Newton, la cual indica que:




Igualando las dos ecuaciones anteriores, y despejando el radio de giro, se obtiene:





La velocidad angular, denotada como , es llamada la tasa de giro y el dada por . Teniendo en cuenta la
ecuación anterior, la velocidad angular vendría dada por: Para el performance de maniobrabilidad de la aeronave, ya sea de tipo civil o militar, es bastante ventajoso tener el valor más pequeño posible para el radio de giro, y el valor más grande posible para la velocidad angular. La tabla muestra la relacion de angulo de alabeo, el factor de carga, la velocidad de perdida y la resistencia inducida en un viraje, respecto al vuelo rectilineo horizontal.
Los valores que se dan de aumento de velocidad de perdida o resistencia inducida no son nesesariamente producidos por un viraje si no por cualquier maniobra del avion que represente un factor de carga mayor. Factores de Carga según cada tipo de aeronave Diagrama de rafaga Descenso El último caso es la maniobra de descenso. En esta, una aeronave en vuelo recto y nivelado vira a una posición invertida, con lo cual, los vectores de Lift y Peso están apuntando hacia abajo.
El avión comenzará a girar hacia abajo en un patrón circular, con velocidad angular . Tomando en cuenta los análisis previos, el resultado para el radio de giro y la velocidad angular son: Los cálculos de los radios de giro y las velocidades angulares son especialmente relevantes para los aviones de la rama militar. Los aviones con bajo radio de giro y alta velocidad angular, tienen ventajas en combate. Los aviones de uso militar son diseñados para operar a grandes factores de carga, típicamente entre
3 y 10. Carga Alar En los análisis de performance de las aeronaves aparece el término , que representa la Carga Alar.
Las aeronaves con baja carga alar tienen bajos radios de giro y altas velocidades angulares. Sin embargo, el diseño de la carga en las alas de un avión es usualmente determinado por factores diferentes a la maniobrabilidad, como la carga paga, rango, y velocidad máxima.

Los valores mínimos y máximos de los radios de curvatura y velocidad angular, de un avión dado, y con coeficiente de lift máximo, están dados por: Nuevas tecnologías como el empuje vectorial son usados en aviones de combate con el fin de mejorar la maniobrabilidad, reduciendo el radio de giro y aumentando la veocidad angular, lo que representa ventajas en combate cercano aire-aire. El F-22 es uno de los ejemplos de este tipo de mejoras. También es posible expresar el factor de carga en función del Lift y la carga alar mediante: Diagrama de maniobra Calculo de velocidades La curva AB representa el límite aerodinámico en el factor de carga impuesto por el ClMax
La región más allá de la curva AB es la región de perdida
La línea BC denota el límite positivo del factor de carga.
La línea CD representa el límite de velocidad.
Las líneas AE y ED corresponden a los ángulos de ataque negativos, representados por Lift Negativo, por lo tanto el factor de carga será una cantidad negativa. Un caso que da lugar a cargas simétricas, son las ráfagas ascendentes o descendentes cuando el avión se halla en vuelo horizontal

La ráfaga proviene de la existencia de dos masas de aire con velocidades relativas verticales distintas. Existe un periodo de transición de una masa en reposo a una mas en movimiento. Para los calculos, se toma una equivalencia de los efectos en el avion, iguales al movimiento de las rafagas. Combinación de un diagrama de maniobra y ráfagas: La estructura del avión deber ser capaz de soportar cualquier esfuerzo combinado del factores de carga velocidad que representan tanto el diagrama de maniobra como el de ráfagas, el diagrama viene limitado en su parte izquierda por la línea de perdida. En el caso de que el Lift sea mayor al Peso, el avión comenzará a ascender, Para esta maniobra de ascenso el patrón de vuelo se vuelve curvado en el eje vertical, con una velocidad angular .
El radio de giro para maniobras de ascenso está dada por:



Y la velocidad angular para este movimiento está dada por: VD: Velocidad de cálculo de picado, se utiliza en la determinación de la velocidad máxima operativa de modo que V_D nunca se exceda en una maniobra de picado cuando esté en su máxima velocidad operativa.

VF: Velocidad de cálculo con flaps accionados, debe ser mayor que:
1,6 Vs1 al peso máximo de despegue ( flaps de despegue)
1,8 Vs1 al peso máximo de aterrizaje ( flaps de aproximación )
1,8 Vs1 al peso máximo de aterrizaje ( flaps de aterrizaje)
Los Flaps, la estructura, y los mecanismos deben soportar factores de carga entre 0 y 2
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