Numerical Analysis and Simulation - NAS

  La entrada pasada "Overhaul a motores" menciona en una de sus líneas lo siguiente Al finalizar, debe realizarse una evaluación del rendimiento del motor para registrar sus parámetros  Cabe mencionar que esta entrada está dedicada únicamente a la prueba en tierra de un motor turbofan, para los motores turbojet, turboprop y turboshaft se toman en cuenta otros parámetros que no se abordarán esta vez. Otra cosa a destacar que lo que se describe a continuación es con el motor instalado en la aeronave, la evaluación en banco de pruebas se tratará en otra entrada. Se comenzará por describir los parámetros de interés para dicha evaluación Diagrama general de un motor turbofan TFE731. Tomado y adaptado de [1] N1 Se define como las revoluciones a las que gira el ventilador o FAN del motor. Estas son obtenidas por medio de un transductor y se ven reflejadas en la parte central de la cabina donde piloto y copiloto lo puedan monitorear con facilidad, puede ser una pantalla o instrumen...

Antes de comenzar es importante mencionar que esta entrada de blog únicamente abarca motores de aeronaves ejecutivas, los autores del blog no tienen conocimiento acerca de motores de aeronaves comerciales.  La palabra en inglés "OVERHAUL" no tiene una traducción directa al español, tal vez lo más aproximado es reacondicionamiento o revisión general. Entiéndase por esta palabra como la revisión exhaustiva por la que debe pasar una máquina haciendo las correcciones, reparaciones y reemplazo de partes para dejarla en condiciones óptimas.  Al igual que las aeronaves, los motores llevan registros de mantenimientos en una bitácora exclusiva. Los servicios de mantenimiento programados están generalmente controlados por horas de vuelo e involucran cambio de aceite y filtro, inspección por contaminación de partículas, revisión de acoplamiento de marchas y generadores, revisión de conexiones eléctricas y arneses, reemplazo e inspección de filtro de combustible, revisión de bujías y si...

Durante la vida útil de una aeronave se llevarán inspecciones rutinarias para asegurar que todo se encuentra en orden con relación al funcionamiento de la misma. En ciertas ocasiones, la operación de la aeronave se ve desviada por fallas o incluso mala operación. Al suceder estos percances es necesario evaluar si la aeronave se encontra en condición "aeronavegable", es decir, que se pueda garantizar que los sistemas que conforman el avión funcionan  y se puede realizar un vuelo seguro. A continuación se describen de manera superficial algunas de las inspecciones especiales más comunes que se pueden encontrar descritas en los manuales de mantenimiento. Inspección después de un Overweight y Hard Landing Un hard landing es definido como cualquier aterrizaje hecho a una excesiva taza de descenso y por lo tanto esta acción puede significar un daño a la estructura de la aeronave. Un overweight landing está relacionado con un hard landing y se define como aquella situación en la ...

 La siguiente entrada se refiere única y exclusivamente a aviación ejecutiva, es decir, aeronaves privadas. Lo más sencillo y lo más barato de todo lo que implica tener una aeronave es comprarla. Lo anterior se lee contra intuitivo pero es real ya que dependiendo del uso que se le de a la aeronave los gastos incrementan de manera considerable. Resulta claro que en caso de que esta se encuentre dentro de un taxi aéreo, gran parte de las ganancias irán destinadas a los gastos que se generen por mantenimiento.  Lo siguiente es una recopilación de los gastos más importantes que conlleva el uso de aeronaves privadas.  Hangar El espacio donde se guarda un aeronave es vital para su conservación y que se mantenga en las condiciones operativas. El mejor lugar para guardar una aeronave es dentro de un hangar aunque en ciertas ocasiones no es posible y se dejan los aviones en lo que se conoce como plataforma . No se recomienda que se quede mucho tiempo en plataforma ya que el clima ...

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 ...