Fuerzas de Inercia y Factor de carga
Te
invito a que disfrutes de la nueva presentación que te trae información
relacionada con el factor de carga
El factor de carga es la relación que existe
entre la carga total soportada por las alas y el peso bruto del avión con su
contenido.
(Carga soportada / Peso bruto del avión =
Factor de Carga)
Como el peso se debe a la fuerza de la
gravedad, el factor de carga se suele expresar en términos de relación con
ella: “g”. Así un factor de carga de 3 “ges” significa que la carga sobre la
estructura del avión es de 3 veces su peso actual.
Por ejemplo: si el avión peso 1000kg. se esta
soportando una carga de 3000kg. (1000*3=3000).
Este factor puede ser positivo o negativo.
Es positivo (g positiva) cuando la fuerza es hacia abajo, y es negativa (g
negativa) cuando es hacia arriba; en las g positivas el peso del piloto aumenta
quedando “pegado” al asiento, mientras que en las g negativas el peso disminuye
estructuralmente y el piloto “flota” en el asiento. El factor de carga es
importante por dos razones: por la sobre carga estructural impuesta a las alas,
que pueden llegar a romperlas, y por la velocidad de perdida se incrementa en proporción
al factor de carga.
Durante el vuelo, las alas del aeroplano
deben soportar todo el peso de este; en la medida en que se mueva a una velocidad
constante y el vuelo recto, la carga impuesta sobre las alas es constante
(1g) y un cambio de velocidad en esta situación
no produce cambios apreciables en el factor de carga. Pero si el cambio es de
trayectoria, hay una carga adicional al peso del avión, más acusada si este
cambio se hace a alta velocidad y bruscamente. Esta carga adicional se debe a
la fuerza centrífuga, que es la fuerza de inercia que se manifiesta en todo
cuerpo cuando se le obliga a varias de dirección (horizontal o vertical). Por lo
tanto cualquier cambio de trayectoria del avión implica en mayor o menor medida
una fuerza centrífuga que incrementa el factor de carga. Cualquier fuerza a un avión
que lo saque de su trayectoria produce tensión sobre su estructura. El total
del cual es el factor de carga.
En un vuelo recto y nivelado estándar la
sustentación de ala es la que soporta todo el peso de la aeronave. Durante las
maniobras o vuelos a través de fluidos turbulentos, cargas adicionales surgen
para incrementar o disminuir las cargas netas sobre la estructura de la
aeronave. La cantidad de cargas adicionales dependen de la severidad de las
maniobras, y su magnitud es medida en términos de factor de carga.
El
factor de carga es un factor de multiplicación que define una carga en términos de peso.
∆L, es un incremento en la sustentación
el cual es causado ya sea por el encuentro con una ráfaga o como resultado de
una maniobra intencional. La fuerza adicional causa una aceleración A y el equilibrio es proporcionado por
la fuerza de inercia 
.
.
El
factor de carga en pocas palabras quiere decir, que es la relación entre la
carga de aire total sobre la estructura del avión (sustentación) y el peso de
la aeronave. Por ejemplo, un factor de carga total que soporta la estructura de
la aeronave, es tres veces mayor a su peso real.
EJERCICIO:
Una
aeronave sirve de entrenamiento a los astronautas simulando condiciones de ingravidez.
Para ello debe volar simulando una trayectoria senoidal sin un plano vertical de esta forma produzca en algún momento un factor de carga nulo si la velocidad
de trayectoria se mantiene constante e igual 400km/m.
a) Determinar
el radio de curvatura de la trayectoria en los puntos altos para simular el
abeto de ingravidez en una persona de 80kg de masa.
b) Determinar
el factor de carga vertical a la que estaría sometida asumiendo el mismo radio
de curvatura anterior.
Parte
a:
D.C.L
Multiplicamos
la masa por la gravedad
Realizamos
una sumatoria de fuerzas en y para hallar fy
Sustituyendo tenemos
Multiplicamos
la masa de la persona por la gravedad
Realizamos
una sumatoria de fuerzas en y para determinar el radio
Realizamos
una sumatoria de fuerzas en y para hallar fy
Parte b:
Ejemplo del método:
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