Numerical Analysis and Simulation - NAS

Las pruebas de vuelo son costosas, por lo que es necesario limitar al mínimo su ejecución. También es de suma importancia optimizar el procedimiento de prueba y la secuencia de maniobras dentro de cada vuelo. Las maniobras se suelen realizar en bloques, repetidas en diferentes condiciones de trim definidas por un número de Mach, un ángulo de ataque, altitud y configuración (flaps, niveles de empuje particularmente para aviones de hélice, tren de aterrizaje, centro de gravedad, etc). El procedimiento general es el siguiente:   Volar al nivel y la velocidad deseados.   Seleccionar la configuración y ajuste (trim) de la aeronave en una condición de vuelo de referencia.   Aplicar la secuencia de entradas; elegir las amplitudes de modo que no se superen los límites operativos/estructurales.   Repetir la secuencia varias veces en la misma condición. La coordinación de un equipo multidisciplinario en estas pruebas es esencial. Se requiere de una cuidadosa preparac...

Para estimar las derivadas lateral-direccionales se requiere mover los alerones y el timón Maniobra bank-to-bank roll Se lleva a cabo aplicando una serie de pulsos en los alerones. Se inicia desde un nivel de vuelo establecido, una entrada aguda de alerón es aplicada, se mantiene durante varios segundos hasta que la aeronave incline un ala hasta al menos 30 deg, después se cambia la entrada rápidamente y yendo suavemente desde alas niveladas al la inclinación del ala opuesta, seguido de regresar las alas al mismo nivel. La prueba se repite para varios ángulos de inclinación (30, 45 y 60 deg). Esta maniobra también es conocida es llamada "maniobra de alabeo rápido" debido a los cambios abruptos en los pulsos del alerón que resultan en una variación rápida de la tasa de alabeo y aceleración. La duración típica de esta maniobra es de 30 - 40 s. Las entradas doblete o multiescalón aplicadas por corto tiempo no siempre son adecuadas ya que no hay tiempo suficiente para llegar al á...

La estimación de las derivadas de control y estabilidad se lleva a cabo principalmente a partir de la respuesta dinámica de una aeronave por medio de entradas de control específicas. Se requiere de una variedad de maniobras para excitar el movimiento dinámico en los diferentes ejes de la aeronave, estas pueden ser pulso, escalón, multiescalón o entradas armónicas.  Se recomienda que se inicie cada maniobra a partir de vuelo recto y nivelado y se debe dejar de 5 - 10 segundos en vuelo estacionario antes de aplicar cualquier entrada de control. Dependiendo de la maniobra se debe dejar oscilar suficiente tiempo la aeronave para que los datos obtenidos sean representativos. Maniobra de aceleración-desaceleración  Se inicia desde una condición de vuelo recto y nivelado, la aeronave se desacelera cambiando la posición de la palanca de potencia a idle position y manteniendo la altitud usando el control del cabeceo. Una vez que se alcanza la velocidad mínima (justo por encima de ...

Como se mencionó en una entrada previa , la idea de la identificación de sistemas es la obtención de un modelo matemático fiel que permita realizar predicciones del comportamiento dinámico de la aeronave, construir simuladores de vuelo, etc.  Los parámetros a encontrar son denominados coeficientes aerodinámicos los cuales se insertan en las ecuaciones de movimiento. Recuérdese que con lo anterior puede describirse de manera completa y precisa (al menos en la envolvente de vuelo) el rendimiento de la aeronave. La idea central detrás de la maniobras para identificar sistemas es estimular los modos pertinentes del movimiento de la aeronave de manera independiente. Mientras se estimula un modo en particular, la excitación de los demás modos debe ser minimizada. Por lo tanto, la tarea se reduce a encontrar la forma y la duración adecuada de entradas que exponga las características aerodinámicas de la aeronave. Una maniobra representa la entrada, el sistema es el modelo matemático ...

L as herramientas de simulación son esenciales para el desarrollo de aeronaves. De cualquier forma, para probar que una aeronave es realmente segura, se requiere seguir un proceso bastante complejo y riguroso. El objetivo es la demostración de las capacidades de la misma dentro de un ambiente real. Algunas de las áreas de interés que se buscan probar o medir en vuelo son la presión y la temperatura en diferentes puntos del fuselaje, las cargas estructurales en las alas y fuselaje (incluyendo la vibración que se produce), la actitud de la aeronave, aceleraciones en 6 grados de libertad en varios puntos de la aeronave, niveles de ruido tanto en el interior como en el exterior, la temperatura dentro de cabina y el espacio para equipaje, el comportamiento de los controles de vuelo y parámetros de rendimiento de los motores. Lo anterior es en resumen lo que se conoce como pruebas de vuelo.  Para los siguientes casos es necesario realizar pruebas de vuelo: Proceso de certificación de aer...