U-A-V  IRIS

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Hace unos años, existía Ia necesidad latente por parte de Ia Fuerza Aérea Colombiana de realizar misiones de patrullaje, observación y vigilancia de rangos medios, con buena autonomía, con vehículos inteligentes que entregaran video en tiempo real, con excelente resolución para una mejor toma de decisiones por los comandos sin exponer Ia integridad de Ias personas.

Edwin dijo:

Segunda Parte.

Método

Sistema de climatización por convección forzada



Tomas de aire de perfil NACA. Empleando el proceso para optimizar entradas de perfil NACA (Frick et al., 1945) y con la intención de reducir la resistencia aerodinámica generada por la adaptación de estas tomas en la superficie exterior de la aeronave, se obtuvo las dimensiones adecuadas para el sistema de climatización por convección forzada en la cabina del avión.

Según Frick et al. (1945), para diseñar una toma de aire de perfil NACA es necesario establecer la proporción de ancho y profundidad, teniendo una proporción entre 3 y 5 para reducir las pérdidas de presión; por tal motivo y teniendo por referencia las tomas hechas por la CIAC y la relación de proporción, debe tener 60 mm de ancho y una profundidad de 15 mm (sin incluir el espesor del labio o borde posterior de la toma). El radio correspondiente al centro del labio debe ser de 2,82 mm. Los puntos correspondientes a las coordenadas son mostrados en la Tabla 1. La Figura 7 enseña el diseño realizado en Solidworks® (SolidWorks Corp., 2015).

La profundidad total de la toma incluyendo el espesor del labio corresponde a 22,215 mm por tanto para que la rampa mantenga un ángulo de 7º de declinación y prevenir el desprendimiento del flujo laminar la longitud del recorte debe ser de 181,0 mm. La forma del recorte se consiguió recurriendo nuevamente al método de Charles (Frick et al., 1945). En la Figura 8, se observan las diez líneas de construcción que se encuentran acotadas a 18,1 cm de separación para completar de esta manera la longitud y forma del recorte.

En condiciones atmosféricas ISO y con una velocidad de 65 kt, se realizó una simulación de flujo en Solidworks ® (SolidWorks Corp., 2015) para determinar cómo varia el coeficiente de fricción en la superficie y realizando una comparación con los datos obtenidos por la CIAC (Acosta Palacios y Cedeño Niño, 2015). En la Figura 9., se identifica la necesidad de incluir un perfil aerodinámico en el borde posterior de la toma, con el propósito de reducir la fricción en el perfil posterior y prevenir el desprendimiento laminar que generaba turbulencia en la zona posterior a la toma.

Salidas de aire. Para tener una noción del movimiento del aire al interior de la cabina de un avión T-90C estándar se emplearon los planos digitales de la aeronave proporcionados por la CIAC (ver Figura 10), como molde para generar el volumen interior de la cabina y graficar las líneas de flujo dentro de la misma durante un despegue a 65 kt de velocidad.

Empleando la herramienta de simulación de fluidos (flow simulation) de Solidworks se genera una vista de sección de la cabina, en la cual se graficaron 15 líneas de flujo como se concluyó en el estudio térmico, (Acosta Palacios y Cedeño Niño, 2015). En la Figura 11 se observa que la velocidad del aire en las entradas OAT se mantiene en un promedio de 10 m/s siendo esta la máxima, asimismo, el predominio del tono azul en la Figura indica que el movimiento del aire al interior de la cabina es casi nulo.

Teniendo como referencia las condiciones de la cabina sin salidas de aire se decidió evaluar el comportamiento del flujo al incluir la salida implementada por la CIAC. El movimiento de la masa de aire en el área de los asientos de los tripulantes ascendió de 3 m/s a un intervalo entre 3,8 y 6 m/s como se puede observar en la Figura 12, esto debido a la liberación de presión en la parte posterior de la cabina tras incluir la salida de aire en la parte superior del fuselaje. No obstante, la renovación completa del cuerpo de aire no se consigue, debido a que parte de fluido permanece en el compartimiento de equipaje del avión, de tal manera que el calor corporal evacuado de los tripulantes permanece en el aire al interior de la cabina, incrementando así la temperatura y el índice de humedad relativa.

El comportamiento del flujo de aire al incluir unas salidas de aire tipo Louvers mediante la cuales se puede conseguir canalizar el aire desde el interior en varias secciones. Para efectos de simulación se incluyeron dos de estas rejillas con tres perforaciones, cada una con un área de 24 cm2, estas se ubicaron en la parte superior del fuselaje del avión tal como aparece en la Figura 13, siendo allí donde se estanca el flujo de aire y no se compromete estructuralmente la aeronave.

De la simulación de flujo se obtuvo la Figura 14, donde se hace notorio el incremento de velocidad de circulación dentro de la cabina permitiendo de esta manera evacuar rápidamente el aire albergado, y asimismo acelerar la transferencia de calor por convección forzada.

Película térmica



Una ganancia de calor por radiación solar a través de la burbuja al interior de la cabina de la aeronave T-90 Calima, puede tener un índice de radiación solar para la ciudad de Cali correspondiente a 5,2 KW/m2 y tener un promedio anual entre 4,5 y 5 KW/m2 según lo registrado por el Instituto de Hidrología Meteorología y Estudio Ambientales (2006).

Para analizar el comportamiento térmico se utilizó la película “prestige 70”desarrollada por (3M Company, 2012), cuyo coeficiente de sombra es de 0,58; por lo cual, permite el paso de gran cantidad de luz visible. Se realizaron los cálculos para determinar el coeficiente de ganancia de calor solar (ver Ecuación 1). En la Figura 15 se muestra el rechazo de calor por radiación solar.

En total la película térmica rechaza un 68,047% de radiación solar, por tanto el calor incidente corresponde a 1,661 KW/m2 (ver Ecuación 2).

Ante la evaluación de la película “Ceramic 70” (Eastman Chemical Company, 2014) el coeficiente de ganancia de calor dado y determinado por el fabricante, es de 0.52. En la Figura 16 se muestra el rechazo de calor por radiación solar.

La película Ceramic 70 rechaza un 63,5% de la radiación solar, por tanto la fracción de radiación que incide es de 1896,96 W/m2 y la ganancia de calor solar 1,46 KW como se muestra en la Ecuación (3):

En comparación con la ganancia de calor solar sin incluir una película térmica, analíticamente se estima una reducción del 79.9% para el caso descrito en la ciudad de Cali.

Debido a que las empresas generalmente no fabrican películas térmicas para superficies curvas como la burbuja de la aeronave, por tanto no es posible recubrirla en una sola pieza en el caso que si se pretende adherir una película a la superficie interior de la carlinga, se debe hacer por secciones. La solución propuesta consistió en seccionar la película en la menor cantidad de partes posible.

Empleando el modelo a escala 1:28 proporcionado por la CIAC, se consiguió recubrir el área de la burbuja de la cabina empleando 6 secciones, se digitalizaron en varios croquis y posteriormente se reprodujeron a escala real, empleando el Plotter del laboratorio de diseño mecánico del Programa de Ingeniería Mecánica, de la Escuela Militar de Aviación “Marco Fidel Suárez” -EMAVI.

De la prueba realizada directamente sobre la burbuja de uno de los aviones de instrucción, se determinó que para recubrir la carlinga con una película térmica ésta se debe seccionar en 20 partes, con el propósito de minimizar efectos en el campo visual del piloto; en la Figura 17 se muestra los croquis de las secciones que recubrirán la carlinga de la aeronave.

Soporte de la carlinga para movimientos en tierra



Debido a que el sistema de refrigeración por convección forzada implementado por la CIAC en el equipo FAC-2443 cumple parcialmente su función, se continúan realizando los movimientos en tierra con la carlinga desasegurada y entrecerrada, el problema radica en este método empleado, pues se usa el Canopy knife como se muestra en la Figura 18 para obstruir el cierre completo de la carlinga, generando de esta manera el riesgo como lesionar a uno de los tripulantes o caer hacia afuera de la cabina y por tanto imposibilitar la salida a vuelo de la aeronave, pues el Canopy knife se debe llevar a bordo de la aeronave en caso de presentarse alguna emergencia.

Por otra parte, el hecho de poner un elemento que obstruye el cierre de la carlinga solo de uno de los lados genera esfuerzos de torsión en las bisagras que sujetan el Canopy al fuselaje de la aeronave, influyendo negativamente en el alistamiento de las aeronaves, pues al presentarse las primeras fallas esto representa una necesidad de reajustar los programas de mantenimiento preventivo de la aeronave.

Por tal motivo, y con el objetivo de estandarizar un modo más adecuado y seguro para tal fin, se diseñó un soporte adaptado a la geometría diseñado en Solidworks® edición educativa (2012-2013) y se imprimió en la máquina de prototipado 3D del laboratorio de análisis estructural del programa de ingeniería mecánica en la EMAVI. El soporte preliminar se probó en varias aeronaves y queda sujeto entre el fuselaje y el borde de la carlinga como se muestra en la Figura 19.

Además del señor ministro de la seguridad de Costa Rica, se encuentran presentes:

Contralmirante Jesús Humberto Benitez Alvarado, comandante general de la Fuerza Naval de Honduras.

Vicealmirante Boris Edwin Castillo Cermeño, comandante de la Marina de Guatemala.

Vicealmirante Enrique Peña Acosta, comandante de la Marina de la República Dominicana.

Vicealmirante, Hugo Milciades Scolari, comandante de la Armada del Paraguay.

Todos ellos mencionados por el Señor Almirante Roberto Santamaría y todos ellos con interés en los productos de COTECMAR.

conpachangas1 dijo: Huuyyyyy ya pintaron el casco de la ¨Santander¨ felicitaciones por el avance...................

Camikya nos había traído unas, pero en esa se ve que el avance es bastante grande, mejor dicho les faltaría poco para sacarla este año. 

Para resaltar:

Implementar capacidad de defensa antiaérea de punto de bases e instalaciones críticas. Defensa de costas

Implementar la capacidad de defensa de litoral basada en tierra (alguien que nos pueda ilustrar en qué consiste). Defensa de costas

Renovar la fuerza naval estratégica (imagino que se refiere a subs y fragatas ya que hace parte del recuadro estructuras)

Implementar las capacidades de ASW, ASuW, EW e ISR de la aviación naval embarcada. •C4I2SR(Comando, Control, Comunicaciones, Equipos Informáticos, Inteligencia,  Información, Vigilancia y Reconocimiento).

Fortalecer las capacidades de exploración aeromarítima de larga distancia. •C4I2SR (Comando, Control, Comunicaciones, Equipos Informáticos, Inteligencia,  Información, Vigilancia y Reconocimiento).

Fortalecer las capacidades de ISR y del horizonte de combate de la fuerza de superficie . •C4I2SR (Comando, Control, Comunicaciones, Equipos Informáticos, Inteligencia,  Información, Vigilancia y Reconocimiento).​

Renovar la capacidad de abastecimiento de la flota naval en el mar. •Transporte, Movilidad y Proyección del Poder Naval

 

Implementar y complementar capacidad de operaciones anfibias. •Transporte, Movilidad y Proyección del Poder Naval

 

Complementar las capacidades de la fuerza submarina.

Un mosaico de los pegaso.