Diseño de una misión para un avión planetario

Abstract

En el presente Trabajo Final de Grado se ha llevado a cabo un estudio preliminar sobre el diseño de una aeronave supersónica, propulsada por un motor cohete y con capacidad de despegue y aterrizaje para cumplir misiones científicas y de transporte en el planeta Marte. En primer lugar, se plantean los retos a solventar para lograr el vuelo en la atmósfera marciana a partir de las características del planeta, los principios físicos fundamentales que rigen la aeronáutica y las implicaciones tecnológicas y logísticas de una misión de este tipo. A continuación, se estudian de forma paramétrica la geometría, las propiedades aerodinámicas y propulsivas de la aeronave y las condiciones de vuelo de forma genérica, prosiguiendo con un análisis detallado del comportamiento en cada una de las fases de vuelo. Finalmente, se realiza un estudio de la viabilidad tecnológica del diseño propuesto y se presentan las conclusiones que pueden obtenerse del trabajo completo. Éstas indican que el vuelo en la atmósfera marciana es posible, siendo el rango la limitación más importante.

Throughout this Final Degree Project, a preliminary study concerning a supersonic aircraft powered by a rocket engine and with takeoff and landing capabilities whose goal is to accomplish transport and reconaissance missions in Mars has been carried out. First, the main challenges that must be overcome to make flight in the Martian atmosphere possible are set out. This has been done taking the chracteristics of the planet and the physical principles that govern aeronautics into account, while also exploring the technological and logistical implications of such a mission. From that point on, the geometry, aerodynamics, power plant and flight conditions are studied parametrically in a general sense, followed by a comprehensive analysis of the aircraft's behaviour during each of the mission's phases. Finally, the technological viability of the proposed design and the conclusions of the whole work are presented. They indicate that flight in the Martian atmosphere is feasible and that range is the most important limitation that must be faced.