Ingeniería Mecánica · 2019
Diseño del tren principal de aterrizaje tipo triciclo para el prototipo de aeronave remotamente tripulada, en convenio con la escuela de suboficiales de la Fuerza Aérea Colombiana
En este proyecto se diseñará el tren de aterrizaje principal para el ART de la Escuela de Suboficiales de la Fuerza Aérea Colombiana, para esto se hará primero un estudio de la teoría que compete a este tipo de aeronaves, después de la correcta apropiación de los conceptos relacionados al diseño de dicho tren de aterrizaje, se hará el análisis de dimensionamiento de la geometría y posicionamiento del tren de aterrizaje. Esto con el fin de hacer el correcto modelamiento del tren principal de aterrizaje en SolidWorks, para así, posteriormente analizar los resultados que arrojen las herramientas de ANSYS. Se hará el cálculo de las cargas que debe soportar el tren en estado estático, en el momento del despegue y en el momento del aterrizaje, pero para la simulación en ANSYS se tomarán sólo las cargas en el momento del aterrizaje, ya que este es el estado más crítico de los tres estados de carga. Con este análisis se obtendrá el diseño óptimo del prototipo del tren de aterrizaje principal para la ART de la FAC, dando así, finalmente las conclusiones y recomendaciones de los resultados obtenidos.
Texto completo 98 páginas con texto
Leer la tesis completa Ficha en el repositorio
Contenido
- RESUMENp. 6
- INTRODUCCIÓNp. 15
- PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMAp. 16
- JUSTIFICACIÓNp. 17
- ALCANCEp. 18
- OBJETIVOSp. 19
- 5.1 OBJETIVO GENERALp. 19
- 5.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOSp. 19
- MARCO TEÓRICOp. 20
- 6.1 INTRODUCCIÓN A LOS ARTp. 20
- 6.2 CLASIFICACIÓN Y APLICACIÓNES DE LOS ARTp. 21
- 6.3 EL TREN DE ATERRIZAJEp. 22
- 6.4 TIPOS DE TRENES DE ATERRIZAJEp. 23
- 6.5 ARREGLOS COMUNES DE LOS TRENES DE ATERRIZAJEp. 23
- 6.6 TIPOS DE AMORTIGUACIÓNp. 24
- 6.6.1 Amortiguación de resortes de gomap. 26
- 6.6.2 Amortiguación de resorte de hoja de acerop. 27
- 6.6.3 Amortiguación por airep. 27
- 6.6.4 Amortiguación por aceitep. 27
- 6.6.5 Amortiguación Óleo Neumáticap. 28
- 6.7 CONSIDERACIONES BÁSICASp. 29
- 6.7.1 Velocidad de aterrizajep. 29
- 6.7.2 Tipo de tren de aterrizaje y de amortiguaciónp. 30
- 6.7.3 Factor de cargap. 30
- 6.7.4 Factor de carga en el centro de gravedadp. 30
- 6.7.5 Carrerap. 32
- 6.7.6 Cálculo de carrerap. 32
- 6.8 SELECCIÓN DEL TREN DE ATERRIZAJEp. 34
- 6.8.1 Tren de aterrizaje tipo triciclop. 34
- 6.9 DISEÑO DEL TREN DE ATERRIZAJEp. 36
- 6.10 DISEÑO DE AMORTIGUADOR TIPO BALLESTAp. 37
- 6.11 DISEÑO DEL AMORTIGUADOR DE CAUCHOSp. 37
- 6.11.1 cauchos acompañados de muelle helicoidalp. 39
- 6.12 MATERIALES DEL TREN DE ATERRIZAJEp. 40
- 6.12.1 ACERO 5160p. 40
- 6.12.2 ACERO 1040p. 41
- 6.12.3 ACERO 1050p. 41
- 6.12.4 ACERO 4130p. 41
- 6.12.5 6061p. 42
- 6.12.6 7075p. 42
- 6.12.7 T6p. 42
- 6.12.8 T62p. 43
- 6.12.9 CAUCHO NATURALp. 44
- 6.12.10 CAUCHO SINTETICOp. 44
- 6.12.11 VULCANIZADOp. 45
- METODOLOGÍAp. 48
- 7.1 REVISIÓN BIBLIOGRÁFICAp. 48
- 7.2 INGENIERÍA DE DETALLEp. 48
- 7.3 CÁLCULO DE LAS CARGASp. 48
- 7.4 MODELAMIENTO DEL TRENp. 48
- 7.6 CARACTERIZACIÓN DEL MATERIALp. 48
- 7.8 ANÁLISIS DE RESULTADOSp. 49
- 8. DESARROLLO EXPERIMENTALp. 48
- 8.1 INTRODUCCIÓNp. 15
- 8.2 MODELO TIPO BALLESTAp. 50
- MODELO TIPO APALANCADOp. 51
- 8.3.1 DISCOS DE CAUCHOp. 52
- 8.3.2 MUELLE HELICOIDALp. 53
- 8.4 DETERMINACIÓN DE LA CARGAp. 57
- 8.4.1 Cargas estáticas en el tren principal de aterrizajep. 57
- 8.4.2 Carga máxima estáticap. 59
- 8.4.3 Carga máxima en el momento del despeguep. 59
- 8.4.4 Carga máxima en el momento del aterrizajep. 60
- 9. RESULTADOS Y ANÁLISIS DE RESULTADOSp. 49
- 9.1 INTRODUCCIÓNp. 15
- 9.2 CARACTERÍSTICAS DEL ANÁLISISp. 61
- 9.3 SOLUCIÓNp. 63
- 9.3.1 Teorías de fallap. 63
- 9.3.2 Falla estáticap. 64
- 9.3.3 Falla por fatigap. 64
- 9.3.4 Deformación total y direccionalp. 66
- 9.3.5 Deformación elástica equivalente por von-Misesp. 66
- 9.3.6 Deformación cortantep. 66
- 9.3.7 Esfuerzo elástico equivalente de von misesp. 67
- 9.3.8 Esfuerzo cortantep. 67
- 9.3.10 Factor de seguridadp. 67
- 10. CONCLUSIONESp. 69
- 11. RECOMENDACIONESp. 71
- 12. BIBLIOGRAFÍAp. 72
- 13. ANEXOSp. 77
- apalancadop. 78
- 13.4 Anexo D. dimensiones de los discos de cauchosp. 80
- 13.4 Anexo E. conceptos teóricos para el diseño de resortesp. 81
- 13.5 Anexo F. Resultados de la simulación del tren de aterrizaje tipo ballestap. 87
- 13.6 Anexo G. Resultados de la simulación del tren de aterrizaje tipo apalancadop. 93
- Figura 1. Arreglos comunes de trenes de aterrizajep. 24
- Figura 2. Eficiencia de amortiguadorp. 25
- Figura 3. Amortiguación de caucho usada en el Twin Otter de Havillandp. 25
- Figura 4. Puntal típico de amortiguación de cauchosp. 26
- Figura 5. Geometría del amortiguador tipo ballestap. 27
- Figura 6. Amortiguador de aceitep. 29
- Figura 7. Amortiguador oleo neumáticop. 29
- Figura 8. ART de ESUFAp. 36
- Figura 9. Northrop N-9Mp. 36
- Figura 10. Típico disco de cauchos de absorciónp. 39
- Figura 11. Rueda de cola del mosquito DHp. 39
- Figura 12. Captura del actual sistema de amortiguaciónp. 40
- Figura 13. Skyleader 600p. 52
- Figura 14. Tren apalancado del Skyleader 600p. 52
- Figura 15. Diagrama de cuerpo librep. 54
- Figura 16. Resortes helicoidales de compresiónp. 54
- Figura 17. Nomenclatura de los resortes helicoidales de compresiónp. 55
- Figura 18. Tipos de terminados de resortep. 56
- Figura 19. Estaciones del ARTp. 58
- Figura 20. Diseño general del tren de aterrizaje de una aeronave comercialp. 58
- Tabla 1. Tipos de ARTp. 21
- Tabla 4. Propiedades mecánicas de los materialesp. 43