Flameo de un perfil con un grado de libertad: diseño de experimento y análisis teórico

Abstract

[ES] El presente Trabajo Fin de Grado aborda el estudio aeroelástico en cuanto a la inestabilidad de una de las partes más fundamentales de una aeronave, las alas. En concreto, se ha escogido un sistema con un solo grado de libertad, el giro, y con rótula cerca del borde de ataque. En el documento se trata la fase de prediseño en su totalidad, analizando las diferentes variables que intervienen en el problema para posteriormente escoger un diseño óptimo, realizarlo, fabricarlo y poder ensayarlo en el túnel de viento. La inestabilidad más representativa que se puede producir en un perfil alar en una corriente de aire es el ameo. Esto ocurre cuando la frecuencia natural del sistema coincide con la frecuencia de excitación provocando la resonancia de la estructura. Para poder controlar este fenómeno se ha de estudiar a partir de que velocidad el perfil alar empieza a amear. Es por ello que resulta de interés el estudio experimental del modelo en el túnel de viento con el fin de poder compararlo con los resultados teóricos. Tras la realización del estudio se ha observado que el modelo dise~nado no amea en el túnel de viento, dándose una contradicción con lo esperado. Esto ya ha ocurrido también en estudios similares y, por tanto, se aborda en este trabajo la intención de justificar las posibles causas y encontrar posibles soluciones a este problema.

[EN] The present End-of-Degree Project addresses the aeroelastic study in terms of the instability of one of the most fundamental parts of an aircraft, the wings. In particular, we have chosen a system with only one degree of freedom, the pitch, and with a kneecap near the leading edge. The pre-design phase is treated in its entirety, analyzing the different variables that intervene in the problem to later choose an optimal design, make it, manufacture it and be able to test it in the wind tunnel. The most representative instability that can occur in a wing profile in an air current is utter. This occurs when the natural frequency of the system is equal to the excitation frequency causing the resonance of the structure. To be able to control this phenomenon it is necessary to study from what speed the wing profile starts to utter. That is why the experimental study of the model in the wind tunnel is of interest in order to be able to compare it with the theoretical results. After the realization of the study it has been observed that the designed model does not utter in the wind tunnel, contradicting the expected. This has already happened in similar studies and, therefore, the intention of justifying the possible causes and finding possible solutions to this problem is addressed in this work.