Diseño estructural de un ala de aeronave ligera mediante técnicas numéricas de optimización estructural

Abstract

[ES] Partiendo de una geometría alar inicial básica correspondiente a una semiala de aeronave ligera, la cual no deriva de un modelo real pero si presenta dimensiones similares a un modelo real, se realiza un estudio CFD 2D sobre su perfil alar para calcular las fuerzas aerodinámicas que se generan sobre ella bajo diferentes ángulos de ataque. Una vez conocemos el comportamiento aerodinámico del perfil alar, exportaremos estos valores al modelo 3D de la semiala inicial. A continuación, se llevará a cabo un análisis estructural donde se analizarán factores como la deformada a flexión o las tensiones que la estructura de la semiala experimenta durante el vuelo. Mediante la herramienta de optimización que nos ofrece la herramienta de análisis estructural “Ansys Workbench”, se desarrollará un proceso de optimización topológica y paramétrica de la geometría alar inicial hasta conseguir una estructura mucho más ligera cumpliendo con los requisitos de resistencia establecidos. Por último, se emplearan materiales compuestos, como la fibra de carbono, para mejorar las prestaciones de la estructura alar optimizada definitiva. Así se presenta un proceso de diseño estructural alar basado en técnicas numéricas de optimización.