Prototipacion de articulos volantes

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Prototipacion de articulos volantes

• construccion de un ambiente concurriente
• software XFoil, X-Plane, Pro/Engineer, Matlab
• metodos de rapid prototyping y materiales
• metodos de ensayos en vuelo y verificas
• elaboracion de datos de vuelocon finalidades
  ingenieristicas, design y expresion artistica

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(No Transcript)
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estabilidad de vuelo
integracion
XFoil
ambiente software
ensayos
molderia
productos
prototipos
A Volar
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Estabilidad de vuelo
Capacidad de mantener una orientacion al respecto
de la trajectoria de vuelo
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La surfaz externa del objeto recibe presiones por
el fluido a causa del desplazamiento

• El conjunto de presiones determina
• una fuerza total (F presion surfaz)

El comportamiento del momiento de fuerza
determina la capacidad de mantener la orientacion
al respecto de la trajectoria de vuelo

• y un momiento de fuerza (M F d) al
  respecto del centro de gravedad del objeto

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En aerodinamica fuerza y momiento de un objeto
se encuentran en funcion de
7
con la ayuda de herramientas analiticas, software
y experimentales, se encuentran
coeficientes aerodinamicos Cl, Cd, Cm ......

Los coeficientes aerodinamicos dan las
caracteristicas EXPLICITAS del objeto al respecto
de las fuerzas y momientos
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Y enfin,
el estudio de la variacion de
en funcion de
permite de calcular las derivadas aerodinamicas
de momiento, indicativas de la capacidad de
mantener la orientacion al respecto de la
trajectoria de vuelo
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Integrar factores humanos y artisticos en el
projecto del objeto
10
Vaso de Pandora del objeto
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?
v?
En el vaso de Pandora, se buscan caracteristicas
ingenieristicas y artisticas del objeto al mismo
tiempo
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Jerer tecnicamente y artisticamente estas
informaciones por hacer vivir el objeto de forma
completa
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Software
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XFoil
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Discretisacion de la forma elementos finitos de
perfiles
Secciones longitudinales ? perfiles
Objeto ? Ala
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Estudio en 2D de cada perfil Integracion y
aproximaciones Estudio en 3D
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Estudio en 2D
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Elementos geometricos de un perfil
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Perfiles de varios tipos
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Xfoil v6.94 analisis de perfiles en 2D /1
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Xfoil comparacion distribucion de presion
perfil sin camber
perfil con camber max al 60
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Xfoil Estudio por varios alpha
Distribucion de presiones por varios alpha
a1
a2
a......
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Xfoil Estudio comparativo de perfiles por varios
alpha
Coeficientes aerodinamicos de los perfiles
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Coeficientes aerodinamicos de 180 a 180 a
Cl, Cd, Cm
a
180
O
-180
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Integracion y simulacion en 3D
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X-Plane v8ambiente de desarrollo central
27
X-Plane v8 Plane Makerejemplo de construccion
de un bicho en etapas/1
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X-Plane v8 Plane Makerejemplo de construccion
de un bicho en etapas/2
setting excursion CG y otros detalles...
bicho listo para ensayo en vuelo
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X-Plane v8 Plane Makerprojecto y ensemblaje del
avion a partir de semialas, geometria y
funcionalidades
geometria semiala
Coeficientes aerodinamicos perfiles
Perfil tip
Perfil root
semiala completa
elementos
parametros elementos
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X-Plane v8 Plane Maker(nb)
- 40 menus para detallar fuselajes, otros
cuerpos, controles de vuelo, sistemas de bordo,
etc.
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X-Plane v8 Plane Maker ? Modulo de vuelo X-Plane


X-Plane, by Austin Meyer Simulating
D\Programmi\xplane\X-System 740\Aircraft\x-mrk\06
0mb\mb110504.acf

x location positive aft x
force positive right pitch/alpha pos nose up y
location positive right y force positive up
roll pos right z location positive up z
force positive aft yaw/beta pos nose
right elevator, aileron, spoiler positive
control surface up rudder
positive control surface right drag-yaw
positive control surface
deployed pitch cyclic prop pitch positive
request nose up roll cyclic prop pitch
positive request nose right Finite-Wing
Element Build-Up for PROPELLER 1 root lo
Re alphamax 15.20 deg, trat 0.1000, Re
0.0000 meg for Clark-Y (good propeller).afl.
root hi Re alphamax 15.20 deg, trat 0.1000,
Re99.9000 meg for Clark-Y (good propeller).afl.
tip lo Re alphamax 15.20 deg, trat 0.1000,
Re 0.0000 meg for Clark-Y (good propeller).afl.
tip hi Re alphamax 15.20 deg, trat 0.1000,
Re99.9000 meg for Clark-Y (good propeller).afl.
Element 1 S 0.010 sqr mtrs, MAC 0.15
mtrs, incidence 53.50 deg. Element 2 S
0.010 sqr mtrs, MAC 0.14 mtrs, incidence
44.00 deg. Element 3 S 0.009 sqr mtrs,
MAC 0.14 mtrs, incidence 35.24 deg.
Element 4 S 0.009 sqr mtrs, MAC 0.13
mtrs, incidence 27.48 deg. Element 5 S
0.009 sqr mtrs, MAC 0.13 mtrs, incidence
20.81 deg. Element 6 S 0.008 sqr mtrs,
MAC 0.12 mtrs, incidence 15.14 deg.
Element 7 S 0.008 sqr mtrs, MAC 0.12
mtrs, incidence 10.36 deg. Element 8 S
0.008 sqr mtrs, MAC 0.11 mtrs, incidence
6.33 deg. Element 9 S 0.007 sqr mtrs,
MAC 0.11 mtrs, incidence 2.91 deg.
Element 10 S 0.007 sqr mtrs, MAC 0.10
mtrs, incidence 0.00 deg. After any
wing-joining, our semi-length is 0.67
mtrs. (for purposes of Oswalds Efficiency and
Delta-Wing factor determination only) After
any wing-joining, our root chord is
0.15 mtrs. (for purposes of Oswalds Efficiency
and Delta-Wing factor determination only)
After any wing-joining, our tip chord is
0.10 mtrs. (for purposes of Oswalds
Efficiency and Delta-Wing factor determination
only) After any wing-joining, our leading-edge
sweep is 1.09 deg. (for purposes of
Delta-Wing factor determination
only) After any wing-joining, our mean aero
sweep is 0.00 deg. (for purposes of Oswalds
Efficiency determination
only) After any wing-joining, our aspect ratio
is 10.65. (for purposes of Oswalds
Efficiency and Delta-Wing factor determination
only) After any wing-joining, our taper ratio
is 0.66. (for purposes of Oswalds
Efficiency and Delta-Wing factor determination
only) After any wing-joining, our washout
is 0.00. (for purposes of Oswalds
Efficiency and Delta-Wing factor determination
only) Oswalds efficiency is therefore 0.9861,
for lift-slope reduction to 85.20 of the 2-D
value. We will accomplish this by using
coefficient data at an angle of attack that is
89.78 of actual (stall alpha 16.93 deg),
and reducing airfoil lift coefficients to
94.89 of their 2-D value. Based on AR
and sweep, cm change is to 84.18
of the 2-D value. Based on AR and TR,
aerodynamic center is moved 0.00 of the way
from the the 25 chord to the 50
chord. Finite-Wing Element Build-Up for LEFT
WING 1 root lo Re alphamax 13.50 deg,
trat 0.1200, Re 0.0000 meg for NACA 0012
(symmetrical).afl. root hi Re alphamax
13.50 deg, trat 0.1200, Re99.9000 meg for NACA
0012 (symmetrical).afl. tip lo Re alphamax
13.50 deg, trat 0.1200, Re 0.0000 meg for NACA
0012 (symmetrical).afl. tip hi Re alphamax
13.50 deg, trat 0.1200, Re99.9000 meg for NACA
0012 (symmetrical).afl. Element 1 S
0.160 sqr mtrs, MAC 1.02 mtrs, incidence
0.00 deg. Element 2 S 0.149 sqr mtrs,
MAC 0.95 mtrs, incidence 0.00 deg.
Element 3 S 0.137 sqr mtrs, MAC 0.87
mtrs, incidence 0.00 deg. Element 4 S
0.126 sqr mtrs, MAC 0.80 mtrs, incidence
0.00 deg. Element 5 S 0.114 sqr mtrs,
MAC 0.73 mtrs, incidence 0.00 deg.
Element 6 S 0.103 sqr mtrs, MAC 0.65
mtrs, incidence 0.00 deg. Element 7 S
0.091 sqr mtrs, MAC 0.58 mtrs, incidence
0.00 deg. Element 8 S 0.080 sqr mtrs,
MAC 0.51 mtrs, incidence 0.00 deg. After
any wing-joining, our semi-length is
2.45 mtrs. (for purposes of Oswalds Efficiency
and Delta-Wing factor determination only)
After any wing-joining, our root chord is
1.05 mtrs. (for purposes of Oswalds
Efficiency and Delta-Wing factor determination
only) After any wing-joining, our tip chord
is 0.47 mtrs. (for purposes of Oswalds
Efficiency and Delta-Wing factor determination
only) After any wing-joining, our leading-edge
sweep is -22.41 deg. (for purposes of
Delta-Wing factor determination
only) After any wing-joining, our mean aero
sweep is -25.58 deg. (for purposes of Oswalds
Efficiency determination
only) After any wing-joining, our aspect ratio
is 6.42. (for purposes of Oswalds
Efficiency and Delta-Wing factor determination
only)
X-Plane compila el avion para poder calcular en
tiempo real en vuelo su comportamiento
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X-Plane v8 Modulo de vuelo
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X-Plane analisis en tiempo real de parametros de
vuelo/1
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X-Plane analisis en tiempo real de parametros de
vuelo/2
flight data
time
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X-Plane Matlab analisis en tiempo real de
parametros de vuelo/3a
El grafico se genera en directa
el percurso que se va delineando es el movimiento
(trajectoria) del modelo en el espacio de los
parametros
el piloto logra tener un cuadro completo - en
forma grafica- del desarrollo del ensayo que està
intentando
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Matlab postprocessing de datos de vuelo ejemplos
Trajectoria en espacio de parametros Alfa, Beta y
IAS
Lectura Ingenieristica, Dinamica, Artistica
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Comportamiento acrobatico del avion real y en
X-Plane
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(No Transcript)
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Integracion CAD 3D
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X-Plane Pro/Engineer/1 Importacion geometria
Pro/E
X-Plane
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X-Plane Pro/Engineer/2 Volumisacion geometria
Libreria de perfiles en Pro/E
Modelo planar en Pro/E
Modelo surfaz con volumen en Pro/E
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X-Plane Pro/Engineer/3 Moldeadura full 3D
geometria X-Plane y verificas en vuelo
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Hardware
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X-Plane ? Modelo directo en Aislapol (tecnica
aeromodelistica clasica)
Dimas perfiles en formalita
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X-Plane ? Molde en tierra yesomolde bajisimo
costo para laminacion integral de la geometria
Dimas perfiles en material rigido
Dimas ensopadas en el yeso
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Laminacion en vacuum bagging version con molde
bag
presion atmosferica
vacio
laminado
molde
ensayos de laminaciones
Sistema bajo vacio
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Termoformadura de acrilicos molde adaptable para
prototipacion
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Essais en vol
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forma
Essais en vol/1 (Lanzado a mano)
coeficientes aerodinamicos Cl, Cd, Cm ......

posicion
orientacion
Posicion centro de gravedad determina Cm ?
estabilidad de vuelo
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Essais en vol/2 (Lanzado a mano)
La realidad es mas complexa de la
simulacion Filtrar los comportamientos reales
51
Essais en vol/3 Radiocontrolados
A05.avi Essais en vol Article 05M