Estàs a : Inici » Treball de Recerca


L'aerodinàmica aeronàutica i la física del vol: Construcció d'un túnel de vent a escala

Alejandro Contel Anguix


Centre: Escola Pia Sitges. Tutor: Sílvia Pascual

 

Introducció
Des de ben petit el món de l'aeronàutica ha suposat una passió per mi. En cap moment de la meva vida havia trobat una possibilitat com aquesta per embarcar-me en un viatge o projecte que reunís les característiques necessàries, però vaig trobar que aquest era el moment. El treball suposava un gran repte ja des de l'inici, ja que un túnel de vent era força laboriós de fer i no es sabia si es podria disposar dels materials necessaris ni de la suma d'hores requerides per a la seva construcció i posterior posada en marxa i anàlisi. L'objectiu principal era el de demostrar que una reproducció del vol dels avions (fenòmens de la física del vol) era possible de realitzar a un laboratori de secundària mitjançant la construcció del túnel.

Contingut
El treball es divideix en dos grans apartats. Podem distingir una part teòrica sobre la física del vol, on hi ha un estudi força detallat sobre tota la física del vol i els seus fenòmens. Aquesta part teòrica consisteix la base del treball, gràcies a la qual es pot entendre perfectament el perquè de la part pràctica. Tracta temes des de les forces que fan acte de presència en un vol o el principi de Bernoulli fins a temes tan especialitzats com poden arribar a ser la nomenclatura NACA i el seu perquè en el món de l'aeronàutica o la rellevància de factors aparentment minúsculs o prescindibles. La segona part consisteix en la construcció d'un túnel de vent de més de 2 metres de llargària i l’anàlisi de diferents perfils alars. Està construït bàsicament amb fustes modelades amb fibra de vidre i una cambra d'assaig de metacrilat cilíndric transparent. Podem diferenciar dues grans pràctiques, la primera consisteix en un anàlisi de la sustentació en diferents perfils alars en funció de la seva forma i altres factors, i la segona consisteix en un anàlisi de la capa laminar-turbulenta de fluid que es genera al voltant dels perfils alars quan l'avió es troba en ple vol, tot simulat amb una màquina de fum intentant reproduir la realitat amb el fluid que correspondria a l'aire. A aquestes dues parts s'hi sumen uns annexos que estan formats per els plànols originaris del projecte i una visita a la fundació Parc Aeronàutic de Catalunya. Tot plegat suma més de 100 hores de treball, on aproximadament el 60 % correspon únicament a la part pràctica.

Conclusió
Després de més de 100 hores de treball, finalment els objectius es van assolir en la seva totalitat. Es va poder reproduir la física del vol a escala tan reduïda en un laboratori de l'escola gràcies al túnel de vent. Tot i dubtar de si funcionaria correctament o no per la dificultat del projecte o de la pròpia construcció del túnel (ja fos per falta de temps o de materials especialitzats), finalment em sento molt satisfet de les conclusions finals. Per tant, és possible reproduir aquesta força de sustentació al túnel gràcies a un seguit de procediments que demostren que realment factors aparentment irrellevants poden modificar tant el vol d'una aeronau de determinades dimensions. I també s'ha observat que és possible observar com interactua aquesta capa de fluid a mesura que topa amb la superfície alar dels avions gràcies a una màquina de fum que fa la feina. Podem concloure doncs, que és possible fins i tot amb materials no especialitzats del tot i limitacions econòmiques demostrar un factor tan important i desconegut al mateix temps com és el fet físic del vol d'una aeronau.

Fonts documentals
Llibres: • Anderson, David i Eberhardt, Scott. Understanding Flight. McGraw Hill, Espanya, 12 d’Agost de 2009, 2a edició. • Anderson, John D. Jr. Introduction to Flight. McGraw Hill Higher Education, Boston, Massachusetts, Estats Units, 2000, 4a edició. • A. Tipler, Paul. Física. Reverté S.A. Barcelona, Espanya, 1994, 3a edició. • Isidoro, Anibal. Aerodinámica y actuaciones del avión. Paraninfo. Madrid, Espanya, 2004, 12a edició. • Tseitlin, G.M., M.I. Solts i V.M. Popov. Aerodinàmica i dinàmica del vol de les aeronaus. Estats Units, 1985, 1a edició. Revistes: • Alfonso Peña, Francisco José. En el túnel de viento. Cesvimap, 59, març 2007, pàgines 12-15. • Rodríguez, José. Com volen els avions?. Eureka, 18, abril 2010, pàgines. 10-11. Bibliografia web: • García Alvarez, José Antonio. ASÍ FUNCIONA EL AVIÓN. [en línia] Actualitzada del 2011. Consultada per última vegada el 26-07-11. • Airfoil investigation database. Lift in diferent airfoils. [en línia]. Actualitzada per darrera vegada el 22-01-2011 a les 09:02. Consultada per darrera vegada el 17-10-11. • Anderson, David. A Physical Description of Flight; Revisited. [en línia]. Publicat al 2001. Darrera edició feta el 2009. Darrera consulta feta el 19- 07-11. • Cazorla, Cesc. ¿Cómo vuela un avión? (I, II i III). [en línia] Publicada el 21-02-2011. Consultada per darrera vegada el 15-07-11. • Centre de terminologia catalana. Termcat [en línia]. Darrera consulta etimològica feta el 02-01-12. • Desktop Aeronautics, Inc. Applied Aerodynamics: A Digital Textbook. [en línia]. Publicat al gener de 1995. Darrera modificació al 2007. Darrera consulta feta el 08-08-11. • Eberhardt, Scott. Why do the airplanes fly? [en línia]. Editat per Gunckel, Fernando. Darrera consulta feta el 14-08-11. < http://home.comcast.net/~clipper-108/AVIONES.PDF> • How aircraft fly. ¿Por qué vuela un avión?. [en línia]. Publicada al 2007. Consultada per darrera vegada el 17-07-11. • La pizarra de Yuri. Así vuela un avión. [en línia]. Publicada el 16-12-10. Darrera consulta feta el 10-07-11. • Mauricio Giraldo, Daniel. El túnel de viento. [en línia]. Darrera consulta feta el 13-08-11. • Muñoz, Miguel Ángel. Manual de vuelo. [en línia i en PDF per descarregar], Publicada al 2007. Consultada per darrera vegada el 29- 07-11. • Mujica Fernández, Fernando. Túnel de viento. Actualitzada al 2010. Darrera consulta feta el 24-07-11. • NACA. The characteristics of 78 related airfoil sections from tests in the variable-density wind tunnel. Editat per Eastman N. Jacobs, Kenneth E. Ward i Robert M. Pinkerton. Darrera consulta feta el 14-08-11. • NASA. Types of wind tunnels. [en línia]. Editada per Tom Benson. Publicada al 2009. Darrera modificació el 07-05-09. Consultada per darrer cop el 20-10-11. • NASA. Aerodynamic forces. [en línia]. Editada per Tom Benson. Publicada al 2010. Darrera modificació feta el 21-09-10. Darrera consulta feta el 17-07-11. • NASA. High-Lift Systems. [en línia]. Darrera consulta feta el 03-08-11. • NASA. Wind Tunnel Gallery. [en línia]. Publicada al 2009. Darrera consulta feta el 20-08-11. • NASA. Wind Tunnels at NASA Langley Research Center. [en línia]. Editada per Bob Allen. Publicada: 2008. Darrera modificació:22-04- 08.Darrera consulta feta el 08-08- 11. • NASA. The Baals Wind Tunnel. [en línia]. Darrera consulta feta el 22-07- 11. • NASA. Make a Simple Wind Tunnel. [en línia]. Originari de 1996 (MCET). Darrera consulta feta el 22-07-11.

 

Cercador de treballs

Ara és novetat