9. Anexos - dave.upm.es22. Análisis de fatiga en estructuras aeronáuticas. Misiones. Espectros de carga. Método "Rainflow". 23. Tolerancia al daño en estructuras aeronáuticas

MEMORIA del Curso 2011/12

61

9. Anexos

I. Programas resumidos de las asignaturas

impartidas en el Departamento

1.2 ETSI. Aeronáuticos - Plan de Estudios 2000

AERONAVES Y VEHÍCULOS ESPACIALES Código 1211

Curso 1º Nº créditos 4,5 Tipo: Prácticas SI

Cuatrimestre 2º Horas semanales 3 Troncal Nº horas 8

Programa:

I. GENERALIDADES

1. Presentación de la asignatura.

2. Actividades Aeroespaciales.

3. Espacio Aéreo.

II. ARQUITECTURA DE AERONAVES

4. Configuración de un avión.

5. Partes de un avión.

6. Componentes estructurales.

7. Materiales aeronáuticos.

8. Sistemas y equipos de a bordo.

9. Instrumentos de vuelo y navegación.

III. FUNDAMENTOS DEL VUELO ATMOSFÉRICO DE LOS AVIONES

10. Sustentación.

11. Dispositivos hipersustentadores del avión.

12. Polar del avión.

13. Resistencia aerodinámica.

14. Actuaciones.

IV. AERONAVES DE ALAS GIRATORIAS

15. Clasificación, configuraciones y principios de funcionamiento.

V. MISILES

16. Sistemas y configuraciones de los misiles.

17. Actuaciones de misiles.

18. Guiado de misiles.

VI. VEHÍCULOS ESPACIALES

19. Dinámica orbital.

20. Misiones espaciales.

21. Vehículos espaciales.

62 Departamento de Vehículos Aeroespaciales

ELASTICIDAD Y RESISTENCIA DE MATERIALES Código 2211

Curso 2º Nº créditos 9 Tipo: Prácticas SI


Asignatura llave: Geometría diferencial, Ecuaciones Diferenciales

Programa:

I. MECÁNICA DE MEDIOS CONTINUOS Y FUNDAMENTOS DE ELASTICIDAD

1. Introducción al cálculo de estructuras.

2. Medio continúo. Vector y tensor de tensiones.

3. Ecuaciones de equilibrio. Transformación y diagonalización del tensor de

tensiones. Descomposición.

4. Deformación. Tensor infinitesimal.

5. Transformación y diagonalización del tensor de deformación. Ecuaciones de

compatibilidad.

6. Ecuaciones constitutivas. Ecuaciones de Lamé.

7. Ecuaciones constitutivas. Constantes elásticas.

8. Principios de la Termodinámica y ecuaciones constitutivas.

9. Planteamiento del problema elástico. Ecuaciones de Navier.

10. Ecuaciones de Michell y Beltrami. Principio de superposición. Principio de

Saint-Venant.

11. principio de los trabajos virtuales. Energía potencial total.

12. Principio de los trabajos virtuales complementarios. Energía potencial total

complementaria.

13. Principio Hellinger-Reissner. Fórmula de Clapeyron. Teorema de reciprocidad.

II. RESISTENCIA DE MATERIALES

14. La pieza prismática. Sustentación. Acciones internas.

15. La pieza prismática. Ecuaciones de equilibrio.

16. Flexión pura. Hipótesis de Navier-Bernoulli.

17. Flexión pura. Distribución de tensiones. Flexión desviada. Tracción simple.

18. Tracción y flexión compuestas.

19. Flexión simple. Teorema de Colignon.

20. Flexión simple. Teoría de Timoshenko.

21. Flexión simple. Secciones de pared delgada abiertas.

22. Flexión simple. Secciones de pared delgada cerradas. Torsión de Saint-Venant.

23. Torsión. Teoría de Prandtl. Analogía de la membrana.

24. Torsión. Secciones de pared delgada.

25. Deformación de piezas prismáticas. Ecuaciones de Navier-Bresse.

26. Teoremas de Mohr.

27. Ecuación de la elástica.

28. Método de las funciones de singularidad.

29. Vigas isostáticas.

III. CÁLCULO DE ESTRUCTURAS

30. Introducción al cálculo de estructuras. Coacciones y reacciones.

31. Isostatismo e hiperestatismo.

32. Simetrías.

33. Estructuras articuladas y reticuladas. Acciones exteriores.


63

34. Vigas hiperestáticas de un vano.

35. Vigas continuas.

36. Líneas de influencia.

37. Pórticos.

38. Arcos. Teoría de Winkler.

39. Arcos de pequeña curvatura.

40. Marcos y anillos.

41. La cuaderna.

42. Estructuras planas con fuerzas normales a su plano.

43. Estructuras planas con fuerzas normales a su plano. Simetrías.

44. Estructuras articuladas. Definición y tipología.

45. Estructuras isostáticas.

46. Estructuras hiperestáticas.

47. El método de rigidez en estructuras planas. Notaciones y convenios. Sistema

global y local.

48. Matriz de rigidez elemental en coordenadas locales.

49. Matriz de rigidez elemental en coordenadas globales.

50. Matriz de rigidez de la estructura.

51. Condiciones de contorno. Libertades en extremo de barra.

52. Cargas no aplicadas en nudos. Cálculo de esfuerzos.

53. Estructuras articuladas.

54. Emparrillados.

55. Estructuras espaciales.

56. Esfuerzos térmicos. Desplazamientos de apoyos.


VIBRACIONES Código 3114



Asignatura llave: Elasticidad y Resistencia de Materiales, Mecánica II

Programa:

I. INTRODUCCIÓN

Generalidades sobre sistemas vibratorios.

Ecuaciones de Lagrange para sistemas holonómicos.

Pequeñas vibraciones alrededor de una posición de equilibrio estable.

Linealización del problema.

Método Global.

II. SISTEMAS DE UN GRADO DE LIBERTAD

Sistemas de un grado de libertad. Respuesta a la carga estática seguida de suelta

rápida. Respuesta a la carga escalón.

Respuesta a la carga de percusión. Respuesta a la carga armónica.

Determinación de los coeficientes J, F y K a partir de los resultados de ensayos

experimentales.

Sistemas de un grado de libertad. Problema general. Respuesta libre. Respuesta

forzada con condiciones iniciales nulas.

Respuesta forzada de un sistema de un grado de libertad cuando la excitación puede

expresarse en serie o integral de Fourier.

III. SISTEMAS DE MÚLTIPLES GRADOS DE LIBERTAD

Sistemas lineales de g-grados de libertad. Vibraciones libres de sistemas

conservativos.

Métodos aproximados para la obtención de las frecuencias propias.

Vibraciones forzadas de sistemas conservativos.

Amortiguamiento estructural. Ciclo histerético para sistemas de un grado de

libertad.

Vibraciones de sistemas no conservativos de g-grados de libertad.

IV. SISTEMAS CONTINUOS

Sistemas continuos. Aplicación del principio de Hamilton. Problema de autovalores.

Ecuación característica. Sistemas autoadjuntos.

Vibración de barras en torsión y en tracción-compresión.

Flexión vibratoria.

Utilización de la ecuación integral en los problemas de flexión y de torsión

vibratoria. Coeficientes de influencia.

Vibraciones forzadas de los sistemas continuos.

Métodos aproximados para la solución de sistemas continuos. Método de Rayleigh-

Ritz.

Métodos de residuos ponderados. Método de Galerkin. Método de colocación.

Método de los elementos finitos. Función triángulo.

Elementos de orden superior. Elementos cuadráticos. Elementos cúbicos.

Problemas con derivadas de cuarto orden. Polinomios cúbicos de Hermite.

Estimación del error.


65

MECÁNICA DE SÓLIDOS Y TEORÍA DE ESTRUCTURAS Código 3121


Cuatrimestre 1º Horas semanales 5,5 Obligatoria Nº horas 4

Asignatura llave: Elasticidad y resistencia de materiales, Métodos matemáticos I

Programa:

I. ELASTICIDAD BIDIMENSIONAL

Elasticidad plana en coordenadas cartesianas.

Soluciones mediante funciones de tensiones.

Elasticidad plana en coordenadas polares.

Elasticidad tridimensional en sólidos de revolución.

Termoelasticidad. Métodos energéticos.

II. TEORÍA DE PLACAS

Teoría de placas.

Placas rectangulares.

Placas circulares.

III. LÁMINAS

Membranas con simetría de revolución.

Flexión de láminas con simetría de revolución.

IV. ESTABILIDAD DEL EQUILIBRIO ELÁSTICO

Piezas prismáticas.

Placas.

Láminas cilíndricas.

V. PLASTICIDAD

Comportamiento plástico.

Criterios de plastificación.

Flexión de piezas prismáticas.

VI. MECÁNICA DE FRACTURA

Planteamiento energético.

Planteamiento tensional. Fatiga.


AERODINÁMICA I Código 3211

Curso: 3º Nº créditos: 6 Tipo: Prácticas SI


Asignatura llave: Mecánica de fluidos I

Programa:

1. MOVIMIENTO POTENCIAL BIDIMENSIONAL DE LÍQUIDOS IDEALES

Potencial de velocidades. Función de corriente. Potencial complejo y velocidad

conjugada. Soluciones elementales. Corriente alrededor de un cilindro con y sin

circulación. Formula de Kutta-Yukovski.

2. CORRIENTE TRIDIMENSIONAL DE LÍQUIDOS IDEALES

Potencial de velocidades. Función de corriente de Stokes. Soluciones elementales.

Ley de Biot-Savart. Campo de velocidades inducido por un segmento rectilíneo de

torbellinos.

3. PERFILES AERODINÁMICOS

Mecanismos de generación de circulación. Hipótesis de Kutta. Coeficientes de

sustentación y resistencia. Polar de un perfil.

4. TRANSFORMACIÓN CONFORME

Funciones de transformación normalizadas. Transformación de Yukovski. Flujo

alrededor de una placa plana. Otros perfiles de Yukovski. Efecto del espesor y de la

curvatura.

5. TEORÍA POTENCIAL LINEALIZADA DE PERFILES EN RÉGIMEN

INCOMPRESIBLE

Problemas simétrico y sustentador. Método de Glauert. Método de Goldstein.

6. TEORÍA POTENCIAL LINEALIZADA DE PERFILES Y ALAS EN RÉGIMEN

COMPRESIBLE

Linealización del problema. Limitación transónica. Analogía Prandtl-Glauert.

7. TEORÍA POTENCIAL LINEALIZADA DE PERFILES EN RÉGIMEN SUPERSÓNICO

Planteamiento del problema. Coeficientes de presión, sustentación y resistencia.

Interferencia.

8. ALAS DE GRAN ALARGAMIENTO

Ecuación de Prandtl. Distribuciones de sustentación. Coeficientes de sustentación,

resistencia y momentos.

9. MÉTODOS NUMÉRICOS PARA EL CÁLCULO DE CARACTERÍSTICAS DE

PERFILES Y ALAS

Formula de Green. Métodos basados en el potencial de velocidades. Métodos

basados en la superposición de singularidades.

10. ENTRADA EN PÉRDIDA DE PERFILES

Mecanismos de entrada en pérdida. Dispositivos hipersustentadores. Timones y

alerones.

11. RESISTENCIA FLUIDODINÁMICA

Resistencia de fricción, de presión, inducida y de onda. Resistencia aerodinámica

del avión.


67

ESTRUCTURAS AERONÁUTICAS Código 4111

Curso 4º Nº créditos 4,5 Tipo: Prácticas NO

Cuatrimestre 1º Horas semanales 3 Troncal Nº horas

Asignatura llave: Mecánica de sólidos y teoría de estructuras

Programa:

1. Ecuaciones de equilibrio y compatibilidad. Sistemas estáticamente y cinemáticamente

consistentes.

2. Principios de los desplazamientos virtuales y de las fuerzas virtuales. Método de la

carga unitaria.

Introducción a las estructuras de pared delgada. Materiales usados en las estructuras

aeronáuticas. Propiedades.

3. Configuración estructural. Superficies sustentadoras, fuselaje, plantas de potencia,

trenes de aterrizaje. Uniones estructurales.

4. Solicitaciones en estructuras aeronáuticas. Requisitos estructurales.

5. Teorías elementales en estructuras de pared delgada. Flexión.

6. Relaciones generales entre corrimientos, deformaciones y esfuerzos.

7. Cortadura en tubos abiertos. Centro de cortadura. Cortadura en tubos cerrados

unicelulares.

8. Torsión en tubos cerrados unicelulares.

9. Torsión en tubos abiertos con alabeamiento libre.

10 Idealización mediante cordones y paneles de chapa en cortadura.

11. Deflexiones en tubos abiertos y cerrados.

12. Torsión en tubos cerrados multicelulares.

13. Cortadura en tubos cerrados multicelulares.

14. Torsión en tubos abiertos con alabeamiento impedido. Teoría de Wagner.

15. Pandeo flexión-torsión en tubos abiertos.

16. Tubos cerrados con alabeamiento impedido. Sección de empotramiento. Solución

general en el caso de torsión.

17. Retardo en cortadura.

18. Tensión diagonal en paneles planos.

19. Determinación de esfuerzos admisibles. Inestabilidad general de columnas y paneles

rigidizados. Inestabilidades de chapas.

20. Inestabilidad local de perfiles. Crippling. Herrajes y uniones remachadas.

21. Fatiga. Fatiga de bajos y altos ciclos. Materiales.

22. Análisis de fatiga en estructuras aeronáuticas. Misiones. Espectros de carga. Método

"Rainflow".

23. Tolerancia al daño en estructuras aeronáuticas. Mecánica de fractura. Factores de

intensidad de esfuerzos.

24. Determinación de crecimiento de grieta y tamaño crítico.


VEHÍCULOS ESPACIALES Y MISILES Código 4115

Curso 4º Nº créditos 4.5 Tipo: Prácticas SI


Asignatura llave: Mecánica II, Aerodinámica I

Programa:

I. CONDICIONES EN AMBIENTE ESPACIAL

El ambiente espacial. Vacío. Radiaciones. Campos Magnéticos. Microgravedad.

Grandes aceleraciones. Efectos sobre el vehículo. Efectos sobre el hombre.

Coordenadas y Tiempos. La Gravitación Universal. Los potenciales planetarios. Las

atmósferas planetarias.

II. DINAMICA ORBITAL

El problema de los dos cuerpos. Trayectorias. Movimientos elíptico, parabólico,

hiperbólico. Trazas. Cobertura y visibilidad. Perturbaciones: gravitatorias,

resistencia atmosférica, tercer cuerpo, radiación. Orbitas de aplicación.

Geoestacionarias. Sincronosolares. Molniya. Maniobras espaciales. El problema de

los tres cuerpos. Misiones lunares. Misiones interplanetarias. Trayectorias de

Misiles Balísticos. Reentrada.

III. SATÉLITES

Configuraciones típicas y estructura de satélites y sondas. Actitud del satélite.

Determinación de la actitud. Control de actitud. Energía. Control Térmico.

Comunicaciones. Cargas útiles.

IV. COHETES Y MISILES

Movimiento general de un vehículo cohete. Movimiento unidimensional.

Movimiento bidimensional. Trayectorias de vehículos inyectores. Misiles tácticos,

concepción y operación. Diseño y comportamiento aerodinámico de los misiles.

Configuraciones Canard, Clásica, Mando por ala. Sistemas de guiado de misiles

tácticos: Pasivo, Activo, Semiactivo, Alineación, Teleguiado, Guiado inercial.

Leyes de Guiado Ideales. Subsistemas de Misiles.


69

AERODINÁMICA II Código 4141

Curso 4º Nº créditos 6 Tipo: Prácticas NO

Cuatrimestre 1º Horas semanales 4 Optativa (A1) Nº horas

Asignatura llave: Mecánica de fluidos, Aerodinámica I

Programa:

1. PERFILES AERODINÁMICOS EN RÉGIMEN TRANSÓNICO

Fenómenos físicos. Números de Mach crítico y de divergencia de fuerzas. Cálculo

de los números de Mach de divergencia de sustentación y de resistencia. Perfiles

con distribución de presiones picuda, con borde de salida grueso y con sustentación

retrasada.

2. TEORÍA POTENCIAL LINEALIZADA DE CUERPOS ESBELTOS Linealización del problema. Campo próximo, lejano, empalme de soluciones.

3. FUERZAS TRANSVERSALES SOBRE CUERPOS ESBELTOS

Formula de Ward. Campo axial y campo cruzado. Ejemplos de aplicación. Teoría de

alas esbeltas. Soluciones para pequeños espesores y curvaturas.

4. FUERZAS LONGITUDINALES SOBRE CUERPOS ESBELTOS

Cálculo de la resistencia de onda. Regla del área en régimen transónico.

Optimización de la resistencia de onda. Regla del área de Hayes.

5. TEORÍA POTENCIAL (PEQUEÑAS PERTURBACIONES) DE CUERPOS ESBELTOS

EN RÉGIMEN TRANSÓNICO

Planteamiento del problema. Campo próximo y campo lejano. Regiones de validez.

Escalas. Regla de semejanza transónica.

6. TEORÍA POTENCIAL LINEALIZADA DE ALAS EN RÉGIMEN INCOMPRESIBLE

Problema simétrico y sustentador. Límites de la formulación sustentadora para

alargamientos grandes y pequeños. Teoría del plano de Trefftz.

7. TEORÍA POTENCIAL LINEALIZADA DE ALAS EN RÉGIMEN SUPERSÓNICO

Manantial supersónico. Fórmulas de Evvard y de Evvard-Krasilshchilova. Solución

para puntos influidos por un borde de salida subsónico.

8. ENTRADA EN PÉRDIDA Y COEFICIENTE DE SUSTENTACIÓN MÁXIMO DE

ALAS A BAJAS VELOCIDADES

Entrada en pérdida tridimensional. Utilización de la información obtenida en

régimen bidimensional. Influencia de la flecha en el comportamiento de la capa

límite. Tipos de entrada en pérdida. Coeficiente de sustentación máximo. Efectos de

los parámetros de forma, de los números de Reynolds y de Mach. Estabilidad del ala

durante la entrada en pérdida.

9. AERODINÁMICA EXPERIMENTAL

Ensayos en túnel aerodinámico. Tipos de túneles. Leyes de semejanza. Tipos de

medidas. Instrumentación. Visualización del flujo alrededor de un cuerpo.

10. MÉTODOS DE PREDICCIÓN DE LA RESISTENCIA AERODINÁMICA

Clasificación. Coeficientes de fricción. Efecto de la compresibilidad. Resistencias

inducida y de onda. Factor de eficiencia. Resistencia de componentes. Resistencia

de interferencia.


AERODINÁMICA SUPERSÓNICA E HIPERSÓNICA. Código 4151

Curso 4º Nº créditos 6 Tipo: Prácticas NO

Cuatrimestre 1º Horas semanales 4 Optativa (A2) Nº horas

Asignatura llave: Mecánica de Fluidos I, Aerodinámica I

Programa:



de los números de Mach de divergencia de sustentación y de resistencia. Perfiles

con distribución de presiones picuda, con borde de salida grueso y con sustentación

retrasada.

2. TEORÍA POTENCIAL LINEALIZADA DE CUERPOS ESBELTOS

Linealización del problema. Campos próximo y lejano. Empalme de soluciones

3. FUERZAS TRANSVERSALES SOBRE CUERPOS ESBELTOS


alas esbeltas. Soluciones para pequeños espesores y curvaturas.

4. FUERZAS LONGITUDINALES SOBRE CUERPOS ESBELTOS

Cálculo de la resistencia de onda. Regla del área en régimen transónico.

Optimización de la resistencia de onda. Regla del área de Hayes.

5. TEORÍA POTENCIAL (PEQUEÑAS PERTURBACIONES) DE CUERPOS ESBELTOS

EN RÉGIMEN TRANSÓNICO

Planteamiento del problema. Campo próximo y campo lejano. Regiones de validez.

Escalas. Regla de semejanza transónica.

6. TEORÍA POTENCIAL LINEALIZADA DE ALAS EN RÉGIMEN INCOMPRESIBLE Problema simétrico y sustentador. Límites de la formulación del problema

sustentador para alargamientos grandes y pequeños. Teoría del plano de Trefftz.

7. TEORÍA POTENCIAL LINEALIZADA DE ALAS EN RÉGIMEN SUPERSÓNICO

Manantial supersónico. Formulas de Evvard. y de Evvard-Krasilshchilova. Solución

para puntos influidos por un borde de salida subsónico.

8. INTRODUCCIÓN AL FLUJO HIPERSÓNICO

Características del flujo en régimen hipersónico. Influencia de la excitación de las

vibraciones moleculares y de las reacciones químicas. Condiciones en la reentrada

de vehículos espaciales.

9. FLUJO HIPERSÓNICO NO VISCOSO

Condiciones de salto a través de ondas de choque normales y oblicuas. Métodos de

cálculo basados en la inclinación local. Principio de invarianza hipersónica.

Semejanza hipersónica. Onda de choque desprendida: cálculo de la distancia de

separación.

10. FLUJO HIPERSÓNICO CON VISCOSIDAD Capa límite hipersónica. Estimación de la fricción. Transferencia de calor.

Interacción viscosa fuerte y débil.

11. DINAMICA DE GASES A ALTAS TEMPERATURAS

Reacciones en equilibrio y congeladas. Ondas de choque con reacciones en

equilibrio. Vibraciones moleculares: ecuación de evolución. Reacciones químicas:

ecuaciones de evolución.


71

AERODINÁMICA Y AEROELASTICIDAD Código 4161


Cuatrimestre 1º Horas semanales 5 Optativa (B) Nº horas 2

Asignatura llave: Aerodinámica I, Vibraciones

Programa:



de los números de Mach de divergencia, de sustentación y de resistencia.

2. TEORÍA POTENCIAL LINEALIZADA DE CUERPOS ESBELTOS

Linealización del problema. Campos próximo y lejano. Empalme de soluciones.

3. FUERZAS LONGITUDINALES Y TRANVERSALES SOBRE CUERPOS ESBELTOS.


alas esbeltas. Cálculo de la resistencia de onda. Regla del área en régimen

transónico. Optimización de la resistencia de onda.

4. TOMAS DE AIRE EN RÉGIMEN SUBSÓNICO

Misiones de una toma de aire. Relaciones básicas para tomas óptimas. Tipos de

tomas de aire. Integración de tomas de aire. Estimación de pérdidas en el conducto

interno y en la toma. Resultados experimentales.

5. TOMAS DE AIRE SUPERSÓNICAS

Principios básicos. Deceleración de la corriente incidente. Parámetros que

caracterizan a un difusor. Difusor con onda de choque normal. Tipos de difusores.

6. CHORROS

Introducción a la turbulencia. Modelo del camino de mezcla de Prandtl. Capa de

mezcla. Chorro bidimensional.

7. INTRODUCCIÓN A LA AEROELASTICIDAD

Triángulo de Collar. Velocidades críticas.

8. AEROELASTICIDAD ESTÁTICA

Divergencia torsional. Inversión y efectividad del mando.

9. AEROELASTICIDAD DINÁMICA. FLAMEO LINEAL Métodos de obtención de la velocidad y frecuencia de flameo. Integración en el

tiempo. Método p. Método V-g. Efecto de la compresibilidad en la velocidad de

flameo. Teoría del perfil oscilante en una corriente incompresible. Función de

Theodorsen. Cálculo de flameo y de las fuerzas oscilatorias sobre un perfil en una

corriente supersónica.

10. AEROELASTICIDAD DINÁMICA. RÁFAGAS

Funciones de Wagner y de Küssner. Función de Sears. Respuesta de un avión rígido

a la turbulencia atmosférica.

11. AEROELASTICIDAD DINÁMICA. BATANEO Y FLAMEO EN SEPARACIÓN

Interpretación física. Flameo en separación en flexión, y en torsión.

12. AEROELASTICIDAD DE TURBOMÁQUINAS

Otros tipos de flameo no clásicos en turbomáquinas. Flameo por bloque transónico.

Flameo por separación periódica. Diseño aeroelástico de componentes del motor.

Flujo incompresible en una cascada de álabes oscilando armónicamente.

13. AEROELASTICIDAD EXPERIMENTAL

Ensayos en tierra. Ensayos en vuelo.


MECÁNICA DEL VUELO I Código 4211



Asignatura llave: Mecánica I, Aerodinámica I

Programa:

I. INTRODUCCIÓN

Sistemas básicos de referencia y relaciones angulares entre los mismos.

Ecuaciones generales del movimiento del avión.

Relaciones básicas para la determinación de actuaciones.

II. FUERZAS AERODINÁMICAS Y PROPULSIVAS

Fuerzas aerodinámicas.

Fuerzas propulsivas.

Características, selección y adaptación de la hélice.

III. ACTUACIONES

Introducción a las actuaciones. Actuaciones del planeador.

Avión provisto de turborreactor. Vuelo horizontal en un plano vertical. Problemas

de punto.

Avión provisto de turborreactor. Vuelo en subida en un plano vertical. Problemas de

punto.

Avión provisto de turborreactor. Viraje simétrico casi estacionario en un plano

horizontal. Problemas de punto.

Avión provisto de turborreactor. Problemas integrales.

Avión provisto de motor alternativo. Problemas de punto.

Avión provisto de motor alternativo. Problemas integrales.

Actuaciones de despegue.

Actuaciones de aterrizaje.

IV. ESTABILIDAD Y CONTROL ESTÁTICOS

El movimiento longitudinal estacionario. Sustentación total y momento de cabeceo

total del avión.

Control estático longitudinal.

Estabilidad estática longitudinal con mandos libres. Gradiente de fuerza en palanca.

Fuerza y momentos lateral-direccionales en vuelo rectilíneo, estacionario no

simétrico del avión.

Estabilidad y control estáticos longitudinales en vuelo estacionario de maniobra.


73

AEROELASTICIDAD Código 4241


Cuatrimestre 2º Horas semanales 4 Optativa Nº horas 1

Asignatura llave: Vibraciones, Aerodinámica I

Programa:

I. INTRODUCCIÓN A LA AEROELASTICIDAD

Triángulo de Collar. Velocidades críticas.

II. AEROELASTICIDAD DEL PERFIL

Fenómenos aeroelásticos estáticos. Ala bidimensional. Divergencia torsional.

Inversión y efectividad del mando.

Aeroelasticidad dinámica. Flameo. Sistemas de tres grados de libertad.

Métodos de obtención de la velocidad y frecuencia de flameo. Integración en el

tiempo. Método p. Método V-g. Efecto de la compresibilidad en la velocidad de

flameo.

Teoría del perfil oscilante en el seno de una corriente incompresible. Función de

Theodorsen.

Cálculo de flameo y fuerzas oscilatorias sobre un perfil en una corriente

supersónica.

Aeroelasticidad dinámica. Función de Wagner. Ráfagas. Función de Küssner.

Función de Sears.

Respuesta de un avión rígido a la turbulencia atmosférica.

Bataneo y flameo en separación. Interpretación física. Flameo en separación en

flexión. Flameo en separación en torsión.

III. AEROELASTICIDAD DE ESTRUCTURAS UNIDIMENSIONALES Aeroelasticidad estática de alas esbeltas rectas. Ecuación diferencial y ecuación

integral del equilibrio aeroelástico. Distribución de sustentación simétrica.

Distribución de sustentación antisimétrica.

Ecuación integral de equilibrio de alas esbeltas en flecha de forma en planta y

rigidez arbitrarias.

Influencia de la flecha en los fenómenos aeroelásticos estáticos. Solución numérica

de las ecuaciones integrales para alas en flecha.

Distribución de sustentación antisimétrica para alas en flecha.

Aeroelasticidad dinámica de estructuras unidimensionales. Flameo de estructuras

unidimensionales por superposición modal.

El problema de la ráfaga en estructuras unidimensionales. Respuesta de un avión

deformable en flexión a la turbulencia atmosférica.

IV. AEROELASTICIDAD DE ESTRUCTURAS BIDIMENSIONALES

Flujo incompresible no estacionario alrededor de alas deformables. Método del

Vortex-Lattice.

Aeroelasticidad estática para superficies sustentadoras de bajo alargamiento con

forma en planta y rigidez arbitraria.

Aeroelasticidad dinámica de estructuras bidimensionales.

Flujo subsónico no estacionario alrededor de alas. Método del Doublet-Lattice.

V. AEROELASTICIDAD EXPERIMENTAL

Ensayos en tierra. Ensayos en vuelo.


ESTRUCTURAS ESPACIALES Código 4251


Cuatrimestre 2º Horas semanales 3,5 Optativa Nº horas 4,5

Asignatura llave: Vibraciones, Estructuras Aeronáuticas

Programa:

I. INTRODUCCIÓN A LAS ESTRUCTURAS ESPACIALES

Historia, nomenclatura y distribución de pesos en lanzadores y vehículos espaciales.

Estructuras típicas en lanzadores y vehículos espaciales. Requisitos estructurales.

Configuración de los distintos subsistemas. Opciones de diseño. Criterio y filosofía

del diseño estructural. Mecanismos y elementos desplegables. Modelizado de las

estructuras espaciales de gran tamaño.

II. ESTATICA DE ESTRUCTURAS ESPACIALES

Pandeo de estructuras circulares de pared delgada. Teoría de Koiter. Tipos de

uniones en estructuras espaciales. Uniones lineales y no lineales. Pórticos elásticos

no lineales. Matriz de rigidez no lineal. Matriz de desplazamiento no lineal. Pórticos

triangulares. Esfuerzos iniciales. Efectos térmicos. Inestabilidad elástica de

elementos y de pórticos. Determinación de la condición de inestabilidad.

Aproximación de cargas axiales. Cargas críticas elásticas en pórticos. Fallo elástico

de estructuras.

III. DINÁMICA DE ESTRUCTURAS ESPACIALES

Dinámica de un sistema compuesto por sólidos rígidos y/o elásticos acoplados.

Análisis del sistema lineal. Aplicación del método de síntesis modal. Dinámica

durante despliegue y recogida. Aplicación a una estructura espacial con tirantes

(Thethered). Dinámica estructural no lineal. La Ecuación de Duffing. Métodos

semianalíticos y de integración directa. Ecuaciones del movimiento de una

estructura genérica.

IV. ESTABILIDAD DINÁMICA DE ESTRUCTURAS ESPACIALES Estabilidad de Liapunov. Sistemas conservativos. Sistemas con amortiguamiento,

amortiguamiento semidefinido. Sistemas giroscópicos y giroscópicos amortiguados.

Sistemas circulatorios, asimétricos y realimentados. Formas de primer orden.

Límites de estabilidad. Estabilidad dinámica de sistemas estructurales con

coeficientes que varían con el tiempo. Teoría de Floquet.

V. CONTROL DE ESTRUCTURAS ESPACIALES

Controlabilidad y observabilidad. Recolocación de los autovalores de la estructura.

Control óptimo. Estimadores. Identificación del sistema. Modelado del sistema de

orden reducido. Control modal. Modelado de errores. Retrasos. No linealidades

estructurales. Incertidumbre en los parámetros estructurales. Interacción

Control/Estructura. Efectos de los actuadores.

VI. DISEÑO Y OPTIMIZACIÓN DE ESTRUCTURAS ESPACIALES

Consideraciones de diseño. Aislamiento y transmisibilidad. Métodos de diseño.

Control activo y pasivo. Optimización de estructuras controladas activamente.

Ecuaciones básicas. Procedimientos de solución. Optimización de estructuras con

métodos de programación lineal y no lineal.


75

CÁLCULO DE AVIONES Código 5111



Asignatura llave: Aerodinámica I, Mecánica del Vuelo I

Programa:

1. Fases y tendencias del proyecto de aviones. Aspectos económicos.

2. Configuración general de un avión de transporte subsónico.

3. Arquitectura de aviones.

4. Métodos de estimación de actuaciones en crucero y pista.

5. Pesos del avión. Punto de diseño. Diagrama pesos-alcance.

6. Diseño del fuselaje.

7. Diseño de alas para régimen subsónico.

8. Dispositivos hipersustentadores y superficies de mando en el ala.

9. Distribución de pesos y centrado.

10. Diseño preliminar de la superficie horizontal de cola.

11. Diseño preliminar de la superficie vertical de cola.

12. Disposición del tren de aterrizaje.

13. Polar del avión.

14. Investigación de accidentes de aviación.

15. Certificación y aeronavegabilidad.

16. Instrumentación embarcada.


HELICÓPTEROS Y AERONAVES DIVERSAS I Código 5112



Asignatura llave: Aerodinámica I, Mecánica del Vuelo I

Programa:

CONFIGURACIÓN Y DISEÑO DE HELICÓPTEROS

1. Presentación. Conceptos generales.

2. Teoría de cantidad de movimiento. Vuelo a punto fijo. Coeficientes.

3. Teoría de cantidad de movimiento. Vuelo axial.

4. Vuelo axial: Teoría del Elemento de Pala. Combinación de las dos teorías. Rotores

de velocidad inducida constante.

5. Fuerzas. Par. Potencia. Pérdidas. Rotores coaxiales.

6. Vuelo de avance: Teoría de Cantidad de Movimiento.

7. Vuelo de avance: Teoría del Elemento de Pala. Flujo en la pala. Articulaciones.

8. Rotor articulado. Rotor rígido. Rotor flexible.

9. Vuelo vertical. Regímenes. Vuelo ascendente y descendente. Efecto suelo.

10. Sistemas de arrastre. Motores de reacción. Arrastre mecánico.

11. Compensación del par motor. Rotor antipar.

12. Vuelo horizontal: Fuerzas. Potencia.

13. Vuelo horizontal: Actuaciones. Método de la energía.

14. Ascenso con trayectoria inclinada. Velocidad ascensional.

15. Descenso con trayectoria inclinada. Velocidad de descenso.

16. Vuelo en autorrotación: Vertical. En avance.

17. Despegue y aterrizaje.

18. Altura crítica.

19. Estabilidad y control: Planteamiento.

20. Estabilidad estática.

21. Estabilidad dinámica.

22. Control del helicóptero.

23. Controlabilidad de los helicópteros.

24. Normas.

25. Vibraciones del helicóptero.

26. Ruido.

27. Operación de helicópteros.

28. Análisis de costes.

29. Helipuertos.

30. Criterios de selección de helicópteros.

31. Diseño preliminar.


77

MISILES II Código 5131

Curso 5º Nº créditos 6 Tipo Prácticas SI

Cuatrimestre 1º Horas semanales 4 Optativa Nº horas 1,5

Asignatura llave: Vehículos Espaciales y Misiles, Electrónica II

Programa:

I. MOVIMIENTO DE VEHÍCULOS COHETE Movimiento general con 6 grados de libertad. Casos simplificados. Coeficientes

aerodinámicos de misiles: resistencia, fuerza normal, momentos. Vehículos Cohete

no guiados militares. Cohetes de Sondeo. Dispersión. Optimización de Trayectorias

ascensionales.

II. LEYES DE GUIADO

Repaso de leyes de guiado ideales: persecución pura desviada, alineación, guiado

proporcional. Aproximación a leyes de guiado reales, introducción de retardos.

Introducción a las leyes de guiado óptimas.

III. SISTEMAS DE GUIADO

Principios generales del guiado. Telemando. Autoguiado. Haz director. Alineación

óptica. Radiaciones utilizadas. Microondas. Ondas milimétricas. Infrarrojos.

Visible, Ultravioleta.

IV. LEYES Y SISTEMAS DE NAVEGACION

Sistema Inercial: Principios, componentes, errores. Sistema GPS: principio,

componentes, errores. Sistema “Doppler”. Navegación autónoma por referencias

con el terreno.

V. CONFIGURACIONES Y SUBSISTEMAS

Configuraciones típicas de misiles. Canard, Clásico, Mando por Ala, Mando por

Chorro. Ventajas, inconvenientes, criterios de diseño. Subsistemas: buscador,

guiado, control, estructura, propulsión, carga militar, energía.

VI. ESTABILIDAD Y DINAMICA DEL MISIL

Estabilidad y maniobrabilidad estáticas. Máxima maniobra. Respuesta dinámica y

función de transferencia de la célula de la célula. Dinámica y funciones de

transferencia de los subsistemas: buscador, guiado y control. Respuesta dinámica

del misil completo.

VII. AERONAVES AUTOMATICAS

Tipos y conceptos básicos de Vehículos con Pilotaje Remoto (RPV), Vehículos

Aéreos no Tripulados (UAV) y Aviones Tácticos no Tripulados (UTA). Conceptos

de misión, configuración, navegación, guiado y control.


MECÁNICA DEL VUELO II Código 5141

Curso 5º Nº créditos 5,25 Tipo Prácticas SI

Cuatrimestre 1º Horas semanales 3,5 Optativa Nº horas 2

Asignatura llave: Mecánica del Vuelo I

Programa:

I. ACTUACIONES DE AVIONES DE ALTA VELOCIDAD

Actuaciones de aviones de alta velocidad. Diagramas M-h del factor de reducción

del empuje, de la aceleración tangencial, del vuelo en subida y del viraje.

Actuaciones de aviones de alta velocidad. Diagramas M-h del factor de la energía

específica y su aplicación a la obtención de trayectorias casi óptimas.

II. ESTABILIDAD Y RESPUESTA DINÁMICA DEL AVIÓN EN CADENA ABIERTA

Revisión de conceptos fundamentales de teoría de sistemas.

Ecuaciones linealizadas del movimiento del avión.

Adimensionalización de las ecuaciones del movimiento longitudinal.

Derivadas de estabilidad longitudinal.

Estabilidad dinámica del movimiento longitudinal y ecuaciones simplificadas de los

modos longitudinales.

Respuesta del avión al control longitudinal en cadena abierta.

Adimensionalización de las ecuaciones del movimiento lateral-direccional.

Derivadas de estabilidad lateral-direccional.

Estabilidad dinámica del movimiento lateral-direccional y ecuaciones simplificadas

de los modos lateral-direccionales.

Cualidades de vuelo y características de los modos.

III. TEMAS ESPECIALES

Acoplamiento inercial.

Avión en fase de aproximación sometido a ráfagas. La sintonización aerodinámica.

Optimización de funciones lineales en Mecánica del Vuelo mediante el Teorema de

Green.

Métodos de perturbaciones singulares en Mecánica del Vuelo.


79

CÁLCULO ESTRUCTURAL. MÉTODO DE LOS ELEMENTOS FINITOS

Código 5221

Curso 5º Nº créditos 4,5 Tipo Prácticas NO

Cuatrimestre 2º Horas semanales 3 Obligatoria Nº horas

Asignatura llave: Mecánica de Sólidos y Teoría de Estructuras

Programa:

1. Método de los elementos finitos. Introducción.

2. Sistemas de referencia local, básico y global. Matrices de transformación.

3. Ligaduras multipunto y punto único. Eliminación de los grados de libertad.

Determinación de las fuerzas de ligadura.

4. Matrices de rigidez y de fuerzas equivalentes en elementos tipo barra y tipo viga.

5. Formulación isoparamétrica en elementos tipo viga. Integración numérica e

integración reducida.

6. Elasticidad bidimensional. Estado de esfuerzos plano y de deformación plana.

7. Sólidos de revolución. Formulación general.

8. Sólidos tridimensionales. Formulación general. Análisis de diferentes elementos.

9. Formulación isoparamétrica.

10. Placas delgadas. Teoría de Kirchoff.

11. Placas gruesas. Teoría de Reissner-Mindlin.

12. Análisis de láminas.

13. Postproceso. Suavizado. Mallas adaptativas.

14. Problemas dinámicos. Formulación general. Matrices de masa y amortiguamiento.

Reducción dinámica.

15. Problemas no lineales. No linealidad geométrica. Inestabilidad. No linealidades de

material.


DISEÑO ESTRUCTURAL DE AVIONES Código 5231


Cuatrimestre 2º Horas semanales 3,5 Optativa Nº horas 2

Asignatura llave: Estructuras Aeronáuticas

Programa:

I. DETERMINACIÓN DEL ESTADO DE CARGAS.

Introducción al diseño estructural de aviones.

Cargas exteriores. Diagramas de maniobra y ráfagas.

Cargas de vuelo. Maniobras simétricas.

Condiciones de balance y guiñada.

Ráfagas discretas. Turbulencia continúa.

Otras cargas de vuelo.

Cargas de aterrizaje.

Otras cargas de tierra.

Fatiga y tolerancia al daño.

II. DISEÑO ESTRUCTURAL DE COMPONENTES.

Esfuerzos admisibles.

Tensión diagonal.

Estabilidad de larguerillos.

Diseño de paneles sometidos a compresión.

Dimensionado de uniones.

Diseño estructural de alas.

Diseño estructural de superficies de cola.

Diseño estructural de fuselajes.

Trenes de aterrizaje.


81

HELICÓPTEROS Y AERONAVES DIVERSAS II Código 5241


Cuatrimestre 2º Horas semanales 3 Optativa Nº horas 8

Asignatura llave: Helicópteros y Aeronaves Diversas I

Programa:

1. AERONAVES DE ALAS GIRATORIAS.

2. TEORÍA DE CANTIDAD DE MOVIMIENTO MODIFICADA.

Planteamiento. Superficie de velocidades inducidas. Efecto suelo. Pérdidas en

punta.

3. TEORÍA DEL ELEMENTO DE PALA.

Vuelo axial. Techo. Vuelo de avance. Planos de referencia. Plano de puntas:

velocidades y fuerzas. Plano de control: velocidades y fuerzas.

4. PALAS EN BATIMIENTO. Equilibrio en batimiento. Ecuación de Juan de la Cierva. Excentricidad de

batimiento y arrastre.

5. CÍRCULO DE INVERSIÓN.

Efecto del círculo de inversión. Efecto de velocidades angulares. Teoría

turbillonaria. Aerodinámica del rotor. Actuaciones por la Teoría de Cantidad de

Movimiento Modificada.

6. ACTUACIONES: MÉTODO DEL EQUILIBRIO DE FUERZAS.

Planteamiento. Compensación del par motor. Actuaciones especiales. Métodos

adimensionales.

7. ESTABILIDAD Y CONTROL.

Planteamiento. Efecto de las velocidades lineales y angulares. Movimiento

longitudinal: vuelo a punto fijo; vuelo de avance. Movimiento lateral. Problemas

especiales.

8. VIBRACIÓN DE PALAS.

Flexión de palas. Vibración de palas.

9. PROPAGACIÓN Y AMORTIGUAMIENTO DE VIBRACIONES. FATIGA Vibraciones características en helicópteros: Propagación y amortiguamiento.

Fatiga de palas.


VEHÍCULOS ESPACIALES II Código 5251

Curso 5º Nº créditos 6 Tipo Prácticas SI

Cuatrimestre 2º Horas semanales 4 Optativa Nº horas 1,5

Asignatura llave: Vehículos Espaciales y Misiles, Electrónica II

Programa:

I. CONFIGURACIONES DE VEHICULOS ESPACIALES

Requisitos, análisis y evaluación de misiones. Conceptos generales de diseño.

Configuración de satélites de comunicaciones, meteorológicos, teledetección y

científicos. Naves interplanetarias. Estaciones espaciales. Constelaciones. Vehículos

lanzadores no recuperables. Vehículos lanzadores reutilizables. Estaciones de

lanzamiento y seguimiento.

II. DISEÑO DE SUBSISTEMAS

ESTRUCTURA: requisitos, normalización, materiales específicos, mecanismos y

pirotécnico.

ENERGIA: distribución eléctrica, generadores fotovoltaicos, baterías, células de

combustible, generadores nucleares, generadores termodinámicos.

TELEMEDIDA y TELEMANDO: normas, datos y codificación, telemedida en

paquetes, tipos de telemando, telemando en paquetes, telemando para espacio

profundo.

CONTROL DE ACTITUD Y ORBITA: sensores, determinación de actitud, actuación,

control.

CONTROL TERMICO: ambiente y solicitaciones térmicas, transferencia de calor,

conducción, radiación, modelización y análisis. Métodos de control activos y

pasivos.

CONTROL AMBIENTAL: Control de ambiente. Atmósfera. Temperatura. Soporte

vital: alimentación, deshechos, protecciones, transporte.

PROPULSION: Aplicaciones especiales de la propulsión química, eléctrica, nuclear,

láser, solar.

III. ENSAYOS Y FABRICACIÓN:

Ensayos espaciales. Normas ESA, MIL, NASA. Adecuación de normativas

internacionales. Ensayos estructurales. Ensayos y verificación del modelo térmico.

Ensayos ambientales, Verificación software, Ensayos “hardware-in-the-loop”.

Planificación y gestión de Programas Espaciales. Problemas específicos de

fabricación (prevención contra desgasificación y efecto de radiaciones, mecanismos

de alta precisión, estructuras de gran tamaño con muy alta resistencia específica).

Algunas fabricaciones específicas. Legislación Espacial.


83

DOCUMENTACIÓN CIENTÍFICA E INGENIERÍA AERONAÚTICA Código 9009

Curso Nº créditos 4 Tipo Prácticas SI

Cuatrimestre 1º Horas semanales Libre elección Nº horas 8

Observaciones: Alumnos de 2º ciclo

Programa de teoría:

1. Presentación y contenidos de la asignatura.

2. La cadena documental.

3. Las fuentes documentales.

4. La búsqueda documental..

5. Los análisis formal y de contenido de los documentos.

6. Los lenguajes documentales.

7. Fuentes de interés aeroespacial.

8. La NASA e Internet.

9. El sistema de búsqueda Lorebi.

10. El artículo científico.

Programa de Prácticas:

1. Crecimiento de la información científica.

2. Organización de la Biblioteca de la ETSIA.

3. Búsqueda de legislación aeronáutica y general en el B.O.E.

4. Búsquedas en el catálogo de la UPM (Ibistro).

5. Búsquedas en el CSIC y CNRS e ISI Web.

6. Catálogos de revistas, tesis, normas. Revistas electrónicas.

7. Webs relevantes para la Ingeniería Aeronáutica.

8. Los servidores de la NASA. Aerospace Database.

9. Búsquedas con Lorebi.

10. Desarrollo completo de una búsqueda.

CIENCIA Y OPERACIONES ESPACIALES Código 9081

Curso Nº créditos 4 Tipo Prácticas NO

Cuatrimestre 2º Horas semanales Libre elección Nº horas

Observaciones:

Programa:

1. Ciencia en microgravedad

2. Microgravedad e instrumentos embarcados

3. Operaciones de instrumentos embarcados

4. La Agencia Europea del Espacio 5. Entorno espacial

6. Operaciones de lanzamiento y aproximación

7. Misiones científicas

8. Formación de astronautas

9. Vida en ingravidez

10. Operaciones de instrumentos embarcados en la ISS


EL ENTORNO DE LOS VEHÍCULOS ESPACIALES Código 9011

Curso Nº créditos 5 Tipo Prácticas

Cuatrimestre 1º Horas semanales Libre Elección Nº horas

Observaciones: Alumnos de 2º ciclo

Programa (clases de hora y media)

1. Presentación e introducción.

2. El universo y la Galaxia.

3. El sol.

4. El sistema planetario.

5. El campo gravitatorio terrestre.

6. El campo magnético terrestre.

7. La atmósfera terrestre neutra.

8. La ionosfera y magnetosfera terrestres.

9. Micrometeoroides y desechos espaciales.

10. Microgravedad, vacío y radiación: minerales.

11. Microgravedad, vacío y radiación: seres vivos

12. El entorno de lanzamiento y tierra.

13. El entorno en tierra.

HISTORIA DE LA AVIACIÓN Código 9013



Asignatura llave: Aeronaves y Vehículos Espaciales

Programa: (clases de hora y media)

1. Presentación.: Bases científicas:

2. Los aeróstatos: del globo al dirigible.

3. Los primeros vuelos de aviones.

4. Los comienzos de la aviación militar.

5. Grandes vuelos.

6. La instauración de la industria aeronáutica.

7. La industria aeronáutica en España.

8. Primeros pasos del transporte aéreo.

9 El transporte aéreo en España.

10. La época dorada de la aviación I

11. La época dorada de la aviación II

12. Las aeronaves de alas giratorias.

13. Las infraestructuras para la navegación aérea

14. Los indicios de la ingeniería aeronáutica en España.

15. La época de los vuelos experimentales (I).

16. La época de los vuelos experimentales (II).

17. Auge de la aviación comercial de 1960 a 1980.

18. Epílogo. Evaluación.


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INSTRUMENTOS DE VUELO Código 9016



Observaciones: Alumnos 2º ciclo ( diseñada para la intensificación A1)

Programa:

1. Presentación e introducción general a las instalaciones del avión.

2. Elementos en los instrumentos de vuelo y presentaciones típicas.

3. Sistema de pitol-estática.

4. Instrumentos basados en datos de aire.

5. Indicadores de ángulo de ataque y resbalamiento.

Indicadores de aceleración.

6. Instrumentos basados en giróscopos.

Instrumentos de indicación de rumbo.

7. Práctica con instrumentos reales

8. Práctica con simulador

9. Instrumentos integrados de navegación y ayuda.

Radar meteorológico.

10. Instrumentos basados en navegación por satélite

11. Instrumentos basados en navegación por satélite II

12. Nuevas tecnologías aplicadas a los instrumentos y presentaciones en cabina.

INTRODUCCIÓN AL NASTRAN Código 9021



Observaciones: Alumnos 2º ciclo que hayan cursado Estructuras Aeronáuticas

Programa:

1. Introducción.

2. Conceptos básicos.

3. Modelización.

- Geometría.

- Conectividades.

- Propiedades.

- Ligaduras.

- Cargas.

4. Tipos de soluciones.

5. Análisis de resultados.

6. Pre/postprocesado gráfico.


SEMINARIO DE MECÁNICA DEL VUELO II Código 9035



Observaciones: Alumnos de 2º ciclo, con Mecánica de Vuelo I

Programa:

I. ACTUACIONES DE AVIONES DE ALTA VELOCIDAD

Actuaciones de aviones de alta velocidad. Diagramas M-h del factor de reducción

del empuje, de la aceleración tangencial, del vuelo en subida y del viraje.

Actuaciones de aviones de alta velocidad. Diagramas M-h del factor de la energía

específica y su aplicación a la obtención de trayectorias casi óptimas.

II. ESTABILIDAD Y RESPUESTA DINÁMICA DEL AVIÓN EN CADENA ABIERTA Revisión de conceptos fundamentales de teoría de sistemas.

Ecuaciones linealizadas del movimiento del avión.

Adimensionalización de las ecuaciones del movimiento longitudinal.

Derivadas de estabilidad longitudinal.

Estabilidad dinámica del movimiento longitudinal y ecuaciones simplificadas de los

modos longitudinales.

Respuesta del avión al control longitudinal en cadena abierta.

Adimensionalización de las ecuaciones del movimiento lateral-direccional.

Derivadas de estabilidad lateral-direccional.

Estabilidad dinámica del movimiento lateral-direccional y ecuaciones simplificadas

de los modos lateral-direccionales.

Cualidades de vuelo y características de los modos.

III. TEMAS ESPECIALES

Acoplamiento inercial.

Avión en fase de aproximación sometido a ráfagas. La sintonización aerodinámica.

Optimización de funciones lineales en Mecánica del Vuelo mediante el Teorema de

Green.

Métodos de perturbaciones singulares en Mecánica del Vuelo.


87

AEROGENERADORES Código 9049

Curso 4º Nº créditos 6 Tipo Prácticas


Observaciones: Obligatoria para los alumnos de PFC de Aerogenerador

Programa:

1. Presentación del curso

2. Estado actual de la energía eólica.

3. Meteorología. Modelos de evaluación del potencial eólico.

4. Predicción del recurso eólico.

5. Diseño de parques. Estelas.

6. Aerodinámica del rotor. Teorías disponibles

7. Aerodinámica del rotor. TCM-TMC-TEP. Optimización del rotor.

8. Cargas estructurales en el rotor.



11. Modelos de costes y planificación económica.

12. La experiencia en la industria eólica para alumnos de la ETSIA.

13. Anemometría

14. Generadores eléctricos para aeroturbinas.

15. Control eléctrico de generadores.

16. Instalaciones y líneas eléctricas de distribución en parques eólicos.

17. Retos tecnológicos en I+D en energía eólica.

18. Sistemas aislados con energía eólica.

19. Prueba de conocimientos.

VERIFICACIÓN DE VIDA DE ESTRUCTURAS AERONÁUTICAS Código 9068



Observaciones: para alumnos de 4º y 5º curso

Programa:

1. Revisión de conceptos básicos de fatiga y tolerancia al daño

2. Revisión de metodología para análisis de fatiga

3. Revisión de metodología para análisis de tolerancia al daño

4. Generación de espectros de carga para análisis de vida

5. Influencia de los materiales y procesos en la vida

6. Crecimiento de grietas y resistencia residual en estructuras complejas

7. Mantenimiento, accesibilidad y métodos de inspección

8. Frecuencias de inspección

9. Elaboración del programa de mantenimiento

10. Caso práctico de aplicación del análisis de vida

11. Definición de esfuerzos admisibles para satisfacer requisitos de vida

12. Ensayos estructurales para validación de vida


AERODINÁMICA A BAJOS NÚMEROS DE REYNOLDS: APLICACIÓN

AL VUELO DE LAS AVES Y OTROS SERES VOLADORES. Código 9096



Observaciones: Haber aprobado Aerodinámica I

Programa:

1. Definiciones y conceptos generales

2. Características aerodinámicas de los perfiles de ala para baja velocidad

3. Capa límite y desprendimiento de la corriente

4. Coeficiente de sustentación máximo y entrada en pérdida de perfiles y alas

5. Modelos turbillonarios de alas de gran alargamiento y estelas.

6. Aspectos específicos de la aerodinámica de las alas de las aves

7. Resistencia aerodinámica

8. Control del vuelo

9. Ensayos en túnel aerodinámico a bajos números de Reynolds. Túneles

aerodinámico para ensayos con aves

TALLER DE DISEÑO PRELIMINAR DE SATÉLITES. Código 9102



Observaciones: para alumnos de 2º ciclo

Programa:

1. Presentación del taller. El diseño de satélites

2. Misión Espacial I

3. Misión Espacial II

4. Dimensionado preliminar del subsistema AOCS

5. Dimensionado preliminar del subsistema propulsión

6. Dimensionado preliminar de la estructura

7. Dimensionado preliminar del subsistema de potencia

8. Dimensionado preliminar del subsistema de comunicaciones

9. Dimensionado preliminar del subsistema de control térmico y de subsistemas auxiliares

10. Dimensionado de subsistemas de gestión de datos y costes

11. Presentación de los trabajos realizados


89

CASOS DE ESTUDIO EN EL DISEÑO PRELIMINAR DE AVIONES Código 9108



Observaciones: Alumnos de 5º curso

Objetivos: proporcionar a los alumnos una visión amplia de la gran diversidad de

aviones que pueden proyectarse, adaptados a los múltiples escenarios de diseño

(mercado, requisitos medioambientales, evolución tecnológica, etc.).

Programa: 10 lecciones de 90 minutos

Tema 1. Perspectivas de mercado en aviación general, de transporte y militar.

Tema 2. Configuraciones convencionales y no convencionales.

Tema 3. Aviones no tripulados. Aplicaciones civiles.

Tema 4. Aviones de no tripulados. Aplicaciones Militares.

Tema 5. Aviones de fuselaje sustentador (1).

Tema 6. Aviones de fuselaje sustentador (2).

Tema 7. Aviones de muy alta capacidad.

Tema 8. Aviones en configuración wing-box.

Tema 9. Aviones civiles VSTOL.

Tema 10. Aviones comerciales supersónicos.


ACCESO A LA INFORMACIÓN EN INGENIERÍA Y ARQUITECTURA:

APLICACIÓN PRÁCTICA DE LOS RECURSOS DE LA BIBLIOTECA

UNIVERSITARIA. Código 9106


Cuatrimestre 1º/2º Horas semanales Libre Elección Nº horas

Observaciones: Libre Elección con Tele-enseñanza:

PROGRAMA:

BLOQUE 1: INICIACIÓN A LA BIBLIOTECA UNIVERSITARIA

Unidad 1: Introducción a las Bibliotecas

1. ¿Qué es la Biblioteca Universitaria?

2. ¿Qué hay en una Biblioteca Universitaria?

3. ¿Cómo encuentro información en una Biblioteca Universitaria?

4. ¿Existen normas generales en las bibliotecas?

5. ¿Qué es un catálogo y qué contiene?

6. ¿Qué es una signatura y qué es un tejuelo?

7. ¿Qué son las Bases de Datos y qué son los recursos electrónicos?

Unidad 2: El catálogo

1. La búsqueda sencilla

2. La búsqueda avanzada

3. Resultados de las búsquedas

4. Información complementaria del catálogo

Unidad 3: Servicios del catálogo

1. El préstamo

2. Renovación de los préstamos

3. El préstamo de ordenadores portátiles

4. Bibliografías recomendadas

5. Nuevas adquisiciones

6. Solicitudes

7. Reservas

8. El identificador de usuario y NIP

9. Otros recursos del catálogo

10. Videotutoriales

BLOQUE 2: LOS RECURSOS ELECTRÓNICOS EN LA BIBLIOTECA

UNIVERSITARIA

Unidad 1: Herramientas para mejorar las búsquedas

1. Operadores de búsqueda

Unidad 2: Acceso remoto a los recursos electrónicos de la UPM

1. Introducción a los servicios de acceso remoto

2. Conexión a la red WiFi de la UPM

3. Conexión por Red Privada Virtual

Unidad 3: Bases de datos y plataformas de información

1. Introducción a las Bases de Datos

2. Bases de Datos de la UPM


91

3. Servicios avanzados y plataformas de información

Unidad 4: Revistas electrónicas y SFX

1. Revistas electrónicas y SFX

Unidad 5: Springer y Safari. Libros electrónicos

1.Introducción a los libros electrónicos. Conocer Springer y Safari

Unidad 6: Tesis doctorales. Fuentes de información para la elaboración de

trabajos académicos

1. La tesis doctoral en la UPM

2. Consulta de tesis españolas

3. Consulta de tesis extranjeras

Unidad 7: Archivos abiertos. El Archivo Digital UPM

1. Introducción a los archivos abiertos

2. Las Editoriales y el Copyright

3. La alternativa: Creative Commons

4. La utilidad Sherpa Romeo

5. El Archivo Digital UPM

6. Contenidos del Archivo Digital UPM

Unidad 8: Patentes y Normas: AENOR, ITU, IEEE Standards

1. Las patentes como Fuente de Información

2. Patentes y normas en la UPM

3. Catálogos de Normas de los Organismos de Normalización

Unidad 9: ISI Web of Knowledge

1. Introducción a ISI Web of Knowledge

2. Empezando con ISI Web of Knowledge

3. Herramientas en Web of Science

4. Reglas de búsqueda en WOK

5. El índice h (h-index)

6. ISI Proceedings

7. Current Contents Connect

8. Journal Citation Reports

Unidad 10: Cómo citar una bibliografía

1. Introducción

2. Normas generales

3. Casos de citas bibliográficas

4. Documentos electrónicos

5. Sistema americano

Unidad 11: RefWorks, un gestor de referencias bibliográficas

1. Introducción a RefWorks

2. Videotutoriales de RefWorks

Materiales y Documentación:

- HTML: Acceso a páginas Web y red de la UPM

- PDF, PowerPoint: tutoriales

- Animaciones (vídeos)

Metodología: Asignatura en la plataforma Moodle


1.2 EUIT. Aeronáutica - Plan de Estudios 2002

EXPRESIÓN GRÁFICA

Primer curso / 2º cuatrimestre

Créditos: 9

Tipo: Troncal

Especialidad: Aeronaves

Aeromotores

Aeronavegación

Aeropuertos

Equipos y Materiales Aeroespaciales

Programa:

1 TEORÍA Y SISTEMAS DE REPRESENTACIÓN.

1.l. Proyectividad: conceptos fundamentales.

Proposiciones fundamentales de la geometría proyectiva.

Operaciones fundamentales: proyección y sección.

Formas proyectivas de primera categoría: ecuaciones, centros y ejes proyectivos

o perspectivos: elementos homólogos singulares.

Semejanza. Involuciones: producto de transformaciones. Aplicaciones gráficas.

1.2. Tratamiento proyectivo de los S.R.

Perspectividad entre una recta y su proyección. Producto de perspectividades.

Estructura convencional de los sistemas.

Sistema cónico.

Sistemas cilíndricos: planos acotados; diédrico; axonometría ortogonal y

oblicua.

1.3. Estudio de la recta.

Proyecciones principales y auxiliares de la recta.

Utilización simultánea de sistemas diferentes sobre una representación de rectas.

Verdadera magnitud y ángulos referidos a un segmento: aplicaciones.

1.4. Planos homográficos.

Ecuaciones. Elementos notables. Clasificación y análisis de las homografías.

Construcciones gráficas: transformación de formas planas. Producto de

transformaciones: aplicación del teorema de las tres homologías coaxiales a

formas planas en el espacio (F) y sus proyecciones cónicas F, cilíndrica

ortogonal F”, oblicua F* y abatida Fo.

l.5. Estudio del plano.

Proyecciones principales y auxiliares del plano. Rectas notables: aplicaciones.

Determinación del plano, diversos ejercicios. Homologías entre proyecciones:

aplicaciones.

Verdadera magnitud de figuras geométricas planas y aplicaciones al diseño.

Cambios de sistemas. Aplicaciones.

1.6. Intersección entre elementos geométricos.

Modelo genérico de intersecciones. Obtención directa del elemento de

incidencia: punto (recta o plano proyectante); recta (uno de los planos es

proyectante). Posiciones genéricas: intersección de recta y plano, intersección de


93

dos planos. Aplicaciones generales.

Incidencias impropias: condiciones suficientes de paralelismo. Trazado de rectas

paralelas a rectas o a planos, en los sistemas cilíndricos y cónico. Trazado de

planos paralelos. Aplicaciones generales. Rectas que se cortan y que se cruzan,

visibilidad y aplicaciones.

1.7. Perpendicularidad y distancias.

Condiciones de perpendicularidad entre los diferentes elementos geométricos.

Teorema de las tres perpendiculares en las proyecciones ortogonales. Enunciado

de los diferentes problemas de perpendicularidad: reducción a recta y plano

perpendiculares. Trazado de elementos perpendiculares y obtención de

distancias: posiciones genéricas y particulares. Aplicaciones.

1.8. Giros.

Giros en el espacio: trayectorias y coordenadas. Giros de rectas y de planos;

aplicaciones. Utilidad de los giros en el análisis de espacios barridos por

elementos físicos en rotación.

1.9. Tratamiento de las medidas angulares.

La superficie cónica de revolución como lugar geométrico de rectas o planos con

una restricción angular.

Ángulos entre elementos geométricos: definición y obtención.

Determinación de elementos geométricos con condiciones angulares.

Aplicaciones.

2. GEOMETRÍA DE LA FORMA EN INGENIERÍA. NORMALIZACIÓN.

2.1. Estudio de líneas y superficies.

Conceptos sobre líneas y superficies.

Estudio de las superficies poliédricas y radiadas y sus aplicaciones en ingeniería.

2.2. Introducción a la normalización.

Ámbito y estructura de las normas. Funciones de normalización y certificación.

Principales normas internacionales, nacionales y del sector aeronáutico.

Análisis por descomposición en cuerpos geométricos que conformen piezas

sencillas.

Principios generales normalizados en la representación y acotación. Ejemplos.

Representación y definición dimensional de los cuerpos geométricos

componentes de una pieza.

Desde el análisis de los cuerpos geométricos componentes, determinar las vistas

y cotas necesarias para determinar la forma y dimensiones de una pieza, así

como la posición relativa entre componentes.

2.3. Técnicas gráficas en la representación.

Secciones y cortes: convencionalismos normalizados.

Secciones abatidas. Elementos que no se cortan. Líneas de rotura.

Representaciones simbólicas y esquemáticas: convencionalismos de signos

aplicados en documentos utilizados en los campos técnicos de aplicación en la

carrera.

3. DIBUJO ASISTIDO POR ORDENADOR.

Introducción a los gráficos por ordenador y la documentación electrónica.

Herramientas de dibujo por ordenador.

Aplicaciones del grafismo electrónico.


INGENIERÍA GRÁFICA

Tercer curso / 1er. cuatrimestre

Créditos: 6

Tipo: Obligatoria

Especialidad: Aeronaves

Aeromotores

Equipos y Materiales Aeroespaciales

Programa:

1. GEOMETRÍA DE LA FORMA EN INGENIERÍA.

1.1. Superficies regladas alabeadas.

Conceptos geométricos genéricos: puntos y líneas singulares. Generación por

líneas directrices, superficies directoras y planos directores. Secciones.

Aplicaciones en la ingeniería: genéricas, conos alabeados, conoides y

cilindroides, tetraedroides, helicoides y álabes.

1.2. Superficies regladas desarrollables.

Conceptos geométricos genéricos: puntos y líneas singulares. Representación,

secciones, planos, tangentes y desarrollos. Aplicaciones en la ingeniería:

tangenciales (helicoides y convolutas); polares y rectificantes; superficies

adaptadoras y de igual pendiente.

1.3. Superficies de segundo orden.

Conceptos proyectivos básicos. Representación en los sistemas cónico y

cilíndrico. Secciones planas e intersección con rectas. Planos tangentes.

Aplicaciones en la ingeniería.

1.4. Intersección de superficies.

Intersecciones genéricas entre superficies, Intersección de cuádricas: genéricas y

particulares. Aplicación de las intersecciones planas en la conducción y difusión

de fluidos en ingeniería. Otros tipos de superficies.

2. DOCUMENTOS GRÁFICOS PARA DEFINICIÓN DE PIEZAS.

2.1. Normalización.

Tipos de normas: sector, nacionales y U.E., internacionales. Cuadros de

información general. Codificación: identificación de conjuntos y de piezas.

Representación de elementos mecánicos genéricos normalizados. Aplicaciones.

2.2. Dimensionado de piezas.

Números normales. Clases de cotas. Acotación funcional y su incidencia en las

tolerancias. Condición de máximo y mínimo material. Cotas funcionales en

elementos mecánicos normalizados. Aplicaciones.

2.3. Especificaciones técnicas.

Asignación de los acabados superficiales en relación con la funcionalidad,

rugosidad, características mecánicas, necesidades de protección o decoración.

3. DISEÑO PRELIMINAR.

3.1. Introducción al diseño.

Necesidad y análisis de existencia o no en el mercado; innovación de producto.

Criterios de diseño: función, seguridad, fiabilidad, manual del usuario.


95

Condiciones ambivalentes, criterios de ensayo y mantenimiento. Reglamentos y

normas aplicables. Prácticas sobre diseño fáciles.

3.2. Diseño de uniones.

Funciones mecánicas elementales: estructura, conexión, articulación,

transmisión, impermeabilidad y estanqueidad, engrase, protección y seguridad,

mando, señalización y aviso. Naturaleza de las uniones: rígidas, elásticas,

desmontables, permanentes, totales, parciales y reglables. Uniones directas y

para elementos auxiliares. Elementos normales de fijación; selección y

condiciones de utilización según los casos. Prácticas sobre ejemplos sencillos.

3.3. Diseño de transmisiones.

De igual y distintas trayectorias. Condiciones de uso de elementos normalizados.

Selección y diseño de transmisiones (montaje de rodamientos). Estanqueidades

estáticas y dinámicas y compatibilidad con los fluidos, en su caso. Prácticas

sobre ejemplos tipo.

3.4. Diseño de estructuras.

Uniones permanentes: soldaduras, remachadas, por adhesivos y engatilladas.

Selección y campos de aplicación. Soluciones tipo en nudos de estructuras.

Particularidades sobre estructuras aeronáuticas y prácticas sobre ejemplos reales.

Diseño de piezas moldeadas y sustitución, cuando proceda, por otros procesos de

conformación.

INGENIERÍA GRÁFICA PARA AEROPUERTOS

Tercer curso / 1er cuatrimestre

Créditos: 6

Tipo: Obligatoria

Especialidad: Aeropuertos

Programa:

1. GEOMETRÍA DE LA FORMA EN INGENIERÍA.

1.1. Superficies regladas alabeadas.

Conceptos geométricos genéricos: puntos y líneas singulares. Generación por

líneas directrices, superficies directoras y planos directores. Secciones.

Aplicaciones en la ingeniería: genéricas, conos alabeados, conoides y

cilindroides, tetraedroides, helicoides y álabes.

1.2. Superficies regladas desarrollables.

Conceptos geométricos genéricos: puntos y líneas singulares. Representación,

secciones, planos tangentes y desarrollos. Aplicaciones en la ingeniería:

tangenciales (helicoides y convolutas); polares y rectificantes; superficies

adaptadoras y de igual pendiente.

1.3. Superficies de segundo orden.

Conceptos proyectivos básicos. Representación en los sistemas cónico y

cilíndrico. Secciones planas e intersección con rectas. Planos tangentes.

Aplicaciones en la ingeniería.

1.4. Intersección de superficies.


Intersecciones genéricas entre superficies. Intersección de cuadrigas: genéricas y

particulares. Aplicación de las intersecciones planas en la conducción y difusión

de fluidos en ingeniería. Otros tipos de superficies.

2. APLICACIONES GEOMÉTRICAS AEROPORTUARIAS.

2.1. Fundamentos de planos acotados.

Descripción del sistema. Punto, recta y plano representados en perspectividad.

Verdadera magnitud. Incidencia y pertenencia. Perpendicularidad y mínima

distancia. Giros y abatimientos.

2.2. Representación del terreno, interpretación del relieve.

Lectura de planos topográficos. Caracterización de los elementos notables del

terreno. Lectura de nivelaciones, plataformas y viales.

2.3. Proyecto de movimiento de tierra.

Definiciones. Representación gráfica. Mediciones y volumetría. Descripción del

proyecto-plataforma por medio de ejes, longitudes, anchos y pendientes.

Desmontes y terraplenes. Planimetría de la nivelación, línea de paso y límites de

la explanación. Mediciones en planta. Cubicaciones por métodos de secciones y

por medición en planta contemplando el espesor.

2.4. Curvas de acuerdo o transición: parábola de acuerdo vertical y clotoide.

Variación constante de la pendiente en la parábola de eje vertical y el Anexo 14.

Casos de determinación de la parábola a partir de tres datos: alineaciones

tangentes, puntos de paso, parámetro k, etc. Variación constante de la curvatura

en la clotoide y sus formas aproximadas. Casos de determinación de la clotoide a

partir de cuatro datos: alineaciones tangentes, puntos de paso, radio mínimo,

parámetro épsilon, etc.

2.5. Superficies poliédricas y radiadas aplicadas en la aplicación de cubiertas y del

campo de vuelos.

Pendientes longitudinales, transversales y máximas o naturales: adecuación a la

normativa, los materiales y las técnicas. Directrices horizontales o inclinadas,

tomados como restricciones predeterminadas; aleros, cumbreras, ejes de pista,

bordes de plataforma, etc. Determinación de las intersecciones y aplicaciones.

2.6. Superficies alabeadas y cuádricas: aplicaciones en la edificación y en el diseño

del campo de vuelos.

Aplicación en cubiertas, escaleras de caracol, rampas, cambios de pendiente en

pistas, encuentro de pistas, bordes circulares de plataformas, etc.

2.7. Aplicaciones de los fundamentos cónico-proyectivos: representación y lectura en

sistema cónico.

Fundamento proyectivo del sistema cónico. Punto principal, puntos de fuga y

líneas de fuga. Condiciones de paralelismo y de perpendicularidad. Puntos

métricos y cono de visualización. Homologías subordinadas. Aplicación a

simulaciones de pistas y edificios (problema directo). Restitución geométrica de

modelos de superficies planas a partir de fotografía (problema inverso).

2.8. Fundamentos del diseño, trazado y tipología de redes. Aplicación aeroportuaria.

Introducción a la Teoría de la Información: medida de la información; entropía

de una fuente de información y criterios para el diseño y optimización de un

código. Introducción a la Teoría de Grafos: definiciones, tipos de grafos


97

(conexos, eulerianos, hamiltonianos, árboles, ciclos, dígrafos etc.) y aplicaciones

generales. Aplicaciones aeroportuarias de los grafos.

3. DISEÑO Y NORMALIZACIÓN AEROPORTUARIOS.

3.1. Información y representación gráfica.

Clases de documentos gráficos en ingeniería. Información técnica. El proceso de

diseño (necesidades, medios disponibles, objetivos alcanzables y criterios de

valoración).

3.2. Normalización. Realización de especificaciones técnicas de definición como

ayuda al diseño.

Tipos de normas: de empresa, de sector, nacionales, UE e internacionales.

Consideraciones particulares de la normativa y reglamentación en el ámbito

aeroportuario y de la construcción. Normativa y reglamentos de la construcción,

industriales y aeronáuticos. Definición de proyectos. Introducción al diseño.

3.3. Técnicas de representación para el campo de vuelos.

Plano de localización y situación. Plano director, geometría y diseño global de

un campo de vuelos (orientación, dimensiones mínimas y provisiones futuras).

Topografía, nivelación y drenaje. Superficies limitadoras de obstáculos.

3.4. Técnicas de representación para la edificación.

Métodos de representación en la construcción según UNE. Plano de situación, de

urbanización y de replanteo. Plano del movimiento de tierras. Plano de

cimentación y drenaje. Plano de estructura. Planos de distribución y de

instalaciones. Plano de cerramientos: cubiertas y fachadas.

3.5. Grafismo técnico en diversas aplicaciones: esquemas eléctricos, conducción de

fluidos y esquemas de hidroneumática.

Normas nacionales e internacionales de representación del aparellaje y de

mecanismos eléctricos; tipos de esquemas, esquemas de potencia y de mando,

símbolos y módulos lógicos. Esquemas generales de conducción de fluidos, sus

máquinas y sus equipos. Instalaciones hidráulicas y neumáticas: receptores,

distribuidores, generadores y elementos auxiliares.

3.6. Cartografía. Planos topográficos y otros datos necesarios para el proyecto.

Tipos de proyecciones: según las deformaciones producidas y según el sistema

de transformación utilizado. Proyección estereográfica (conforme). Cartografía

del IGN (carta geomagnética), del Servicio Geográfico del Ejército, de los

servicios de las comunidades autónomas y de los ayuntamientos, de los servicios

de Aviación Civil. Información procedente de otros organismos. I.N. de

Meteorología, del I.N. de Estadística, del I.T. Geominero de España.

3.7. Aplicaciones informáticas en el ámbito del diseño gráfico.

Modelado de nivelaciones y movimientos de tierra. Modelado de la clasificación

de aeródromos según OACI. Modelado de superficies limitadoras de obstáculos.

Cálculo gráfico sobre rosa de vientos. Comparación gráfica de clotoide y

soluciones aproximadas.


DEFINICIÓN Y DISEÑO CONCEPTUAL DE SUPERFICIES AERONÁUTICAS

Asignatura de libre elección

Segundo Curso / 1er. Cuatrimestre

Créditos: 4,5

Programa:

1. Conceptos básicos sobre curvas y superficies.

2. Generación y clasificación de líneas.

Puntos múltiples.

Tangentes, normales y binormales.

Curvatura: Circulo oscilador.

Curvas de uso más frecuente en la técnica.

3. Generación y clasificación de superficies.

Simple curvatura.

Alabeadas.

Doble curvatura.

Análisis proyectivo de las cuádricas.

4. Intersección de superficies.

Secciones planas.

Método de los móviles.

5. Desarrollo de superficies.

Superficies desarrollables.

Métodos de aproximación en las no desarrollables.

6. Aplicaciones.

Superficies adaptadoras.

Hélices.

Convolutas.

Superficies de evolución.

Superficies perfiladas.

7. Aplicación al diseño aeronáutico.

8. Metodologías de diseño con superficies avanzadas.

DISEÑO PRELIMINAR


Segundo Curso/ 1er. Cuatrimestre

Créditos: 4,5

Programa:

1. Principios básicos del diseño preliminar.

2. Diseños orientados al análisis y a la fabricación (diseños concurrentes).

3. Edición de modelos tridimensionales basados en la modificación del producto.

4. Técnicas constructivas de modelos tridimensionales.

5. Edición por características.

6. Superficies. Análisis y edición avanzada.

7. Conjuntos. Maqueta electrónica.

8. Relación entre conjuntos: Producto.


99

GRÁFICOS POR ORDENADOR I


Primer Curso /1er. Cuatrimestre

Créditos: 4,5

Programa:

1. Introducción: Grafismo en la sociedad.

2. Dispositivos empleados en grafismo electrónico.

3. Fundamentos de generación de imágenes.

4. Aplicaciones informáticas genéricas y sectoriales.

5. Transformaciones de imágenes.

6. Fundamentos de geometría bidimensional.

7. Modelos variacionales. Restricciones, ligaduras y parámetros.

8. Fundamentos de geometría tridimensional.

9. Introducción a las transformaciones geométricas.

10. Técnicas de representación tridimensional.

11. Realismo virtual.

12. Integración de documentación: Editores de documentos.

13. Documentación en Internet. Documentación en formato “HTML”.

PROGRAMACIÓN EN ENTORNOS GRÁFICOS


Segundo curso / 1er. cuatrimestre

Créditos: 4,5

Programa:

1.3. Dispositivos gráficos: Clasificación y aplicación.

1.3. Librerías gráficas. Librerías multiplataforma en JAVA.

1.3. Sistemas interactivos. Concepto y funcionamiento.

1.3. Técnicas de representación variacional.

1.3. Modelos paramétricos.

1.3. Diseño de interfaces gráficas. Herramientas y estructuración.

1.3. Documentación electrónica.

1.3. Diseño de visualizadores interactivos.


1.3. Escuela de Ingeniería Aeronáutica y del Espacio

ASIGNATURA: Tecnología Aeroespacial

CRÉDITOS EUROPEOS: 6 CÓDIGO UPM: 145001 004

CARÁCTER A: Común a la rama aeronáutica

TITULACIÓN: Grado en Ingeniería Aeroespacial

CURSO/SEMESTRE 1º curso / 1º semestre

ESPECIALIDAD: Todas

TEMARIO:

Actividades aeroespaciales

La industria aeroespacial.

Infraestructuras aeroespaciales.

Las compañías aéreas.

Las organizaciones aeronáuticas y espaciales.

Clasificación de los vehículos aeroespaciales

Definiciones y clasificaciones.

Aviones.

Aeronaves de alas giratorias.

Lanzadores y misiles.

Vehículos espaciales.

Partes del avión

Introducción.

Fuselaje.

Ala.

Grupo motopropulsor.

Superficies estabilizadoras.

Tren de aterrizaje.

Atmósfera Estándar Internacional (ISA)

Definición de altitud absoluta y geométrica.

Hipótesis de la ISA.

Estructura térmica de la atmósfera.

Ecuación de la fluido-estática.

Solución de la ISA para la troposfera y estratosfera.

Introducción a la Mecánica de Fluidos

Estados de la materia. Partícula fluida y flujo.

Cinemática de los fluidos:

Líneas de corriente.

Flujo estacionario.

Tubo de corriente.

Ecuación de conservación de masa

Definición de gasto másico.

Flujo compresible e incompresible.

Definición de caudal.

Aplicación de la conservación de masa al caso incompresible.


101

Ecuación de la cantidad de movimiento

Fuerzas sobre un fluido (volumen y superficie).

Ecuación de Euler.

Ecuación de Bernoulli.

Aspectos cualitativos del flujo viscoso

Flujo con viscosidad.

Definición de capa límite.

Definición de esfuerzos viscosos.

Flujos laminar y turbulento.

Número de Reynolds.

Aspectos cualitativos del flujo compresible

Velocidad del sonido.

Número de Mach.

Ondas de Mach, choque y de expansión.

Movimiento subsónico y supersónico en flujo interno: difusores y toberas.

Aerodinámica de perfiles

Geometría y nomenclatura de perfiles.

Generación de fuerzas aerodinámicas.

Curvas características de los perfiles. Coeficientes adimensionales.

Entrada en pérdida de perfiles. Desprendimiento de la capa límite.

Componentes de la resistencia aerodinámica de un perfil. Resistencia de fricción

y de presión.

Efectos de compresibilidad.

Aerodinámica de alas

Geometría y nomenclatura de alas.

Flujo sobre un ala de envergadura finita.

Sustentación en alas (diferencias con perfiles).

Resistencia inducida.

Curvas características de las alas.

Dispositivos hipersustentadores. Curvas características del avión

Dispositivos hipersustentadores.

Aerodinámica de alas en régimen compresible y supersónico.

Curvas características del avión (sustentación y polar).

Introducción a los sistemas de propulsión

Sistema motopropulsor: motivación y fundamentos.

Creación de empuje.

Clasificación de los sistemas de propulsión.

Envolvente operacional de los diferentes sistemas.

Aspectos medioambientales.

Sistema de propulsión por hélice

Geometría y nomenclatura de la hélice.

Cinemática de la hélice.

Teoría de cantidad de movimiento aplicada a la propulsión por hélice.

Rendimiento propulsivo. Curvas características de la hélice.

Regímenes de funcionamiento de una hélice. Control de paso de hélices.

Sistema de propulsión basado en motor alternativo.

Sistema de propulsión no autónomo por chorro. Aerorreactores

Componentes y funcionamiento de una turbina de gas.

Determinación del empuje. Efecto de la altura y Mach de vuelo en el empuje.


Turborreactor y turbofán.

Aerorreactores (cont). Sistema de propulsión autónomo por chorro. Motor cohete

Turbohélice. Componentes. Determinación del empuje.

Tipos de motes cohete.

Empuje de los motores cohete.

Introducción a las actuaciones del avión

Modelo físico- matemático del avión para el estudio de actuaciones. Sistemas de

referencia.

Actuaciones en vuelo horizontal rectilíneo y uniforme.

Actuaciones en vuelo de ascenso/descenso rectilíneo y uniforme.

Actuaciones en vuelo de planeo.

Virajes

Factor de carga.

Viraje en el plano horizontal (con balance y guiñada).

Viraje en el plano vertical.

Actuaciones en pista

Despegue.

Aterrizaje.

Influencia del viento en operaciones en tierra.

Actuaciones integrales

Alcance.

Autonomía.

Envolvente operacional de la aeronave.

Diagrama Peso - Alcance

Nomenclatura de pesos del avión.

Limitaciones de pesos del avión.

Diagramas de carga de pago-alcance.

Estructuras de aeronaves

Función de los componentes estructurales.

Disposición estructural del ala y superficies estabilizadoras.

Disposición estructural del fuselaje.

Materiales aeroespaciales.

Instrumentos de las aeronaves

Instrumentos de vuelo y navegación.

Instrumentos de la planta propulsora.

Agrupación y presentación de los instrumentos.

Sistemas y equipos de las aeronaves

Sistema eléctrico.

Sistema de combustible.

Sistema hidráulico.

Sistemas Fly-by-wire.

Sistema de acondicionamiento de cabina.

Otros sistemas.

Clasificación y arquitectura de AAG

Tipos de aeronaves de alas giratorias.

Configuración general de los helicópteros.

Rotor y mandos de vuelo.

Arquitectura de helicópteros.


103

Problemas aerodinámicos. Resonancia en tierra.

Principios de vuelo y actuaciones de AAG

Teoría de Cantidad de Movimiento aplicada al vuelo axial del helicóptero.

Actuaciones de helicópteros en vuelo axial.

Actuaciones de helicópteros en vuelo de avance.

Aeródromos y aeropuertos

Demanda de transporte aéreo.

Selección del emplazamiento.

Configuración del aeropuerto.

Pistas de vuelo y terminales de pasajeros

Orientación y disposición de las pistas.

Ayudas en aproximación y aterrizaje.

Capacidad horaria y capacidad anual.

Disposición de los edificios terminales.

Introducción a la navegación y a la circulación aérea

Seguridad de la aviación. Accidentes e incidentes.

Concepto de Navegación aérea.

El marco operativo: el sistema CNS.

Vigilancia y control de la circulación aérea.

Sistemas de alerta y factores humanos.

El soporte técnico de la navegación aérea

Organización del espacio aéreo.

Ayudas a la navegación aérea.

Cartas aeronáuticas.

Rutas: definición y representación.

Posicionamiento y guiado de aeronaves

Posicionamiento en el espacio aéreo.

Posicionamiento vertical y horizontal.

Algoritmos de estimación.

El guiado en la navegación aérea.

Vehículos espaciales

Programas espaciales.

Entorno espacial.

Clasificación de las misiones y los vehículos espaciales.

Bases de lanzamiento. Estaciones de seguimiento y control.

Arquitectura de los vehículos espaciales.

Lanzadores y misiles

Configuraciones y sistemas.

Tipos de lanzadores y misiles.

Subsistemas.

Ecuación de Tsiolkovsky.

Ecuación del movimiento de un vehículo con motor cohete.

Guiado de lanzadores y misiles.

Mecánica orbital

Leyes de Kepler. Ley de la Gravitación Universal de Newton.

Problema de los dos cuerpos. Órbitas circulares.

Caso general de órbitas.

Constantes de los movimientos orbitales.

Misiones espaciales


Maniobras orbitales.

Transferencia coplanar de Hohmann.

Cambio de inclinación del plano orbital.

Incremento de velocidad y masa de combustible necesario.

ASIGNATURA: EXPRESION GRAFICA

CRÉDITOS EUROPEOS: 6 CÓDIGO UPM: 145002 004

CARÁCTER: TRONCAL

TITULACIÓN: GRADO EN INGENIERIA AEROESPACIAL

CURSO/SEMESTRE 1º curso /2º semestre

ESPECIALIDAD: No aplicable

TEMARIO:

Dibujo asistido por Ordenador

Software gráfico

Diseño paramétrico y variacional

Imagen de síntesis

Edición gráfica

Modelización

Metodología lógica y geométrica

Grados de libertad

Restricciones geométricas

Caracterización de la figura geométrica

Geometría Proyectiva

Ternas y cuaternas de elementos

Operaciones proyectivas

Formas perspectivas

Eje y Centro proyectivos

Estudio proyectivo de las cónicas

Geometría Métrica

Thales, Pitágoras, Ángulos en la circunferencia

Triángulos rectángulos y teoremas derivados

Potencia, Centro y eje radical

Haces de circunferencias

Ortogonalidad

Angularidad

Geometría del triángulo

Polígonos regulares

Cónicas: Estudio métrico de las cónicas. Intersecciones con rectas y trazado de

tangentes

Transformaciones elementales en el plano: Homotecia, Giro, Semejanza,

Traslación, Simetrías

Normalización


105

Comités de normalización

Representación normalizada: Vistas principales

Vistas auxiliares simples y múltiples

Cortes y secciones

Elementos normalizados

Sistemas de Representación

Fundamentos proyectivos de los Sistemas de Representación

Clasificación de los Sistemas de Representación

Fundamentos del Sistema diédrico

Proyecciones y operaciones con puntos, rectas y planos

Cálculo de intersecciones

Proyecciones auxiliares

Giros y abatimientos

Ángulos

Perpendicularidad y distancia

ASIGNATURA: Resistencia de Materiales y Elasticidad

CRÉDITOS EUROPEOS: 7,5 Código UPM: 145004005

CARÁCTER: A: Común a la rama aeronáutica.

TITULACIÓN: Grado en Ingeniería Aeroespacial

CURSO: 2º curso / 2º semestre

ESPECIALIDAD: Todas

DEPARTAMENTO: Aerotecnia

Vehículos Aeroespaciales

TEMARIO:

I. TEORÍA DE ELASTICIDAD

Introducción a la Mecánica de los Materiales. Definición.

Relación entre Elasticidad y Resistencia de Materiales.

Objetivos.

Esfuerzos.

Definición de Esfuerzo.

Tensor de Esfuerzos.

Ecuaciones diferenciales de equilibrio.

Transformación de coordenadas.

Esfuerzos principales y planos principales de esfuerzos.

Círculo de Mohr.

Tensor esférico y tensor desviador.

Ejercicios resueltos.

Deformaciones y Desplazamientos.

Definición de deformación y desplazamiento.

Estado de deformación en un punto.

Matriz de giro y de deformación.


Ecuaciones cinemáticas.

Transformación de coordenadas.

Deformaciones principales y direcciones principales de deformación.

Variación de volumen. Deformación volumétrica y desviadora.

Ecuaciones de compatibilidad de deformaciones.


Propiedades mecánicas de los materiales.

Ensayo de tracción simple.

Diagrama esfuerzo-deformación.

Diagramas idealizados.

Breve definición de plasticidad.

Ecuaciones constitutivas.

Ecuaciones generales para materiales elásticos y lineales.

Ecuaciones para materiales ortotrópicos e isótropos.

Constantes del material. Relaciones que las ligan.

Estados bidimensionales de esfuerzos y deformaciones.

Estado plano de esfuerzos.

Estado plano de deformaciones.

Círculo de Mohr para estados planos.

Determinación experimental de esfuerzos. Extensímetros.


Formulación general del problema elástico.

Ecuaciones que intervienen.

Resolución mediante el método de los desplazamientos.

Aplicación para estados planos.


II. RESISTENCIA DE MATERIALES.

Introducción a la Resistencia de Materiales.

Concepto y objetivos.

Hipótesis generales de aplicación.

Principio de superposición.

Principio de Saint-Venant

Tipos de elementos estructurales. Cargas. Condiciones de apoyo.

Idealización de elementos estructurales. Funciones.

Condiciones de apoyo. Restricciones en desplazamientos.

Tipos de cargas aplicadas.

Simetría y Antisimetría.

Isostaticidad e Hiperestaticidad.


Indicadores de seguridad.

Coeficiente de Seguridad y Esfuerzo de Trabajo.

Margen de Seguridad. Factor de Reserva y Factor de Seguridad.

Fuentes de error. Justificación de los parámetros.

Criterios de diseño elástico y Diseño a Carga Última.

Trabajo y energía.

Principios de Energía.


107

Definición de Energía de Deformación y Energía Complementaria de

Deformación.

Principio de los Trabajos Virtuales.

Teoremas energéticos.

Teorema de Reciprocidad de los Trabajos.

Teoremas de Castigliano.

Principio de las Fuerzas Virtuales.

Principio de los Desplazamientos Virtuales.

Estado unidimensional de esfuerzos.

Elementos sometidos a tracción y compresión.

Deformaciones y desplazamientos axiales.

Problemas isostáticos en barras.

Deformaciones térmicas e iniciales.

Concentración de esfuerzos en entallas y orificios.

Problemas hiperestáticos en barras.

Orden de Hiperestaticidad.

Obtención de las Ecuaciones de Compatibilidad.

Aplicación del teorema de Castigliano y del principio de los trabajos virtuales.


Estado bidimensional de esfuerzos.

Anillos de pequeño espesor.

Depósitos cilíndricos y esféricos.

Extensión a depósitos con presión variable.


Teoría de flexión en vigas.

Fuerzas internas de flexión: fuerza cortante y momento flector.

Diagramas de fuerza cortante y momento flector.


Esfuerzos producidos por el momento flector y por la fuerza cortante.

Flexión pura. Hipótesis iniciales.

Teoría de flexión de Euler-Bernouilli.

Ley de Navier.


Flexión simple.

Teorema del flujo cortante.

Esfuerzos cortantes en secciones abiertas y cerradas de pequeño espesor.

Centro de Cortadura y Eje Elástico.


Deformaciones en flexión de vigas.

Ecuación Diferencial de la Elástica.

Teorema de la carga unidad. Cálculo de desplazamientos y resolución de

problemas hiperestáticos.

Otros métodos de resolución.


Torsión.

Hipótesis de partida. Hipótesis de Saint-Venant.

Torsión de elementos cilíndricos macizos y huecos.

Transmisión de potencia.



Torsión de elementos de sección maciza no circular. Torsión de vigas de pared

delgada. Secciones abiertas y cerradas.


Estabilidad en sistemas deformables. Pandeo de columnas.

Concepto de estabilidad de sistemas deformables.

Pandeo de columnas en compresión. Carga crítica.

Método de Euler y método de la energía.


Criterios de diseño. Teorías de fallo de los materiales.

Tipos de fallo de los elementos estructurales.

Rotura dúctil y frágil.

Criterio de Von Mises.

Criterio de Rankine.

Otros criterios. Campos de aplicación.



109

II. Balance económico

El presente balance, correspondiente al ejercicio económico del año 2011, refleja

las cantidades relacionadas con las partidas procedentes del Rectorado y de las dos

Escuelas, más los porcentajes correspondientes de los contratos suscritos por profesores

del Departamento.

Documents

9. Anexos - dave.upm.es22. Análisis de fatiga en estructuras aeronáuticas. Misiones. Espectros de carga. Método "Rainflow". 23. Tolerancia al daño en estructuras aeronáuticas