Introducción a la aeroelasticidad y a las cargas dinámicas.
- Aeroelasticidad como tarea multidisciplinar
- Un vistazo a los Modos normales
- Problemas de estabilidad frente a problemas de respuesta
- Mecanismos básicos de flameo. CS25.629
Aeroelasticidad 2D: conceptos básicos con algunas soluciones analíticas 2D
- El perfil aerodinámico de ¾ tramo. Modos de cabeceo y vertical.
- Revisando la aerodinámica estacionaria. La atmósfera estándar.
- Introducción a la aerodinámica no-estacionaria 2D: Wagner, Küssner, Theodorsen.
- Solución de la ecuación aeroelástica 2D.
- Sensibilidad a Xcg.
Aeroelasticidad estática 2D y 3D: divergencia e inversión de control
- Aeroelasticidad estática de un perfil aerodinámico rígido 2D.
- Aeroelasticidad estática de un ala fija
- Divergencia. Efecto del ángulo de barrido sobre la velocidad de divergencia.
- Control de la eficacia. Efecto de la flexibilidad del ala sobre la efectividad del mando.
Aeroelasticidad 3D: el modelo estructural y los modos normales
- Revisando el sistema de 1 d.o.f.
- Sistemas de Múltiples d.o.f.
- El método de los elementos finitos (FEM) para el análisis estructural.
- Desde modelos de barra hasta modelos FEM completos. La matriz de rigidez.
- Modelos masivos. La matriz de masas.
- Condensación.
- Modos estructurales normales. Frecuencias y formas modales.
El análisis modal experimental y ensayo de vibración en tierra (GVT). Validación de modelo dinámico.
- Descripción del ensayo de vibración del tierra (GVT).
- Introducción al procesamiento de señales digitales (DSP). La Transformada Rápida de Fourier (FFT).
- Análisis modal experimental.
- Comparación entre prueba y simulaciones. MAC.
- Actualización del modelo FEM para que coincida con los resultados de GVT.
Aeroelasticidad 3D: aerodinámica no-estacionaria, orígenes (Wagner, Küssner, Theodorsen). Rodden y el método doublet-laticce (DLM)
- Continuando con aerodinámica no-estacionaria 2D.
- El método de elementos finitos (FEM) para análisis aerodinámico.
- Rodden y el método método doublet-laticce
- Correcciones aerodinámicas para que coincida con el túnel de viento o las pruebas de vuelo.
La ecuación del flutter y su solución (aeronave natural)
- Derivación de la ecuación de flutter a partir de ecuaciones de Lagrange.
- Solución de autovalores y autovectores de matrices complejas.
- Evolución de la frecuencia modal y amortiguación modal con la velocidad de vuelo.
- Descubriendo el diagrama V-g
- Descripción física de los mecanismos clásicos de flameo de las superficies sustentadoras.
- Regulaciones de aeronavegabilidad CS25.629 (y la evolución de FAR 25.629 y JAR 25.629)
Sensibilidad de la velocidad flameo. Balance de masa de la superficie de control. Aeroservoelasticidad (acoplamiento con las leyes del sistema de control de vuelo)
- Análisis de sensibilidad: configuración másica, número de Mach, momento de charnela aerodinámico de la superficie de control, etc.
- Descripción física de los mecanismos clásicos de aleteo de la superficie de control.
- Sensibilidad para controlar el balance de masa de la superficie.
- Cubrir incertidumbres y abordar casos de fallo (fallos estructurales individuales, tolerancia a daños, entrada de agua, delaminaciones compuestas ...)
- Revisando los controles de la aeronave. Introducción a las leyes del sistema de control de vuelo de aeronaves.
- Aeroservoelasticidad.
- Descripción física de los acoplamientos aeroservoelásticos más habituales.
Prueba de flameo en vuelo. Validación del modelo aeroelástico. Resumen de problemas de estabilidad aeroelástica.
- Descripción de Flight Flutter Test (FVT).
- Respuesta de la aeronave al control de pulsos y barridos de superficie.
- Revisando el procesamiento de señales digitales (DSP). Tratamiento de ruidos. Promedio. Ventanas. Aliasing. Leakage,...
- Análisis modal experimental aplicado a la prueba de vuelo.
- Comparación entre pruebas de vuelo y simulaciones. Dispersión.
- Resolución de problemas de estabilidad aeroelástica.
El concepto de cargas. Estaciones de monitorización. Control de esfuerzo y las cargas de fatiga. Cargas dinámicas y por qué son diferentes de las cargas estáticas. Respuesta estructural a la excitación transitoria.
- ¿Qué es rápido y qué es lento?
- Respuesta directa frente a respuesta modal
- Respuesta en el dominio de la frecuencia
- Respuesta en el dominio del tiempo
Cargas dinámicas terrestres: aterrizaje dinámico y taxi
- Relevancia
Cargas dinámicas en vuelo: Ráfaga, Turbulencia y bataneo