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Título:
Diseño aerodinámico de una máquina de efecto de ala en tierra
Autor:
Reyes Ramírez, Francisco Javier
Profesor Patrocinante:
Fuentes P., Misael
Grado a Optar:
Ingeniero Mecánico - Licenciado en Ciencias de la Ingeniería
Materia:
diseño de máquinas; aerodinámica; estabilidad
Universidad:
Universidad Austral de Chile
Facultad:
Facultad de Ciencias de la Ingeniería
Escuela:
Escuela de Mecánica
Año de Aceptación:
2003
Resumen:
El objetivo del presente trabajo de titulación, es diseñar aerodinámicamente una máquina de efecto terrestre, aprovechando un fenómeno que es familiar desde los inicios de la aviación, el cual, se refiere a que las naves con alas vuelen con mayor eficiencia cuando están próximas al suelo. Todo esto, considerando los siguientes objetivos específicos: Menor arrastre y menor carga hidrodinámica sobre la estructura de la nave durante el despegue. Amplia maniobrabilidad a bajas velocidades y características anfibias. Un incremento en el rango de operación de la nave frente a otras de tamaño similar, pero con distintos sistemas de asistencia para el despegue. Por esto, se optó por integrar las tecnologías de los sistemas de colchón estático y la de efecto de suelo o de colchón dinámico, de forma que se reduzca en forma casi completa el problema de la excesiva carga hidrodinámica y el requerimiento de un motor sobre potenciado para la etapa de despegue. Además, con la implementación del sistema de colchón estático se resuelve el asunto de maniobrabilidad a bajas velocidades y se otorga a la nave la capacidad anfibia. Lo anterior, involucró en primer lugar la revisión de los términos y conceptos del efecto aerodinámico de suelo, una indagación de la reglame ntación existente, para luego establecer un conjunto de perfiles alares adecuados para operar en estas complejas dinámicas. Se utilizó el Autowing 2.4, que es un software de la dinámica de fluido (Computer Fluid Dynamic), el cual resultó también una ayuda eficiente para establecer la configuración completa más estable tanto estática como dinámicamente en el efecto de suelo. Con todo, los resultados obtenidos respecto a una configuración aerodinámicamente estable, son sólo el principio de un largo camino que implica depurar aspectos como el retraer el bisel flexible de la nave de forma que esta pueda incrementar su rango de velocidades, que queda limitada por el punto en el cual la velocidad del flujo de aire que se desplaza en sentido contrario al de la nave, iguala la presión del bisel flexible tornando al sistema en inestable.
Abstract:
The objective of present work, is to design aerodynamically a two-seater machine of wing in ground effect, phenomenon relative from the beginnings of the aviation, is what favors that the ships with wing flaying with higher efficiency when they are close to the ground. This all, to consider the following specific objectives: minor drag and minor hydrodynamic load over to the structure to the craft during to the take-off, Wide maneuverability to low speed and amphibious characteristics, An increase of the range of operation to the ship opposite to the others of similar size, but with different systems of assistance for the take-off. For this, it opted to integrate the technologies of static air cushions and the ground effect or dynamic cushion, of way to reducing all problems of the hydrodynamic load and requirement s to the overpower engine for take-off. Furthermore, the implementation of the static air system to resolve the relative problem the maneuverability at low speeds and to give amphibious capability to the craft. The above, to involve at first time to revisions of the theories, terminology and concept of the aerodynamic ground effect, an investigate the current rules, then to establish a set of stability airfoils in the ground effect, by which to used a powerful and efficient tool named Autowing 2.4, that is a software for doing aerodynamic and hydrodynamic design of the WIG Crafts and hydrofoils with CFD. Finally, the obtained results to respect the aerodynamic stable configuration, it’s just begum of the large way that involve to perfect aspect since with put into the hull the inflate skirt to the craft so that this it can be increase its speed ranges, which remains limited by the point in which the flow speed of air that moves in the opposite craft direction to close the pressure of the flexible bevel, turned into the unstably system.
Palabras Clave:
diseño de máquinas; aerodinámica; estabilidad
Editor:
Universidad Austral de Chile - Sistema de Bibliotecas - Programa Cybertesis
Formato:
text/pdf
Idioma:
es
Copyright:
Reyes Ramírez, Francisco Javier
Dirección Electrónica:
http://cybertesis.uach.cl/tesis/uach/2003/bmfcir457d/doc/bmfcir457d.pdf