Estructura de un avión-nociones cap-3

Estimación de Pesos

Determinación de forma estadística.

Previo a tener valores más representativos obtenidos mediante modelado en CAD.

1ª Fase: determinar el peso de las estructuras simplificadas. Uso de multiplicadores lineales. Fuselaje, ala, estabilizadores horizontal, motor, tren de aterrizaje, % de misceláneos

2ª Fase: ajustar los pesos de dichas estructuras simplificadas. Método literatura

3ª Fase: incluir pesos de sistemas aplicables: Flight Control System, Hydraulic and Pneumatic System, Instrumentation, Avionics and Electronics, Electrical System, Air-conditioning, Pressurization, Anti- and De-icing System, Oxygen System, Auxiliary Power Unit, Furnishings, Baggage and Cargo Handling Equipment, Operational Items

4ª fase: determinar incremento de pesos asociados a refuerzos estructurales. Identificación de zonas de carga

5ª Fase: reducción de peso estructural ateniendo a selección de materiales

Pautas 1ª Fase

El procedimiento ha de seguir las siguientes pautas

A) Empleo de multiplicadores lineales para determinar el peso en vacío (We) de las estructuras principales: ala (Wwing), horizontal (Whor), vertical (Wvert), canard (Wcan), fuselaje (Wfus), tren de aterrizaje (Wlg), motores (Weng), y miscelaneos (Wmisc)

B) Tener en cuenta que Wlg y Wmisc dependen de W0 si se emplean multiplicadores lineales.

C) Estimación del peso total del avión atendiendo a la siguiente ecuación.

Reescribiendo la ecuación.

D) Se calcula el peso inicial asumiendo un W0 que permita calcular el peso en vacío y el peso de
combustible definido por el departamento de actuaciones/propulsión mediante un proceso iterativo:

1 – Estimar un W0 *
2 – Resolver la ecuación de la estimación de W0 empleando W0*
3 – Comparar el valor resultante de W0=W0*
4 – Si no son iguales, hay que hacer una nueva estimación del W0* hasta que W0=W0*

5 – Una vez que se ha determinado el W0, hay que recalcular la nueva superficie alar asociada a la carga lar fija (W0/S)
6 – Esto determina una nueva Sw lo que genera un nuevo Wwing
7 – Volver al paso A) y repetir el proceso hasta que Sw no varíe.

Pautas de la 2ª Fase,

El procedimiento ha de seguir las siguientes pautas

• A) Se realiza el mismo procedimiento que en la 1ª Fase, pero utilizando las ecuaciones más avanzadas para determinar el peso en vacío de la estructura en vacío (fuselaje, ala, estabilizadores horizontal, motor, tren de aterrizaje, % de misceláneos)
• B) Cabe la posibilidad de agregar los siguientes pasos
  • 8 – Con el nuevo cálculo de W0 determinar nuevo requisito de P, lo que a su vez determina nuevo peso del motor/es

C) Cabe la posibilidad que para el cálculo del combustible no se emplee la fracción de peso si el departamento de actuaciones/propulsión ha determinado el consumo real de combustible
D) Dependiendo de las decisiones a tomar por cada grupo de diseño cuando se modifica el peso inicial (W0) se recalculará la superficie alar y la potencia.

Pautas de la 3ª Fase,
El procedimiento ha de seguir las siguientes pautas

• A) Se realiza el mismo procedimiento que en la 2ª Fase, pero ajustando el peso en vacío
• incluyendo los sistemas aplicables.
• B) Cabe la posibilidad que para el cálculo del combustible no se emplee la fracción de
• peso si el departamento de actuaciones/propulsión ha determinado el consumo real de
• combustible
• C) Dependiendo de las decisiones a tomar por cada grupo de diseño cuando se modifica
• el peso inicial (W0) se recalculará la superficie alar y la potencia

Pautas de la 4ª Fase,
El procedimiento ha de seguir las siguientes pautas

A) Se realiza el mismo procedimiento que en la 3ª Fase, pero ajustando el peso en vacío
incluyendo la estimación de incremento de peso asociado a los refuerzos estructurales.

Pautas de la 5ª Fase,
El procedimiento ha de seguir las siguientes pautas

A) Se realiza el mismo procedimiento que en la 4ª Fase, pero ajustando el peso en vacío incluyendo la reducción de pesos por empleo de materiales compuestos.

Estas pautas pueden ser modificada con vista a optimizar el proceso de diseño de tal manera que se agilicen los cálculos

Para saber mas: Estructura de un avión

Cálculo de Aeronaves

Sergio Esteban Roncero

Ingeniería aeroespacial