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Asesorías en Matemáticas, Física e Ingeniería

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INTRODUCCIÓN

Volar: el sueño de los hombres y los pájaros enfermos, un sueño que llegó a ser posible gracias a los esfuerzos acumulados de varios científicos e ingenieros hasta que se hizo realidad el 17 de diciembre 1903 en Carolina del Norte, Estados Unidos en el avión Flyer de los hermanos Wright; desde ese momento hoy ya hace 110 años el conocimiento en ésta área ha crecido de una forma impresionante, haciendo más segura la experiencia de volar para millones de pasajeros cada año y para todos los que compartimos esta pasión.

La dinámica básica del vuelo para aviones es la misma tanto para un ultraliviano Rans S-12 como para un reactor comercial Boeing 747, es sencilla y se puede entender con conocimientos básicos de física mecánica, por lo que la idea de este libro es que los ingenieros y estudiantes de ingeniería lo puedan entender sin complicaciones e iniciar en el fascinante y apasionante mundo de la aviación.


Figura 1.1. Ultraliviano Rans S-12 pilotado por el autor.

Para toda la teoría y ejemplos usaremos un avión ultraliviano de diseño propio calculado para la empresa A-620 Aircraft Builders y que es el primer avión tripulado eléctrico de Colombia, llamado Air-E:

Figura 1.2. Avión eléctrico ultraliviano Air-E, presentado en la Feria de la Industria Aeroespacial Colombiana FIAC 2017.


 Nota de unidades de medida y dinámica mostrada

En la aviación se utiliza generalmente el sistema imperial de medidas (pies, millas, libras, etc…) y por ello en este libro lo usaremos junto con el sistema métrico internacional (SI), en una mezcla un tanto absurda de unidades que lamentablemente se hace necesaria.

Las ecuaciones de dinámica mostradas en este libro son asumiendo aire en calma, ya que la dinámica en turbulencia entra en el área de los sistemas dinámicos no lineales y caos.

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CONTENIDO

1. INTRODUCCIÓN

2. CONCEPTOS DE AERODINÁMICA

        2.1. LAS CUATRO FUERZAS DEL VUELO

        2.2. PERFILES ALARES

        2.3. POLAR DE ARRASTRE

        2.4. RELACIÓN L/D

3. MENCIÓN DE LOS MÉTODOS DE PROPULSIÓN

        3.1. MOTORES DE PISTÓN Y HÉLICE

        3.2. MOTORES A REACCIÓN

        3.3. MOTORES TURBOHÉLICE

4. DINÁMICA DEL VUELO RECTO Y NIVELADO

        4.1. VELOCIDAD DE PÉRDIDA

        4.2. EMPUJE REQUERIDO

        4.3. POTENCIA REQUERIDA

5. DINÁMICA DE VUELO EN ASCENSO Y DESCENSO

        5.1. VELOCIDAD VERTICAL (TASA DE ASCENSO/DESCENSO)

        5.2. VELOCIDAD VERTICAL EN FUNCIÓN DE LA POTENCIA APLICADA Y LA VELOCIDAD DEL AVIÓN

6. DINÁMICA DEL PLANEO

7. DINÁMICA DE LOS VIRAJES

        7.1. SUSTENTACIÓN EN UN VIRAJE

        7.2. ACELERACIÓN CENTRÍPETA Y RADIO DE GIRO DEL VIRAJE

8. ACELERACIÓN MANTENIENDO NIVEL DE VUELO

9. DINÁMICA DE MANIOBRAS DE LEVANTE Y DESCENSO

        9.1. MANIOBRA DE LEVANTE

        9.2. MANIOBRA DE DESCENSO

10. DINÁMICA DEL DESPEGUE

11. DINÁMICA DEL ATERRIZAJE

        11.1. RECOGIDA

        11.2. CARRERA DE ATERRIZAJE

BIBLIOGRAFÍA

SOBRE EL AUTOR

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Ingeniero Mecánico egresado de la Universidad de los Andes de Bogotá, Colombia, donde estudió gracias a la beca Bachilleres por Colombia otorgada por Ecopetrol a los mejores bachilleres del país cada año; ha visto cursos de posgrado en Dinámica Computacional de Fluidos, Matemáticas Aplicadas y Combustión; ha presentado ponencias en el VII Congreso Colombiano de Métodos Numéricos, el Seminario Internacional Secado de Productos Agrícolas y el I Congreso de Energía Sostenible.

Es Piloto Deportivo de aviones ultralivianos graduado del Club Colombiano de Aviación Deportiva y uno de los diseñadores junto con el Ing. Gustavo Adolfo Zuluaga Osorio del Air-E, primer avión eléctrico colombiano fabricado por la empresa A620 Aircraft Builders.


Un vuelo con el autor:


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