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1
Guía de Aprendizaje – Información al estudiante
Datos Descriptivos
ASIGNATURA: Introducción a la ingeniería del helicóptero
AÑO 2015
PERIODO
IMPARTICIÓN
Fecha comienzo Fecha finalización Fecha cierre 13 de abril de 2015 8 de mayo de 2015 19 de mayo de 2015
IDIOMA
IMPARTICIÓN
Sólo castellano Sólo inglés Ambos
X
OBJETIVOS DEL CURSO
El curso proporciona una introducción del conocimiento aplicado de la aerodinámica,
aeromecánica, mecánica del vuelo, estructura e ingeniería de los sistemas del helicóptero, que
permita identificar y resolver problemas aplicando, con creatividad, los conocimientos
adquiridos para finalizar con la aplicación de los conocimientos al análisis de un diseño
preliminar de un helicóptero.
The course provides an overview of applied knowledge of aerodynamics, aeromechanics, flight
mechanics, structures and engineering of helicopter systems. The objective of this brief
description is to acquire the skills and capabilities to identify and solve elementary problems of
preliminary design of a helicopter.
CONOCIMIENTOS PREVIOS REQUERIDOS PARA PODER SEGUIR CON NORMALIDAD LA
ASIGNATURA
PRERREQUISITOS
Conocimientos básicos de matemáticas, física y mecánica. Serían
convenientes, de forma adicional, conocimientos elementales de
aerodinámica.
2
Objetivos de Aprendizaje
Código RESULTADOS DE APRENDIZAJE DE LA ASIGNATURA
RA1. -‐ Conocimiento y comprensión de los diferentes tipos de aeronaves de alas rotatorias y sus características
RA2. -‐ Conocimiento y comprensión de la configuración general de los helicópteros y sus principales sistemas y características
RA3. -‐ Conocimiento y comprensión elemental de la fenomenología y aerodinámica de los rotores
RA4. -‐ Conocimiento de las teorías que permiten el cálculo básico de las actuaciones de un helicóptero en sus diferentes regímenes de vuelo
RA5. -‐ Conocimiento, comprensión y aplicación, de forma básica, de las actuaciones y maniobras de los helicópteros
3
Contenidos y Actividades de Aprendizaje
BLOQUE LECCIÓN CONCEPTOS RESULTADOS APRENDIZAJE
BLOQUE 0. Introducción al curso
Presentación e iniciación al curso. Motivación inicial
BLOQUE 1. Introducción al helicóptero
1.1 Qué SÍ es y qué NO es un helicóptero
Definición y tipos de AAR Helicópteros, convertibles, compuestos y ala fija
RA1
1.2 Fenomenología del helicóptero Complejidad de los procesos aerodinámicos / aeromecánicos / aeroelásticos y de control en el helicóptero como ejemplo Diferentes condiciones de vuelo
RA1 RA2
1.3 Tipos de helicóptero Clasificación de los helicópteros basadas en diversos criterios
RA2
BLOQUE 2. Introducción a las teorías elementales. en vuelo axial
2.1 Vuelo axial de un helicóptero. Teoría de cantidad de movimiento
Teoría de cantidad de movimiento Estados del rotor
RA3
2.2 Vuelo axial de un helicóptero. Teoría de elemento de pala Teoría del elemento de pala RA3
2.3 Vuelo axial de un helicóptero. Rotores de torsión ideal. Pérdida en punta de pala. Efecto suelo
Rotores óptimos Efectos correctores. Pérdida en punta de pala. Efecto suelo
RA3
2.4 Vuelo axial descendente.de un helicóptero.
Regímenes de vuelo. Autorrotación
RA3
BLOQUE 3. Iniciación al vuelo de avance
3.1 Vuelo de avance de un helicóptero Teoría de Elemento de pala.
Definición del problema aeromecánico Descripción del paso, arrastre y batimiento El problema de batimiento Teoría del elemento de pala del rotor rígido Estudio cualitativo del rotor en vuelo de avance. Calculo de las
RA3
4
BLOQUE LECCIÓN CONCEPTOS RESULTADOS APRENDIZAJE
fuerzas
BLOQUE 4. Iniciación a la aerodinámica del helicóptero y al cálculo de las actuaciones
4.1 Introducción al cálculo de las actuaciones
Definición del problema de la mecánica del vuelo Criterios básicos de equilibrado necesarios para describir las actuaciones Acciones y función de los diferentes elementos. Rotor principal, rotor antipar, fuselaje, estabilizadores Potencia parásita del fuselaje. Placa plana. Área parásita Estimación de la potencia requerida para el vuelo Métodos de cálculo. Cálculo potencia necesaria. Velocidades características. Autonomía. Alcance. Actuaciones características: máxima autonomía, máximo alcance, máxima velocidad horizontal
RA1 RA5
BLOQUE 5. Arquitectura de los sistemas del helicóptero
5.1 Configuración estructural Estructura general, fuselaje, soporte de la transmisión, cono de cola, estabilizador vertical, estabilizador horizontal, tren de aterrizaje
RA4
5.2 Transmisión de potencia Descripción del sistema, motor, rueda libre, reductor principal, transmisión al rotor de cola
RA4
5.3 Sistema sustentador. Rotor Introducción, rotor articulado, rotor rígido, rotor basculante, comparación entre rotores
RA4
5.4 Sistema de control. Mandos de vuelo Introducción, dispositivo antipar, plato oscilante, brazo araña RA4
BLOQUE 6. Cálculo de las principales actuaciones de un helicóptero monorrotor convencional
Resolución de un ejercicio práctico compendio de los realizados a lo largo del curso
RA5
FIN DEL CURSO
5
Recursos didácticos y material complementario
BIBLIOGRAFÍA Presentaciones de las diferentes lecciones
Helicópteros. Teoría y Descriptiva. Miguel Barcala y Ángel Rodríguez Sevillano.
ELEMENTOS
MULTIMEDIA
Vídeo presentación de cada lección. Vídeo resumen de cada lección y de cada bloque
Animaciones clasificadas por bloques de los aspectos más destacables del curso
MATERIAL TRABAJO
PERSONALIZADO
Colección de preguntas tipo test para autoevaluación de los resultados del aprendizaje, por cada lección Conjunto de 7 ejercicios prácticos para autoevaluación de los resultados del aprendizaje, como aplicación de los conceptos teóricos más relevantes
6
Cronograma de trabajo de la asignatura
Lección LECCIÓN Resultados
de aprendizaje
EJERCICIOS PRACTICOS
ENTREGA EJERCICIOS PRÁCTICOS
PLAZO FINAL TEST AUTOEVALUACIÓN
MATERIAL COMPLEMENTARIO
(libro)
RECURSOS MULTIMEDIA (simulaciones)
HORAS ESTIMADAS
DEL ALUMNO
0.1 INTRODUCCIÓN AL CURSO capítulo 0
0,5
1.1 Qué SÍ es y qué NO es un helicóptero RA1 capítulo 1
Aeronaves de alas rotatorias 0,5
1.2 Fenomenología del helicóptero RA2 1
1.3 Tipos de helicópteros RA1, RA2 capítulo 1 0,5
1.1, 1.2, 1.3
INTRODUCCIÓN AL HELICÓPTERO. Resumen
RA1, RA2 capítulo 1 1
1.1, 1.2, 1.3
INTRODUCCIÓN AL HELICÓPTERO. Resumen. Test autoevaluación RA1, RA2
TEST BLOQUE 1 (Sábado, 25 de abril de 2015, 23:00 UTC)
capítulo 1 1
2.1 Vuelo axial de un helicóptero. Teoría de cantidad de movimiento RA3 2.1 capítulo 2 Disco actuador
Vuelo vertical ascendente 0,5
2.2 Vuelo axial de un helicóptero. Teoría de elemento de pala RA3 capítulo 3 1
2.3 Vuelo axial de un helicóptero. Rotores de torsión ideal. Pérdida en punta de pala. Efecto suelo
RA3 2.2 capítulo 3 Efecto suelo 1
7
Lección LECCIÓN Resultados
de aprendizaje
EJERCICIOS PRACTICOS
ENTREGA EJERCICIOS PRÁCTICOS
PLAZO FINAL TEST AUTOEVALUACIÓN
MATERIAL COMPLEMENTARIO
(libro)
RECURSOS MULTIMEDIA (simulaciones)
HORAS ESTIMADAS
DEL ALUMNO
2.4 Vuelo axial descendente.de un helicóptero. RA3 2.3 capítulo 4
Anillos turbillonarios Vuelo en autorrotación Estela turbillonaria Molinete frenante Relación de velocidades-‐regímenes VV Vuelo a punto fijo Autorrotación vertical
1
INTRODUCIÓN A LAS TEORÍAS ELEMENTALES EN VUELO AXIAL. Aplicación práctica. Ejercicios.
RA3 2.4 capítulo 2, 3, 4 1
2.1, 2.2,
2.3, 2.4
INTRODUCIÓN A LAS TEORÍAS ELEMENTALES EN VUELO AXIAL. Resumen
RA3 capítulo 2, 3, 4
Disco actuador Vuelo vertical ascendente Efecto suelo Anillos turbillonarios Vuelo en autorrotación Estela turbillonaria Molinete frenante Relación de velocidades-‐regímenes VV Vuelo a punto fijo Autorrotación vertical
0,5
2.1, 2.2,
2.3, 2.4
INTRODUCIÓN A LAS TEORÍAS ELEMENTALES EN VUELO AXIAL. Resumen. Test de autoevaluación
RA3
TEST BLOQUE 2 (Sábado, 2 de mayo de 2015, 23:00 UTC)
capítulo 2, 3, 4
2.1, 2.2,
2.3, 2.4
INTRODUCIÓN A LAS TEORÍAS ELEMENTALES EN VUELO AXIAL. Resumen. Entrega de ejercicios prácticos
RA3
2.1, 2.2, 2.3, 2.4
(Domingo, 3 de mayo de 2015, 23:00
UTC)
capítulo 2, 3, 4 1
8
Lección LECCIÓN Resultados
de aprendizaje
EJERCICIOS PRACTICOS
ENTREGA EJERCICIOS PRÁCTICOS
PLAZO FINAL TEST AUTOEVALUACIÓN
MATERIAL COMPLEMENTARIO
(libro)
RECURSOS MULTIMEDIA (simulaciones)
HORAS ESTIMADAS
DEL ALUMNO
3.1 Vuelo de avance de un helicóptero Teoría de Elemento de pala. RA3 3.1 capítulo 6 1
INICIACIÓN AL VUELO DE AVANCE. Aplicación práctica RA3 3.1 capítulo 6 1
4.1 Introducción al cálculo de las actuaciones
RA5 capítulo 7
0,5
INICIACIÓN AL CÁLCULO DE LAS ACTUACIONES. Aplicación práctica RA5 4.1 capítulo 7 0,5
3.1, 4.1 INICIACIÓN A LA AERODINÁMICA DEL HELICÓPTERO y AL CÁLCULO DE LAS ACTUACIONES. Resumen
RA3, RA5 capítulo 6, capítulo 7
0,5
3.1, 4.1
INICIACIÓN A LA AERODINÁMICA DEL HELICÓPTERO y AL CÁLCULO DE LAS ACTUACIONES Resumen. Test de autoevaluación
RA3, RA5
TEST BLOQUE 3 y 4 (Sábado, 9 de mayo de 2015, 23:00 UTC)
capítulo 6, capítulo 7
0,5
3.1, 4.1
INICIACIÓN A LA AERODINÁMICA DEL HELICÓPTERO y AL CÁLCULO DE LAS ACTUACIONES Resumen. Entrega ejercicios prácticos
RA3, RA5
3.1, 4.1 (Domingo, 10 de mayo de 2015, 23:00 UTC)
capítulo 6, capítulo 7
1
9
Lección LECCIÓN Resultados
de aprendizaje
EJERCICIOS PRACTICOS
ENTREGA EJERCICIOS PRÁCTICOS
PLAZO FINAL TEST AUTOEVALUACIÓN
MATERIAL COMPLEMENTARIO
(libro)
RECURSOS MULTIMEDIA (simulaciones)
HORAS ESTIMADAS
DEL ALUMNO
5.1 Configuración estructural RA4 capítulo 8
Sistemas&componentes Elementos estructurales Estructura generalidades Estructura cola Suelo Par de acción y par de reacción
0,3
5.2 Transmisión de potencia RA4 capítulo9 0,5
5.3 Sistema sustentador. Rotor RA4 capítulo10 1
5.4 Sistema de control. Mandos de vuelo RA4 capítulo11 1
5.1, 5.2,
5.3, 5.4
ARQUITECTURA DE LOS SISTEMAS DEL HELICÓPTERO. Resumen
RA4 capítulo11
Sistemas&componentes Elementos estructurales Estructura generalidades Estructura cola Suelo Par de acción y par de reacción
0,5
5.1, 5.2,
5.3, 5.4
ARQUITECTURA DE LOS SISTEMAS DEL HELICÓPTERO. Resumen. Test de autoevaluación
RA4
TEST BLOQUE 5 (Sábado, 16 de mayo de 2015, 23:00 UTC)
capítulo11 0,5
CÁLCULO DE LAS PRINCIPALES ACTUACIONES DE UN HELICÓPTERO MONORROTOR CONVENCIONAL
RA5 6.1 capítulo7
CÁLCULO DE LAS PRINCIPALES ACTUACIONES DE UN HELICÓPTERO MONORROTOR CONVENCIONAL
RA5
6.1 (Domingo, 17 de mayo de 2015,
23:00 UTC)
capítulo7 2
10
Lección LECCIÓN Resultados
de aprendizaje
EJERCICIOS PRACTICOS
ENTREGA EJERCICIOS PRÁCTICOS
PLAZO FINAL TEST AUTOEVALUACIÓN
MATERIAL COMPLEMENTARIO
(libro)
RECURSOS MULTIMEDIA (simulaciones)
HORAS ESTIMADAS
DEL ALUMNO
FIN DEL CURSO 0,2
11
Sistema de evaluación de la asignatura
ACTIVIDADES Calificación (sobre 10)
Resolución de los test de autoevaluación propuestos Criterio de superación: Obtener un porcentaje de aciertos acumulado mayor o igual al 50%
Test bloque 1 (TB1) Peso relativo 5% Test bloque 2 (TB2) Peso relativo 10% Test bloque 3 (TB3) Peso relativo 10% Test bloque 4 (TB4) Peso relativo 3% Test bloque 5 (TB5) Peso relativo 12%
Resolución de 3 ejercicios prácticos elegidos voluntariamente, de entre los propuestos de la colección; 2.1, 2.2, 2.3, 2.4, 3.1, 4.1
Criterio de superación: Porcentaje de aciertos total en los tres ejercicios igual o superior al 50%, con ningún ejercicio con calificación inferior al 30%
Ejercicio práctico voluntario 1 (EPV1) Peso relativo 10% Ejercicio práctico voluntario 2 (EPV2) Peso relativo 10% Ejercicio práctico voluntario 3 (EPV3) Peso relativo 10%
Resolución del ejercicio práctico de las principales actuaciones de un helicóptero monorrotor 6.1 (E61)
Criterio de superación: Puntuación mayor o igual a 4
Peso relativo 30% CALIFICACIÓN FINAL Y OBTENCIÓN CERTIFICADO
Para obtener el certificado el alumno deberá:
• Aprobar los test de evaluación. • Aprobar el conjunto de tres ejercicios voluntarios elegidos. • Superar el ejercicio de actuaciones. • Y, alcanzar una calificación final, según fórmula que aparece abajo, que sea igual o
superior al 50%
Calificación final = TB1*0,05+TB2*0,1+TB3*0,1+TB4*0,03+TB5*0,12+EPV1*0,1+EPV2*0,1+EPV3*0,1+E61*0,3
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Calendario de evaluación de la asignatura
ACTIVIDADES FECHAS DE ENTREGA
Resolución de los test de autoevaluación propuestos por cada lección
TEST BLOQUE 1 Sábado, 25 de abril de 2015, 23:00 h UTC TEST BLOQUE 2 Sábado, 2 de mayo de 2015, 23:00 h UTC
TEST BLOQUE 3,4 Sábado, 9 de mayo de 2015, 23:00 h UTC TEST BLOQUE 5 Sábado, 16 de mayo de 2015, 23:00 h UTC
Entregar 2 ejercicios prácticos elegidos voluntariamente, de entre los propuestos de la colección: 2.1, 2.2, 2.3, 2.4
BLOQUE 2: 2.1, 2.2, 2.3, 2.4 Domingo, 3 de mayo de 2015, 23:00 h UTC Entregar 1 ejercicio práctico elegido voluntariamente, de entre los propuestos de la colección: 3.1, 4.1
BLOQUE 3: 3.1 BLOQUE 4: 4.1 Domingo, 10 de mayo de 2015, 23:00 h UTC
Entregar el ejercicio práctico de las principales actuaciones de un helicóptero monorrotor: 6.1
Domingo, 17 de mayo de 2015, 23:00 h UTC