AD.01.01.01 - Int. Aeronáutica

Introducción a la aeronáutica

Clasificación de las aeronaves

AD.01.01.01 - Clasificación de las aeronaves

Clasificación de las aeronaves

ÍNDICE

1.- INTRODUCCIÓN

2.- CLASIFICACIÓN

3.- MAS LIGEROS QUE EL AIRE

4.- MAS PESADOS QUE EL AIRE

5.- ALA FIJA

6.- ALA ROTATIVA

7.- CLASIFICACIÓN DE AERONAVES EN MÉXICO

8.- CONCLUSIÓN

9.- REFERENCIAS

Identificar y clasificar los tipos de aeronaves (aerodinos, aerostatos, de ala fija y rotativa), reconociendo sus características básicas para aplicarlas en el análisis técnico de componentes manufacturados.

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Objetivo

Título

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Introducción

Definición de Aeronave• Principios del avance tecnológico aeronáutico: Buscar que las aeronaves sean más rápidas, lleguen más lejos, vuelen más alto, carguen más, y sean más eficientes, económicas y seguras. • Definición de Aeronave (OACI y Ley de Aviación Civil de México): "Toda máquina que pueda sustentarse en la atmósfera por reacciones del aire que no sean las reacciones de este contra la superficie de la tierra".

CLASIFICACIÓN

Criterios de Clasificación Las aeronaves se pueden clasificar según diversos criterios:

1. Principio de sustentación
2. Utilización
3. Autonomía y rango
4. Estela turbulenta
5. Características externas
6. Superficie de aterrizaje
7. Si son tripuladas o no lo son

Clasificación por principio de sustentación

Son aeronaves más pesadas que el aire. Generan su sustentación mediante fuerzas aerodinámicas producidas por superficies como las alas.

Son aeronaves más ligeras que el aire. Utilizan un fluido de menor densidad, como helio o hidrógeno, para flotar según el Principio de Arquímedes

Existen dos grandes grupos según cómo se sostienen en el aire:

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Título

Aerodinos

Aeróstatos

Título

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MAS LIGEROS QUE EL AIRE

Aeróstatos Globos Aerostáticos Dato: En México, hay 103 globos aerostáticos registrados hasta septiembre de 2024.

Aeróstatos

Dirigibles • Descripción: Son aeróstatos que sí cuentan con propulsión y capacidad de maniobra, lo que permite controlarlos. • Sustentación: Al igual que los globos, usan una bolsa de gas más ligero que el aire para sostenerse.

MAS PESADOS QUE EL AIRE

Aerodinos • Definición: Son las aeronaves más pesadas que el aire que han dado origen a los vehículos aéreos modernos. Su elevación se debe a las fuerzas aerodinámicas generadas en sus alas. • Subclasificación: ◦ Ala fija ◦ Ala rotativa ◦ Ala de geometría variable

ALA FIJA

Aerodinos de Ala Fija (Parte 1) • Aeroplano (Avión): Es el tipo más común y reconocible. Sus componentes básicos son: alas, fuselaje, empenaje y sistema de propulsión. • Planeador: Es una aeronave sin motor diseñada para volar aprovechando las corrientes de aire ascendentes (térmicas). Se caracterizan por tener una gran envergadura de alas.

Aerodinos de Ala Fija (Parte 2)

Aeronave ligera y sin motor con una distintiva forma de ala triangular. El piloto la controla mediante el movimiento de su propio cuerpo para cambiar el centro de gravedad.

Aeronave pequeña y de bajo peso, diseñada para el vuelo deportivo y recreativo. Es de fácil pilotaje y utiliza motores ligeros

Ala delta

Ultraligero

Título

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Subtítulo

Subtítulo

Aerodinos de Ala Fija (Parte 3) • Parapente: Aeronave de vuelo lento compuesta por una vela de tela flexible (el ala) suspendida de un arnés donde se sienta el piloto. • Paramotor: Es la combinación de un parapente con un motor de propulsión, lo que le permite despegar y volar de forma autónoma sin depender de corrientes ascendentes.

ALA ROTATIVA

Convertiplano • Definición: Es una aeronave híbrida que combina las características de un avión y un helicóptero. • Operación: Tiene la capacidad de despegar y aterrizar verticalmente como un helicóptero y luego transicionar a un modo de vuelo similar al de un avión de ala fija.

ALA ROTATIVA

Aerodinos de Ala Rotativa Este grupo incluye aeronaves cuya sustentación se genera mediante alas giratorias (rotores). Se clasifican en:

Autogiro

Convertiplano

Helicóptero

ALA ROTATIVA

Autogiro • Característica principal: Su rotor principal no es impulsado por el motor. • Funcionamiento: El rotor gira libremente por el efecto del flujo de aire cuando la aeronave se desplaza hacia adelante, generando así la sustentación.

ALA ROTATIVA

Helicóptero • Capacidades: Puede despegar y aterrizar verticalmente (VTOL) y volar en cualquier dirección (adelante, atrás y a los lados). • Componentes clave: ◦ Rotor principal: Sus palas giratorias, impulsadas por un motor, generan la sustentación. ◦ Rotor de cola: Compensa el torque del rotor principal y controla la dirección de la aeronave.

IAgustaWestland AW609

CLASIFICACIÓN DE AERONAVES EN MÉXICO

Clasificación por rol de Utilización La Ley de Aviación Civil de México clasifica las aeronaves en: • Civiles: ◦ De servicio al público: Transporte aéreo regular o no regular. ◦ Privadas: Fines comerciales (diferentes al servicio público), transporte particular, experimentación o colección. ◦Agrícolas: Para fumigación. • De Estado: ◦Propiedad de la Federación, estados o municipios (no militares). ◦ Militares: Pertenecientes al Ejército, Armada y Fuerza Aérea.

Clasificación por utilización (General)

La aviación se divide generalmente en: • Aviación Civil:

• Comercial: Transporte de pasajeros y carga.
• General: Todas las demás operaciones civiles, como jets privados, escuelas de aviación y vuelos acrobáticos.
• Ejecutiva: Aeronaves privadas para negocios.

• Aviación Militar: Operaciones de defensa y combate

Tipos de Aeronaves Militares

• Las aeronaves militares se especializan en diferentes roles:

• Caza: Pequeños, rápidos y maniobrables, diseñados para destruir aviones enemigos. (Ej. F-22 Raptor).

• Bombardero: Más grandes y pesados, diseñados para atacar objetivos en tierra. (Ej. B-52).

• Ataque: Especializados en ataque a tierra (cañoneras). (Ej. A-10)

• Transporte o Apoyo: Aeronaves no dedicadas al combate, usadas para transporte de tropas, reabastecimiento, vigilancia, etc. (Ej. C-17).

Clasificación por Autonomía y Rango

• Autonomía: Es el tiempo máximo que una aeronave puede volar sin recargar combustible, medido en horas.
• Rango (Alcance): Es la distancia máxima que puede recorrer entre el despegue y el aterrizaje, medida en kilómetros o millas náuticas.

• Clasificación por alcance:

• Corto alcance: Menos de 500 km (Ej: Familia ATR).
• Medio alcance: Vuelos entre ciudades importantes (Ej: Familias A320 y Boeing 737).
• Largo alcance: Rutas transcontinentales (Ej: Boeing 777, Airbus A350).

Clasificación por estela turbulenta

• Definición: La estela turbulenta es una perturbación en el aire causada por una aeronave en vuelo debido a la diferencia de presiones en sus alas. Es una amenaza, especialmente para aeronaves más pequeñas. • Categorías por peso (MTOW): ◦ L (Light): Menos de 7,000 kg. ◦ M (Medium): Entre 7,000 y 136,000 kg. ◦ H (Heavy): Más de 136,000 kg. ◦ J (Jumbo): Categoría exclusiva para el Airbus A380.

• Caso de estudio: El accidente del Learjet 45 en la Ciudad de México en 2008 fue causado por la estela de un Boeing 767.

Clasificación por Características Externas

Las aeronaves también se clasifican por su diseño y configuración física, incluyendo:

• Tipo y número de alas.
• Forma del ala.
• Tipo de empenaje.
• Tipo, número y ubicación de motores.
• Tipo de tren de aterrizaje.

Características Externas

Alas (Posición y Número) • Posición del ala: Se refiere a su ubicación con respecto al fuselaje. Puede ser ala alta, media o baja. • Número de alas: ◦ Monoplano: Una ala. ◦ Biplano: Dos alas, una sobre otra. ◦ Triplano: Tres alas.

Características Externas Forma del Ala

Existen múltiples diseños de alas para diferentes regímenes de vuelo:

• Recta: Simple y eficiente a bajas velocidades. (Ej. Cessna C-172).
• Trapezoidal: Común en aviones de combate.(Ej. F-22).
• Elíptica: Aerodinámicamente muy eficiente (Ej: Spitfire).
• En flecha: Para altas velocidades subsónicas y supersónicas. (Saab 35 Draken).
• Delta: Típica de aviones supersónicos (Ej: Concorde).

Características Externas

Tipo de Empenaje El empenaje (cola del avión) proporciona estabilidad y control. Sus configuraciones más comunes son: • Empenaje convencional o en cruz. (Ej. A-4 Skyhawk). • Empenaje en T. (B-727). • Empenaje en V. (F-117). • Empenaje en H o de doble deriva. (Ej. An-225).

Tipo de Motor • Motores de Pistón (Alternativos): Usados en aviación ligera. Pueden ser en línea, en V, radiales o de cilindros opuestos. • Motores de Reacción (Turbina): Impulsan la mayoría de los aviones comerciales y militares. ◦ Turborreactor (Turbojet): El más antiguo, eficiente a velocidades supersónicas. ◦ Turbohélice (Turboprop): Una turbina que mueve una hélice. ◦ Turbofán (Turbofan): El más común hoy en día, eficiente y más silencioso. ◦ Turboeje (Turboshaft): Proporciona potencia a un eje, usado principalmente en helicópteros

Características Externas

Número y Ubicación de Motores Número de motores: Pueden ser monomotor, bimotor, trimotor, tetramotor (cuatro), e incluso más. El Antonov An-225 tenía seis motores. Ubicación de motores: La posición de los motores varía según el diseño:

• En la nariz (aviones de hélice).
• En las alas (la más común en aviones comerciales).
• En el fuselaje (en la parte trasera).
• Combinaciones (ala y empenaje).

Características Externas

Tren de Aterrizaje • Tren Fijo: No se retrae. Puede tener un carenado (cubierta aerodinámica) para reducir la resistencia. • Tren Retráctil: Se guarda dentro del fuselaje o las alas durante el vuelo para mejorar la aerodinámica.

Clasificación por Superficie de Aterrizaje

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Equipados con ruedas y flotadores, lo que les permite operar tanto en tierra como en agua.

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Operan en el agua. Pueden ser de flotadores (float plane) o de casco (flying boat).

Diseñados para operar en pistas terrestres

Título

Título

Anfibios

Título

Convencionales

Hidroaviones

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Aeronaves No Tripuladas (Drones)

Son aeronaves sin piloto a bordo. Los términos clave son: • UAV (Unmanned Aerial Vehicle): El vehículo aéreo no tripulado en sí. • RPA (Remotely Piloted Aircraft): Un UAV que es pilotado activamente desde una estación remota. • RPAS/UAS (Remotely Piloted/Unmanned Aircraft System): Se refiere al sistema completo, incluyendo la aeronave, la estación de control en tierra y el enlace de comunicación. • Dron: Es el término coloquial y más popular para referirse a cualquier aeronave no tripulada.

Ejemplos de Aeronaves No Tripuladas

Histórico: El Kettering Aerial Torpedo (1918) es considerado el antecesor de los drones y misiles modernos. Modernos:

• Uso Militar: MQ-9B SkyGuardian, Bayraktar Kızılelma, Northrop Grumman X-47B.
• Uso Civil/Industrial: DJI Matrice 300 RTK, utilizado para inspección, seguridad, etc.

CONCLUSIÓN

La clasificación de las aeronaves es un campo amplio que abarca desde su principio de sustentación hasta sus características externas y su uso en la aplicación global del vuelo. Comprender estas categorías es fundamental para el optimo desempeño a través de la ingeniería aeronáutica.

REFERENCIAS

• Federal Aviation Administration. (2021). Airplane flying handbook (FAA-H-8083-3C). U.S. Department of Transportation. https://www.faa.gov/regulations_policies/handbooks_manuals/aviation/airplane_handbook
• NASA. (1995, July 27). Pathfinder aircraft in flight - GPN-2000-000165 [Photograph]. Wikimedia Commons. https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Pathfinder_Aircraft_in_Flight_-_GPN-2000-000165.jpg
• Calibrux. (2021, November 14). AgustaWestland AW609 on Dubai Airshow 2021 [Photograph]. Wikimedia Commons. https://commons.wikimedia.org/wiki/File:AgustaWestland_AW609.jpg
• F-22 Raptor - Fotos y fotografías de stock gratuitas. (s.f.). Pexels. https://www.pexels.com/es-es/buscar/f%2022%20raptor/
• iStock. (s.f.). Boeing B-52 Stratofortress bomber [Fotografía]. iStock. https://www.istockphoto.com/photo/boeing-b-52-stratofortress-bomber-gm1351252969-427071968
• Pexels. (s.f.). Volador, avión a propulsión, chorro, reactor [Fotografía]. Pexels. https://www.pexels.com/es-es/foto/volador-avion-a-propulsion-chorro-reactor-7517882/
• Pixabay. (s.f.). C-17 transporte, aeronave militar [Fotografía]. Pixabay. https://pixabay.com/es/photos/c-17-transporte-aeronave-militar-3695403/
• Pixabay. (s.f.). Cessna C-172 en vuelo [Fotografía]. Pixabay. https://pixabay.com/images/search/cessna%20172/
• Pixabay. (s.f.). F-22 Raptor, avión de combate [Fotografía]. Pixabay. https://pixabay.com/images/search/f%2022%20raptor/
• Pixabay. (s.f.). Spitfire, avión de la Segunda Guerra Mundial [Fotografía]. Pixabay. https://pixabay.com/images/search/spitfire/
• Pixabay. (s.f.). Concorde, avión supersónico [Fotografía]. Pixabay. https://pixabay.com/images/search/concorde/

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Revisión de contenido

Diseño instruccional

Diseño gráfico y multimedia

• German Campopiano
• Hugo Enrique Vega Jaimes

• Daniel Arteaga Silva

• Evelyn Cabrera Quiroz

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Introducción

Las aeronaves se clasifican según sus principios de sustentación y configuración estructural. Comprender esta clasificación permite identificar sus aplicaciones, ventajas y limitaciones en el contexto de la ingeniería aeronáutica.

INDICE

1.- INTRODUCCIÓN2.- CLASIFICACIÓN 3.- MAS LIGEROS QUE EL AIRE 4.- MAS PESADOS QUE EL AIRE 5.- ALA FIJA 6.- ALA ROTATIVA 7.- CLASIFIACIÓN DE AERONAVES EN MÉXICO 8.- CONCLUSIÓN 9.- REFERENCIAS