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Rendimiento aerodinámico en un modelo de avión: El DC-6B

Visión general

Fuente: José Roberto Moreto y Xiaofeng Liu, Departamento de Ingeniería Aeroespacial, Universidad Estatal de San Diego, San Diego, CA

El túnel de viento de baja velocidad es una herramienta valiosa para estudiar las características aerodinámicas de las aeronaves y evaluar el rendimiento y la estabilidad de las aeronaves. Utilizando un modelo a escala de un avión DC-6B que tiene una cola extraíble y un balance de fuerza aerodinámica externa de 6 componentes, podemos medir el coeficiente de elevación (CL), coeficiente de arrastre (CD), coeficiente de momento de pitcheo (C M), y el coeficiente de momento de guiso (CN) del modelo de avión con y sin su cola y evaluar el efecto de la cola en la eficiencia aerodinámica, la estabilidad longitudinal y la estabilidad direccional.

En esta demostración, las características aerodinámicas del avión y el rendimiento y la estabilidad del vuelo se analizan utilizando el método de medición del balance de fuerza aerodinámico. Este método es ampliamente utilizado en industrias aeroespaciales y laboratorios de investigación para el desarrollo de aviones y cohetes. Aquí, un modelo de avión DC-6B se analiza en diferentes condiciones de flujo y configuraciones, y su comportamiento se analiza cuando se somete a cambios repentinos.

Procedimiento

La configuración del modelo DC-6B en el balance de fuerza aerodinámica se muestra a continuación.


Figura 1. Modelo DC-6B montado. A) Modelo DC-6B dentro de la sección de prueba del túnel de viento de baja velocidad con un equilibrio aerodinámico externo. B) Modelo DC-6B montado en la balanza por tres puntos articulados. También hay un motor de control de ángulo de guiso, motor de control de paso y un nivel electrónico para calibrar el ángulo

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Resultados

En esta demostración, se midieron las características de rendimiento y estabilidad de un modelo DC-6B en dos configuraciones. En una configuración, una cola de avión convencional se unía al modelo (tail-on), y en la segunda configuración, la cola fue removida y reemplazada por un cono (cola-off). Para cada configuración, se determinó la variación del coeficiente de elevación y el coeficiente de arrastre con ángulo de ataque (Figura 3). También se investigó la variación en el...

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Aplicación y resumen

La prueba de un modelo a pequeña escala utilizando un equilibrio aerodinámico en un túnel de viento permite la determinación de las principales características aerodinámicas de un avión. Una balanza de 6 componentes mide tres componentes de fuerza, fuerzas de elevación, arrastre y laterales, y componentes de tres momentos, paso, guiando y momentos de balanceo.

Cuando se logra la similitud dinámica entre el objeto a escala completa y el modelo, por ejemplo, el número Reynolds es el mi...

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Concepts

3:56

Calibration of Setup

8:26

Force Measurements at a Non-zero Windspeed

10:10

Results

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