INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL U.P. ESIME TICOMNAvin FnixAlumnos: Antonio Rodrguez Nava Enrique Loera Soto Jonathan

Profesor: Fausto Rodrguez Ibarra Materia: Aerodinmica

Grupo: 4AM3

Lunes 6 de Diciembre de 2010

Avin Fnix

En la pelcula El vuelo del fnix se narra una historia de varios tripulantes de un avin que despus de retirarse de su estancia en Mongolia, van hacia Beijing con el afn de encontrarse con una nueva vida, todos aborda al avin Fairchild C-119 sin ningn temor, hasta que en pleno vuelo se encuentran con una tormenta de arena, la cual no es evitada por el capitn como debiera ser y este intenta pasarla por encima sin tener en cuenta que el techo de vuelo de su aeronave no lo alcanza, as que ocurre lo inevitable y pierden un motor, y se estrellan en la nada, en un punto del Desierto de Gobi, Mongolia, que no tiene cobertura de red ni nada por el estilo, as que se ponen a pensar hasta que a alguien se le ocurre disear y construir un avin con las partes del viejo, as que de eso trata este trabajo, determinar con el diseo del nuevo si es capaz de volar.

2.93m

4.87m

12.2m

3m

8m 33m

Y el diseo que se realizo fue este:

Calcularemos el rea del ala completa de la siguiente forma:

4.87m

2.93m

Donde su rea ser calculada de la siguiente manera: A=2*B+bh2=4.87+2.93*12.2=95.16m2 Su conicidad de la aeronave ser =2.934.87=0.601642 Y su alargamiento ser de: A=6.3

Una vez obtenido esto podemos realizar la tabla para determinar el CL mx. que puede tener el ala para as poder realizar la grfica de levantamiento necesaria para determinar si el avin es capaz de volar o no. Sabemos que el perfil que utiliza la aeronave es el NACA 2418 y que su CL mx. es de 1.3 La grafica es la siguiente: Estacin 0 0.2 0.4 0.6 0.8 0.9 0.95 0.975 1 y 0 2.44 4.88 7.32 9.76 10.98 11.59 11.895 12.2 C 4.87 4.482 4.094 3.706 3.318 3.124 3.027 2.9785 2.93 La 1.267 1.218 1.132 1.002 0.8 0.615 0.466 0.34 0 Cla 1.0146406 571 1.0598393 574 1.0783585 735 1.0544522 396 0.9403254 973 0.7677656 850 0.6003964 321 0.4451905 321 0 CL=0.2 0.20292 813 0.21196 787 0.21567 171 0.21089 045 0.18806 51 0.15355 314 0.12007 929 0.08903 811 0 CL=0.4 0.40585 626 0.42393 574 0.43134 343 0.42178 09 0.37613 02 0.30710 627 0.24015 857 0.17807 621 0

CL=0.6 0.60878 439 0.63590 361

CL=0.8 0.81171 253 0.84787 149

CL=0.9 0.91317 659 0.95385 542

CL=1.1 1.11610 472 1.16582 329

CL=1.21 1.22771 52 1.28240 562

0.64701 514 0.63267 134 0.56419 53 0.46065 941 0.36023 786 0.26711 432 0

0.86268 686 0.84356 179 0.75226 04 0.61421 255 0.48031 715 0.35615 243 0

0.97052 272 0.94900 702 0.84629 295 0.69098 912 0.54035 679 0.40067 148 0

1.18619 443 1.15989 746 1.03435 805 0.84454 225 0.66043 608 0.48970 959 0

1.30481 387 1.27588 721 1.13779 385 0.92899 648 0.72647 968 0.53868 054 0

Y con esto podemos checar que el CL= 1.21 es su CL mx. que puede tener el ala porque es donde tiene la tangencia con el CL mx. del perfil. La grafica queda de la siguiente manera:

Para obtener la velocidad del avin se propone que el nuevo diseo tendr el 35% del peso original de la aeronave, es decir que si el avin contaba con 28100kg de peso y como son 9 los tripulantes del avin se supone que cada uno tiene un peso estimado de 70 kg as que sern 630 kg que se le aadieran al avin por lo que el peso neto que tendr el avin ser de 5510kg. Se sabe que el CL no ser el mximo, debido a que en el desierto y debido a los ajustes de empotramiento de la aeronave su CL alar ser aproximadamente de 1 o menos, por lo que nosotros utilizaremos el de 1. v=2W*S*CL=2(10465kg)0.110899337UTMm3*96.16m2*1=44.3019 m/s

Se utilizara un CL mx. el cual se determinara con: CL=2L*S*V2= 2(10465kg)0.110899337UTMm3*96.16m2*43.30192=1.14

Despus se determina a realizar la tabla para el levantamiento del nuevo avin el cual es la siguiente Estacin 0 0.2 0.4 0.6 0.8 0.9 y 0 2.44 4.88 7.32 9.76 10.98 C 4.87 4.482 4.094 3.706 3.318 3.124 Cl 0.531030 19 0.554685 73 0.564378 09 0.551866 29 0.492136 03 0.401823 l ala 516.2375 92 496.2726 02 461.2320 08 408.2636 68 325.9590 16 250.5809

79 0.95 0.975 1 11.59 11.895 12.2 3.027 2.9785 2.93 0.314228 12 0.232998 36 0

94 189.8711 27 138.5325 82 0

Donde al obtener su ecuacin de la curva por el mtodo de mnimos cuadrados se obtiene que la ecuacin sea la siguiente: Y= -0.0189x6+0.6807x5-9.3566x4+60.357x3-180.9x2+187.43x+516.2 Integramos la funcin A=012.2-0.0189x6+0.6807x5-9.3566x4+60.357x3-180.9x2+187.43x+516.2 A=4730.7kg Por lo que al sumar las dos reas tenemos que la envergadura completa genera un levantamiento de 9461.4, ms que el mismo peso del avin por lo que el avin tiene la suficiente eficiencia para poder volar. Solo nos faltara determinar el del empenaje horizontal para checar su eficiencia. Realizaremos los mismos pasos para el empenaje horizontal donde pondr su tabla para determinar su CL mx. El empenaje horizontal cuenta con un perfil NACA 4409 y su CL mx. del perfil es de 0.8. El avin cuenta con una envergadura de 8m en E.H. Estaci n 0 0.2 0.4 0.6 y 0 1.6 3.2 4.8 C 3 3 3 3 La 1.282 1.248 1.168 1.019 Cla 1.4102 1.3728 1.2848 1.1209 CL mx. perfil 0.8 0.8 0.8 0.8 CL=0.2 0.28204 0.27456 0.25696 0.22418 CL=0.4 0.56408 0.54912 0.51392 0.44836 CL=0.57 0.80381 4 0.78249 6 0.73233 6 0.63891

3 0.8 0.9 0.95 0.975 1 6.4 7.2 7.6 7.8 8 3 3 3 3 3 0.748 0.539 0.39 0.282 0 0.8228 0.5929 0.429 0.3102 0 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.16456 0.11858 0.0858 0.06204 0 0.32912 0.23716 0.1716 0.12408 0 0.46899 6 0.33795 3 0.24453 0.17681 4 0

Su grafica es la que sigue Y por ltimo determinamos la grfica de levantamiento del empenaje horizontal, donde su Cl mx. utilizado es de 1.98 (extrado de la ecuacin de CL) CLtotal=2L*S*V2 Estacin y C Cl l empenaj e horizonta l 83.85081 25 81.627 76.3945 66.64896 88 48.92387 5 35.25396 88 25.50843

0 0.2 0.4 0.6 0.8 0.9 0.95

0 1.6 3.2 4.8 6.4 7.2 7.6

3 3 3 3 3 3 3

0.140018 22 0.136304 79 0.127567 31 0.111293 74 0.081695 5 0.058868 82 0.042595

25 0.975 1 7.8 8 3 3 0.030799 64 0

75 18.44456 25 0

Su ecuacin de esta curva es: Y=-0.031x6+0.7394x5-6.7088x4+28.48x3-56.245x2+38.678x+83.846 Integrando A=08-0.031x6+0.7394x5-6.7088x4+28.48x3-56.245x2+38.678x+83.846 A= 523.54kg Su rea es mayor al 5% del peso de la aeronave, por lo que podemos determinar que el avin tiene otro pro a favor de que si volara.

Ya se prosigui a saber que la aeronave volara si no tuviera a los tripulante en su extrads, en un mundo ideal sabemos que este diseo sin la tripulacin tendra un magnifico desempeo, pero siendo muy objetivos el avin no volara, ya que el flujo se desprendera desde la cuerda de raz de las dos alas, ya que al estar los hombres en esta parte se ve claramente que la eficiencia aerodinmica se vera decadente, por lo que sera muy difcil de determinar en un intento bien hecho que el avin vuele, pero almenos al realizar esta conclusin del avin ideal, este diseo cumple con sus expectativas de salvarlos de la muerte.