ANÁLISIS DE DAÑOS EN MATERIALES COMPUESTOS Y SUS CONSECUENCIAS AERODINÁMICAS EN UN PERFIL ALAR

Abstract

Las excelentes propiedades que presentan los materiales compuestos especialmente a nivel mecánico, junto con el ahorro de peso que conllevan en comparación con las aleaciones metálicas convencionales han provocado que cada vez tengan mayor importancia y se incorporen en más partes de las aeronaves. Además de durante su fabricación, existen múltiples situaciones en las que la operación de la aeronave puede provocar fallos en la estructura, tanto a nivel interno como externo y que pueden ser visibles o no de primera mano. En este trabajo se hace un recorrido por los fenómenos más comunes durante la vida útil de un avión que puedan provocar la aparición de defectos, para posteriormente realizar un análisis del efecto de las posibles discontinuidades generadas en la aerodinámica del perfil alar. Algunos de los fenómenos que pueden provocar la aparición de defectos en el perfil alar son el impacto de rayo, el cual conlleva quemaduras en las primeras capas del laminado, o las cargas excesivas en superficies móviles, pudiendo provocar la aparición de delaminaciones exteriores en el eje de rotación de las superficies de control. En total se han analizado tres perfiles alares, con diferentes aplicaciones y características geométricas. Tras aplicarles los modelos de fallo correspondientes se observa como el impacto de rayo, en general, no muestra cambios importantes en la actuación de ningún perfil. Sin embargo, la delaminación localizada en el eje de rotación del alerón tiene consecuencias mucho mayores. En todos ellos la eficiencia del alerón disminuye, habiendo pérdidas de hasta un 22% en el valor de Clmax. Adicionalmente, tanto en el perfil de espesor medio como en el de espesor delgado se ve alterada su entrada en pérdida, ocurriendo esta a un ángulo de ataque menor para deflexiones altas del alerón.