Determinacion de Resistencia de un aeronave RV-10

7/25/2019 Determinacion de Resistencia de un aeronave RV-10

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INFORME N 11 ANTEPROYECTO

Presentado por

Fabian Casallas

Juan Sebastin Prez Parra

Numero de alumno

62765/3

61520/7

Presentado a:

Dr. Julio Maran Di Leo

Junio 2016

Universidad Nacional de la Plata


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Contenido

OBJETIVOS ...................................................................................................................................... 3

DESARROLLO ................................................................................................................................. 3

Introduccin ................................................................................................................................... 3

Calculo de coeficiente de resistencia parasita......................................................................... 3

Ala ............................................................................................................................................... 3

Tabla 2: parmetros CD0 ala.................................................................................................. 4

Fuselaje ...................................................................................................................................... 4

Tabla 3: parmetros CD0 fus.................................................................................................. 5

Tabla 4: parmetros CDbase.................................................................................................. 7

Empenaje horizontal ................................................................................................................ 7

Tabla 5: parmetros CD0 emp. horizontal............................................................................ 8

Empenaje vertical ..................................................................................................................... 8

Tabla 6: parmetros CD0 emp vertical. ................................................................................ 8

Tren de aterrizaje...................................................................................................................... 9

Se asume un valor medio de CD=0,5, el cual esta referenciado a la superficie Dt*bt, . 9

Flap ............................................................................................................................................. 9

Coeficiente de Resistencia parasita Total ............................................................................ 9

Comparacin de Coeficiente de resistencia parasita ......................................................... 9

Determinacin de radio mnimo de giro .................................................................................. 10

Tabla 7: Radios de mnimo giro ........................................................................................... 11

Grafica 1: Radio de giro minimo ........................................................................................... 11

CONCLUSIONES ........................................................................................................................... 11


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OBJETIVOS

Determinar, el valor del coeficiente de resistencia parasita del avin completo.

Comparar los resultados con el valor utilizado en los clculos de performance.

Determinar el valor de radio de giro mnimo para el avin sin deflexin de los

dispositivos hipersustentadores, as mismo para cada valor de deflexin. Obteneresto para las altitudes correspondientes a las condiciones de vuelo de la

performance dada.

DESARROLLO

Introduccin

En el presente informe se realiza el clculo para obtener el coeficiente de resistencia

parasita del avin RV-16 por medio del mtodo que propone Roskam, para poder

compararlo con el que se supuso en anteriores informes.Adems se determina el valor del radio de giro mnimo, para diferentes ngulos de

deflexin de los dispositivos hipersustentadores, para las diferentes alturas

correspondientes a las condiciones de performance.

Calculo de coeficiente de resistencia parasita

Para el clculo del coeficiente de resistencia total del avin, se divide el avin en sus

diferentes partes, en las cuales se calcula el coeficiente de resistencia parasita y se

supone una misma superficie de referencia que es la del ala. Las diferentes partes son:

Ala, Fuselaje, Empenaje horizontal, empenaje vertical, Flaps y tren de aterrizaje.

Para los clculos de la resistencia se utilizan los siguientes parmetros que son para

vuelo crucero.

Tabla 1: Parmetros.

Ala

Altura H [m] 2438

Densidad [kg/m^3] 0,953

Viscosidad [Pa *s] 1,73189E-05

Vel crucero V [m/s] 84,56

Mach 0,2


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Se emplea la siguiente ecuacin para el clculo de la resistencia parasita del ala.

La determinacin de los siguientes coeficientes (Rwf,Rls,Cfw) se hace por medio de lasfigura 1,2 y 3 que se encuentran en el anexo de este documento.

Para entrar a las figuras, se requieren los parmetros calculados en la siguiente tabla, y

ah mismo se encuentran los parmetros de salida que se requieren en la anterior

expresin.

Tabla 2: parmetros CD0 ala

Fuselaje

Igualmente que en el caso anterior, se tiene la expresin para calcular la resist parasita

del fuselaje, la cual se compone del Cd0 propio del fuselaje mas el Cdbase.

En este caso se consideran 3 interferencias sobre el fuselaje: del ala, empenaje vertical y

horizontal.

long ref (cma) 1,16

Reynolds local 5,4E+06

R ala-fus( interferencia) 1,07

RLs(coef sup sustent.) 1,07

Cfw(coef friccion) 0,0023

L* 2

t/c(Espesor perfil %) 0,12

Swet [m^2] 23,34

S ref [m^2] 11,67

CD0 ala

Reynolds int fuselaje 5,4E+06

CD0 ala 0,006639717


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Tabla 3: parmetros CD0 fus

Para determinar la resistencia de base del fuselaje, se supone que el rea tranversal

donde se genera el desprendimiento (Abase) es en la posicin donde se encuentra el

mximo espesor del empenaje. Con esto se tiene Abase=

Para el clculo de db se hace de la siguiente manera:

Suponemos un rea aproximada del fuselaje del lugar donde est la posicin de mximo

espesor del empenaje horizontal.

Abase=pi*(0,45/2)^2=0,16

long ref 7,3


R ala- fus 1,07

R vert-fus 1,07

R horiz-fuse 1,065

Cff 0,00175

Lf/df 6,46017699

Swet fus [m^2] 25

Sref [m^2] 11,67

Reynolds int

emp horizontal3,3E+06

Reynolds intemp vertical

4,9E+06

Reynolds int

ala5,4E+06

CD0 Fuselaje

CD0 fus. 0,00566225


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Tabla 4: parmetros CDbase

Con la siguiente expresin obtengo Cd0 base

CD0 fus-base tiene la misma expresin que el del fuselaje sin desprendimientos, por lo

cual ya est calculada. Resulta

Empenaje horizontal

El clculo se realiza muy similar al del ala, pero para estimar la interferencia del fuselaje

sobre esta se supone una longitud menor del fuselaje para calcular el Reynolds y poder

entrar a la figura del anexo, esto debido a que no todo el fuselaje interfiere al empenaje

sino solo una parte.

Lf/df 6,46017699

Abase 0,15904313

db 0,45

df 1,13

CDbase Fuselaje

CD base fus. 0,00814845


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Tabla 5: parmetros CD0 emp. horizontal

Empenaje vertical

Calculo igual al empenaje horizontal

Tabla 6: parmetros CD0 emp vertical.

long ref 0,7


R horiz-fus 1,06

R horiz-vert 1,07

RLs 1,07

Cfw 0,0025

L* 1,2

t/c 0,12

Swet [m^2] 7,84

Sref [m^2] 11,67

4,9E+06Reynolds int

emp vertical

Reynolds int

fuselaje1,7E+07

CD0 Emp. horizontal

CD0 emp. Horiz. 0,00237403

long ref 1,05


R vert-fus 1,06

R vert-horiz 1,065

RLs 1,07

Cfw 0,0023

L* 1,2

t/c 0,15

Swet [m^2] 4,2

Sref [m^2] 11,67

Reynolds int

emp horiz3,3E+06

Reynolds int

fuselaje1,7E+07

CD0 Emp. Vertical

CD0 emp. Vert 0,00123047


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Tren de aterrizaje

Para el clculo de la resistencia parasita debido al tren de aterrizaje se toma el valor ya

calculado empricamente del roskam para un tipo de tren carenado.

Se asume un valor medio de CD=0,5, el cual esta referenciado a la superficie Dt*bt,

Asumimos que nuestras dimensiones para el tren son Dt=0,5m y bt=0,08.

Ahora se referencia con la superficie del ala, la cual es la misma superficie de referencia

para las dems partes.

CD0-tren=(0,5*0,08*0,5)/11,67=0,0017

Flap

Se considera que en el momento de vuelo crucero no tiene flaps desplegados, dado que

el objetivo es comparar con la resistencia parasita estimada para vuelo crucero, se

comparara la resistencia parasita sin el flap desplegado. En el anteproyecto anterior se

puede observar el aumento de resistencia debido al flap.

Coeficiente de Resistencia parasita Total

Comparacin de Coeficiente de resistencia parasita

Cd0 Tren de aterrizaje 0,0017138

CDo Total calculado 0,026

CDo performance 0,03


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De lo anterior se observa que el error con el estimado y el calculado es del 14% de

manera ms conservativa.

Determinacin de radio mnimo de giroPara la determinacin del radio mnimo de giro se supone un vuelo curvilneo, se plantean

las siguientes ecuaciones. Las cuales son una sumatoria de fuerzas del avin.

1)

2)

3)

Suponiendo:

-Vuelo recto y nivelado

-t=0 y a=0

De 3) tengo que T=D

Tenido que L=

, y con las ecuaciones 1) y 2) se llega a la expresin:

error % 14,104


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Rmin=

A continuacin se tiene la siguiente tabla para las distintas alturas de vuelo y distintos

ngulos de deflexin del flap

Tabla 7: Radios de mnimo giro

Grafica 1: Radio de giro mnimo

CONCLUSIONES

El coeficiente de resistencia parasita calculado en el anterior informe, es de 0,026, la cual

entre esta y la estimada en el informe de performance de la aeronave existe un 14% de

diferencia, sin embargo la calculada resulta ser menor a la estimada con lo cual se tiene

un caso conservativo respecto a la estimacin y que es con la cual se han hecho distintos

clculos a travs de varios informes.

H[m]/ 0 15 25 35

0 123,13 114,79 104,62 94,67

800 133,83 124,77 113,72 102,90

1600 144,85 135,05 123,08 111,38

2438 157,62 146,95 133,93 121,20

3000 166,90 155,60 141,82 128,33

0,00

20,00

40,00

60,00

80,00

100,00

120,00

140,00

160,00

180,00

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500

Rdio[m]

Altura[m]

Radio minimo de giro

0

15

25

35


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Respecto al radio mnimo de giro se observa que entre ms deflexin de flaps tenga,

requiero un menor radio de giro lo cual en ciertos casos es lo ms apropiado, as mismo

en la altura, a medida que la altura de vuelo aumenta, el radio de giro tambin con lo cual

a partir de esto se puede para un caso tener informacin til en el momento de algn

maniobraje.

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