1 / 17

TEMA 4 DENSIDAD

TEMA 4 DENSIDAD. METEOROLOGÍA AERONÁUTICA (Parte I) Carlos Rincón Melero. O.E.P. 2.010. TEMA 4.- DENSIDAD. DEFINICIÓN Y MEDIDA: - Masa de la unidad de volumen. En la atmósfera: r = p / (Rd x Tv) r: densidad p: presión Rd: constante específica del aire

jed
Télécharger la présentation

TEMA 4 DENSIDAD

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. TEMA 4DENSIDAD METEOROLOGÍA AERONÁUTICA (Parte I) Carlos Rincón Melero O.E.P. 2.010

  2. TEMA 4.- DENSIDAD DEFINICIÓN Y MEDIDA: - Masa de la unidad de volumen. En la atmósfera: r = p / (Rd x Tv) r: densidad p: presión Rd: constante específica del aire Tv: temperatura virtual (depende de temperatura y humedad). - En las oficinas meteorológicas no existe ningún instrumento que mida la densidad, ni en el trabajo diario se calcula. - No obstante es quizá el factor simple más importante que afecta al rendimiento del avión. 2

  3. SUSTENTACIÓN: - L = 0’5 r V2 S CL * r : densidad del aire * V: velocidad verdadera del avión. * S: superficie alar: determinada por el diseñador del avión. * CL: coeficiente sustentación: depende del tipo de perfil y del ángulo de ataque TEMA 4.- DENSIDAD - Mayor densidad → aumenta la sustentación. - Mayor velocidad del avión → aumenta sustentación. - Si densidad del aire disminuye → aumentar la velocidad del avión para que la sustentación se mantenga.

  4. TEMA 4.- DENSIDAD EFECTO DE LA DENSIDAD EN EL DESPEGUE: - Avión empieza a despegar cuando L = peso avión. - A menor densidad → mayor velocidad para despegar → mayor tiempo para adquirir la velocidad → necesidad de pista más larga. - Si necesita pista más larga de la existente → Necesidad de disminuir carga para disminuir el valor de L para poder despegar a menor velocidad. - Avión sube mientras L > Peso → sube más rápidamente cuanto mayor sea la densidad → salvar obstáculos. - Razonamiento similar para aterrizaje.

  5. TEMA 4.- DENSIDAD - Aeronaves modernas alcanzan la mayor velocidad requerida para volar a niveles altos, donde la resistencia del aire es escasa. - Avión en ruta: L = Peso → la velocidad debe ser mayor cuanto menor es la densidad.

  6. TEMA 4.- DENSIDAD - Altura a la que puede subir una aeronave, limitada por la velocidad máxima que desarrolla la potencia de su motor: - Mayor altura → menor densidad → disminuye sustentación → velocidad avión debe compensar esa pérdida de sustentación. - Ejemplos techo en aviones: * Beechcraft F 33C (Bonanza): velocidad máxima, 180 kts (334 km/h); techo, 18.000 fts (5.486 m). * Airbus A380: velocidad máxima, con 515 kts (955 km/h); techo, 43.000 fts (13.100 m). * Eurofighter: velocidad máxima, 2.0 Mach; techo, 65.000 fts (19.812 m)

  7. TEMA 4.- DENSIDAD TEMPERATURA: r = p / (Rd x Tv) - Tv (temperatura virtual de una masa de aire húmedo): temperatura del aire seco que, a la misma presión, tiene la misma densidad. - Tv depende básicamente de T; la influencia de la humedad es muy pequeña. - Tv inversamente proporcional a r → Temperaturas más bajas, aumenta la densidad → aumenta la sustentación. - Temperaturas altas tienen efectos perjudiciales en el rendimiento del motor. - Temperaturas altas limitan la masa máxima permisible del despegue. * B-737 un aumento de 10 °C reduce masa despegue en 600 kg. * A-310: cada grado que disminuya la temperatura respecto a la de referencia, puede aumentar la masa en 210 kg.

  8. TEMA 4.- DENSIDAD - Nivel de crucero: temperatura influye sustentación y rendimiento del motor → necesidades de combustible. * Motores de aeronave funcionan más eficientemente a temperaturas bajas → turborreactores vuelan al nivel de la tropopausa. * Consumo de combustible aumenta un 3% por cada 10 °C → 2 toneladas de combustible adicional por un aumento de 10 °C de temperatura. - INVERSIÓN DE TEMPERATURA: * Aumento de la temperatura con la altura. * Problema: Variación de la sustentación de la aeronave como consecuencia del cambio de densidad. * Inversiones intensas y junto al suelo → variaciones de sustentación pueden dar lugar a situaciones comprometidas.

  9. TEMA 4.- DENSIDAD HUMEDAD: - Tv: la influencia de la humedad es muy pequeña. * Densidad del aire húmedo: menor que aire seco (en mismas condiciones de presión y temperatura). * Tv es siempre mayor que la temperatura del aire → mayor humedad, más alto Tv → menor densidad → menor sustentación.

  10. TEMA 4.- DENSIDAD PRESIÓN Y ALTITUD: r = p / (Rd x Tv) - Mayor presión, aumento densidad → mayor sustentación. * Anticiclón: facilita el despegue. * DC-8, un cambio de presión de 10 hPa en un aeródromo al nivel del mar casi mismo efecto que un cambio de temperatura de 3°C. * Airbus A-300: por cada hectopascal que aumenta la presión por encima de 1013,2 hPa, se incrementa en 150 kg la capacidad de transporte. - Elevación aeródromo: menor elevación → más presión → más densidad → mayor sustentación → menor velocidad necesaria de despegue. * Aeronave de pistón: disminución aproximada de potencia, 3% por 1.000 pies de altura.

  11. TEMA 4.- DENSIDAD - A medida que el avión asciende: presiones y temperaturas más bajas. Efectos contrarios: * Menos presión → menos sustentación. * Menos temperatura → más sustentación. * Tiene más peso el efecto de la presión. Por tanto: más altitud → menor densidad → menor sustentación

  12. TEMA 4.- DENSIDAD - En el despegue, cuando la densidad es baja, deben tenerse en cuenta la longitud necesaria de pista y la velocidad de ascenso, ya que: * Se necesita una mayor velocidad para lograr el despegue. * Se requiere una longitud de pista mayor para alcanzar la velocidad mínima de despegue. * Si no se dispone de la longitud de pista necesaria, hay que disminuir la carga. * La velocidad de ascenso disminuye y aumenta la velocidad de pérdida (mínima velocidad a la que el avión puede mantenerse en vuelo).

  13. TEMA 4.- DENSIDAD Tabla para calcular el peso máximo de despegue de un DC-8: con flap 25°, sin viento y pista sin inclinación

  14. TEMA 4.- DENSIDAD RESUMEN: - Densidad influye: * Mayor o menor carga. * Tiempo de vuelo → Consumo de combustible. - Conclusión: * En aterrizaje y despegue: más favorable con densidad del aire alta (aumenta la sustentación a igual velocidad). * En ruta: más favorable con densidad del aire baja (disminuye la resistencia al avance.

  15. TEMA 4.- DENSIDAD - Despegue aeronave se facilita: * Valores altos de presión: Situación de altas presiones. Aeropuertos al nivel del mar. * Temperaturas más bajas. * Aire más seco. * Con viento de cara [lo veremos en el tema del viento].

  16. TEMA 4.- DENSIDAD ALTITUD DE DENSIDAD: - Altitud de presión corregida por temperatura: altitud en la atmósfera estándar a la cual existe el valor de densidad observado. - No se calcula en las oficinas meteorológicas. - Utilizado en aeronáutica para determinar el rendimiento del avión, que depende de la altitud de densidad y no de la por el altímetro. * Aire más cálido que condiciones estándar → densidad más baja → altitud de densidad más alta → equivale a despegar en un aeropuerto a mayor altitud → el avión tendrá más dificultades en despegar. * Con aire más frío sería al revés → equivale a despegar en un aeropuerto a menor altitud → más dificultades en despegar. * Cada grado centígrado → variación de altitud de 120 pies (36 metros).

  17. TEMA 4.- DENSIDAD Cálculo de la altitud de densidad:

More Related