diseño aeronautico
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caracteristicas de las aeronaves asi como los principales problemas a la cual estan expuestos.TRANSCRIPT
DISEÑO AERONAUTICO.
ALUMNO: JOSE SALDAÑA ROBLES.
PROFESOR: CORONA GUZMAN ANTONIO.
2 DE JUNIO DE 2014
PROTOCOLO DEL PROYECTO FINAL.
-PORTADA.
-INDICE.
-INTRODUCCION.
-CAPITULO 1 (PLANEACION Y PROBLEMATIZACION).
1.1 ELECCION DEL TEMA.
1.2 JUSTIFICACION DEL TEMA.
1.3 DELIMITACION DEL TEMA.
1.3.1 Delimitación temática
1.3.2 Delimitación geográfica
1.3.3 Delimitación espacial
1.3.4 Delimitación temporal
1.4 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA.
1.4.1 DESCRIPCION DEL PROBLEMA.
1.4.2 PREGUNTAS DE INVESTIGACION.
1.4.3 FORMULACION DEL PROBLEMA.
1.5 OBJETIVO GENERAL.
1.5.1 OBJETIVOS ESPECIFICOS.
-CAPITULO 2 (MARCO TEORICO REFERENCIAL): FUNDAMENTACION.
2.1 ANTECEDENTES HISTORICOS DEL TEMA.
2.2 MARCO CONTEXTUAL.
2.3 DEFINICION CONCEPTUAL (PALABRAS CLAVE).
2.4 ESTADO DEL ARTE.
2.5 DESARROLLO TEORICO.
- CAPITULO 3 DISEÑO METODOLOGICO.
3.1 DISEÑO DE HIPOTESIS DE TRABAJO.
3.2 DISEÑO DE HIPOTESIS NULA.
3.3 DISEÑO DE HIPOTESIS ALTERNA.
3.4 OPERACIONALIZACION DE HIPOTESIS DE TRABAJO.
3.5 OPERACIONALIZACION DE LAS VARIABLES DE LA HIPOTESIS DE TRABAJO.
3.6 DISEÑO DEL INSTRUMENTO PARA RECABAR INFORMACION.
3.7 ANALIZIS DE LA INFORMACION OBTENIDA A TRAVEZ DEL DISEÑO DE UNA MATRIZ.
3.8 EN CASO DE QUE EL ESTUDIO SEA CUANTITATIVO, DETERMINAR POBLACION Y MUESTRA.
3.9 EN CASO DE QUE EL ESTUDIO SEA CUALITATIVO SE UTILIZARA EL METODO DE ESTUDIO DE CASO; O BIEN OTRO METODO QUE SEA PROPIO.
-INTRODUCCION.
Esta investigación trata sobre el diseño aeronáutico, más adentrado en los
problemas que se presentan en las aeronaves, debido a un aumento repentino de
accidentes aéreos los cuales la mayoría son por causas de la estructura y su
inadecuado mantenimiento; este insatisfactorio mantenimiento se da por la falta de
concentración y por el simple hecho de que el personal no está altamente
calificado ni mucho menos adiestrado para este trabajo.
-CAPITULO 1 (PLANEACION Y PROBLEMATIZACION).
1.1 ELECCION DEL TEMA.
“Diseño Aeronáutico”.
1.2 JUSTIFICACION DEL TEMA.
La gran importancia de buscar nuevas soluciones que prevenga los problemas
que se presentan en las aeronaves, debido al gran aumento de accidentes en los
últimos años.
1.3 DELIMITACION DEL TEMA.
1.3.1 Delimitación temática: diseño aeronáutico.
1.3.2 Delimitación geográfica: Mexicali.
1.3.3 Delimitación espacial: instituto de ingeniería Mexicali BC.
1.3.4 Delimitación temporal: (2014-1).
1.4 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA.
Evaluar los daños y sus tipos que se dan en las aeronaves y el cómo introducir en
la industria aeroespacial solución que nos ayuden a prevenir accidentes en
aeronaves.
1.4.1 DESCRIPCION DEL PROBLEMA.
1.4.2 PREGUNTAS DE INVESTIGACION.
1.- ¿Qué es y en que consiste el diseño aeronáutico?
2.- ¿Tipos de diseño aeronáutico?
3.- ¿Cuáles son los problemas que se presentan en una aeronave?
4.- ¿Qué métodos de prevención de accidentes o fallas en aeronaves existen?
5.- ¿Qué métodos de prevención utilizan las empresas dedicadas a la industria
aeroespacial ubicadas en Mexicali y de qué forma podríamos introducir nuevos
métodos de prevención?
1.4.3 FORMULACION DEL PROBLEMA.
1.5 OBJETIVO GENERAL.
Conocer y comprender acciones de prevención de fallas y problemas en las
aeronaves, con la finalidad de poder crear soluciones a los problemas que se
presentan en una aeronave.
1.5.2 OBJETIVOS ESPECIFICOS.
1.5.2.1 Conocer y comprender la metodología teórica del diseño Aeronáutico.
1.5.2.2 Identificar y explicar los problemas que se dan en el diseño de
aeronaves debido al incremento de accidentes en los últimos años,
con la finalidad de saber cuáles son los problemas más comunes en la
industria aeronáutica.
1.5.2.3 Recoger y estimar el porcentaje de accidentes, fallas y problemas en
aeronaves, con el fin de saber la gravedad de la problemática.
1.5.2.4 Reconocer y explicar las causas de los problemas en las aeronaves,
con el objeto de saber qué es lo que causa una falla en una aeronave.
1.5.2.5 Definir y explicar las medidas de prevención, con el fin de saber que
técnicas se utilizan en las diferentes industrias aeronáuticas para
evitar accidentes.
1.5.2.6 Examinar e interpretar soluciones a través de las medidas de
prevención, con el objeto de desarrollar nuevas técnicas de
prevención de fallas y problemas en aeronaves.
-CAPITULO 2 (MARCO TEORICO REFERENCIAL): FUNDAMENTACION.
2.1 ANTECEDENTES HISTORICOS DEL TEMA.
A efectos de ubicar en el espacio y en el tiempo la génesis del tema “Diseño
aeronáutico”, se establecen a continuación los antecedentes históricos
correspondientes; De acuerdo con David a. Caughey (2008) “datan desde 1799
los primeros planos de una aeronave, dibujados por Sir George Cayley quien
entendió la importancia de la elevación y la propulsión” (p.3)
“Primera ascensión pública de un globo fue en 1733 de los hermanos Montgolfier,
en Anonay, Francia (junio 4). Jacques Charles y los hermanos Robert lanzan el
primer globo de hidrógeno (Paris, agosto 28); Pilatre de Rozier es el primer
hombre que asciende en un globo cautivo”(gentileza de Sergio barrios, 2004, p.14)
“En 1836 charles Green realiza el primer vuelo internacional en globo entre
Londres y Nassau 768 kilómetros en 18 horas.”(Gentileza de Sergio barrios, 2004,
p.14)
“en 1870 Otto lilienthal desarrollo tablas de sustentación de fuerza y resistencia
sobre la base, ante su fallecimiento fue conocido como el padre del ala delta” Ídem
(p.4).
“a finales de 1800 y principios de 1900 los hermanos Wright hicieron el primer
vuelo en planeador, además de desarrollar la primer teoría de las hélices” Ídem
(p.7).
“en 1906 santos dumont realiza el primer vuelo en público en un avión, en
parís.”(Gentileza de Sergio barrios, 2004, p.14)
“en 1927 sikorski construye el primer avión de cuatro motores.”(Gentileza de
Sergio barrios, 2004, p.15)
“en 1927 se comenzó la era moderna de las aeronaves con la creación del ryan
monoplane” Ídem (p.9).
“en julio de 1942 se inició la era de los aviones supersónicos, el primer avión
supersónico fue el messerschmit me 262” Ídem (p.12).
“2005 es el año en que comenzó la última generación con la creación del avión
militar B-2 capaz de no ser detectado por los radares” Ídem (p.18).
2.2 MARCO CONTEXTUAL.
2.3 DEFINICION CONCEPTUAL (PALABRAS CLAVE).
Con la finalidad de establecer un perspectiva de análisis y síntesis se define a
continuación, de manera textual, los términos o conceptos fundamentales en la
estructuras de la temática “Diseño Aeronáutico”. De esta manera se define el
enfoque que el desarrollo teórico que este proyecto tendrá.
Aeronáutica, Diseño aeronáutico, Fuselaje, Alas, Sistema estabilizador, Tren de
aterrizaje, Moto propulsor.
Fallas aeronáuticas:
Falla critica, Falla intolerable.
Tipos de mantenimiento:
Mantenimiento preventivo, Mantenimiento predictivo, Mantenimiento correctivo.
2.4 ESTADO DEL ARTE.
A efectos de darle vigencia a la investigación referida “Diseño aeronáutico” se
realiza una investigación exploratoria con el fin de identificar aquellos proyectos
que actualmente se están desarrollando con respecto al tema elegido. Es por ello,
que se buscara en base de datos de manera estratégica: universidades europeas;
asiáticas; nórticas y americanas.
-un nuevo sistema de ala inteligente que minimice el ruido creado por la aeronave
y la emisión de CO2.
Arantza Tapia a, López gandasegui b, Javier Ponce c.
a asociación público-privada entre la Comisión Europea y la industria aeronáutica.
Cleansky
b Agencia Vasca de Desarrollo Empresarial.SPRI.
c Centro para el Desarrollo Tecnológico Industrial. CDTI.
El proyecto NOGAP es lo último de lo último en lo que se trabaja en la actualidad
en algo tan básico como fundamental en la industria aérea: los materiales. CT
Ingenieros está en la línea de lo que necesita el programa Clean Sky. Algo mucho
más inteligente es invertir en este tipo de desarrollos, previniendo la
contaminación y mejorando la eficiencia, que penalizar el que luego se contamine
siguiendo la filosofía del comercio de emisiones.
El programa de investigación europeo Clean Sky persigue reducir la huella de
CO2 de la aviación comercial con el desarrollo de nuevas tecnologías. Dentro del
programa se llevan a cabo varias iniciativas de este tipo, en un modelo de
colaboración público privada, como el que se acaba de adjudicar CT Ingenieros,
NOGAP, cuyo objetivo fundamental es el desarrollo de un ala capaz de volar en
flujo laminar, reduciendo la resistencia de las alas en un 25 por ciento respecto a
los modelos actuales, lo que implicaría reducir el consumo de combustible y la
huella de CO2 hasta en un 10 por 100.
El problema de la tecnología actual es que el salto aerodinámico que se produce
en la integración de los componentes del ala hace que el flujo de esta sea
fundamentalmente turbulento. SFWA (Smart Fixed Wing Aircraft) es el área
técnica, liderada por Airbus y SAAB y que reúne en consorcio a más de 35
empresas, encargada de desarrollar esta tecnología clave dentro de CLEAN SKY.
Su mayor objetivo es conseguir un ala en la que el salto aerodinámico en la
integración de sus distintos componentes sea el mínimo posible, asegurando el
flujo laminar.
El proyecto surgió como un consorcio de actuación público-privada, para acelerar
los desarrollos tecnológicos y acortar el tiempo de comercialización de las nuevas
soluciones más sostenibles, como fase previa al ensayo de un avión completo y
en vuelo. El programa seguirá investigando hasta 2017, con el objetivo de reducir
el consumo de combustible y, en consecuencia, disminuir las emisiones de CO2
de las aeronaves de mediano y largo alcance, entre un 10 y un 20 %. Además,
Clean Sky investiga para reducir la emisión de ruidos entre 5 y 10 decibelios.
En este punto es donde CT Ingenieros ha resultado la ganadora para realizar el
prototipo de sellado automático del ala de flujo laminar. Basada en su experiencia
en la automatización del sellado en automoción, en este proyecto, denominado
NOGAP, CT desarrollará un sistema de sellado automático, que gracias a la
integración de la visión artificial y el escaneo láser, junto a un innovador sistema
de inyección variable, permitirá elevar el nivel de acabado de los sellados
aerodinámicos actuales exponencialmente hasta hacer posible el "ala inteligente"
2.5 DESARROLLO TEORICO.
Una vez definidas las palabras clave que fortalecen la perspectiva de análisis del
marco teórico, se procede a desarrollar, mediante citas textuales, los fundamentos
teóricos necesarios.
Aeronáutica: “La aeronáutica es aquella disciplina que se ocupa del estudio, el
diseño y la manufactura de los aparatos mecánicos capaces de volar, y por otra
parte, también, se ocupa del conjunto de técnicas que facilitan el control de una
aeronave.”(Ilan Kroo, 2005, p.4)
Diseño aeronáutico: “En aeronáutica los términos diseño o estructura se refieren a
la estructura mecánica de una aeronave y, como generalmente se utiliza, no
incluye el sistema de propulsión.”(Ilan Kroo, 2005, p.6)
Fuselaje: “es cuerpo principal de la estructura del avión, cuya función principal es
la de dar cabida a la tripulación, a los pasajeros y a la carga, además de servir de
soporte principal al resto de los componentes.” (Ilan Kroo, 2005, p.6)
Alas: “En su diseño se tienen en cuenta numerosos aspectos: peso máximo a
soportar, resistencias generadas, comportamiento en la pérdida, etc. o sea, todos
aquellos factores que proporcionen el rendimiento óptimo para compaginar la
mejor velocidad con el mayor alcance y el menor consumo de combustible
posibles.” (Ilan Kroo, 2005, p.7)
Sistema estabilizador: “Está compuesto en general por un estabilizador vertical y
otro horizontal. Como sus propios nombres indican, su misión es la de contribuir a
la estabilidad del avión sobre sus ejes vertical y horizontal.” (Ilan Kroo, 2005,
p.107)
Tren de aterrizaje: “Tiene como misión amortiguar el impacto del aterrizaje y
permitir la rodadura y movimiento del avión en tierra.” (Ilan Kroo, 2005, p.107)
Moto propulsor: “Encargado de proporcionar la potencia necesaria para
contrarrestar las resistencias del aparato, tanto en tierra como en vuelo, impulsar a
las alas y que estas produzcan sustentación, y por último para aportar la
aceleración necesaria en cualquier momento.” (Ilan Kroo, 2005, p.107)
Fallas aeronáuticas:
1-Falla critica: “es aquella cuya consecuencia es indeseable que la aplicación de
mantenimiento preventivo evita que la falla ocurra.” (Ilan Kroo, 2005, p.108)
2-Falla intolerable: “es aquella cuya consecuencia no es aceptable desde un punto
de vista financiero o político.” (Ilan Kroo, 2005, p.108)
Tipos de mantenimiento:
1-Mantenimiento preventivo: “acciones de mantenimiento, basadas en el manual
de diseño o experiencias pasadas, para disminuir la ocurrencia de fallas.” (Ilan
Kroo, 2005, p.109)
2-Mantenimiento predictivo: “acciones de mantenimiento, basadas en las
condiciones de un equipo o de un sistema, para prevenir la ocurrencia de fallas.”
(Ilan Kroo, 2005, p.109)
3-Mantenimiento correctivo: “acciones de mantenimiento orientadas a restablecer
el funcionamiento de un equipo o de un sistema, a sus condiciones normales de
operación, después de que el mismo ha fallado.” (Ilan Kroo, 2005, p.109)
- CAPITULO 3 DISEÑO METODOLOGICO.
3.1 DISEÑO DE HIPOTESIS DE TRABAJO.
El uso adecuado y a tiempo de las técnicas de prevención de fallas y problemas
en el diseño aeronáutico proporciona mayor seguridad a la hora de despegar y
mientras esta en el aire una aeronave.
3.2 DISEÑO DE HIPOTESIS NULA.
El uso adecuado y a tiempo de técnicas de prevención de fallas o problemas en
aeronaves, no da mayor seguridad a la hora en que una aeronave está en el aire.
3.3 DISEÑO DE HIPOTESIS ALTERNA.
Mediante el uso adecuado y a tiempo de técnicas de prevención de problemas y
fallas en aeronaves puede haber menor seguridad a la hora en que emprenda
vuelo una aeronave.
3.4 OPERACIONALIZACION DE HIPOTESIS DE TRABAJO.
3.5 OPERACIONALIZACION DE LAS VARIABLES DE LA HIPOTESIS DE TRABAJO.
X1=aplicación.
X2=velocidad.
X3=tiempo.
X4=seguridad.
Y1=evitar y disminuir.
Y2= Km/s, m/s, pies/s, etc.
Y3=S, min, h, días, etc.
Y4=resguardar y garantizar.
3.6 DISEÑO DEL INSTRUMENTO PARA RECABAR INFORMACION.
Universidad autónoma de baja california facultad ingeniería tronco común.
Cedula de entrevista
La aplicación de la presente cedula de entrevista, tiene como finalidad verificar
empíricamente la siguiente hipótesis de trabajo: “El uso adecuado y a tiempo de
las técnicas de prevención de fallas y problemas en el diseño aeronáutico
proporciona mayor seguridad a la hora de despegar y mientras esta en el aire una
aeronave.” Por lo cual solicitamos de la manera más atenta su valiosa
colaboración.
Nayma Santiago.
Cargo: coordinadora
Aerospace Cluster of Mexicali.
Es una organización entre la industria aeroespacial de Mexicali y baja california.
¿Cuáles son los problemas que se presentan en una aeronave?
¿Qué métodos de prevención utilizan las empresas aeroespaciales en Mexicali?
¿De qué forma podemos mejorar esos métodos de prevención?
3.7 ANALIZIS DE LA INFORMACION OBTENIDA A TRAVEZ DEL DISEÑO DE UNA MATRIZ.
Pregunta Respuesta teórica Respuesta Relación entre
empírica o practica
teórica y empírica
¿Cuáles son los
problemas que se
presentan en una
aeronave?
Que los trenes no
salen, fallas en el
sistema de
control, problemas
en la estructura y
fallas en las
turbinas.
Los problemas
más frecuentes
son a las fallas en
el tren a la hora
de aterrizar por
causa de un mal
mantenimiento en
la estructura del
tren de aterrizaje.
La relación se da
en que sus fallas
se dan más
frecuente mente
por falta de
mantenimiento en
la estructura del
avión en lugar del
sistema de
control.
¿Qué métodos de
prevención utilizan
las empresas
aeroespaciales en
Mexicali?
El piloto siempre
debe dar una
vuelta a la
aeronave,
inspeccionar las
superficies de
control, los flaps,
los alerones, los
trenes de
aterrizaje.
No se puede
juzgar un mal
mantenimiento,
tendría que ver
mucho con el
sistema, que falle
por fatiga, o se
rompa un
componente o el
mismo error
humano. La
mayoría de las
veces ha sido por
Podemos
determinar que los
problemas no son
solo del avión,
sino que también
son en las
personas que no
hacen un
adecuado
mantenimiento de
la aeronave, para
que la aeronave
sea segura el
error humano personal tiene que
asegurar cada
centímetro del
avión.
¿De qué forma
podemos mejorar
esos métodos de
prevención?
La forma en que
podemos mejorar
estas técnicas es
ir a la par de la
tecnología
aeronáutica.
Estas solo se
pueden mejorar
aplicando las
nuevas técnicas
en las aeronaves
para tomar en
cuenta si estas
funcionan.
La mejor manera
de mejorar estas
técnicas es ir a la
par de las más
modernas
aeronaves y
técnicas de
prevención de
fallas y
problemas,
teniendo una
aplicación
adecuada por
personal
capacitado.
3.8 EN CASO DE QUE EL ESTUDIO SEA CUANTITATIVO, DETERMINAR POBLACION Y MUESTRA.
Con base en Ginebra, la Oficina de Registro de Colisiones Aéreas (ACRO: Aircraft
Crashes Record Office) recopila estadísticas de accidentes aeronáuticos de
aviones que están en capacidad de llevar más de seis pasajeros y no incluye
helicópteros, globos, o aviones caza. Debe tenerse en cuenta que la ACRO no es
una organización gubernamental oficial.
En el listado más reciente de ACRO, el año 2011 resulta ser el año más seguro en
aviación desde 1934 con 117 accidentes registrados, mientras que el año 2004 es
en el que se reportan menos víctimas fatales (771).
Estas cifras podrían ser menores que el total de accidentes de aviación y muertos
registrados, en la medida en que la ACRO sólo considera aquellos accidentes en
los que un avión sufre un daño tan severo que supone su salida de circulación
definitiva.
Año muertes # de accidentes
2011 828 117
2010 1 120 133
2009 1 106 133
2008 884 160
2007 973 150
2006 1 295 168
Año muertes # de accidentes
2005 1 461 187
2004 771 172
2003 1 233 201
2002 1 415 185
2001 1 535 202
2000 1 582 189
1999 1 139 213
En México, la Secretaría de la Defensa Nacional (Sedena), señala que de las 350
aeronaves de ala fija y ala rotativa con que cuenta la FAM, en los últimos 9 años
se han registrado 44 accidentes aéreos, y 212 incidentes aéreos, en los cuales, 69
caso fueron por factor humano, 101 factor material, cinco por factor humano y
material, cuatro por factor humano y ambiental, 13 por factor ambiental, 21 por
impacto de ave, 26 por factor externo y 17 por riesgo inherente.
El estudio, señala que entre las condiciones inseguras que pueden ser detectadas
con suficiente tiempo, antes del accidente, se encuentra la falta de adiestramiento,
la impericia, la improvisación, la disminución de las capacidades mentales o física,
la complacencia y la indisciplina, entre otras, que en todo caso, se pudieran
presentar de forma aislada o estar presentes dos o más de ellas a la vez.
-National safety county.
3.9 EN CASO DE QUE EL ESTUDIO SEA CUALITATIVO SE UTILIZARA EL METODO DE ESTUDIO DE CASO; O BIEN OTRO METODO QUE SEA PROPIO.