Diseño de un mecanismo para un perfil alar con extradós variable.

Ramírez Loaiza, Luis Camilo (2017) Diseño de un mecanismo para un perfil alar con extradós variable. Maestría thesis, Universidad Autónoma de Nuevo León.

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Resumen

La morfología en aeronaves est· basada en reconfigurar su estructura con el fin de mejorar características de desempeño, dichos cambios a diferencia de los sistemas convencionales deben ser continuos, lo que involucra realizar un diseño teniendo en cuenta sistemas que soporten cargas elevadas y permitan deformaciones considerables cuando sean accionados. El principal problema es encontrar el criterio de diseño bajo el cual se logren los cambios de forma establecidos de acuerdo a un perfil de misión; la solución puede ser planteada mediante el diseño de mecanismos de cuerpos rígidos, mecanismos flexibles (compliant mechanism) o sistemas actuados mediante materiales inteligentes. Debido a que es posible reducir la velocidad de una aeronave de fumigación mediante el ajuste del perfil alar, lo cual es requerido para campos pequeños, se realiza el diseño de un perfil alar con geometría variable basado en síntesis de mecanismos rígidos, este método permite adaptar la geometría de un conjunto de perfiles con diferentes longitudes de arco, generando eslabones a través del perfil aerodin·mico los cuales se unen mediante juntas de revoluta y prismáticas. La geometría de cada eslabón es determinada mediante la segmentación de dos perfiles objetivo especificando un error aceptable. La síntesis fue realizada para obtener un mecanismo de un grado de libertad, para lo cual fue necesario encontrar los rotopolos de los eslabones fijos al bastidor y seleccionar los tipos de cadenas cinem·ticas o grupos Assur para encontrar la configuración estructural de los mecanismos. Seis mecanismos con diferentes errores geométricos fueron obtenidos y los perfiles alares construidos con esta metodología se probaron por medio de CFD (Computational Fluid Dynamics) con el fin de encontrar coeficientes de resistencia al avance y levantamiento, los cuales permiten evaluar su eficiencia aerodin·mica. Se selección el mecanismo que mejores características aerodin·micas presenta tanto del perfil inicial como del final, aunque se obtuvieron características muy cercanas a las de los perfiles de diseño. Se realizaron vi simulaciones de dos configuraciones alares para definir los perfiles correctos para de reducir la velocidad, afectando lo menos posible la eficiencia de la morfología establecida. Por ˙último, se obtuvo mediante ecuaciones de restricción perfiles intermedios para los cuales se obtuvo la relación de la posición del eslabón de entrada teniendo en cuenta la reducción de velocidad en el rango de operación.

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