Diseño de ala para aviones comerciales

Abstract

El presente proyecto desarrolla un nuevo diseño de perfil aerodinámico con mayor capacidad de sustentación para una velocidad dada con el principal objetivo de incrementar el margen de peso comercializable como carga de pago.

Este documento comienza con el estudio sobre el estado de la técnica en el control de la circulación del aire por la superficie alar a través del estudio de la totalidad de las patentes y solicitudes de patentes publicadas relativas a este campo, registradas bajo el código de B64C3/141 según la Oficina Europea de Patentes.

Tras el análisis del estado de la técnica referente al caso de estudio de este proyecto, se procede a detectar sus posibles campos de mejora. Se concluye que el diseño innovador del perfil alar incluirá una capa horadada en la sección de salida del aire soplado, un sistema de regulación del tamaño de la ranura por un mecanismo con control electrónico y el aire soplado a baja temperatura, concretamente entre 0ºC y 5ºC. Dicho aire frío se conduce desde el sistema de aire acondicionado de la aeronave hasta el conducto del sistema anti-hielo del ala a través de la instalación de un nuevo conducto. Se definirá una nueva función del sistema de navegación, lo que requerirá un botón adicional en el cuadro de mandos de la cabina de pilotos.

Se realizará un análisis del diseño definido mediante el programa de elementos finitos Ansys-Fluent. Por último, se presenta a la Oficina Española de Patentes y Marcas una instancia de solicitud de modelo de utilidad para el invento diseñado en este proyecto, obteniendo un número de solicitud ES U201800403.

The present project develops a new, aerodynamic airfoil design with greater lifting capacity for a given velocity with the main goal of increasing the margin of weight as payload.

This document starts with the study of the already patented proposed solutions relative to the air circulation control over the wing surface within the frame of the European Patent Office database, all of them registered under the code B64C3/141.

After the analysis of the patented proposed solutions regarding to the case of study of this project, the author proceeds to find its possible areas of improvement. It is concluded that the innovative airfoil design will include a pierced layer in the blown-air exit section, a slot-sized adjustment system controlled by an electronic mechanism and blown air at a low temperature, specifically between 0ºC and 5ºC. Said cold air is carried from the aircraft air conditioning system to the wing anti-ice system duct. A new function of the navigation system will be defined, which will require an additional button on the flight deck.

An analysis will be carried out on the defined design with the finite elements analysis program Ansys-Fluent. Finally, the author presents a solicitude of the utility model for the invention designed within this project at the OEPM, obtaining a solicitude number ES U201800403.