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Estructuras Detalladas
Cargas
Tema 13.1
Sergio Esteban Roncero
Departamento de Ingeniería Aeroespacial
Y Mecánica de Fluidos
Cálculo de Aeronaves © Sergio Esteban Roncero, [email protected]
1
Lifetime Safety Cycle

Entender el ciclo de seguridad a lo largo de la vida útil de un aeronave
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Safety Wheel
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3
Design Process
Criterios de Diseño
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4
Desarrollo y Pruebas
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6
Criterios Diseño Estructural
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7
Cargas
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Design Loads:
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Ultimate Loads
Limit Loads
Operating Loads
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Envolvente Xcg
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Cargas Externas
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Control Surfaces
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Turbulencias Atmesfericas
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Termales
Winjd shears
Jet stream
Tren de Aterrizaje
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Roll Maneuver
Yawing Maneuver
Two point and three point level landing
Max wheel loads, level landing
Tail down landing
One-wheel landing
Lateral drift landing
Take-off run
Braked roll
Ground turning
Nose wheel yawing
Pivoting
Towing
Aerodynamic Surfaces
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Control Surfaces Loads
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Landing gear loads
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17
Landing gear loads
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18
Landing gear loads
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Landing gear loads
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Landing gear loads
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Landing gear loads
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Landing gear loads
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Landing gear loads
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Landing gear loads
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Landing gear loads
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Landing gear loads
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Ejemplos Esfuerzos - I
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Ejemplos Esfuerzos - I
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Teoría de Resistencia de materiales.

Modelos viga empotrada por uno de sus extremos.
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Ejemplos Esfuerzos - I
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Canard: Distribución 30 - 70 de los esfuerzos totales calculados con el modelo de la
viga empotrada:
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

Ejemplo: Boom soporta el 30% de los esfuerzos y el encastre, junto al fuselaje soporta el 70% restante.
Ala: Distribución es de 60% para el encastre junto al fuselaje, el 25% para el encastre
de la unión Boom - Fuselaje y el 15% restante para el encastre que soporta el resto
del Ala.
Vertical y de un motor: Esfuerzos calculados de una manera tradicional, obteniéndose
sus esfuerzos asociados mediante brazos y fuerzas
Tren de aterrizaje: modelo para cuando se encuentra estacionada la aeronave y otro
para cuando está en fase de rotación tanto en el despegue como en el aterrizaje.
Para el caso de estacionamiento en tierra, se ha calculado también de una manera
tradicional mediante fuerzas y brazos de momentos, repartiendo el 10% del peso al
tren delantero, 80% al tren principal y 5% a cada uno de los dos trenes laterales.
En cuanto a la rotación se ha tomado un factor de carga de 1,3 con una sustentación
del 60% del peso, un ángulo de rotación de 15 grados y un ángulo de empuje de
motor de 0 grados.
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Esfuerzos Superficies
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Ejemplo Esfuerzos
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Esfuerzos Tren y Motor
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Ejemplo Esfuerzos
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Cálculo Requisitos Estructurales
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Estudio de las cargas de un aeronave: Ejemplo Cessna 172 Skyhawk
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Structural Design Loads
Wing Torsion
Wing Skin and Spar Web Thickness
Wing Bending Flexure
Combined Flexure and Torsion
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General information Cessna 172 Skyhawk - I
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General information Cessna 172 Skyhawk - II
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General information Cessna 172 Skyhawk - II
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General information Cessna 172 Skyhawk - III
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V-n Diagram
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Structural Design Loads - I
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Structural Design Loads - II
FS = 1,5
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Structural Design Loads - III
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Structural Design Loads - IV
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Structural Design Loads - V
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Structural Design Loads - VI
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Structural Design Loads - VII
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Structural Design Loads - VIII
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Wing Torsion - I
Coeficiente de momentos
Presión dinámica máxima
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Wing Torsion - I
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Wing Skin and Spar Web Thickness - I
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Wing Skin and Spar Web Thickness - II
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Wing Skin and Spar Web Thickness - III
Cuidado unidades ft & in!!!
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Wing Bending (flexure) - I
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Wing Bending (flexure) - I
Cuidado Bending moment el lb*ft!!!
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Bibliografía
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Airframe Structural DesignDesign: Practical Design Information and
Data on Aircraft Structures, MICHAEL CHUN-YUNG NIU, 1988.
Design Philosophy, Design and Analysis of Aircraft Structures, Dr.
Douglas S. Cairns,
http://www.coe.montana.edu/me/faculty/cairns/Introduction%20to%2
0Aerospace-Web/04-DesignPhilosophy.pdf
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