MODELADO Y ANÁLISIS DE LA VELOCIDAD CRÍTICA DE FLUTTER EN ALAS DE AVIÓN

Abstract

En este trabajo se desarrolla un modelo aeroelástico de sección típica con dos grados de libertad que permite describir el acoplamiento dinámico entre flexión y torsión de un ala y estimar la velocidad crítica a partir de la cual puede aparecer flutter. El modelo numérico se formula con una aerodinámica cuasi-estacionaria y se implementa mediante Matlab, utilizando como variables de entrada distintos parámetros geométricos, estructurales e inerciales del ala. Con el objetivo de analizar la influencia de la geometría y la distribución de masa en la aparición de la inestabilidad aeroelástica, se han diseñado distintas configuraciones para alas rectas, trapezoidales y elípticas mediante el software Catia V5. Se ha evaluado cómo influye la forma en planta en la velocidad crítica, obteniendo los parámetros estructurales necesarios para el modelo, como las frecuencias naturales y la posición del eje elástico, mediante análisis aerodinámicos y estructurales realizados con Ansys Workbench.

A partir de los casos base definidos, se realiza un estudio paramétrico que evalúa la influencia de variaciones en la cuerda y la semienvergadura, así como la posición relativa entre el centro de gravedad y el eje elástico, en la aparición de flutter. Los resultados muestran que la forma en planta y las variaciones geométricas influyen en la estabilidad aeroelástica global del ala, siendo las variaciones en la semienvergadura las que tienen un impacto considerablemente mayor. Además, se observa una elevada sensibilidad a la posición del centro de gravedad, confirmando su papel clave en el acoplamiento dinámico del sistema.