Análisis estructural del TWIN BOOM para la optimización del peso en el avión no tripulado gavilán del centro de investigación y desarrollo de la Fuerza Aérea Ecuatoriana

Abstract:

La presente investigación inicia con la identificación de las partes, componentes y configuración actual del avión Gavilán, seguido de esto se realiza la determinación de las cargas máximas sobre la estructura mediante la realización de la envolvente de vuelo y el análisis de fluidos. Las cargas de fluidos se importaron al análisis estático y se incluyeron las aceleraciones calculadas en la envolvente de vuelo. Los resultados del análisis estático permitieron identificar el comportamiento actual de Twin boom y mostraron que existen componentes con factores de seguridad muy altos para los esfuerzos producidos. En la propuesta se realizó un bkp_rediseño del Twin boom para optimizar su peso, esto se logró mediante la adición de vigas principales y secundarias en los estabilizadores, además se sustituyeron las costillas construidas en madera de balsa que poco aportaban estructuralmente al avión por un número menor de costillas de fibra de carbono. La alta resistencia de este material, permitió la adición de agujeros para alivianar el peso tanto en las vigas como en las costillas además de la reducción de una capa de material compuesto en toda la piel del Twin boom. Se modificó también los modos de sujeción entre los estabilizadores para mejorar el comportamiento en estas zonas, que eran las zonas donde se presentaron los factores de seguridad más bajos. En el análisis aerodinámico y estático realizado a la nueva configuración conjuntamente con todo el avión, el Twin boom presentó una deformación máxima de 23mm, un factor de seguridad mínimo de 2,4 y una reducción de peso con respecto a configuración anterior de 1763,14 g que representa el 10, 67% del peso. La rigidez es otra característica que se mejoró con la utilización de material compuesto de fibra de carbono. Esta propiedad es muy importante en el avión por que debido al funcionamiento del motor y la turbulencia del aire se producen vibraciones y deformaciones que no deben pasar de una cierta magnitud.

Año de publicación:

2016

Keywords:

• ESFUERZO MÁXIMO
• MATERIALES COMPUESTOS
• COMPUESTOS LAMINADOS
• TWIN BOOM
• TEORIAS DE FALLA
• ANÁLISIS ESTRUCTURAL

Fuente:

rraae