Mecánica del Vuelo (AV) (Curso 2021/2022)

Objetivos

    Que el alumno tenga un conocimiento del comportamiento, actuaciones estabilidad y control de los vehículos aeronáuticos atmosféricos.
    
     Adquirir conocimientos practicos y teóricos de la mecánica del vuelo
    

Competencias

    Conocimiento adecuado y aplicado a la Ingeniería de: Los fenómenos físicos del vuelo, sus cualidades y su control, las fuerzas aerodinámicas, y propulsivas, las actuaciones, la estabilidad.
    
    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.
    
    Conocimiento del comportamiento en vuelo de aeronaves en todas sus configuraciones.

Descripción de los contenidos

         Conceptos Básicos de Mecánica del Vuelo, Ecuaciones Generales de Movimiento del avión, Fuerzas Aerodinámicas y Propulsivas, Actuaciones de Aeronaves, Estabilidad y Control Estáticos, Estabilidad y Respuesta del Avión en Cadena Abierta.
    
     1. Introducción a la mecánica del vuelo. Conceptos Fundamentales.
     1.1. La mecánica del vuelo como ciencia
     1.2. Problemas de actuaciones
     1.3. Problemas de estabilidad y control
     1.4. Problemas de aeroelasticidad
     1.5. Sistemas básicos de referencia y relaciones entre los mismos
     2. Ecuaciones generales del movimiento
     2.1. Relaciones dinámicas
     2.2. Relaciones cinemáticas y determinación de la trayectoria
     2.3. Acciones exteriores y términos gravitatorios
     2.4. Fuerzas aerodinámicas
     3. Relaciones básicas para la determinación de actuaciones
     3.1. Relaciones dinámicas y cinemáticas
     3.2. Características aerodinámicas y propulsivas
     3.3. Discusión general del sistema y casos particulares
     4. Actuaciones del planeador
     4.1. Fuerzas aerodinámicas y polar parabólica
     4.2. Resistencia adimensional
     4.3. Ecuaciones adimesionales
     4.4. Actuaciones del planeador
     5. Actuaciones de aviones propulsados por turborreactores.
     5.1. Vuelo horizontal rectilíneo
     5.2. Vuelo en subida y descenso
     5.3. Vuelo en viraje cuasi-estacionario en el plano horizontal
     5.4. Vuelo en viraje instantáneo en el plano horizontal
     5.5. Problemas integrales
     6. Actuaciones de aviones propulsados por hélice.
     6.1. Hipótesis acerca del grupo motopropulsor
     6.2. Vuelo horizontal rectilíneo
     6.3. Vuelo en subida y descenso
     6.4. Vuelo en viraje cuasi-estacionario en el plano horizontal
     6.5. Problemas integrales
     7. Actuaciones de despegue y aterrizaje
     7.1. Rodadura en el suelo en el despegue
     7.2. Recorrido en el aire en el despegue
     7.3. Distancia total recorrida y tiempo total empleado en el despegue
     7.4. Actuaciones en aterrizaje
     7.5. Limitaciones en el peso en el despegue impuestos por la normas
     8. Estabilidad y control estático longitudinal
     8.1. Sustentación total
     8.2. Momento de cabeceo total
     8.3. Índice de estabilidad estática longitudinal con mandos fijos y punto neutro con mandos fijos
     8.4. Métodos de obtención del control longitudinal
     8.5. Deflexión del timón de profundidad necesaria para el equilibrio
     8.6. Determinación del punto neutro con mandos fijos mediante ensayos en vuelo
     8.7. Posición mas adelantada del centro de masas por mando longitudinal
     9. Fuerza en el mando longitudinal
     9.1. Tipos de sistemas de mando
     9.2. Momento de charnela en el timón de profundidad
     9.3. Efecto de liberar el timón de profundidad sobre la sustentación y el momento de cabeceo
     9.4. Índice de estabilidad estática longitudinal con mandos libres y punto neutro con mandos libres
     9.5. Fuerza y gradiente de fuerza en palanca
     9.6. Efecto de pesos y muelles sobre la estabilidad con mandos libres
     10. Estabilidad y control estático longitudinal en maniobra
     10.1. Amortiguamiento en cabeceo
     10.2. Relación entre la velocidad angular de cabeceo y el factor de carga
     10.3. Índice de estabilidad estática longitudinal en maniobra con mandos fijos y punto de maniobra con mandos fijos
     10.4. Deflexión del timón de profundidad en maniobra
     10.5. Índice de estabilidad estática longitudinal en maniobra con mandos libres y punto de maniobra con mandos libres
     10.6. Fuerza en palanca en maniobra
     10.7. Efecto de pesos y muelles sobre la estabilidad en maniobra con mandos libres
     11. Estabilidad y control estático lateral-direccional
     11.1. Coeficientes de fuerza y momentos lateral-direccionales en vuelo rectilineo estacionario
     11.2. Fuerza lateral total
     11.3. Momento de balance total
     11.4. Momento de guiñada total
     11.5. Fuerzas en los mandos lateral y direccional
     11.6. Estabilidad direccional con mandos libres
     11.7. Fuerza y momentos lateral-direccionales en vuelo curvilíneo estacionario
     12. Estabilidad y control dinámico.
     12.1. Linealización de las ecuaciones del movimiento
     13. Derivadas de estabilidad longitudinal y lateral-direccionales 14. Actuaciones de aviones a alta velocidad
     14.1. Resistencia aerodinámica y factor de empuje
     14.2. Envolvente del dominio de vuelo
     14.3. Diagramas M-h
     14.4. Energía específica y su derivada con el tiempo.
     14.5. Estado de energía
     15. Estabilidad y control dinámico longitudinal en cadena abierta
     15.1. Cuártica de estabilidad
     16. Estabilidad y control dinámico lateral-direccional en cadena abierta
     16.1. Cuártica de estabilidad
    
    

Sistema y criterios de evaluación

    Resolución de problemas propuestos, entrega y exposición de trabajos en grupo. Elaboración de casos prácticos.
    
     Para las competencias que implican un conocimiento de los contenidos de las materias se establecerán un conjunto de exámenes escritos que recojan los contenidos desarrollados en las actividades formativas realizadas en el aula.
    
     Los resultados obtenidos por el estudiante en las asignaturas 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

    Básica:
    1.- Gómez Tierno, Miguel Ángel
            Mecánica del vuelo: Madrid : Ibergarceta, 2012
            ISBN: 9788415452010
    Complementaria:
    2.- Ashley H.
            Engineering Analysis of Flight Vehicles: Dover Publications
            ISSN: 978-048667213
    3.- Etkin R.
            Dynamics of atmospheric Flight: John Wiley ans sons Inc
            ISBN: 9780486445229
    4.- Miele A.
            Flight Mechanics, Vol 1: Addison Wesley Publishing Co
            ISBN: 9780080097220
    

Adenda

    La crisis de salud pública provocada por la pandemia de COVID19 ha dado lugar a la adopción de medidas de seguridad excepcionales que, orientadas a evitar la propagación del virus, han afectado inevitablemente a la manera en la que los docentes y los estudiantes interactúan en el contexto de la enseñanza presencial. Ello ha repercutido en la programación ordinaria de la enseñanza que, mientras estén en vigor las referidas medidas, podrá verse alterada, afectando especialmente a la metodología de enseñanza y evaluación.
    
    Siguiendo las disposiciones aprobadas por la autoridad competente y de conformidad con los acuerdos adoptados por los órganos de dirección de la Universidad y de sus Centros, se indica a continuación en qué medida se pueden ver afectadas las actividades formativas y los sistemas y criterios de evaluación de la asignatura mientras estén vigentes las medidas de seguridad excepcionales indicadas en el párrafo anterior.
    
    Actividades formativas
    
    Las horas de las actividades formativas presenciales se impartirán en su totalidad, si bien, se reducirá en un 40% el número de horas que se impartirán de forma física en el aula. Dichas horas se impartirán en el aula virtual de forma síncrona. Las clases impartidas virtualmente serán grabadas. Dicha grabación permanecerá en el campus virtual de la asignatura a disposición de los estudiantes matriculados, durante todo el curso académico, para que puedan ser reproducidas sin límite de visualizaciones.
    
    En el supuesto de que la situación de excepcionalidad dé lugar a medidas que restrinjan la movilidad individual, se incrementará el porcentaje de horas de clase impartidas virtualmente. Llegado el caso, se ha previsto la impartición virtual del 100% de las horas semanales.
    
    Sistemas y criterios de evaluación
    
    En relación con los trabajos individuales o colectivos para los que se ha planificado una exposición oral pública, dicha exposición se realizará por medio de la plataforma de enseñanza virtual de la Universidad.
    
    En relación con los exámenes, estos se realizarán de manera presencial en las aulas físicas que se habiliten al efecto durante el período establecido en el calendario académico de la universidad y en las que ni se distribuirá ni se recogerá ningún elemento con soporte en papel, debiendo el alumno escanear o fotografiar su trabajo entregándolo de forma virtual en el apartado creado para ello en el Aula Virtual de la asignatura. Sólo en el supuesto de que las autoridades adopten medidas de obligado cumplimiento que restrinjan la movilidad individual, está previsto realizarlos de forma remota garantizando que no se produzca ningún tipo de transferencia de información a ningún individuo de la comunidad universitaria o ajeno a ella que pudiera poner en duda el resultado de la misma.
    
    Las modificaciones y previsiones indicadas en este apartado son provisionales, pudiendo sufrir variaciones cuando las autoridades académicas lo establezcan, o las circunstancias lo hagan conveniente.