Modelado y recreación virtual con CATIA V5 del avión Westland Lysander. Recuperación del patrimonio histórico

i Equation Chapter 1 Section 1 Trabajo Fin de Grado en Ingeniería Aeroespacial Modelado y recreación virtual con CATIA V5 del avión Westland Lysander. Recuperación del patrimonio histórico Autor: María Moreno Frías Tutor: Laura García Ruesgas Dpto. de Ingeniería Gráfica Escuela Técnica Superior de Ingeniería Universidad de Sevilla Sevilla, 2025 iii Trabajo Fin de Grado en Ingeniería de Aeroespacial Modelado y recreación virtual con CATIA V5 del avión Westland Lysander. Recuperación del patrimonio histórico Autor: María Moreno Frías Tutor: Laura García Ruesgas Profesora Contratada Doctora Dpto. de Ingeniería Gráfica Escuela Técnica Superior de Ingeniería Universidad de Sevilla Sevilla, 2025 v Trabajo Fin de Grado: Modelado y recreación virtual con CATIA V5 del avión Westland Lysander. Recuperación del patrimonio histórico Autor: María Moreno Frías Tutor: Laura García Ruesgas El tribunal nombrado para juzgar el Proyecto arriba indicado, compuesto por los siguientes miembros: Presidente: Vocales: Secretario: Acuerdan otorgarle la calificación de: Sevilla, 2025 El Secretario del Tribunal vii A mi familia. A mis amigos. ix Agradecimientos Son tantas las palabras y tan poco el espacio que dedicarles. Cómo agradecer en un número concreto de símbolos todo lo que he recibido en este camino. Son tantas las caras, las manos y los brazos que me han acogido, y estoy tan inmensamente agradecida por ello. A mis amigos de la carrera. A los que han estado desde el principio y a los que llegaron después. A los que siguen y a los que crecen hoy un poco más lejos de mí, porque también han sido una parte muy importante en mi aprendizaje. A Juanma, Nadia y Juanmi. A las videollamadas infinitas de estudio y las noches de flexo. A mis amigos gallegos, que me acogieron como una más y me regalaron un año que me enseñó a reconciliarme con la ingeniería y sus submundos. A Pepe, por aguantarme tarde tras tarde en todo este proyecto. En mi cielo el Hellcat y el Lysander vuelan juntos y de fondo suenan canciones de Amaia. A mis amigas, las de siempre. Por estar junto a mí en todo momento. Por soportarme cuando me ponía pesada y solo me quejaba, y por no abandonarme a pesar de todos los planes a los que he faltado por estudiar. A Fede, por ser mi gran apoyo este año. ¡Y por su soporte técnico! A mi familia, por quererme de manera incondicional, por perdonar mis malos gestos, malas palabras y contestaciones cuando algo no me salía como quería. A mis padres, mi hermano, mi abuela, mis tíos, mis primos… gracias por apoyarme en cada etapa de este proceso, que a veces parecía no tener fin. Por ayudarme a crear mi mejor versión de una ingeniera, aunque mamá, creo que nunca llegaré a ser tan ingeniera como tú. A todos vosotros, ayer hoy y cada día. Muchísimas gracias. Os llevo siempre. 5.1 Rotación de la hélice 93 5.2 Giro del alerón 94 6 Conclusión 95 7 Bibliografía 97 Índice de Figuras 99 8 Anexos 105 xvii Notación ‘ Pies ‘’ Pulgadas Introducción 18 1 1 INTRODUCCIÓN ste proyecto tiene como objeto principal el modelado y recreación virtual de un avión británico de la Segunda Guerra Mundial, el Westland Lysander. A partir de la interpretación de la información planimétrica encontrada, se procede a la construcción de un modelo digitalizado de la aeronave usando el software CATIA V5 R19. Tras la obtención de la estructura completa, se procede a la animación de ciertas partes móviles mediante el módulo DMU Kinematics. El modelado de una aeronave de tal antigüedad contribuye a la preservación del patrimonio histórico aeronáutico, por lo que se intenta mantener la mayor fidelidad posible respecto a la información que se encuentra en los planos. 1.1 Propósito y objetivos. Alcance y límites El objeto principal de este trabajo es, como se acaba de comentar, la digitalización del avión Westland Lysander mediante la generación de un modelo 3D de la aeronave con ayuda del software CATIA V5 R19. Dicho esto, los objetivos perseguidos durante su realización son: • Llevar a cabo una investigación sobre el avión de referencia, el contexto histórico en el que se desarrolla su diseño y su uso, la necesidad operacional que motivó su diseño, y el papel que desempeñó durante su servicio. • Interpretación y adaptación de la información extraída de los planos a un diseño virtual. El número de planos disponibles, su precisión y el nivel de detalle de las imágenes del avión son los factores que limitan el posterior modelado digital. En algunos casos, es necesario realizar suposiciones razonadas para completar zonas donde la información encontrada no es suficiente. • El modelado y ensamblaje de los componentes estructurales principales de la aeronave a partir de la información disponible. Este diseño abarca la recreación del fuselaje y su estructura interna (costillas y largueros internos), el conjunto alar con sus correspondientes dispositivos de hipersustentación (flaps y alerones), los estabilizadores y las superficies de control (timón de profundidad y timón de dirección), el tren de aterrizaje, el morro y la hélice. • Animar algunos componentes del conjunto mediante el módulo DMU Kinematics, con el fin de simular movimientos como el de los alerones o la hélice. El modelado completo y detallado de una aeronave de esta complejidad requeriría mucho más tiempo y especialización en distintas materias, labor que se extralimita de lo requerido en este proyecto de fin de grado. Por tanto, se ha acotado el alcance del trabajo a aquellas partes que permitan representar de forma estructural y visual el conjunto de la aeronave. Quedan fuera del alcance el motor interno, los mecanismos de accionamiento, y los sistemas eléctricos y electrónicos. Algunos detalles estéticos se incluyen según el caso para aportar mayor coherencia al diseño. Por tanto, el objetivo general del proyecto es el desarrollo, evolución y desempeño en el uso del software CATIA V5. Se pretende conseguir soltura en el diseño de formas complejas, abordando los desafíos que surgen en el modelado digital avanzado. E Introducción 2 1.2 Metodología empleada El Software que va a permitir alcanzar los objetivos establecidos es CATIA, que responde a las siglas Computer Aided Three-Dimensional Interactive Application. Se trata de una multiplataforma para diseño asistido por ordenador (CAD), fabricación asistida por ordenador (CAM), ingeniería asistida por ordenador (CAE), modelado 3D y gestión del ciclo de vida del producto (PLM). Nace en 1977 en la compañía francesa Dassault Aviation, que en aquella época respondía al nombre Avions Marcel Dassault, con el objetivo de mejorar el diseño tridimensional de aeronaves. En 1981, se crea una subsidiaria dentro de la propia compañía, con el nombre Dassault Systèmes cuya misión era la comercialización del software, lo que permitió su adopción en la industria aeronáutica y posteriormente en otros sectores ingenieriles. [1] La dinámica que resulta más natural para el desarrollo de la aeronave según el funcionamiento de los módulos de CATIA, los cuales se explican a continuación, se basa en modelar cada componente por separado, ya sean sólidos, superficies o una combinación de ambas. Este enfoque, permite atender las formas y geometrías de los elementos principales del avión de manera individual, para posteriormente proceder a ensamblarlos. Los módulos que se usan a lo largo de este proyecto son: [2] • Módulo Part Design: Su uso principal está destinado a la creación de piezas sólidas en 3D. Las operaciones que se van a usar principalmente son: o Sketch: Permite crear perfiles bidimensionales sobre los que se realizan posteriores operaciones tridimensionales. o Pad: Extruye perfiles bidimensionales a lo largo de una dirección y dimensión establecidas. o Pocket: Operación utilizada para vaciar un sólido a partir de un perfil 2D. Genera cavidades dentro de los componentes sobre los que se genera. o Rib: Crea un sólido a través del barrido de un perfil a lo largo de una guía indicada. o Mirror: Crea una copia simétrica de un sólido respecto a un plano. o Split: Corta un componente sólido en una sección determinada, conservando únicamente el material que queda en el lado de la superficie auxiliar que se indica. o Fillet: Redondea los bordes entre dos superficies, suavizando las transiciones. o Circular Pattern: Distribuye copias de una geometría a lo largo de una trayectoria circular. o Shaft: Genera sólidos mediante revolución de perfil alrededor de un eje. o Multi-sections Solid: Crea sólidos a través de la unión de secciones sucesivas. o Thick Surface: Da espesor a una superficie. o Close Surface: Cierra una superficie rellenándola y convirtiéndola en un sólido. • Módulo Generative Surface Design: Se trata de un módulo especializado en la construcción de superficie de geometrías complejas. o Módulo Wireframe: En él se encuentran las herramientas necesarias para la creación de puntos, líneas, planos y otras geometrías en el espacio como splines. También se obtienen intersecciones entre distintos elementos. o Revolute: Es la operación análoga a Shaft, pero que, en lugar de crear un sólido macizo, revoluciona un perfil bidimensional alrededor de un eje para obtener una superficie. o Fill: Genera una superficie rellenando el especio entre varias curvas que formen un contorno 3 3 Modelado y recreación virtual con CATIA V5 del avión Westland Lysander. Recuperación del patrimonio histórico cerrado. o Split: Permite dividir una superficie en tantas partes como se desee, creando previamente otra superficie auxiliar o perfil que funcione como herramienta de corte. Permite conservar ambas secciones del material, o eliminar aquel innecesario. o Join: Herramienta usada para la agrupación de distintas superficies que mantengan algún tipo de contacto entre ellas, obteniendo un solo conjunto. o Multi-Sections Surface: Es la operación análoga a la utilizada en el módulo Part Design (Multisections Solid), pero que en lugar de un sólido da lugar a una superficie mediante unas secciones previamente establecidas. Su barrido puede estar determinado como una guía. o Extrude: Crea superficies mediante la extrusión de un perfil en una dirección y dimensión escogidas. o Offset Surface: Genera una superficie a una distancia constante de la superficie de referencia. o Sweep: Permite la obtención de una superficie al desplazar un perfil a lo largo de una guía. Se puede controlar la orientación, sección y el tipo de barrido. • Módulo Sketch Tracer: Este módulo permite proyectar imágenes sobre planos definidos y escalarlos estableciendo sus dimensiones principales. Es muy útil para modelar sobre planos escaneados cuando no se dispone de una geometría precisa y unas cotas explícitas. • Módulo Assembly Design: Este módulo es el que permite ensamblar las piezas, aplicando las restricciones necesarias para conseguir un conjunto fiel y en coherencia con el diseño real del avión. Además, permite crear nuevas piezas, Part Numbers, por lo que se usa para dar forma a geometrías que dependen de una que ya está ensamblada. • Módulo DMU Kinematics: Este módulo permite animar elementos móviles del ensamblaje, permitiendo visualizar escenarios donde se simula el movimiento real de los mecanismos. Introducción 4 5 5 Modelado y recreación virtual con CATIA V5 del avión Westland Lysander. Recuperación del patrimonio histórico 2 EL WESTLAND LYSANDER omo se ha mencionado anteriormente, el avión que ha sido objeto de estudio y modelado en este proyecto es el Westland Lysander, un avión británico empleado durante la Segunda Guerra Mundial. A lo largo de este capítulo se abordan las circunstancias históricas y operacionales que impulsaron su diseño, así como las necesidades que estaba destinado a satisfacer durante su servicio activo. Además, se tratan sus principales características geométricas y estructurales, que explican las decisiones tomadas durante su modelado. Finalmente se presenta el trabajo previo de investigación planimétrica que se ha llevado a cabo para conseguir una recreación virtual de acuerdo con los planos disponibles. 2.1 Contexto histórico En 1934, el Ministerio del Aire Británico publica la especificación A.39/34, por la que solicitaba un avión biplaza de cooperación con el ejército, con objetivo de sustituir al Hawker Hector. Su misión sería trabajar con las fuerzas terrestres en la observación y reconocimiento mediante fotografías, actuar como bombardero ligero y servir en los ataques terrestre con ametralladoras. Además, en los tiempos previos a la radio, estos aviones podían captar mensajes de una base y lanzarlos junto a pequeñas cantidades de suministros a bases remotas. Es entonces cuando Westland Aircraft, empresa británica de fabricación de aeronaves ubicada en Yeovil, que por aquel entonces se dedicaba a la construcción del Hector bajo la licencia de Hawker, presenta su diseño del Westland Lysander, dirigido por Teddy Petter y Arthur Davenport. [3] Figura 2.1 Hawker Hector (arriba) [4] frente al primer prototipo del Westland Lysander (abajo) [5] C El Westland Lysander 6 El prototipo propuesto por Westland Aircraft recibió el nombre P.8 y destacó por conservar todas las cualidades requeridas por la aeronave de cooperación militar a pesar de aplicar tecnología moderna, y por incluir numerosas aportaciones a las que se llegó tras un profundo trabajo de investigación por parte de los diseñadores. En él, entrevistaron tanto a los propios escuadrones y pilotos de la RAF (Royal Air Force) que posteriormente operarían el avión, como a los ingenieros que pertenecían a ella. La incorporación del conjunto de características que los miembros solicitaban dio lugar a un avión capaz de operar desde pistas cortas y ofrecer excelente visibilidad y maniobrabilidad a baja velocidad. Tras unas posteriores modificaciones añadidas al diseño original, en 1936 el Ministerio del Aire escoge el diseño de Westland Aircraft, renombrándolo como el guerrero espartano “Lysander”. El avión voló por primera vez el 15 de junio de 1936, y el éxito de las pruebas resultó en un pedido de 169 aeronaves, cuya producción se completó en 1939. El Lysander entró en servicio en la RAF en 1938. Cuando estalló la Segunda Guerra Mundial, el ejército británico tenía siete escuadrones de Lysander en servicio y seis fueron enviados a Francia. Su diseño especializado para vuelos a baja velocidad y no apto para transportar grandes cantidades de armas provocó que, de los 174 aviones enviados a Francia, solo 50 regresaran a Inglaterra. Mientras que 88 se perdieron en combate, 36 fueron destruidos en tierra o abandonados durante la retirada. El Lysander sobresalió en la tarea para la que fue concebido, pero su diseño no era capaz de sobrevivir a los rápidos cazas altamente armados de los alemanes. Figura 2.2 Westland Lysander en servicio, septiembre de 1940 [6] La misión del Lysander entonces, tomó diferentes caminos durante la guerra, entre ellos, la realización de tareas de rescate aeronaval a medida que el combate aéreo se trasladaba al Canal de la Mancha y las Islas Británicas. También actuó en el norte de África, donde habían sido enviados antes de la guerra, Grecia, Palestina e India, pero no fue hasta 1941 cuando su papel fundamental se consolidó como apoyo a los movimientos de la resistencia en la Europa ocupada. Su capacidad de despegue y aterrizaje en pistas cortas fue aprovechada para infiltrar y rescatar agentes. Es por eso por lo que aún hoy en día, la mayor parte del historial operativo del Lysander permanece bajo estricto secreto. Entre agosto de 1941 y finales de 1944, se realizaron unas 400 salidas de agentes y suministros, con casi 300 personas infiltradas y 500 recogidas. Al estar destinado a misiones nocturnas eran pintados de negro en su totalidad. 7 7 Modelado y recreación virtual con CATIA V5 del avión Westland Lysander. Recuperación del patrimonio histórico Figura 2.3 Formación de cuatro Lysander en servicio [7] Fuera de Inglaterra, Canadá fue el país que voló más Lysander. Construyeron 225 aviones, de los cuales la mayoría permaneció en el país. Algunos, se modificaron para poder ser usados en las tareas de fumigación de los campos, pero la mayoría se usó como remolcadores de objetivos para entrenamientos de artillería. Tras la guerra, algunos continuaron su tarea como fumigadores y otros fueron comprados por agricultores en subastas para reutilizar las piezas de sus motores. En la actualidad, el Westland Lysander ha abandonado su uso operativo, y su papel está destinado al ámbito histórico y museos. Algunas de sus restauraciones se pueden encontrar en instituciones como el Royal Air Force Museum o el Canada Aviation and Space Museum. Modelado en Catia 12 12 Figura 3.1 Diagrama Estructural de las cuadernas (Véase ampliada en anexos) Para el modelado de cada una de las cuadernas se muestran los planos de referencia utilizados, el resultado final obtenido en CATIA V5 y una descripción del proceso seguido para su construcción. Antes de iniciar el diseño del sketch correspondiente a cada cuaderna, se escala el plano de referencia en función de sus dimensiones principales. El objetivo es minimizar las desviaciones globales y poder dibujar directamente sobre el plano. Esta metodología permite ajustar el perfil de forma visual, aunque pueden producirse pequeñas discrepancias locales. Una de las posibles causas de estas desviaciones es el uso de la herramienta spline, cuyo comportamiento genera dificultades para seguir el trazado original con máxima precisión. • Cuaderna H Se comienza con el modelado de esta cuaderna por ser la primera que no forma parte de la estructura correspondiente a la cabina. A partir de este punto, las cuadernas definen ya la forma del fuselaje exterior sin interferencias de habitabilidad. Figura 3.2 Plano de la cuaderna H frente a su Sketch 13 13 Modelado y recreación virtual con CATIA V5 del avión Westland Lysander. Recuperación del patrimonio histórico Una vez finalizado el sketch, se genera la geometría tridimensional mediante una extrusión con la herramienta Pad. En los planos de referencia no se especifica de forma explícita el espesor de las cuadernas, por lo que fue necesaria su estimación. A partir de mediciones directas sobre los propios planos y tomando como referencia las dimensiones principales del fuselaje, se opta por un espesor aproximado de 0.8’’. • Cuaderna J Figura 3.3 Cuaderna H Figura 3.4 Plano de la cuaderna J frente a su Sketch Figura 3.5 Cuaderna J Modelado en Catia 14 14 • Cuaderna K En el caso de la cuaderna K, el plano muestra en la parte superior una prolongación estructural correspondiente al inicio del conjunto de cola. Sin embargo, para la operación de extrusión de la propia cuaderna, únicamente se ha considerado la silueta del fuselaje, omitiendo dicha porción adicional. • Cuaderna L En este caso se opera de la misma forma, separando el material de la cuaderna correspondiente a la forma del fuselaje del que corresponde a la cola. Figura 3.6 Plano de la cuaderna K frente a su Sketch Figura 3.7 Cuaderna K Figura 3.8 Plano de la cuaderna L frente a su Sketch 15 15 Modelado y recreación virtual con CATIA V5 del avión Westland Lysander. Recuperación del patrimonio histórico • Cuaderna C La cuaderna C es la más cercana al extremo del fuselaje, pero antes de que comience la cabina. Su parte superior también se redondea para facilitar la creación de superficies posteriores. Figura 3.10 Plano de la cuaderna C frente a su Sketch Figura 3.11 Cuaderna C Como se observa en la Figura 3.8, se decide redondear la zona superior de la cuaderna. Esta modificación se introduce con el objetivo de crear la posibilidad de definir en una fase posterior, una superficie que separe el fuselaje del conjunto de cola. De este modo, el sketch resultante será compatible con la herramienta Multi-Sections Surface, facilitando la construcción de la geometría. Figura 3.9 Cuaderna L Modelado en Catia 16 16 • Cuaderna D La cuaderna D forma parte de las que definen la superficie correspondiente a la cabina. En este caso, se opta por extruir la totalidad del contorno dado por el plano, pero posteriormente, se emplea la herramienta Split con el fin de eliminar el material sobrante. El sketch completo generado se conserva, ya que será utilizado más adelante en el módulo Generative Shape Design, con la herramienta MultiSections Surface, para la construcción de la carcasa completa del fuselaje, donde se incluye la zona de la cabina. Figura 3.12 Plano de la cuaderna D frente a su Sketch En el módulo Generative Shape Design, se utiliza la herramienta Extrude para generar una superficie a partir de la extrusión de un perfil. Este, coincide con la superficie que delimita la cabina del resto del fuselaje de acuerdo con el plano de la Figura 3.1. Esta es la superficie que define el Split. Figura 3.13 Split cuaderna D 17 17 Modelado y recreación virtual con CATIA V5 del avión Westland Lysander. Recuperación del patrimonio histórico Finalmente, se muestra a continuación una comparación entre el volumen completo y el resultado obtenido tras aplicar la operación Split. Figura 3.14 Cuaderna D • Cuaderna E En este caso, y en el resto de las cuadernas que coincidan con la estructura perteneciente a la cabina, se realiza la misma operación Split que se hace para la Cuaderna D. Figura 3.15 Plano de la cuaderna E frente a su Sketch Figura 3.16 Cuaderna E antes y después del Split de separación de la superficie de la cabina Modelado en Catia 18 18 • Cuaderna F Figura 3.17 Plano de la cuaderna F frente a su Sketch Figura 3.18 Cuaderna F antes y después del Split de separación de la superficie de la cabina 19 19 Modelado y recreación virtual con CATIA V5 del avión Westland Lysander. Recuperación del patrimonio histórico • Cuaderna G Figura 3.19 Plano de la cuaderna G frente a su Sketch Figura 3.20 Cuaderna G antes y después del Split de separación de la superficie de la cabina • Refuerzo delantero Para dar soporte a los largueros interiores y estabilidad a la superficie, se decide construir un refuerzo delantero. Para ello, mediante un perfil de acuerdo con el plano de la figura x, se realiza una revolución mediante la operación Shaft. Figura 3.21 Refuerzo delantero Modelado en Catia 20 20 3.1.1.1 Posicionamiento de las cuadernas Tras finalizar el modelado individual de las cuadernas y el refuerzo, se procede a su posicionamiento a lo largo del fuselaje. Con el módulo Assembly Design junto al módulo Sketch Tracer, se hace uso nuevamente de la información planimétrica de la Figura 3.1 para establecer diferentes restricciones geométricas (Constraints) que permitan la colocación de las cuadernas. Como paso inicial, y tras insertar la imagen del perfil de la aeronave con el dimensionado correspondiente, se fija el Refuerzo delantero mediante la restricción Fix Constraint, esta va a ser la referencia principal para la colocación del resto de cuadernas. Figura 3.22 Fijación del Refuerzo delantero Se trata de cuadernas que siguen una inclinación vertical en todos los casos, las restricciones que se requieren para establecer su posición serán, por un lado, dos restricciones de coincidencia con los planos XY y ZX, utilizando la opción Offset Constraint con un valor de 0’’ y adicionalmente, una restricción entre los plazos YZ de la cuaderna a posicionar y el plano paralelo al YZ que pasa por el extremo delantero del refuerzo, de nuevo usando Offset Constraint. Esto permite definir la distancia longitudinal entre los distintos elementos a lo largo del fuselaje. Figura 3.23 Offset Constraint del plano YZ entre el refuerzo delantero y la cuaderna C 21 21 Modelado y recreación virtual con CATIA V5 del avión Westland Lysander. Recuperación del patrimonio histórico Tras repetir el mismo proceso con el resto de las cuadernas, el resultado es el siguiente: Figura 3.24 Posicionamiento de las cuadernas 3.1.2 Largueros internos Tras la revisión de diversa documentación relacionada con la restauración y los modelos técnicos del Westland Lysander, se identificó la configuración de su estructura interna. Esta se compone de largueros horizontales, verticales y diagonales, encargados de unir las distintas cuadernas entre sí. Dichos elementos estructurales consisten en barras de sección circular. Para el diseño y la colocación de estos largueros, se trabajó principalmente sobre el plano inicial de la Figura 3.1 que define la geometría de las cuadernas. Sin embargo, este plano ofrecía información limitada en cuanto a la disposición exacta de los largueros. Por este motivo, se usó información procedente de otras vistas complementarias de la aeronave, para obtener datos como el diámetro y las proporciones geométricas de dichas Modelado en Catia 28 28 A continuación, se presentan distintas vistas del conjunto completo de largueros internos, en combinación con las cuadernas del fuselaje. Figura 3.37 Estructura interna del fuselaje 29 29 Modelado y recreación virtual con CATIA V5 del avión Westland Lysander. Recuperación del patrimonio histórico 3.1.3 Cubierta del fuselaje Una vez definidas las cuadernas y los largueros internos, se procede a la generación de la cubierta del fuselaje. Para ello, se utiliza la herramienta Multi-Sections Surface del módulo Generative Shape Design. Esta operación permite crear superficies mediante la unión de los sketches que definen el contorno de las cuadernas, empleando líneas guía que facilitan el control de la forma y garantizan la continuidad entre secciones. En este caso, las secciones utilizadas en la operación corresponden a los sketches de las cuadernas, que en algunos casos han sido ligeramente modificados con el fin de adaptar la geometría de la superficie a los planos de referencia. Esta adaptación se ha realizado principalmente en la zona extrema de la superficie, donde se ha optado por integrar la superficie correspondiente al estabilizador vertical dentro del diseño general de la carcasa del fuselaje. Para la definición de las líneas guía de la operación Multi-Sections Surface, se emplea la herramienta Extremum, que permite generar puntos extremos en un sketch en función de las direcciones especificadas. En este caso, se aplica la herramienta Extremum a cada uno de los sketches de las cuadernas, obteniendo los puntos extremos en las direcciones positiva y negativa de los ejes Z e Y. Figura 3.38 Punto extremo en la dirección Y de la carcasa F Modelado en Catia 30 30 Repitiendo esta operación para todos los sketches, se trazan líneas que conectan los puntos extremos. Posteriormente, estas líneas se agrupan mediante la operación Join, con el fin de generar las curvas guía. Figura 3.39 Vista en planta de las líneas guía para la creación de la superficie de la cubierta Comparando el resultado obtenido con la vista en planta del plano de referencia, se observa que la solución generada resulta coherente con la geometría original del diseño. Para el caso de las guías superior e inferior, se combinarán tanto líneas rectas como splines, con el fin de adaptar de manera más precisa la silueta de la superficie. Figura 3.40 Vista de perfil de las líneas guía para la creación de la superficie de la cubierta 31 31 Modelado y recreación virtual con CATIA V5 del avión Westland Lysander. Recuperación del patrimonio histórico Como se puede observar, en la guía inferior se realiza una unión directa entre los extremos inferiores de las cuadernas. Sin embargo, en el caso de la guía superior, a partir de las dos últimas cuadernas, la curva se separa de los extremos superiores para seguir la forma de la cola del avión, tal como se representa en el plano. De este modo, y siguiendo las guías definidas, se generarán inicialmente dos secciones de la superficie, que posteriormente se unirán mediante la operación Join, con el fin de obtener una superficie continua que defina correctamente la cubierta del fuselaje. Figura 3.41 Creación de la carcasa de la cubierta mediante Multi-Sections Surface A continuación, se generan otras dos partes de la superficie del fuselaje. Se decide nuevamente dividir la superficie en dos con el objetivo de evitar posibles inconvenientes al aplicar espesor al conjunto de la cubierta. Para esta parte, se crean nuevas guías, que, en combinación con las ya definidas previamente, permiten dar forma a la superficie completa. La necesidad de incorporar estas nuevas guías aparece principalmente por la adición de una nueva sección del fuselaje. Esta nueva incorporación se debe a la necesidad de conseguir una superficie más fiel a la geometría real de la cola. La sección se obtiene a partir de la intersección entre una superficie preliminar generada exclusivamente considerando la geometría definida por las cuadernas (sin incluir la forma de la cola) y el plano correspondiente a la nueva sección. Esta estrategia se adopta debido a la falta de información detallada sobre la geometría de la zona más voluminosa de la parte final del fuselaje, tal como se aprecia en la vista de alzado de los planos de referencia. Modelado en Catia 32 32 Figura 3.42 Alzado de la sección indeterminada del fuselaje La tercera superficie de la cubierta del fuselaje se genera utilizando como secciones el sketch correspondiente a la cuaderna J y el de la cuaderna K. En este último caso se incorpora al trazado la zona correspondiente al estabilizador vertical, que se optó por no modelar durante la construcción de la propia cuaderna. Figura 3.43 Multi-Sections Surface de las cuadernas K y L con sketch K modificado Para la generación de la cuarta superficie de la cubierta del fuselaje, tal como se indicó anteriormente, se construye en primer lugar una superficie preliminar. Esta se genera utilizando como secciones los sketches originales de las cuadernas J y L, es decir, sin incluir en esta fase los extremos correspondientes al estabilizador vertical. 33 33 Modelado y recreación virtual con CATIA V5 del avión Westland Lysander. Recuperación del patrimonio histórico Figura 3.44 Multi-Sections Surface preliminar con los sketches originales de las cuadernas J y L El objetivo de esta superficie preliminar es permitir la realización de una intersección con un plano paralelo al plano ZX, situado de manera que pase por el punto más alto de la guía superior. Este punto coincide con la sección destacada en la Figura 3.42 de la vista de alzado de la aeronave. A partir de la intersección obtenida, se genera posteriormente, y de acuerdo con el plano de la Figura 3.42, la curva adicional necesaria para completar la definición de la superficie correspondiente al estabilizador. Figura 3.45 Sketch sección intermedia a las cuadernas J y L El último sketch empleado en esta operación de Multi-Sections Surface corresponde nuevamente al de la cuaderna L, en este caso incorporando también la zona superior. En el plano de la sección, únicamente se dispone de información acerca del inicio de esta parte adicional. Sin embargo, dado que también se cuenta con el límite, definido por la intersección de la guía superior con el plano de dibujo, se ha procurado que el trazado de esta zona se ajuste lo máximo posible a la forma real de la estructura, según la información disponible. Modelado en Catia 34 34 Figura 3.46 Sketch de la cuaderna L modificado con el estabilizador vertical incluido Con estas tres secciones, y mediante una combinación de las guías previamente definidas junto con otras guías adicionales creadas para esta zona, se genera la siguiente superficie, que completa esta parte de la cubierta del fuselaje. Figura 3.47 Multi-Sections Surface de la cuaderna J a la cuaderna L 35 35 Modelado y recreación virtual con CATIA V5 del avión Westland Lysander. Recuperación del patrimonio histórico Para la generación de la última parte de la cubierta, correspondiente al borde de salida del fuselaje, se ha decidido dividir la estructura en tres partes: superior, intermedia e inferior. Mediante la creación de secciones intermedias y utilizando como guías tanto las ya definidas previamente como segmentos del sketch modificado de la cuaderna L, se completa el cierre de la superficie en esta zona. A continuación, se detallan por partes las tres superficies mencionadas: • Superficie superior: Como secciones se utilizan la parte superior del sketch modificado de la cuaderna L, obtenida mediante una operación Split con un plano de referencia. Sobre dicho plano se dibuja un nuevo sketch, que es tangente a la superficie existente y que pasa por un punto común con la guía superior del resto de secciones de la cubierta, la cual actúa también como guía en esta operación. • Superficie intermedia: En este caso, la primera sección utilizada corresponde al sketch intermedio adicional que se acaba de crear para la zona superior. La sección final es otro sketch definido en el extremo donde la guía superior y la guía inferior se unen, generado de forma análoga al anterior. • Superficie inferior: Utilizando este segundo sketch como sección, así como para el corte que el mismo genera mediante la herramienta Split sobre el sketch modificado de la cuaderna L, junto con una extensión de la guía inferior, se obtiene la última Multi-Sections Surface, que completa el cierre de la cubierta en la zona del borde de salida del fuselaje. Figura 3.48 Multi-Sections Surfaces del cierre de la cubierta Modelado en Catia 36 36 Finalmente, se presentan una serie de vistas que muestran el resultado obtenido para la cubierta del fuselaje: Figura 3.49 Superficie de la cubierta completa Una vez obtenida la superficie completa de la cubierta del fuselaje, el siguiente paso consiste en aplicar un espesor a la misma, con el fin de convertirla en un sólido que pueda integrarse con el resto de la estructura. Antes de aplicar la operación, se realiza, mediante el uso de diferentes operaciones de Split, una selección de la superficie correspondiente a la carcasa de la cubierta a la que se desea aplicar espesor. 37 37 Modelado y recreación virtual con CATIA V5 del avión Westland Lysander. Recuperación del patrimonio histórico En primer lugar, es necesario realizar una separación entre la zona correspondiente al estabilizador vertical y la zona restante del fuselaje. Esta separación se plantea con el objetivo de editar la geometría del estabilizador en un Part independiente, lo que permite posteriormente dotarlo de movilidad dentro del conjunto. De acuerdo con la información proporcionada por los planos de referencia, se genera un Sketch, a partir del que se crea una superficie con la operación Extrude. Esta superficie se emplea posteriormente como herramienta de corte en la operación de Split, permitiendo separar de forma precisa la superficie completa en las dos zonas deseadas: la correspondiente al fuselaje y la del estabilizador vertical. De este modo, se obtiene la superficie asociada al estabilizador, que se recupera y manipula en el capítulo correspondiente dedicado a su modelado. Figura 3.50 Operación Split para separar la superficie fija del fuselaje del estabilizador vertical La siguiente separación corresponde a la exclusión de la superficie de la cabina. Una vez aplicado el espesor a la superficie obtenida tras el Split de la Figura 3.50, se procede a realizar un Split sobre el sólido resultante, utilizando la misma superficie generada mediante Extrude que se empleó previamente para recortar la parte superior de las cuadernas que coincidía con la cabina. Modelado en Catia 44 44 Figura 3.59 Guía para la superficie de la punta de la cubierta del ala A continuación, se presentan las secciones definidas para la construcción de la punta del ala, junto con los correspondientes sketches utilizados en cada una de ellas: • Borde de ataque: En un plano auxiliar paralelo al plano ZX, se traza el sketch representado en la Figura 3.60. Este sketch se emplea como sección final en la operación Multi-Sections Surface, y, además, se utiliza como herramienta en una operación de Split aplicada sobre el perfil de la última costilla, permitiendo obtener la curva recortada que se usará como sección inicial. Figura 3.60 Sketch y Multi-Sections Surface para el borde de ataque de la punta del ala • Borde de salida: Se opera de la misma forma que para el borde de ataque, creando un nuevo plano auxiliar. Figura 3.61 Sketch y Multi-Sections Surface para el borde de salida de la punta del ala 45 45 Modelado y recreación virtual con CATIA V5 del avión Westland Lysander. Recuperación del patrimonio histórico • Superficie central: Con los dos sketches creados y usando como guías dos curvas pertenecientes al perfil de la última costilla, se genera la superficie restante. Figura 3.62 Multi-Sections Surface para la superficie central de la punta del ala A continuación, se procede a subdividir el ala en tres zonas diferenciadas: la superficie principal y las distintas superficies hipersustentadoras: flaps y alerones. Para ello, se generan sketches basados en el plano del ala, sobre los cuales se crean superficies mediante la herramienta Extrude. Posteriormente, mediante dos operaciones consecutivas de Split, se divide la superficie completa del ala. Figura 3.63 Splits para separar la superficie principal del ala de las de las superficies hipersustentadoras Modelado en Catia 46 46 3.2.1.2 Costillas del ala Continuando con el modelado del ala, la siguiente operación consiste en la obtención de las costillas. Se trata de componentes estructurales que definen y mantienen la forma aerodinámica del ala a lo largo de su envergadura. Además de servir como soporte para el revestimiento, se encargan de transmitir las cargas entre los diferentes elementos del ala, como los largueros y las superficies móviles. A continuación, se describe el proceso seguido para la generación de las costillas correspondientes en el modelo. Sobre el plano de planta mostrado en la Figura 2.64, donde se observan las posiciones de las costillas, se realiza la medición del espesor que deben presentar. Se establece un espesor de 0.5’’ para cada costilla. Figura 3.64 Vista en planta del interior del ala. Véase ampliado en Anexos Utilizando como referencia estas posiciones, se dibuja en el plano XY una serie de rectángulos con el espesor medido. A continuación, estos rectángulos se extruyen mediante la herramienta Pad, generando así los volúmenes iniciales de las costillas estructurales. A partir del volumen generado, se obtiene la forma final de las costillas mediante una operación de Split, utilizando como herramienta de corte la superficie completa del ala. De este modo, las costillas quedan ajustadas a la geometría de la estructura alar. Figura 3.65 Split para la obtención de las costillas completas de la superficie principal del ala De acuerdo con la información del plano de referencia, las costillas están atravesadas por un elemento de unión longitudinal que se extiende de principio a fin, separando la estructura en una parte anterior y otra posterior. 47 47 Modelado y recreación virtual con CATIA V5 del avión Westland Lysander. Recuperación del patrimonio histórico Para obtener la forma de este elemento, se sigue el siguiente procedimiento: 1. Se construye un Extrude con la geometría deseada de la estructura, a partir de un sketch que define su contorno. 2. Se emplea esta superficie como herramienta de corte en una operación de Split, aplicada sobre las costillas, con el objetivo de vaciar la zona correspondiente y generar el espacio requerido para la integración del elemento. Figura 3.66 Vaciado de las costillas del ala por el elemento de unión 3. Se genera un Pad sobre la geometría del elemento de unión, con el fin de obtener un volumen macizo. 4. A continuación, usando como herramienta de corte de nuevo la superficie alar completa, se realiza una nueva operación de Split, que permite conservar únicamente la parte de la estructura que resulta necesaria, eliminando así el material sobrante. Figura 3.67 Operación de Split para obtener el elemento de unión longitudinal de las costillas del ala Al analizar imágenes de distintos cortes del ala, se observa que existe una separación entre las costillas de los dispositivos hipersustentadores y las costillas de la parte principal. Para definir la geometría de la costilla principal, se parte de la creación de una Multi-Sections Surface, donde el trazado de sus secciones se ajusta de forma aproximada a la línea observada en los planos e imágenes como línea de cierre de la parte principal. Para el caso de la superficie en la zona de los flaps, los sketches de las secciones serán curvados, adaptándose en cada caso a la forma de la superficie en esa zona. Modelado en Catia 48 48 Figura 3.68 Sketch y Multi-Sections Surface para cierre de la superficie alar principal 1 De la misma forma, para la zona coincidente con los alerones, se realiza la operación Multi-Sections Surface, pero esta vez las secciones serán rectas como se ve en el plano. Figura 3.69 Sketch y Multi-Sections Surface para cierre de la superficie alar principal 2 Estas superficies resultantes permiten eliminar el material sobrante de las costillas principales. Se aplican entonces dos operaciones de Split usando estas superficies como herramientas de corte. Figura 3.70 Split para eliminar material sobrante de las superficies hipersustentadoras 49 49 Modelado y recreación virtual con CATIA V5 del avión Westland Lysander. Recuperación del patrimonio histórico Figura 3.71 Costillas completas de la superficie principal del ala Como se aprecia en los distintos cortes longitudinales del ala presentes en los planos y en diversas imágenes de la aeronave, la parte posterior del ala, a partir del elemento de unión longitudinal, está configurada como una zona hueca, formada únicamente por los marcos de las cuadernas, sin estructura maciza en su interior. Para reproducir este resultado en el modelo, se sigue el siguiente procedimiento: se realiza un Offset (operación que permite generar una nueva superficie paralela a la original a una distancia especificada por el usuario) de la superficie alar principal, de la misma magnitud que el espesor de las cuadernas, 0,5’’ hacia el interior de la estructura. La nueva superficie generada se emplea posteriormente como herramienta en una operación de Split, aplicada sobre las cuadernas del ala. Esta operación permite vaciar su interior en la zona correspondiente, reproduciendo así la configuración estructural observada. Para evitar posibles conflictos geométricos en la cuaderna central, que es donde se produce un cambio brusco de superficie debido a la transición entre el flap y el alerón, se realiza previamente una operación de Pocket. Esta operación vacía selectivamente la zona central de la cuaderna, generando a su vez un marco perimetral de espesor 0.5’’. Modelado en Catia 50 50 Figura 3.72 Vaciado de la zona posterior de las costillas principales del ala 3.2.1.3 Estructura de barras del interior del ala A continuación, se procede a la construcción del cuerpo de barras que aporta estabilidad estructural al conjunto del ala. Este cuerpo está conformado por una barra longitudinal que recorre la estructura, y por una serie de barras diagonales que, unidas a la primera, proporcionan rigidez adicional. Debido a la falta de información suficiente en los planos de referencia, se opta por simplificar parcialmente la geometría de esta estructura, manteniendo su disposición general. La barra longitudinal se genera mediante la herramienta Rib, utilizando como trayectoria una línea guía definida de acuerdo con el plan. La sección de la barra es circular, con un diámetro de 1’’, medido directamente sobre el plano por falta de información explícita. 51 51 Modelado y recreación virtual con CATIA V5 del avión Westland Lysander. Recuperación del patrimonio histórico Figura 3.73 Rib barra longitudinal del interior del ala La construcción de las barras diagonales sigue el mismo procedimiento general que en el caso de la barra longitudinal. El proceso se repite tanto para las barras superiores como para las inferiores, intentando, en la medida de lo posible, generar las barras dentro de un mismo conjunto mediante la herramienta Rib. No obstante, en determinadas barras resulta necesaria la incorporación mediante operaciones individuales, ya que no es posible generarlas directamente en el conjunto, debido a la presencia de geometrías con filos agudos o trayectorias complejas que la operación Rib no es capaz de seguir. Figura 3.74 Estructura interna de barras del ala En la parte delantera del ala, los planos de las distintas secciones muestran la presencia de dos cavidades que se repiten a lo largo de toda la estructura. Para eliminar el material correspondiente, se generan dos Multi-Sections Surface, que se emplean posteriormente en dos operaciones de Split. Como ya se ha comentado anteriormente, el perfil empleado no coincide de forma exacta con el representado en los planos de referencia. Por este motivo, se adapta la forma de las cavidades a las cuadernas de este diseño intentando obtener la variante más fiel a la realidad. Modelado en Catia 52 52 Figura 3.75 Proceso vaciado delantero de las costillas del ala 53 53 Modelado y recreación virtual con CATIA V5 del avión Westland Lysander. Recuperación del patrimonio histórico 3.2.2 Flap El flap constituye una superficie móvil situada en el borde de salida del ala, cuya función principal es modificar la sustentación generada por esta, incrementándola o reduciéndola en función de las condiciones de vuelo. Se modela este elemento de forma independiente de la superficie principal del ala con el objetivo de permitir su integración en un sistema de movimiento mediante el módulo DMU Kinematics. Para la construcción de la superficie del flap, se recupera la sección previamente recortada de la superficie del ala principal. A partir de esta sección, se diseña además el correspondiente borde de ataque del flap. Con la ayuda del plano de referencia, y realizando una adaptación del plano a la forma de la sección de ala empleada, se busca obtener una forma que sea coherente con el borde de ataque original. Figura 3.76 Sección y Multi-Sections Surface para el borde de ataque del Flap La obtención de las estructuras correspondientes al flap sigue un procedimiento análogo al empleado en la construcción de las costillas principales del ala. Al igual que en estas, las costillas del flap incorporan un elemento de unión longitudinal y presentan un vaciado circular. Modelado en Catia 60 60 A continuación, se aplica la operación Split para obtener la porción de superficie correspondiente al timón de profundidad y trabajar de forma independiente con las dos superficies resultantes. Se utiliza como herramienta de corte la extrusión de un perfil de acuerdo con la vista de planta del plano de referencia. Figura 3.86 Split para obtener la superficie del timón de profundidad Para la construcción de la punta del estabilizador, se sigue el mismo procedimiento utilizado hasta ahora para el cierre de superficies, pero en lugar de crear sketches propios como secciones, se utiliza la herramienta spline. Creando planos paralelos al plano ZY, se obtiene su intersección con la superficie ya generada. A partir de estas curvas de intersección, y utilizando dichos planos como support en la herramienta Spline, se han trazado curvas que definen la forma de la punta. Cada spline se ha diseñado de modo que su vértice coincide con un punto de la guía que define la geometría en planta del estabilizador. Adicionalmente, se establece la condición de que las splines deben pasar por el extremo de las curvas de intersección obtenidas previamente, asegurando además la tangencia con dichas curvas en el punto de contacto. Por último, se divide el sketch del perfil extremo utilizado en la Multi-Sections Surface de la Figura 3.86 en distintas secciones (utilizando como herramienta de corte en Split las curvas que se acaban de generar) para obtener las guías de las superficies. Se divide en tres zonas y el resultado obtenido se muestra a continuación. Figura 3.87 Proceso de construcción de la cubierta completa de la parte fija del estabilizador horizontal 61 61 Modelado y recreación virtual con CATIA V5 del avión Westland Lysander. Recuperación del patrimonio histórico En este caso se opta por no diseñar costillas, pues se carece de información suficiente sobre la distribución del interior del estabilizador horizontal, pero sí se construye una como elemento auxiliar para poder ensamblar posteriormente la parte móvil al resto de la estructura. El procedimiento es igual al detallado durante la construcción de las costillas del conjunto alar, con un espesor también de 0.5’’. Figura 3.88 Costilla auxiliar para el ensamblaje del estabilizador horizontal 3.3.1.1 Timón de profundidad El proceso de modelado del timón de profundidad sigue el mismo enfoque adoptado previamente para las superficies hipersustentadoras, permitiendo dotarlo de movilidad en el ensamblaje final. Se trabaja sobre la superficie obtenida en el Split de la Figura 3.87. Con el objetivo de evitar que el borde de ataque de las costillas que conforman el timón de profundidad atraviese la superficie fija al realizar su movimiento, se elimina mediante una nueva operación de Split una franja de 1’’ de espesor. Figura 3.89 Superficie preliminar del timón de profundidad Para la generación de la superficie correspondiente a la punta del dispositivo se sigue la misma dinámica que en el caso de la superficie fija, dividiendo esta vez el resultado en dos zonas. Modelado en Catia 62 62 Figura 3.90 Proceso de la creación de la punta del timón de profundidad Para crear la superficie correspondiente al borde de ataque del timón de profundidad, hay que tener en cuenta que el corte de la superficie presenta un cambio de dirección. Por ello, se tienen que definir varias splines que permitan ajustar de forma progresiva la geometría hasta obtener la superficie adecuada. Estas splines se generan usando como extremos los del propio borde de ataque actual, junto a una guía que determina su continuidad. Figura 3.91 Proceso de creación del borde de ataque del timón de profundidad 63 63 Modelado y recreación virtual con CATIA V5 del avión Westland Lysander. Recuperación del patrimonio histórico El resultado de la superficie completa es el siguiente: Figura 3.92 Superficie completa de la cubierta del timón de profundidad La siguiente tarea consiste en la obtención de las costillas del timón de profundidad. El procedimiento seguido es análogo al empleado en el conjunto alar: se realiza la extrusión de un sketch definido conforme al plano de referencia, y posteriormente se elimina el material sobrante mediante una operación de Split. Las costillas se definen con un espesor de 0.5’’, medido sobre los planos. Figura 3.93 Costillas del timón de profundidad El espesor aplicado a la superficie es, como en el resto de las superficies, de 0.1’’, obteniéndose el siguiente resultado: Modelado en Catia 64 64 Figura 3.94 Timón de profundidad 3.3.1.2 Ensamblaje del estabilizador horizontal Para comenzar con el ensamblaje del timón de profundidad, se genera una barra de características similares a las utilizadas para la unión de los dispositivos hipersustentadores con la superficie principal del ala. Dicha barra presenta una sección circular de 0.5’’ de diámetro y está unida a la parte fija mediante la costilla auxiliar de la Figura 3.88. Tras la eliminación del material correspondiente en el timón mediante la operación adecuada, esta barra pasa a actuar como eje de giro, permitiendo la integración funcional del timón de profundidad en el conjunto de la cola. Para permitir el giro del dispositivo sin que atraviese la superficie fija, se elimina parte de la punta de la cubierta con una superficie que permite mantener la coherencia del conjunto. Por último, se aplica simetría respecto al plano XZ. Figura 3.95 Barra y superficie recortada para el ensamblaje del timón de profundidad Con respecto al resto de la estructura, tras aplicar las Constraint correspondientes para posicionar el estabilizador horizontal en el extremo del fuselaje, se genera una simetría respecto al plano ZX. A la superficie resultante se le aplica una operación de Split utilizando como herramienta de corte la superficie de la cubierta del fuselaje, con el fin de eliminar el material que queda en su interior. Finalmente, se establece un espesor de 0.1’’ en la superficie obtenida, conformando así el conjunto del estabilizador horizontal ensamblado con el resto de la estructura de la aeronave. 65 65 Modelado y recreación virtual con CATIA V5 del avión Westland Lysander. Recuperación del patrimonio histórico Figura 3.96 Conjunto del estabilizador horizontal ensamblado 3.3.2 Estabilizador vertical El siguiente elemento a modelar dentro del conjunto de la cola es el estabilizador vertical. Este componente constituye la superficie encargada de proporcionar la estabilidad en el eje vertical de la aeronave, contribuyendo a mantener la dirección de vuelo y a contrarrestar las perturbaciones que la desvíen de su trayectoria. El estabilizador vertical del Westland Lysander se compone de una superficie fija y el timón de dirección, superficie móvil unida a su borde de salida. El timón de dirección permite controlar el movimiento de guiñada del avión, es decir, la rotación de la aeronave alrededor de su eje vertical. Este control resulta esencial tanto en maniobras coordinadas como en compensación de efectos asimétricos del motor o viento lateral durante el vuelo. El proceso de modelado de esta parte de la aeronave sigue una operativa similar a la empleada para el estabilizador horizontal, con la salvedad de que la superficie exterior ya ha sido modelada al integrarla en el diseño completo de la carcasa del fuselaje. En el caso del timón de dirección, se establecen costillas internas que aportan rigidez estructural, y se prepara la geometría para permitir su movilidad tras el ensamblaje. 3.3.2.1 Timón de dirección Para el modelado del timón de dirección, se recupera la superficie previamente separada de la carcasa del fuselaje, mediante la operación de Split detallada en la Figura 3.50. Para la generación de las costillas del timón de dirección, se dibuja un sketch sobre el plano de referencia, en el que se crean rectángulos que coinciden con las posiciones definidas en dicho plano. El resultado se extruye, obteniendo así paneles de espesor 0.5’’. Se elimina el material sobrante mediante una nueva operación de Split, empleando como herramienta de corte la superficie recuperada para el timón. Modelado en Catia 66 66 Figura 3.97 Proceso para la obtención de las costillas del timón de dirección De la misma forma, se construye un larguero longitudinal que une estructuralmente todas las costillas, proporcionando rigidez y cohesión al conjunto. Figura 3.98 Larguero de unión longitudinal de las costillas del timón de dirección 67 67 Modelado y recreación virtual con CATIA V5 del avión Westland Lysander. Recuperación del patrimonio histórico Finalmente, se aplica un espesor de 0.1’’ a la superficie extraída de la cubierta del fuselaje. Figura 3.99 Timón de dirección 3.3.2.2 Ensamblaje del timón de dirección Para dotar de movilidad al timón de dirección, es necesario generar una barra que actúe como eje de giro. Esta barra se integra dentro del conjunto de los largueros internos y se inicia en una costilla adicional, creada específicamente para este propósito. Se ensambla sobre la cuaderna L, es decir, la última cuaderna del fuselaje y se le da un espesor de 0.8’’, como el resto de las cuadernas del fuselaje. El proceso para su obtención es similar al del resto de costillas, aplicando un Split con la superficie correspondiente a esa zona. Figura 3.100 Costilla auxiliar para el ensamblaje del timón de dirección Sobre la superficie de esta nueva costilla se genera un Pad en la dirección del larguero longitudinal del timón de Modelado en Catia 68 68 dirección. La barra creada presenta una sección circular de 0.5’’ de diámetro y atraviesa todo el larguero. Posteriormente, este larguero se vacía adecuadamente para permitir el giro del timón de dirección con respecto al eje definido por la barra. Figura 3.101 Barra para el ensamblaje del timón de dirección De este modo, se completa la integración del conjunto de la cola en el ensamblaje general de la aeronave. Figura 3.102 Ensamblaje del conjunto completo de cola 69 69 Modelado y recreación virtual con CATIA V5 del avión Westland Lysander. Recuperación del patrimonio histórico 3.4 Conjunto de morro y hélice El conjunto de morro y hélice constituye la parte frontal de la aeronave, cuya configuración es fundamental tanto desde el punto de vista aerodinámico como funcional. Esta zona recoge el grupo motopropulsor, así como los sistemas asociados a la transmisión de potencia a la hélice. Desde el exterior, el morro está formado por una carcasa aerodinámica que recubre y protege el motor radial Bristol Mercury instalado en el Westland Lysander. La hélice, ensamblada en el extremo del conjunto, es la encargada de generar el empuje necesario para el desplazamiento del avión. En este capítulo se modelan la carcasa exterior del morro y la hélice, con el objetivo de representar su geometría externa e integrarla de forma coherente en el ensamblaje general del avión. 3.4.1 Carcasa del morro y estructura interior auxiliar En el diseño de la estructura del morro se decide no realizar un modelado detallado de la estructura interna de la carcasa, y por tanto del motor, ya que se escapa del objetivo fundamental del trabajo. No obstante, se incorporan determinados elementos estéticos para mantener la coherencia visual de la estructura y lograr una mayor semejanza con el diseño original de la aeronave. Para comenzar con el modelado, se opta por la generación de la carcasa exterior. Para ello, se emplea la operación Shaft, que permite revolucionar un sketch alrededor del eje X. El perfil utilizado en el sketch se define a partir de la vista de perfil extraída del plano de referencia. Figura 3.103 Shaft para la carcasa exterior del morro A continuación, se modelan los elementos externos del morro. Para ello, se define un plano paralelo al XY, tangente a la parte superior de la carcasa. Sobre este plano se dibuja un sketch, que se revoluciona alrededor de la línea construida en el perfil en la dirección del eje X, de nuevo con la operación Shaft. Modelado en Catia 76 76 Figura 3.116 Superficie completa de la pala de la hélice Una vez obtenida una de las aspas de la hélice, se emplea la herramienta Circular Pattern para generar las dos aspas restantes, aplicando un ángulo de 120° entre cada una. Finalmente, se utiliza la herramienta Close Surface para cerrar las superficies y materializar la geometría de las aspas. A continuación, se presenta el resultado final de la hélice: Figura 3.117 Hélice 77 77 Modelado y recreación virtual con CATIA V5 del avión Westland Lysander. Recuperación del patrimonio histórico 3.4.3 Ensamblaje del conjunto de morro y hélice Tras la aplicación de las correspondientes restricciones geométricas para la correcta colocación del morro en el extremo frontal de la superficie ya creada del fuselaje, se procede con el ensamblaje de la hélice. Dado que se requiere que la hélice tenga movilidad para su posterior giro, se decide crear una barra que actúe como eje de giro, con la cual se perforan las superficies auxiliares generadas dentro de la carcasa del morro. El diámetro de esta barra se escoge tras medir directamente sobre los planos. Se crean dos operaciones de Pad, comenzando la primera en el spinner y con una sección circular de 3.5’’ de diámetro, seguida por una de 2’’ que es la que se ensambla al morro. Figura 3.118 Barra para el ensamblaje de la hélice Finalmente se muestra el conjunto ensamblado junto con el resto de los elementos modelados: Figura 3.119 Ensamblaje del conjunto de morro y hélice Modelado en Catia 78 78 3.5 Tren de aterrizaje El tren de aterrizaje de una aeronave es el componente que proporciona soporte estructural durante el aterrizaje, el despegue y las operaciones en tierra. Su función principal es absorber las fuerzas de impacto durante el aterrizaje y permitir el desplazamiento de la aeronave cuando no está en vuelo. En el Westland Lysander, el tren de aterrizaje tiene una configuración convencional, es decir, con dos ruedas principales en el tren delantero y una rueda trasera, que se suele llamar rueda de cola. Se trata de un diseño fijo, no se retraía durante el vuelo. Esta configuración es clave para el desempeño del Lysander en misiones de reconocimiento y apoyo aéreo, donde era fundamental poder operar en terrenos sin infraestructura adecuada. Además, el tren de aterrizaje del Lysander estaba sujeto a la estructura del ala mediante una serie de barras que conectaban ambos componentes, proporcionando soporte y estabilidad. En este capítulo se modelan el tren de aterrizaje principal y la rueda de cola por separado, para su posterior ensamblaje. 3.5.1 Tren de aterrizaje delantero Para el diseño del tren de aterrizaje delantero, se comienza con la carcasa que rodea las ruedas delanteras. El modelado se realiza inicialmente en la sección derecha de la aeronave, lo que permite aplicar la geometría al conjunto y obtener el resultado completo. En primer lugar, se dibujan las tres vistas principales de la carcasa, ya que a partir de ellas se obtienen las distintas secciones y guías necesarias para generar las superficies que dan forma a la estructura completa. Para mantener la coherencia entre las vistas de planta y perfil, se presenta la necesidad de una desviación en la vista de alzado con respecto a los planos de referencia. Esta desviación se explica entre otras razones, por los problemas ocurridos durante el escaneado de la documentación, que provocan que las vistas no coincidan perfectamente entre sí. Figura 3.120 Vistas principales de la carcasa del tren de aterrizaje delantero A continuación, se procede a la obtención del borde de ataque de la carcasa mediante el uso de la herramienta Multi-Sections Surface. Para ello, se dividen los sketches correspondientes a la planta y al alzado, de modo que actúen como secciones, mientras que la guía será una porción de la curva perteneciente al perfil. 79 79 Modelado y recreación virtual con CATIA V5 del avión Westland Lysander. Recuperación del patrimonio histórico Figura 3.121 Borde de ataque de la carcasa del tren de aterrizaje delantero Para la creación de la parte intermedia de la superficie, se crean dos nuevos sketches. Dado que solo se dispone de información de los límites verticales y horizontales de la forma que sigue la carcasa en esa sección, se utilizan las imágenes disponibles de la aeronave para encontrar la forma más adecuada y lograr la mayor similitud posible con el diseño original. Una vez trazados los sketches, se procede de nuevo a realizar una operación de Multisection Surface, utilizando como secciones el alzado y los dos nuevos trazados. Como guías, se emplean el sketch del perfil y, en esta ocasión, también el de la planta. Figura 3.122 Superficie intermedia de la carcasa del tren de aterrizaje delantero Modelado en Catia 80 80 Para el borde de salida de la carcasa, se sigue un proceso similar al utilizado para el cierre del resto de estructuras, empleando en este caso una operación de Multi-Sections Surface junto con dos operaciones de Fill para completar la geometría de la superficie. Figura 3.123 Borde de salida de la carcasa del tren de aterrizaje delantero A esta superficie se le debe restar la zona correspondiente a la rueda, por lo que se elimina el material mediante un Split, utilizando una superficie generada por la operación Revolute. La operación Revolute en CATIA es análoga a la operación Shaft, pero en lugar de crear un volumen sólido a partir de un perfil, se utiliza para generar una superficie mediante la revolución de un perfil alrededor de un eje. Figura 3.124 Superficie para el vaciado de la carcasa del tren de aterrizaje delantero A continuación, se modela la pata que conecta la carcasa con el resto del fuselaje. En los planos se muestra una sección del perfil típico que presentaba. En un procedimiento análogo al utilizado para el diseño de las secciones de las palas de la hélice, se trazan los límites de la pata en las vistas de alzado y planta, de acuerdo con los planos. Posteriormente, en un plano perpendicular a la dirección de la pata, se dibuja un rectángulo de dimensiones coincidentes con las de los límites anteriores, en cuyo interior se traza un perfil similar al de la sección. 81 81 Modelado y recreación virtual con CATIA V5 del avión Westland Lysander. Recuperación del patrimonio histórico Figura 3.125 Sección de la pata del tren de aterrizaje delantero Se modela la sección central del segmento y los extremos por separado, ya que en los extremos se emplean secciones diferentes para permitir un redondeo en las zonas de unión con otras superficies. Las secciones utilizadas para la zona central son el perfil original y una proyección de este en el extremo opuesto, ya que la cuerda se mantiene constante en su longitud a lo largo del segmento. Para lograr el redondeo de los extremos, se genera un perfil escalado del perfil original, de manera que se asegura la tangencia de la nueva superficie con la superficie central, garantizando una transición suave entre ambas. Figura 3.126 Proceso para la obtención de la superficie de la pata del tren de aterrizaje delantero Tras eliminar el material correspondiente a la pata que queda dentro de la carcasa del fuselaje y la de la rueda mediante los correspondientes Splits, el resultado de la estructura es el siguiente: Figura 3.127 Superficie final de la pata Modelado en Catia 82 82 La siguiente parte por diseñar es el soporte del ala, el cual está unido al tren de aterrizaje. En una de las vistas de la planta de la aeronave, un corte muestra la forma que sigue la superficie de unión, que también tiene un perfil aerodinámico. Para empezar, se diseñan por separado la base y las dos barras en las que se ramifica. El proceso de modelado sigue un enfoque similar al utilizado para la pata, se dibujan las guías en las vistas de perfil y alzado para definir un recinto en el que se trazará un perfil aerodinámico. Este procedimiento se repite para cada sección que se desea modelar, ya que los cambios de inclinación y tamaño de la superficie hacen inviable el uso de la proyección del sketch inicial. En lugar de intentar utilizar el mismo perfil mediante operaciones de escalado, se opta por dibujar perfiles independientes, pero similares en cada sección. Figura 3.128 Proceso para la creación de las barras principales del soporte del ala 83 83 Modelado y recreación virtual con CATIA V5 del avión Westland Lysander. Recuperación del patrimonio histórico Para la sección de unión entre la base y las dos ramificaciones, se emplean dos tipos de operaciones: dos Fill y dos Multi-Sections Surface. A continuación, se detalla el proceso, visualizando los segmentos utilizados para las operaciones. Figura 3.129 Proceso para obtención de la superficie de unión del soporte del ala Por último, al igual que en los pasos anteriores, se construyen superficies para los extremos, que se redondean en las zonas de unión con otras estructuras. Figura 3.130 Superficie completa del tren de aterrizaje delantero Modelado en Catia 84 84 Tras aplicar un espesor de 0.1'' y realizar la simetría, el resultado final de la estructura completa es el siguiente. Se ha eliminado la superficie que queda en el interior de la superficie alar. Figura 3.131 Tren de aterrizaje delantero 3.5.1.1 Rueda delantera Para completar el diseño del tren de aterrizaje delantero, se modela la rueda. Dado que no se dispone de suficiente información sobre su forma exacta, se busca adaptarla lo máximo posible a los planos disponibles y se completa con geometrías creadas a partir de la observación de imágenes de la aeronave. Primero se crea un Pad que corresponde a la forma del neumático, al que posteriormente se le aplica un Edge Fillet de 1''. Esta operación sirve para redondear el borde de una superficie, eliminando la arista y proporcionando una transición suave entre las superficies adyacentes. Se deja un hueco en el centro, correspondiente al lugar donde se modela la llanta. De forma similar, la llanta se modela como un Pad con una circunferencia coincidente con el interior del neumático. Este volumen se perfora siguiendo las imágenes de la aeronave y con la barra de la Figura 3.33, que se creó en el capítulo correspondiente a los largueros internos para ensamblar la rueda. Esta barra actúa como el eje de giro de la rueda. Por último, se generan dos elementos para terminar de ensamblar la rueda a la barra. 85 85 Modelado y recreación virtual con CATIA V5 del avión Westland Lysander. Recuperación del patrimonio histórico Figura 3.132 Rueda delantera El objetivo de este modelado es meramente estético, ya que, como se verá posteriormente en el ensamblaje de la rueda con el conjunto del tren de aterrizaje, apenas es visible una vez que queda cubierta por el resguardo de la carcasa. 3.5.2 Rueda de cola Para el diseño de la rueda de cola, se comienza modelando la propia rueda, con el fin de tener una referencia de su forma para continuar con la estructura de su soporte. La operativa es idéntica a la de la rueda delantera, adaptando la geometría para ajustarse a la forma de la rueda trasera, sin los detalles de la llanta en este caso. Figura 3.133 Proceso para la obtención de la rueda trasera Una vez obtenida la estructura base de la rueda, se comienza a construir la estructura de barras que la sostiene. Dado que no se dispone de información numérica específica para las medidas, el diseño se realiza de nuevo en base a los planos disponibles. Para empezar, se crea un cilindro concéntrico con la rueda, ya que será la barra sobre la cual gira. Este cilindro se redondea en su extremo utilizando la operación Edge Fillet, y se genera en él el volumen necesario para unirlo con una barra en forma de "U invertida", creada mediante la operación Rib. Resultado final 92 92 Figura 4.3 Westland Lysander V9367 (arriba) [16] frente a imagen renderizada del diseño final (abajo) 93 93 Modelado y recreación virtual con CATIA V5 del avión Westland Lysander. Recuperación del patrimonio histórico 5 MÓDULO KINEMATICS Una vez se tiene el diseño final del ensamblaje de la aeronave, con las características físicas correspondientes al modelo que se ha escogido como referencia, se procede a demostrar la movilidad de los componentes que en el diseño real cuentan con la capacidad de desplazarse. El módulo DMU Kinematics de CATIA V5 permite definir mecanismos entre componentes, estableciendo condiciones cinemáticas y restricciones geométricas para generar animaciones de sus movimientos. A continuación, se detallan las configuraciones aplicadas en dos de los mecanismos del Westland Lysander modelado para poder observar cómo serían los movimientos de los componentes reales. 5.1 Rotación de la hélice Según ha sido ensamblada, la hélice de este diseño cuenta con una barra de sección circular que atraviesa las estructuras internas del morro. Esta barra actúa como eje de giro de la hélice. Para crear su mecanismo, será necesario definir un Revolute Joint, Se trata de una herramienta que define la unión de los elementos de un mecanismo permitiendo el movimiento relativo entre dos componentes alrededor de un único eje de rotación. Esta herramienta requiere la elección de una línea y un plano de cada componente involucrado en el giro como soporte del mecanismo. En el caso de la propia hélice, se selecciona el eje central de la barra cilíndrica que actúa como eje de giro. El plano asociado se define sobre la cara extrema de la misma. El segundo componente es el morro de la aeronave. En este caso se selecciona como línea de referencia un eje coincidente por el anterior, que en este caso es también el eje central del agujero donde va insertada la barra de la hélice. El plano es generado estableciendo un plano de las mismas características que el anterior, pero en este caso en el Part del morro. Así, se consigue que el único grado de libertad sea el giro de la hélice alrededor del eje longitudinal creado con la barra. Figura 5.1 Revolute Joint para la hélice Módulo Kinematics 94 94 Figura 5.2 Giro de la hélice 5.2 Giro del alerón Según los planos tomados como referencia, los ángulos de giro que los alerones eran capaces de alcanzar eran 22 hacia arriba y 30 hacia abajo. Como en la hélice, para el ensamblaje de cada alerón, se crearon barras cilíndricas en la estructura principal del ala sobra las que iban insertadas las costillas del dispositivo hipersustentador actuando esta como eje de giro del mecanismo. Para crear una simulación de su movimiento, se emplea nuevamente la herramienta Revolute Joint, con un procedimiento similar al que se siguió con la hélice. Como estructura fija se escoge la superficie principal del ala. Se definen dos líneas coincidentes, una sobre el eje central de la barra y otra en el propio alerón, y para los planos, se seleccionan dos planos perpendiculares a las líneas anteriores en sus puntos extremos. Se trata de un mecanismo controlado por ángulos, así que es importante establecer los límites ya mencionados con la opción Angle Driven. Para facilitar la visualización del movimiento en la simulación, el alerón ha sido representado con un color diferente al del resto del ala. Figura 5.3 Movimiento de los alerones 95 95 Modelado y recreación virtual con CATIA V5 del avión Westland Lysander. Recuperación del patrimonio histórico 6 CONCLUSIÓN Tras finalizar el modelado de los componentes principales de la aeronave, junto con su ensamblaje y la simulación de algunos de sus dispositivos móviles, personalmente puedo concluir que los objetivos establecidos al iniciar el proyecto se han alcanzado de manera satisfactoria. Como se comentó en la introducción, el propósito principal del trabajo era profundizar en el uso y entendimiento del software CATIA V5 R19, investigando algunas de sus múltiples herramientas para el diseño tridimensional. A lo largo del desarrollo del modelado, he adquirido conocimientos avanzados en la construcción de geometrías complejas, así como sobre la gran variedad de procedimientos disponibles para obtener soluciones similares en el entorno del software, ampliando de manera notable mi dominio en la herramienta. Además del aprendizaje en CATIA, he desarrollado una gran desenvoltura en la interpretación de planos técnicos y la búsqueda de un traslado lo más preciso posible a un entorno virtual. En muchos casos se han necesitado imágenes reales del avión para justificar y respaldar la información planimétrica. Por tanto, este proceso también ha ayudado a mejorar mi capacidad de análisis, comparación crítica y justificación de las distintas decisiones tomadas en el desarrollo del diseño. Así mismo, este trabajo ha permitido adquirir conocimientos históricos relevantes en el contexto histórico de la Segunda Guerra Mundial y en el papel que desempeñó el Lysander en misiones de infiltración y rescate de miembros de la resistencia. En conjunto, los conocimientos que he adquirido tanto en el desempeño del software CATIA, como en la interpretación de planos técnicos, imágenes y otro tipo de documentación auxiliar, han desembocado en un diseño del conjunto del Westland Lysander coherente y bastante fiel a la información encontrada en función del tiempo requerido para el desarrollo de un trabajo de fin de grado como este. Por tanto, este modelado constituye una aproximación sólida a la recreación digital de un modelo histórico complejo. No obstante, el modelo actual presenta áreas de mejora y posibles ampliaciones que por limitaciones de tiempo y complejidad excesiva no ha podido abordarse en este desarrollo, pero que se presentan como posibles líneas de trabajo en futuras investigaciones: 1. Mejora de detalles geométricos del modelado: Optimización de las geometrías más desviadas del modelo real y la documentación técnica, como el carenado del tren de aterrizaje 2. Diseño de mecanismos internos: Modelado de los sistemas de accionamiento y unión de superficies móviles, con sus correspondientes sistemas hidráulicos y mecánicos e integración con la estructura completa. 3. Aplicación de materiales y análisis estructural: Asignación de materiales reales y estudio estructural del conjunto de la aeronave en un software de elementos finitos. 4. Modelado del grupo motor. 5. Recreación del armamento. 6. Modelado del interior de la cabina. 7. Modelado del sistema eléctrico. Conclusión 96 96 97 97 Modelado y recreación virtual con CATIA V5 del avión Westland Lysander. Recuperación del patrimonio histórico 7 BIBLIOGRAFÍA [1] Bernard, F. (2003). A short history of CATIA & Dassault Systemes. Retrieved January 16, 2017. [2] Tickoo, S. (2018). CATIA V5-6R2018 for designers. Cadcim Technologies. [3] National Air and Space Museum. (s.f.). 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Recuperación del patrimonio histórico ÍNDICE DE FIGURAS Figura 2.1 Hawker Hector (arriba) [4] frente al primer prototipo del Westland Lysander (abajo) [5] 5 Figura 2.2 Westland Lysander en servicio, septiembre de 1940 [6] 6 Figura 2.3 Formación de cuatro Lysander en servicio [7] 7 Figura 2.4 Lysander Mk I (arriba) [9], Mk II (en medio) [10] y Mk IIIA (abajo) [11] 9 Figura 2.5 Plano Westland Lysander (1) [8] 11 Figura 2.6 Plano Westland Lysander II (2) [8] 11 Figura 2.7 Plano Westland Lysander (3) [8] 12 Figura 2.8 Plano Westland Lysander (4) [8] 12 Figura 3.1 Diagrama Estructural de las cuadernas (Véase ampliada en anexos) 12 Figura 3.2 Plano de la cuaderna H frente a su Sketch 12 Figura 3.3 Cuaderna H 13 Figura 3.4 Plano de la cuaderna J frente a su Sketch 13 Figura 3.5 Cuaderna J 13 Figura 3.6 Plano de la cuaderna K frente a su Sketch 14 Figura 3.7 Cuaderna K 14 Figura 3.8 Plano de la cuaderna L frente a su Sketch 14 Figura 3.9 Cuaderna L 15 Figura 3.10 Plano de la cuaderna C frente a su Sketch 15 Figura 3.11 Cuaderna C 15 Figura 3.12 Plano de la cuaderna D frente a su Sketch 16 Figura 3.13 Split cuaderna D 16 Figura 3.14 Cuaderna D 17 Figura 3.15 Plano de la cuaderna E frente a su Sketch 17 Figura 3.16 Cuaderna E antes y después del Split de separación de la superficie de la cabina 17 Figura 3.17 Plano de la cuaderna F frente a su Sketch 18 Figura 3.18 Cuaderna F antes y después del Split de separación de la superficie de la cabina 18 Figura 3.19 Plano de la cuaderna G frente a su Sketch 19 Figura 3.20 Cuaderna G antes y después del Split de separación de la superficie de la cabina 19 Figura 3.21 Refuerzo delantero 19 Figura 3.22 Fijación del Refuerzo delantero 20 Figura 3.23 Offset Constraint del plano YZ entre el refuerzo delantero y la cuaderna C 20 Índice de Figuras 100 100 Figura 3.24 Posicionamiento de las cuadernas 21 Figura 3.25 Perfil de la estructura tubular de largueros internos del Westland Lysander. 22 Figura 3.26 Sketch largueros internos principales 22 Figura 3.27 Sketches sección largueros 23 Figura 3.28 Multi-Sections Solid para el larguero horizontal inferior. 23 Figura 3.29 Pad para completar el larguero horizontal superior 24 Figura 3.30 Largueros horizontales 24 Figura 3.31 Largueros en dirección Y 25 Figura 3.32 Largueros diagonales 25 Figura 3.33 Operación Rib para la estructura interna del tren de aterrizaje 26 Figura 3.34 Anillo estructural de unión entre los largueros y el tren de aterrizaje trasero 26 Figura 3.35 Largueros internos junto estructura de unión con el tren de aterrizaje 27 Figura 3.36 Conjunto de barras que da soporte al ala 27 Figura 3.37 Estructura interna del fuselaje 28 Figura 3.38 Punto extremo en la dirección Y de la carcasa F 29 Figura 3.39 Vista en planta de las líneas guía para la creación de la superficie de la cubierta 30 Figura 3.40 Vista de perfil de las líneas guía para la creación de la superficie de la cubierta 30 Figura 3.41 Creación de la carcasa de la cubierta mediante Multi-Sections Surface 31 Figura 3.42 Alzado de la sección indeterminada del fuselaje 32 Figura 3.43 Multi-Sections Surface de las cuadernas K y L con sketch K modificado 32 Figura 3.44 Multi-Sections Surface preliminar con los sketches originales de las cuadernas J y L 33 Figura 3.45 Sketch sección intermedia a las cuadernas J y L 33 Figura 3.46 Sketch de la cuaderna L modificado con el estabilizador vertical incluido 34 Figura 3.47 Multi-Sections Surface de la cuaderna J a la cuaderna L 34 Figura 3.48 Multi-Sections Surfaces del cierre de la cubierta 35 Figura 3.49 Superficie de la cubierta completa 36 Figura 3.50 Operación Split para separar la superficie fija del fuselaje del estabilizador vertical 37 Figura 3.51 Split para obtener superficie de la cubierta sin la cabina 38 Figura 3.52 Superficie opaca de la cabina 38 Figura 3.53 Vista isométrica del conjunto de cuadernas, largueros internos y cubierta del fuselaje 39 Figura 3.54 Vista de perfil del conjunto de cuadernas, largueros internos y cubierta del fuselaje 39 Figura 3.55 Cabina 40 Figura 3.56 Perfiles RAF-34 contra planos 42 Figura 3.57 Guías para la cubierta del ala 43 Figura 3.58 Superficie preliminar del ala 43 Figura 3.59 Guía para la superficie de la punta de la cubierta del ala 44 Figura 3.60 Sketch y Multi-Sections Surface para el borde de ataque de la punta del ala 44 Figura 3.61 Sketch y Multi-Sections Surface para el borde de salida de la punta del ala 44 101 101 Modelado y recreación virtual con CATIA V5 del avión Westland Lysander. Recuperación del patrimonio histórico Figura 3.62 Multi-Sections Surface para la superficie central de la punta del ala 45 Figura 3.63 Splits para separar la superficie principal del ala de las de las superficies hipersustentadoras 45 Figura 3.64 Vista en planta del interior del ala. Véase ampliado en Anexos 46 Figura 3.65 Split para la obtención de las costillas completas de la superficie principal del ala 46 Figura 3.66 Vaciado de las costillas del ala por el elemento de unión 47 Figura 3.67 Operación de Split para obtener el elemento de unión longitudinal de las costillas del ala 47 Figura 3.68 Sketch y Multi-Sections Surface para cierre de la superficie alar principal 1 48 Figura 3.69 Sketch y Multi-Sections Surface para cierre de la superficie alar principal 2 48 Figura 3.70 Split para eliminar material sobrante de las superficies hipersustentadoras 48 Figura 3.71 Costillas completas de la superficie principal del ala 49 Figura 3.72 Vaciado de la zona posterior de las costillas principales del ala 50 Figura 3.73 Rib barra longitudinal del interior del ala 51 Figura 3.74 Estructura interna de barras del ala 51 Figura 3.75 Proceso vaciado delantero de las costillas del ala 52 Figura 3.76 Sección y Multi-Sections Surface para el borde de ataque del Flap 53 Figura 3.77 Estructura interna del Flap 54 Figura 3.78 Alerón 55 Figura 3.79 Ensamblaje ala y alerón 56 Figura 3.80 Superficie unión ala a largueros internos 56 Figura 3.81 Ensamblaje del ala 57 Figura 3.82 Ensamblaje del conjunto alar completo 57 Figura 3.83 Configuración de la cola del Westland Lysander 58 Figura 3.84 Perfiles aerodinámicos del estabilizador horizontal 58 Figura 3.85 Multi-Sections Surface para la cubierta del estabilizador horizontal 59 Figura 3.86 Split para obtener la superficie del timón de profundidad 60 Figura 3.87 Proceso de construcción de la cubierta completa de la parte fija del estabilizador horizontal 60 Figura 3.88 Costilla auxiliar para el ensamblaje del estabilizador horizontal 61 Figura 3.89 Superficie preliminar del timón de profundidad 61 Figura 3.90 Proceso de la creación de la punta del timón de profundidad 62 Figura 3.91 Proceso de creación del borde de ataque del timón de profundidad 62 Figura 3.92 Superficie completa de la cubierta del timón de profundidad 63 Figura 3.93 Costillas del timón de profundidad 63 Figura 3.94 Timón de profundidad 64 Figura 3.95 Barra y superficie recortada para el ensamblaje del timón de profundidad 64 Figura 3.96 Conjunto del estabilizador horizontal ensamblado 65 Figura 3.97 Proceso para la obtención de las costillas del timón de dirección 66 Figura 3.98 Larguero de unión longitudinal de las costillas del timón de dirección 66 Figura 3.99 Timón de dirección 67 Anexos 108 108 Plano 4