Al Final del Hilo: El Mundo de las cometas
Transcript of Al Final del Hilo: El Mundo de las cometas
1
Al Final del Hilo:
El Mundo de las cometas
Por
Juan Miguel Suay Belenguer
CometasIntroducción
2
Definición de CometaDiccionario de
Autoridades (1726-1739)
Definición de CometaSegún el diccionario de la Real Academia de la
Lengua1. M. Astron. Astro generalmente formado por un núcleo poco denso y una atmósfera luminosa que le precede, le envuelve o le sigue, según su posición respecto del sol, y que describe unaórbita muy excéntrica
2. F. Armazón plana y muy ligera, por lo común de cañas, sobre la cual se extiende y pega papel o tela; en la parte inferior se le pone una especie de cola formada con cintas o trozos de papel, y, sujeta hacia el medio a un hilo o bramante muy largo, se arroja al aire, que la va elevando, y sirve de diversión a los muchachos
3
Definición de CometaSegún la OACI
AERONAVE es toda máquina que puede sustentarse en la atmósfera por reacciones del aire que no sean las reacciones del mismo contra la superficie de la tierraLas aeronaves pueden clasificarse en:AERODINOS (aeronaves más pesadas que el aire)Con motor: avión, giroavión (giroplano y helicóptero) y ornitópterosin motor: planeador y COMETAAEROSTATOS (aeronaves más ligeras que el aire)Con motor: dirigiblesin motor: globo libre y globo cautivo
Definición de Cometa
Una cometa es una máquina voladora (aeronave) formada por una estructura plana o tridimensional construida de un material muy ligero y recubierta de una vela. El conjunto se amarra a uno o a varios hilos, al ser soltada, se mantiene en el aire por la acción del viento
4
Clases de CometasCometas de un hilo o cometas estáticasson las cometas que permanecen estables en el aire alrededor de una posición de equilibrio. Necesitan solo hilo para su controlCometas deportivas (acrobáticas y de tracción) son aquellas que posen más de un hilo, por medio de ellos se puede dirigir a la cometa en su vuelo. Dependiendo del número de ellos que emplean para este control, las cometas pueden ser de dos, tres y cuatro hilos
Acrobática
De tracción
Estática
Cometas Estáticas
5
Cometas Estáticas Planas
Cometa formada por un armazón plano, recubierto con la vela, necesita de una cola para su estabilización
Cometas Estáticas Curvadas o de Ángulo Diedro
Originaria de la isla de Java, la cometa curvada se caracteriza por no tener cola. Su estabilidad, se consigue por la forma que se produce al arquear el travesaño horizontal.
6
Cometas Estáticas de Caja o Celulares
Son estructuras tridimensionales consistentes en varias cajas conectadas entre si con los extremos abiertos
Cometas Estáticas Semiflexibles
Son cometas con o sin varillas, con una vela flexible, que adquieren su forma por la acción del viento.
7
Cometas Estáticas ParafoilsEste tipo de cometas no necesita de ninguna varilla, su forma y rigidez de vuelo se consigue por medio de unas bolsas internas que se hinchan con el viento, obteniéndose una forma alar de gran estabilidad y una gran fuerza de sustentación
Cometas Estáticas RotorEstas cometas son básicamente un Autogiro sin motor. Su principio de funcionamiento se basa en que un cuerpo en rotación inmerso en una corriente de aire, además de ser arrastrado por la misma, experimenta una fuerza de sustentación vertical hacia arriba
8
Cometas Deportivas
Cometas Deportivas de Dos Hilos
9
Cometas Deportivas de Tres Hilos
Cometas Deportivas de Cuatro Hilos
10
CometasFísica del Vuelo de una Cometa
Cometa Plana Ideal
11
Equilibrio
Como ocurre con cualquier objeto volador, las cometas tienen tres ejes de rotación: cabeceo, balanceo y guiñada. Para que la cometa tenga un vuelo estable es necesario el control de los tres ejes, impidiendo su giro respecto a los mismos. Mediante el hilo y las bridas se consigue el control del cabeceo y el balanceo. La guiñada se consigue mediante colas, quillas, agujeros, curvaturas o con los paneles verticales en las cometas celulares
Estabilizadores
PANELES VERTICALES
COLA
AGUJERO
CURVATURAQUILLA
12
Ángulos y Velocidades
Fuerzas Aerodinámicas (I)
C =L
(12
v ) A C =
D
(12
v ) AL
v2
D
v2ρρ ρρ
13
Fuerzas Aerodinámicas (II)
Fuerzas Aerodinámicas (III)
14
Peso
Fuerzas debidas a la Tensión del Hilo
15
Equilibrio 2D
r r rT = Fa + PP p = Fa r⋅⋅ ⋅⋅
Equilibrio 2D (Viento Fuerte)
16
Gráfico a – x/a
Estabilidad 2D (Viento Fuerte)Perturbación el el borde de ataque
17
Estabilidad 2D (Viento Fuerte)Perturbación el el borde de fuga
Equilibrio 2D (Viento Débil)
18
Equilibrio 2D (Viento Débil)
Centro de Gravedad Detrás
Centro de Gravedad Delante
Deformaciones
19
Deformación Axial (I)
Deformación Axial (II)
20
Deformación Diédrica
Brida Básica (I)
21
Brida Básica (II)
Brida Básica (III)
22
Brida Básica (IV)
Y/c < 0,3
Brida Básica (V)
23
Brida Básica (VI)
Semejanza (I)
Fa ~~ A vv2
P ~~ rr V
VPAv
2 ≈≈
MR LP
3≈≈
24
Semejanza (II)Condiciones del cambio de escala
Sea una cometa con dimensiones L, volando con una velocidad del viento Vv. Realicemos un cambio de escala de factor X, ¿Cuál debe ser el nuevo peso (P1) y el nuevo ratio de masa (MR1), para que la cometa vuele con el mismo viento?.
L1 = X L
A1 = X2 A
V = V =PA
=PA
;
P
X A= P
A P1 = X2 P
v v1
1
12
1
⇒⇒
MRLP
MRLP
X L
X P
XLP
MR X MR
3
113
1
3 3
2
31
≈≈
≈≈ == == ⇒⇒ ==
Conclusión:El peso debe aumentar en el factor de escala al cuadrado y aumentar el ratio de
masa en el mismo factor de escala
Semejanza (III)Condiciones del cambio de escala
Sea la cometa de dimensiones lineales L, realicemos un cambio de escala de factor X, manteniendo el mismo ratio de escala. ¿Cuál debe ser el nuevo peso
(P1) y con qué nueva velocidad del viento volará?.
Conclusión:El peso debe aumentar en el factor de escala al cubo y la velocidad del viento nueva con el que volará debe aumentar en la raíz cuadrada del factor de escala
L1 = X L
A1 = X2 A
MR1 = MR
MRLP
LP
LP
X LP
LP
P X P
31
131
1
3
3 3
1
3
13
≈≈
==
== ⇒⇒ ==
VPA
X P
X A
XPA
VPA
V XV
v2 1
1
3
2
v2
v2
v2
1
1
≈≈ == ==
≈≈ ⇒⇒ ==V V Xv v1
==
25
Semejanza (IV)Tabla Resumen
CONDICIÓN 1 CONDICIÓN 2
VELOCIDAD DEL VIENTO INVARIABLE RATIO DE MASA INVARIABLE
X>1 X<1 X>1 X<1No varía la carga vélica
(P/A)
No varía la carga vélica
(P/A)
Mayor cargavélica (P/A)
Menor cargavélica (P/A)
El peso crece con el área
El peso disminuye con el área
El peso crece con el volumen
El peso disminuye con el volumen
Mayor estabilidad
Menor estabilidad
En vientos fuertes alguna
perdida de estabilidad
La estabilidad no cambia o a veces crece con vientos
ligerosSe necesita un material más
ligero
Se puede utilizar un material más
pesado
Se necesita más viento para volar
Se necesita menos viento para volar
CometasUsos
26
Arte de Pesca
Salvamento Marítimo (I)
27
Salvamento Marítimo (II)
Salvamento Marítimo (III)
28
Meteorología (I)
COMETA TIPO HARGRAVE
Meteorología (II)
COMETA TIPO HARGRAVE
29
Meteorología (III)
COMETA TIPO HARGRAVE
Meteorología (IV)
COMETA DE EDDY
30
Meteorología (V)El 1 de agosto de 1919, en el Observatorio de Lindenberg, situado en Alemania, se elevó un tren de ocho cometas que alcanzó los 9740 m. de altitud,
Fotografía Aérea Con Cometas (I)
Sistema de Arthur Batut
31
Fotografía Aérea Con Cometas (II)
Sistema Emili Wenz
Suspensión Wenz-Batut
Fotografía Aérea Con Cometas (III)
Sistema Joseph Lecornu
32
Fotografía Aérea Con Cometas (IV)
Terremoto de San Francisco (1906) George Lawrence
Cometa tipo Conyne
Fotografía Aérea Con Cometas (V)
33
Cometas Tripuladas (I)Cometas Portadoras
Sistema de Lamson (1896)Huida del hijo de Tametomo de la Isla de Hachijo (legendario)
Cometas Tripuladas (II)Cometas Elevadora
Wise (1897)Baden-Powell (1894)
34
La Cometa y Radio
Cometas Militares (I)Sistema “eleva-personas”
de S.F. Cody (1903)
35
Cometas Militares (II)
Sistema y cometa “eleva-personas” de Schreiber (1903)
Cometas Militares (III)
Sistema y cometa “eleva-personas” de Madiot (1909)
36
Cometas Militares (IV)
Sistema “eleva-personas” de Saconey (1910)
Cometas Militares (V)Globos cautivos de Observación
37
Cometas Militares (VI)Focke Archgelis Fa 330 Bachstelze
Cometas Militares (VII)Focke Archgelis Fa 330 Bachstelze
38
Cometas Militares (VIII)Cometa-blanco antiaéreo de Paul Garber (1942)
Cometas Militares (IX)
Globos Barrera
39
Cometas Militares (X)Cometa barrera de H.C. Sauls (1941)
Otros Usos (I)
Carricoche arrastrado por cometas de Pocock (1826)
Ascenso del mensajero de Daniel Colladon (1844)
Cometa de Herring (1896)
40
Otros Usos (II)
Medición de la Columna de Pompeyo (Alejandría) con ayuda de una cometa
2002 Juan M. Suay Belenguer