FUERZA AÉREA ARGENTINA INSTITUTO UNIVERSITARIO AERONÁUTICO FACULTAD DE INGENIERÍA

PROGRAMA DE ASIGNATURA AÑO ACADÉMICO: 2011

CARRERA/AS: INGENIERÍA AERONÁUTICA

ASIGNATURA: MOTORES I DPTO: MA

COD: 403002

ÁREA: Física del Vuelo

HORAS TOTALES: 72

BLOQUE: TECNOLOGÍAS APLICADAS

CURSO: IV

SEM: PRIMERO

Semanas de Clase: Para primer año 1er. Semestre se consideran en el cálculo 15 semanas mientras que para los restantes años y semestres, las semanas de clase consideradas son 16 OBJETIVOS Generar en el alumno la capacidad para: • Analizar sistemas propulsivos alternativos. • Seleccionar el motor apropiado en el proceso de diseño preliminar. • Planificar y dirigir la reparación y mantenimiento de sistemas propulsivos de una aeronave con motores alternativos. • Realizar el anteproyecto (cálculo de máxima) de un motor alternativo. CONTENIDO

TEMA

I

LA PROPULSIÓN Introducción histórica de la propulsión, en general. La propulsión de vehículos, terrestres, marinos, aéreos y espaciales. Teoría de la propulsión. La fuerza propulsiva de acuerdo a la teoría Newtoniana. Ecuaciones de la propulsión. Rendimiento propulsivo. Propulsión y velocidad de vuelo. Condición de máximo rendimiento propulsivo.

II

LA PROPULSIÓN AÉREA Motor y propulsor, y motopropulsor. La hélice como propulsor aéreo. Tracción de la hélice aérea. Curvas de tracción Vs. potencia. Potencia necesaria. Otros propulsores.

III

CICLOS MOTORES El motor como fuente de energía para el propulsor. Introducción histórica de los motores, arquitectura de los mismos. Ciclos motores. El ciclo Otto. El ciclo Diesel. El ciclo Sabathe. Motores de 2 y 4 tiempos. Influencia de la renovación de carga en los ciclos según el tipo de motor. Ciclo motor Ideal. Ciclo ideal de fluido real. Ciclo Real. Cálculo de puntos de un ciclo motor, cálculo de puntos de un ciclo motor ideal de fluido real.

TEMA

IV

CONTENIDO

ECUACIONES DE POTENCIA Cálculo del trabajo del ciclo motor. Trabajo de compresión y de expansión. Presiones medias teórica, indicada y efectiva.Potencia. Rendimientos. La relación de compresión. La cilindrada. Ciclo motor para 2T y 4T, el bucle de carga.

V

LA COMBUSTIÓN El aporte de calor. Teorías de la combustión. La velocidad de llama. Combustión normal y anormal. Reglaje del encendido inducido por chispa. Reglaje del encendido inducido por compresión. Combustión anormal en motores tipo Diesel. El sistema de encendido. La bujía de encendido. El magneto. Encendido e inyección electrónicos.

VI

LOS COMBUSTIBLES – PREPARACIÓN DE LA MEZCLA Los combustibles para motores tipo Otto y Diesel. Las naftas de aviación. Determinación del número de octano. Influencia de los factores externos en la velocidad de llama. Preparación de la carga, curva de carburación. El carburador elemental. Otros sistemas de preparación de la mezcla. La inyección directa e indirecta. La inyección electrónica. La inyección Diesel.

VII

LA RENOVACIÓN DE LA CARGA La renovación de la carga en motores de 2T y de 4T. Las válvulas. El árbol de levas. Los botadores. Los resortes de válvula. Las guías de válvulas. El reglaje a la apertura y cierre de válvulas. Las lumbreras. Reglaje de apertura y cierre de lumbreras. Reglajes variables

VIII

CURVAS CARACTERÍSTICAS Curvas características del motor alternativo. Curva de cupla. Curva de potencia. Curva de consumo específico. Influencias de los parámetros del motor en las curvas características. Cálculo de la potencia, influencias de las r.p.m., la velocidad media del pistón, la cilindrada etc. Verificación de la Influencia de la Relación carrera-diámetro del pistón, en la velocidad media del pistón, en el peso y área frontal de un motor tipo Boxer.

TEMA

IX

CONTENIDO

CÁLCULO DE MÁXIMA Cálculo de máxima (definición de las dimensiones fundamentales del motor). Cálculo de los pasajes reglados. Definición de relaciones de compresión, velocidad media del pistón, relación carrera diámetro, relación biela manivela. Cálculo de Máxima de un motor alternativo de aviación.

X

PERFORMANCES EN ALTURA – LA SOBREALIMENTACIÓN Performances en altura. Curva de calibración en tierra. Curva de calibración en altura. La sobrealimentación. Los sobrealimentadores. Curvas de performances en altura según el tipo de sobrealimentador.

XI

SISTEMAS DEL MOTOR ALTERNATIVO Sistemas asociados al motor. Sistema de lubricación (la lubricación, teoría). Definición de la bomba de lubricación. Sistemas de cárter seco y húmedo. Sistemas asociados al motor, pero para suministrar servicios al avión (generación eléctrica, generación de presión hidráulica, etc.). Sistema de refrigeración del motor. Cálculo de aletas de refrigeración. Cálculo de las dimensiones de las aletas de refrigeración del motor del práctico Nro. 3.

XII

MATERIALES Y PROCESOS. Materiales y procesos para pistones, bielas, cigüeñales, pernos, válvulas, asientos, resortes, árbol de levas, cilindros, cárter motor, tapas de cilindros, etc.

BIBLIOGRAFÍA BÁSICA - APUNTES DE LA MATERIA - Criscuolo E. R. – IUA 2002.

BIBLIOGRAFÍA COMPLEMENTARIA -

MOTORES TERMICOS - Giacosa D. – Edición 1998. VUELO 9 CON MOTOR ALTERNATIVO – Cuesta A. M. – Para info, 6 ta edición, 1992. EL BARRIDO DE LOS MOTORES DIESEL DE DOS TIEMPOS. Schweitzer P. H. – MAQUINAS DE COMBUSTION. - F.A.F.Schmitd T. TEORIA DE MOTORES Y SUS SUPLEMENTOS – Magallanes R. A. – IUA. 1978. TERMODINAMICA - Faires. Desktop Dynos – Software para simulación de análisis en banco de motores alternativos

DESCRIPCIÓN DE LA ACTIVIDAD CURRICULAR Actividades que desarrollará el docente : Dictar las clases teóricas, prácticas, laboratorios. Atender al alumno ante consultas propias de la asignatura, así también las de relación docentealumno. Fomentar el estudio independiente. Preparar clases teóricas y/o prácticas. Organizar las clases de laboratorio. Organizar las visitas guiadas a distintos lugares donde se desarrolla actividades aeroespacial.

DESCRIPCIÓN DE LA ACTIVIDAD CURRICULAR Asistir periódicamente a reuniones de cátedra. Preparar evaluaciones y actividades de seguimiento del alumno. Confeccionar, revisar y actualizar el programa de la asignatura a su cargo. Confeccionar, revisar y actualizar las guías de laboratorios y/o prácticos. Revisar y actualizar la bibliografía y material didáctico. Cumplir además con toda otra función que surja de su tarea para garantizar el correcto desarrollo de la carrera. Actividades que desarrollará el alumno : Asistir a clases teóricas, prácticas, laboratorios y visitas. Realizar consultas. Realizar los trabajos prácticos de aula que sean requeridos. Realizar experiencias de laboratorio. Confeccionar los informes exigidos. METODOLOGÍA DE ENSEÑANZA Los aspectos teóricos de la asignatura son tratados mediante exposiciones dialogadas, con auxilio de técnicas visuales y debate colectivo. Los aspectos prácticos de la asignatura son tratados en forma preliminar mediante actividades de respuestas guiadas, con reconocimiento de terminología y conceptos, interpretación de datos y aplicación de conocimientos adquiridos. A continuación, mediante resolución de ejercicios y problemas, en forma individual y de pequeños grupos, con auxilio de debate colectivo. Existen además trabajos prácticos específicos que requieren herramientas computacionales y un trabajo de mayor elaboración en cuanto a sus conclusiones, de los cuales el alumno debe redactar y presentar un informe cuya aprobación es condición obligatoria. En forma complementaria, se realizan trabajos de laboratorio y visitas guiadas a distintos lugares donde se realizan trabajos relacionados a la actividad aeroespacial. Los trabajos prácticos de laboratorio y visitas requieren de la presentación obligatoria de informe y su aprobación. CRITERIOS Y FORMAS DE EVALUACIÓN Los criterios de evaluación quedan comprendidas en : − Cantidad y calidad de los conocimientos adquiridos por el alumno. − Manejo fluido de la información y del vocabulario técnico. − Afirmación de criterios técnicos propios frente a determinadas situaciones y problemas. − Desarrollo de capacidad, habilidad y destreza para el planteo y solución de problemas y para la aplicación de métodos de solución. − Orden, claridad y calidad de las presentaciones, escritas u orales. Las condiciones para obtener la regularidad son las siguientes : − Cumplir con el porcentaje de asistencia a clases que establece la Facultad. − Aprobar 2 (dos) Exámenes Parciales con una nota mínima de 4 (cuatro) puntos. Un único examen parcial puede ser reprobado y posteriormente recuperado. La recuperación se hará en base a los temas originalmente asignados para el examen reprobado. − Poseer en carácter de Aprobado los informes de trabajos prácticos, ya sean de aula o laboratorio, que se establezcan como de presentación obligatoria. Las formas de evaluación son las siguientes : El examen parcial es escrito y de carácter práctico y teórico, involucrando la resolución de ejercicios y problemas. El examen final de la materia es combinado y se compone también de una parte práctica que involucra la resolución de problemas y una parte teórica que consiste en preguntas conceptuales de respuesta concisa y específica. La parte práctica de todo examen es de tipo “a libro abierto”.

CRITERIOS Y FORMAS DE EVALUACIÓN La nota mínima de 4 puntos se logra acreditando un porcentaje de realización de los objetivos de la evaluación de 60 %, establecido previamente a criterio del docente para una evaluación concreta. Los exámenes escritos, tanto parciales como finales, quedan archivados en la Facultad de Ingeniería y el alumno tiene derecho a acceder a ellos y a consultar con el docente la corrección correspondiente.