Cálculo de Aeronaves (AV) (Curso 2024/2025)

Objetivos

    El objetivo de la asignatura Cálculo de Aeronaves consiste en proporcionar al alumno un conocimiento suficiente de las teorías, metodologías y herramientas empleadas en el diseño y dimensionado preliminar de una aeronave de transporte civil, así como de la normativa aplicable y su explotación comercial.

Prerrequisitos

    No se han establecido requisitos previos.

Competencias

    Conocimiento adecuado y aplicado a la Ingeniería de: La mecánica de fractura del medio continuo y los planteamientos dinámicos, de fatiga de inestabilidad estructural y de aeroelasticidad.
    
    Conocimiento adecuado y aplicado a la Ingeniería de: Los fundamentos de sostenibilidad, mantenibilidad y operatividad de los vehículos aeroespaciales.
    
    Conocimiento adecuado y aplicado a la Ingeniería de: los métodos de cálculo de diseño y proyecto aeronáutico; el uso de la experimentación aerodinámica y de los parámetros más significativos en la aplicación teórica; el manejo de las técnicas experimentales, equipamiento e instrumentos de medida propios de la disciplina; la simulación, diseño, análisis e interpretación de experimentación y operaciones en vuelo; los sistemas de mantenimiento y certificación de aeronaves.
    
    Conocimiento aplicado de: aerodinámica; mecánica y termodinámica, mecánica del vuelo, ingeniería de aeronaves (ala fija y alas rotatorias), teoría de estructuras.
    
    Que los estudiantes hayan demostrado poseer y comprender conocimientos en su área de estudio que parte de la base de la educación secundaria general, y se suele encontrar a un nivel que, si bien se apoya en libros de texto avanzados, incluye también algunos aspectos que implican conocimientos procedentes de la vanguardia de su campo de estudio.
    
    Que los estudiantes sepan aplicar sus conocimientos a su trabajo o vocación de una forma profesional y posean las competencias que suelen demostrarse por medio de la elaboración y defensa de argumentos y la resolución de problemas dentro de su área de estudio.
    
    Que los estudiantes tengan la capacidad de reunir e interpretar datos relevantes (normalmente dentro de su área de estudio) para emitir juicios que incluyan una reflexión sobre temas relevantes de índole social, científica o ética.
    
    Que los estudiantes puedan transmitir información, ideas, problemas y soluciones a un público tanto especializado como no especializado.
    
    Que los estudiantes hayan desarrollado aquellas habilidades de aprendizaje necesarias para emprender estudios posteriores con un alto grado de autonomía.

Resultados de aprendizaje

    Conocimiento de las diferentes configuraciones existentes de aeronaves y sus elementos componentes, así como capacidad crítica para el estudio de nuevas configuraciones.
    
    Adquirir conocimientos avanzados para el cálculo de aeronaves.

Requisitos previos

    No se han establecido requisitos previos.

Descripción de los contenidos

    Configuración General de un Avión de Transporte Subsónico, Arquitectura de Aviones, Métodos de Estimación de Actuaciones en Crucero y Pista, Pesos del Avión, Distribución de Pesos y Centrado, Diseño del Fuselaje, Diseño de Alas para Régimen Subsónico, Dispositivos Hipersustentadores y Superficies de Mando en el Ala, Diseño Preliminar de las Superficies de cola, Disposición del Tren de Aterrizaje, Polar del Avión, Investigación de Accidentes Aéreos, Certificación y Aeronavegabilidad, Determinación del Estado de Cargas, Diseño Estructural de Componentes.
    
    La asignatura tiene por objetivo que el alumno sea capaz de llevar a cabo el diseño preliminar de un avión de transporte comercial moderno. Para ello se deberán tener conocimientos en los siguientes aspectos:
    
    1.    Proyecto de Avión, Fases.
    2.    Introducción a las Normas de Certificación y Aeronavegabilidad. Tipos de Certificados, Autoridades Certificadoras.
    3.    Explotación Comercial de una Aeronave como Criterio de Diseño.
    4.    Configuración General de la Aeronave.
    5.    Arquitectura de Aviones.
    6.    Diseño del Fuselaje.
    7.    Actuaciones en Vuelo Horizontal.
    8.    Actuaciones en Pista y en Ascenso.
    9.    Estimación de Pesos básicos del Avión.
    10.    Dimensionado Inicial, Selección Punto Diseño.
    11.    Pesos vs Alcances.
    12.    Diseño de Alas en Régimen Subsónico.
    13.    Selección de Parámetros básicos del Ala.
    14.    Superficies de Mando y Dispositivos Hipersustentadores.
    15. Polar del Avión.
    16.    Distribución de Pesos y Centrados.
    17.    Superficie Horizontal de Cola.
    18.    Superficie Vertical de Cola.
    19.    Introducción a la Normativa referente al Cálculo Estructural.
    20.    Velocidades de Diseño.
    21.    Envolvente de Maniobra.
    22.    Cargas de Ráfaga.
    23.    Cargas de Maniobra.
    24.    Cargas del Tren sobre la Pista.
    25.    Tren de Aterrizaje. Diseño y Dimensionado.
    26.    Cargas de Maniobra en Tierra.
    27.    Evaluación de la Fatiga y Tolerancia al daño.
    28.    Seguridad en la Aviación.
    29.    Ensayos Estructurales en Tierra.
    30.    Ensayos en Vuelo.

Actividades formativas

     Presentación en el aula de los conceptos relacionados con las asignaturas que componen cada materia y la resolución de problemas que permitan al estudiante conocer cómo abordarlos, así como otras sesiones de tipo presencial en grupo como clases de discusión, puesta en común, etc..
    
     Realización de trabajos en pequeños grupos fuera del aula.
    
     Estudio personal, elaboración de informes, realización de prácticas, etc. como trabajo independiente del estudiante o grupo de estudiantes.
    
     Realización de exámenes y pruebas de evaluación.

Sistema y criterios de evaluación

    A lo largo del curso el alumno tendrá que realizar una serie de trabajos/exposiciones y exámenes como parte del proceso de evaluación continua, verificando de este modo si se han asimilado los conceptos técnicos correspondientes. Los exámenes estarán constituidos por una serie de ejercicios variables en número y grado de dificultad. Es necesario ir provisto de calculadora. Durante la prueba no se permite la utilización de los guiones de clase, apuntes, notas o cualquier otra ayuda toda vez que no se indique lo contrario.
    
    Las fechas de publicación y entrega de los trabajos dependen del grado de avance del temario, pero se anunciarán con la debida antelación (Ver apartado de calendario provisional de asignatura). La nota de un trabajo de evaluación continua que no haya sido entregado equivaldrá a un 0,0.
    
    Para aprobar la asignatura en junio se debe aprobar cada semestre de manera independiente. Cada semestre se podrá aprobar bien por evaluación continua o bien mediante evaluación final.
    
    Evaluación continua
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    •    Primer semestre
    [Q1] Examen 1 (25%): Examen sobre los temas del 1 al 5 (Teoría tipo test y problemas).
    [Q1] Examen 2 (25%): Examen sobre los temas del 6 al 10 (Teoría tipo test y problemas).
    [Q1] Trabajo 1 (8%): Trabajo de dimensionado de fuselaje (incluyendo la defensa del mismo).
    [Q1] Trabajo 2 (7%): Trabajo de estimación de la polar de avión (incluyendo la defensa del mismo).
    
    •    Segundo semestre
    [Q2] Examen 3 (25%): Examen sobre los temas del 11 al 17 (Teoría tipo test y problemas).
    [Q2] Trabajo 3 (10%): Trabajo de dimensionado de ala (incluyendo la defensa del mismo).
    
    Para aprobar un semestre por evaluación continua, no hay nota mínima en cada una de las pruebas y se debe acudir al menos al 60% de las clases. Se recuerda que hay que aprobar cada semestre de manera independiente. El aprobado de cada semestre se conseguirá cuando la media ponderada de los distintos exámenes y trabajos del semestre sea mayor o igual a 5,0.
    
    Convocatoria Enero
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    En caso de no aprobar el primer semestre por evaluación continua, el alumno debe presentarse al examen de la convocatoria ordinaria de enero. La calificación obtenida en esta prueba será la nota de evaluación continua del primer semestre y no se tendrá en cuenta la nota obtenida anteriormente. Un alumno que se presente a este examen, independientemente de la nota obtenida, tiene derecho a realizar el segundo semestre por evaluación continua.
    
    Convocatoria ordinaria (En caso de no superar la evaluación continua)
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    En caso de no aprobar la asignatura por evaluación continua, el alumno debe presentarse al examen de la convocatoria ordinaria de junio. Este examen estará dividido en dos partes diferenciadas correspondientes a cada uno de los semestres. El alumno debe presentarse a la parte correspondiente de los semestres que no haya aprobado por evaluación continua y la calificación obtenida en esta prueba será la nota del semestre no teniéndose en cuenta la nota obtenida anteriormente. De nuevo se recuerda la necesidad de aprobar ambos semestres de manera independiente.
    
    Convocatoria extraordinaria (En caso de no superar ni evaluación continua ni convocatoria ordinaria)
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    En la convocatoria extraordinaria se evaluará todo el temario de la asignatura, siendo la calificación final de la asignatura la obtenida en la prueba, y no se tendrá en cuenta ninguna nota obtenida anteriormente, ni en evaluación continua ni en el examen de la convocatoria ordinaria de junio. Se considera aprobada la asignatura en el examen extraordinario si la nota final es igual o superior a 5,0.
    
    Aparte, los resultados obtenidos por el estudiante en las diferentes pruebas se calificarán en función de la siguiente escala numérica de 0 a 10, con expresión de un decimal, a la que podrá añadirse su correspondiente calificación cualitativa:
    
     a. 0-4,9: Suspenso (SS).
     b. 5,0-6,9: Aprobado (AP).
     c. 7,0-8,9: Notable (NT).
     d. 9,0-10: Sobresaliente (SB).
    
    La mención de «Matrícula de Honor» se otorgará a estudiantes que hayan obtenido una calificación igual o superior a 9,0. Su número no podrá exceder del cinco por ciento de los estudiantes matriculados en la materia en el correspondiente curso académico, salvo que el número de estudiantes matriculados sea inferior a 20, en cuyo caso se podrá conceder una sola «Matrícula de Honor».

Bibliografía

    Complementaria:
    1.- Egbert Torenbeek
            Synthesis of Subsonic Airplane Design: Delft University Press
            ISBN: 9024727243
    2.- Jan Roskam
            Airplane design: DARCorporation
            ISSN: 1-884885-42-x
    3.- L. M. Nicolai
            Fundamentals of Aircraft Design: AIAA Education Series
            ISBN: 1600867510