INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL

LA TÉCNICA AL SERVICIO DE LA PATRIA

ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA

UNIDAD PROFESIONAL CULHUACAN

Diseño, Selección y Aplicación de Materiales

Diseño, Desarrollo y Competición de un Trabuquete

GRUPO: 9MM2 FECHA: 02/12/15

Por:

Ing. Esparza Vázquez Heberto

Ing. Esquivel Piña José Angel

Revisará:

M.en C. Christian Martinez Galindo

TRABUQUETE

Marco Teórico

Un fundíbulo, también conocido como lanzapiedras o trabuquete, es

un arma de asedio medieval, empleada para destruir murallas o para

lanzar proyectiles sobre los muros.

Se piensa que fue inventado en China entre los

siglos V y III a. C. El fundíbulo de contrapeso fue un

perfeccionamiento del fundíbulo de tracción.

El invento llegó a Europa alrededor del año 500 d.C. Durante la Edad

Media, se cree que pudo haber sido usado para arrojar personas o

animales -que hubiesen muerto por la peste negra- por encima de los

muros de los castillos, con el propósito de infectar a quienes se

encontraran dentro de éste durante un sitio.

CARACTERÍSTICAS DE UN TRABUQUETE

Un fundíbulo está formado por una

viga o barra de madera sujeta a un

armazón que la mantiene elevada del

suelo. El punto de apoyo de la viga

(usualmente un eje) está colocado en

la parte superior del armazón. Del

brazo corto de la barra se encuentra

suspendido un contrapeso y del brazo

largo una honda. La honda tiene un

extremo atado a la viga y un extremo

libre con un lazo donde se engancha la

bolsa del proyectil.

El proyectil de un fundíbulo solía ser

una gran piedra redonda, aunque en

ocasiones se empleaban otro tipo de

proyectiles: animales muertos, colmenas, cabezas de enemigos

decapitados, pequeñas piedras de arcilla cocida que explotarían al

impacto como metralla, barriles de brea o aceite encendidos, o hasta

negociadores que no habían tenido éxito, heces de animales,

prisioneros de guerra y espías vivos.

Las dimensiones de cada uno de los componentes del fundíbulo

determinan el funcionamiento que tendrá el arma. La viga es uno de

los elementos cruciales. Debe ser lo más ligera posible, pero lo

suficientemente fuerte para no romperse en el disparo. La proporción

entre los brazos largo y corto de la viga y la longitud de la honda son

factores muy importantes para determinar el alcance que logrará el

proyectil. El propósito de un buen diseño es convertir la mayor

cantidad posible de la energía potencial del contrapeso en energía

cinética para el proyectil. Si la transferencia es de un 100%, y no

existe fricción, el alcance máximo , del proyectil sería de

Donde es la distancia que recorre el contrapeso al caer

y son las masas del contrapeso y del proyectil,

respectivamente.

La eficacia real de un fundíbulo es entonces simplemente determinada

como la proporción entre el alcance conseguido y el alcance máximo

calculado.

CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS DE FRANKIE

Si bien el tamaño y el peso de la máquina pueden variar mucho de un

trabuquete a otro, estas son las características más comunes:

Longitud de brazo: 90 centímetros

Longitud útil de brazo: 70 centímetros

Peso de contrapeso: 14.600 kg

Peso del proyectil: pelota profesional de tennis mide 67 milimetros

y pesa 58 gramos

Alcance máximo: un poco más 30mts ( mejor lanzamiento 34.5 mts)

Número de trabajadores: 2

Cadencia de disparo: disparo consecutivo.

Tiempo de carga: 3 sec.

Numero de objetos lanzados por disparo: 1

Ángulo de disparo: +- 45°

Angulo de ataque: a 135°

Longitud de base: 70 centímetros.

DISEÑO

Los diseños eran llevados a cabo realizando modificaciones en

un modelo a escala. No existen descripciones realmente detalladas de

fundíbulos medievales (o anteriores) que den información acerca de

las dimensiones o formas de la viga o la proporción entre el brazo

largo y el corto de la viga, entre otras cosas. Ningún modelo de

tiempos medievales ha sobrevivido. Los pocos dibujos

contemporáneos existentes son extremadamente esquemáticos e

incluso a veces muestran proporciones físicamente imposibles. Los

métodos usados para mejorar su funcionamiento y diseño eran,

aparentemente, secretos militares, y no están disponibles para los

reconstructores de hoy en día.

EFICACIA

Los fundíbulos eran armas muy poderosas, con un alcance de unos

275 metros. Los diseñadores de castillos construían a menudo sus

fortificaciones previendo un ataque con fundíbulos. Por ejemplo,

el Castillo de Caerphilly, en Gales, estaba rodeado por lagos

artificiales para mantener a los sitiadores con sus armas de asedio a

gran distancia. El alcance de muchos fundíbulos era en realidad más

corto que el de unarquero inglés (250-300 m), convirtiendo en

peligrosa la tarea de operar un fundíbulo durante un sitio. Esto

significaba que los asedios podían durar mucho tiempo, a veces hasta

varios años.

Debido al tiempo empleado para cargar la honda y levantar el

contrapeso en fundíbulos grandes, no es posible hacer más que un

par de tiros por hora. Algunos más pequeños pueden disparar un par

de veces por minuto.

Un fundíbulo puede aumentar su eficiencia realizando ciertas

modificaciones. Una es permitiendo al contrapeso bajar en forma

totalmente vertical. Esto maximiza la transferencia de la energía

potencial del contrapeso al proyectil. Otra es colocarle ruedas al

fundíbulo. Éstas permiten al armazón moverse libremente de atrás

para adelante, haciéndolo más estable, ya que la fuerza que genera el

contrapeso al caer es transferida al movimiento hacia adelante del

fundíbulo, en vez de hacer inclinar al armazón, dañando la estructura.

EFICACIA DE FRANKIE

Con un peso aproximado de 14.600 kg, FRANKIE cuenta con una

distancia eficaz de poco más de 30 mts. lanzando un proyectil de 60

grms.

Fue diseñado por los altamente capacitados ingenieros de la

heroica ESIME CULHUACAN, Ing. Heberto Esparza y el Ing. José

Angel Esquivel Piña supervisados por el heroico departamento de

Ciencia de los materiales y su cuerpo de elite.

Debido a su peso y tamaño, Frankie es capaz de realizar lances tan

repetitivos como le sea posible a quienes lo operan. El tiempo

estimado de carga es de 3 a 4 sec.

Por su diseño, Frankie es altamente transportable, CABE EN UN

SEDAN sin necesidad de desarmarlo, sólo se retira su contra peso y

listo.

Frankie posee alto diseño ingenieril capaz de soportar hasta 30kg de

contrapeso sin necesidad de reforzar. En caso de requerir más peso,

se necesitan reforzar de manera condicional los brazos laterales.

Boceto inicial de Frankie (Las medidas no son las presentadas.)