México es un país con más de 2,000 volcanes en su territorio, que de acuerdo con el Centro Nacional de Prevención de Desastres (CENAPRED) se encuentran en actividad 12 volcanes, por lo que realizar el monitoreo volcánico es de suma importancia, especialmente cuando los volcanes se encuentran cercanos a las poblaciones. La utilización de un UAS (sistema aéreo no tripulado) evita exponer a personas en ésta difícil tarea, por lo que en la ESIME Ticoman del Instituto Politécnico Nacional se trabaja en el proyecto “Tlapixki” (Vigilante). El objetivo del proyecto consiste en “Diseñar y manufacturar un UAS con materiales compuestos con las características aerodinámicas y estructurales necesarias para volar a una altitud de 7,000 msnmm, transportando cámaras térmicas y UV, además de medidores de concentración de gases para el monitoreo y vigilancia del volcán Popocatépetl en México”.

La información experimental disponible para hélices no es útil cuando el número de Mach de la punta de la pala es mayor a . Con el fin de verificar esta aseveración, se propuso un caso de estudio para una hélice Navy 5868-9 con perfil aerodinámico Clark-Y de 4 palas operando a un número de Mach de avance de 0.59 y un número de Mach en la punta de la pala de 0.95. La eficiencia experimental de la hélice (obtenida de gráficas) se compara con la eficiencia obtenida empleando la teoría combinada y con la eficiencia obtenida al corregir la teoría combinada por efectos de compresibilidad con la metodología propuesta en este trabajo. Se concluye que la información experimental disponible para hélices no es adecuada cuando el número de Mach en la punta de la pala es mayor que el Mach crítico, siendo más conveniente el resultado teórico corregido por compresibilidad.   The experimental information available for propellers is not useful when the Mach number of the tip of the blade is greater than 0.3. In order to verify this assertion, a case study was proposed for a Navy propeller 5868-9 with a 4-blade Clark-Y airfoil section operating at an advance Mach number of 0.59 and a Mach number at the tip of the blade of 0.95. The experimental efficiency of the propeller (obtained from graphs) is compared with the efficiency obtained using the combined theory and with the efficiency obtained by correcting the combined theory for compressibility effects with the methodology proposed in this paper. It is concluded that the experimental information available for propellers is not suitable when the Mach number at the tip of the blade is greater than the critical Mach, being more convenient the theoretical result corrected by compressibility.

México es un país con más de 2,000 volcanes en su territorio, que de acuerdo con el Centro Nacional de Prevención de Desastres (CENAPRED), se encuentran en actividad 12 volcanes, por lo que realizar el monitoreo volcánico es de suma importancia, especialmente cuando los volcanes se encuentran cercanos a las poblaciones. La utilización de un UAS (sistema aéreo no tripulado) evita exponer a personas en ésta difícil tarea. En la ESIME Ticoman del Instituto Politécnico Nacional se trabaja en el proyecto “Tlapixki”, un UAS para este fin, cuyo objetivo es asegurar que el fuselaje del avión soporte las cargas a las que será sometido, en este trabajo se presenta el análisis estructural del fuselaje en condición de despegue, con base en la reglamentación aérea y usando un paquete de elementos finitos. El material utilizado en la estructura es Aluminio 2024 T3, los resultados obtenidos del análisis muestran valores de esfuerzos mucho menores a los límites del material, mientras que, en el análisis modal, los desplazamientos generados son muy pequeños, indicando que la estructura del fuselaje es adecuada.     Mexico is a country with more than 2,000 volcanoes in its territory, which according to the National Center for Disaster Prevention (CENAPRED), 12 volcanoes are active, so volcanic monitoring is essential, especially when volcanoes are close to populations. The use of a UAS (unmanned aerial system) avoids exposing people to this difficult task. The ESIME Ticoman of the National Polytechnic Institute is working on “Tlapixki” project, a UAS for this purpose, whose objective is to ensure that the aircraft´s fuselage supports the loads to which it will be subjected, this work presents the structural analysis of the fuselage in take-off condition, based on aircrafts regulations and using a finite element software. The material used in the structure is Aluminum 2024 T3. The results obtained from the analysis show values of stress much lower than the limits of the material, while, in the modal analysis, the displacements generated are very small, indicating that the fuselage structure is adequate.

El presente trabajo consiste en el análisis Estático y modal del ala del UAS del proyecto “Tlapixki” [1] [2] que se está desarrollando en la ESIME Ticoman del Instituto Politécnico Nacional, cuya misión es apoyar al Centro Nacional de Prevención de Desastres (CENAPRED) en el monitoreo volcánico mediante toma de fotografía, video y toma de muestras de ceniza. El material utilizado en la estructura es el aluminio 2024-T3. Para el Análisis estructural se calcularon las condiciones de crucero, ascenso y descenso utilizando un paquete de elementos finitos obteniendo el estado de esfuerzos, deformaciones y sus modos de vibración, apegados a las indicaciones dadas por el Apéndice A del FAR23. Con respecto a los resultados obtenidos de la investigación, muestran que la estructura del ala analizada es capaz de soportar las cargas estructurales además de cumplir con el factor de seguridad establecido en el FAR.