Modelado y recreación Virtual con Catia V5 del avión De Havilland DH-4. Recuperación del Patrimonio Histórico

Equation Chapter 1 Section 1 Trabajo Fin de Grado Ingeniería Aeroespacial Modelado y recreación Virtual con Catia V5 del avión De Havilland DH-4. Recuperación del Patrimonio Histórico Autor: David Camacho Pernil Tutor: Laura García Ruesgas Dpto. de Ingeniería Gráfica Escuela Técnica Superior de Ingeniería Universidad de Sevilla Sevilla, 2022 iii Trabajo Fin de Grado Ingeniería Aeroespacial Modelado y recreación Virtual con Catia V5 del avión De Havilland DH-4. Recuperación del Patrimonio Histórico Autor: David Camacho Pernil Tutor: Laura García Ruesgas Profesora Contratada Doctora Dpto. de Ingeniería Gráfica Escuela Técnica Superior de Ingeniería Universidad de Sevilla Sevilla, 2022 v Trabajo Fin de Grado: Modelado y recreación Virtual con Catia V5 del avión De Havilland DH-4. Recuperación del Patrimonio Histórico Autor: David Camacho Pernil 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, 2022 El Secretario del Tribunal vii A mi familia A mis compañeros de clase durante estos años ix Agradecimientos Con este gran proyecto llega a su fin una de las etapas más bonitas e ilusionantes de mi vida, pues el sueño de un chaval que tenía claro desde los doce años que quería ser Ingeniero Aeroespacial, ha sido cumplido. Durante estos años, he vivido todo tipo de momentos y vivencias, mentiría si dijese que ha sido un camino fácil, pero como siempre me han enseñado, cuanto mayor es el reto, mayor será la recompensa. Por ello, a pesar de todos los golpes sufridos durante esta carrera de fondo, cada uno de ellos solo me servían para ser más fuerte mentalmente y así estar más preparado para lo que me depare el futuro. En primer lugar, agradecer a mi tutora, Laura García Ruesgas, el trato recibido durante estos meses, ayudándome cada vez que tenía un problema y guiándome para conseguir los mejores resultados en este trabajo. Por otro lado, no podía olvidarme de todos aquellos compañeros, que desinteresadamente siempre tenían esa palabra o gesto de ánimo cuando las cosas no salían bien, porque gracias a personas como Patricia, María, Jesús, Pablo o Curro, los momentos más difíciles durante estos años se olvidaban rápido. Pero en especial quiero mencionar a una persona que me lleva acompañando durante todos estos años, Andrea, pues conjuntamente hemos sabido superar miles de obstáculos en el camino, para finalmente alcanzar la meta. Por último, no puedo olvidarme de toda mi familia, especialmente de mis padres y mi hermana, porque gracias a ellos he seguido confiando en mi durante estos años, logrando el objetivo que siempre he buscado, ser Ingeniero Aeroespacial. David Camacho Pernil Sevilla, 2022 4.2.3. Unión entre alas .............................................................................................................................. 55 4.2.4. Ubicación de las alas en la aeronave .............................................................................................. 58 4.3. Empenaje ................................................................................................................................................ 59 4.3.1. Estabilizador horizontal .................................................................................................................. 60 4.3.1.1. Timón de profundidad ............................................................................................................ 63 4.3.2. Estabilizador vertical ....................................................................................................................... 65 4.3.3. Ensamblaje del empenaje ............................................................................................................... 70 4.4. Hélice ....................................................................................................................................................... 71 4.4.1. Eje y tornillos de la hélice ............................................................................................................... 74 4.4.2. Unión de todo el conjunto .............................................................................................................. 75 4.4.3. Armazón de la hélice ....................................................................................................................... 75 4.4.4. Ensamblaje del armazón y la hélice ............................................................................................... 76 4.5. Tren de aterrizaje .................................................................................................................................... 77 4.5.1. Posicionamiento del tren de aterrizaje respecto al fuselaje ......................................................... 79 5 Resultado Final con Detalles de Diseño ................................................................................................ 81 6 DMU Kinematics ................................................................................................................................... 85 6.1. Simulaciones ........................................................................................................................................... 85 6.1.1. Movimiento de la hélice ................................................................................................................. 86 6.1.2. Movimiento de los alerones ........................................................................................................... 87 6.1.3. Movimiento del timón de profundidad ......................................................................................... 88 6.1.4. Movimiento del timón de dirección ............................................................................................... 89 6.2. Maniobras típicas de una aeronave ....................................................................................................... 90 6.2.1. Cabeceo ........................................................................................................................................... 90 6.2.2. Alabeo .............................................................................................................................................. 91 7 Conclusiones ......................................................................................................................................... 95 8 Futuras Líneas de Trabajo ..................................................................................................................... 97 9 Anexo de Planos .................................................................................................................................... 99 9.1. Plano principal ........................................................................................................................................ 99 9.2. Planos auxiliares .................................................................................................................................. 100 Bibliografía ................................................................................................................................................. 103 xvii Índice de Tablas Tabla 4.1. Distancias de separación entre las cuadernas 28 Índice de Figuras Figura 2.1. Plano perfil y geometría de cuadernas del DH-4 [4,6] 4 Figura 2.2. Plano perfil y alzado del DH-4 [4,6] 4 Figura 2.3. Plano planta del DH-4 [4,6] 5 Figura 2.4. Plano perfil y detalles de cuadernas del DH-4 [4,6] 5 Figura 3.1. Primer prototipo del D.H.4 con motor B.H.P de 200 h.p. [7] 7 Figura 3.2. Segundo prototipo del D.H.4 con motor Rolls-Royce de 250 h.p [7] 8 Figura 3.3. “The Liberty Plane” [9] 9 Figura 4.1. Perfil de la aeronave con la posición y distancia entre las cuadernas 12 Figura 4.2. Geometría de la cuaderna A 12 Figura 4.3. Sketch de la cuaderna A 13 Figura 4.4. Cuaderna A tras realizar el Pad 13 Figura 4.5. Cuaderna A con el material aplicado 14 Figura 4.6. Geometría de la cuaderna B 14 Figura 4.7. Sketch y Pad de la cuaderna B 15 Figura 4.8. Geometría de la cuaderna C 15 Figura 4.9. Sketch y Pad de la cuaderna C 16 Figura 4.10. Geometría de la cuaderna D 16 Figura 4.11. Sketch y Pad de la cuaderna D 17 Figura 4.12. Geometría de la cuaderna E 17 Figura 4.13. Sketch y Pad de la cuaderna E 18 Figura 4.14. Geometría de la cuaderna F 18 Figura 4.15. Sketch y Pad de la cuaderna F 19 Figura 4.16. Geometría de la cuaderna G 19 Figura 4.17. Sketch y Pad de la cuaderna G 20 Figura 4.18. Geometría de la cuaderna H 20 Figura 4.19. Sketch y Pad de la cuaderna H 21 Figura 4.20. Geometría de la cuaderna J 21 Figura 4.21. Sketch y Pad de la cuaderna J 22 xix Figura 4.22. Geometría de la cuaderna K 22 Figura 4.23. Sketch y Pad de la cuaderna K 23 Figura 4.24. Geometría de la cuaderna L 23 Figura 4.25. Sketch y Pad de la cuaderna L 24 Figura 4.26. Geometría de la cuaderna M 24 Figura 4.27. Sketch y Pad de la cuaderna M 25 Figura 4.28. Geometría de la cuaderna N 25 Figura 4.29. Sketch y Pad de la cuaderna N 26 Figura 4.30. Geometría de la cuaderna P 26 Figura 4.31. Sketch y Pad de la cuaderna P 27 Figura 4.32. Offset entre las cuadernas A y B 28 Figura 4.33. Coincidence entre planos X-Y y Z-X de las cuadernas A y B 29 Figura 4.34. Distribución de las cuadernas del fuselaje 29 Figura 4.35. Largueros horizontales y diagonales de la aeronave 30 Figura 4.36. Larguero Horizontal inferior modelado con Multi-Sections Solid 30 Figura 4.37. Larguero Horizontal superior modelado con Multi-Sections Solid 31 Figura 4.38. Largueros Horizontales del fuselaje 31 Figura 4.39. Larguero Diagonal modelado con Multi-Sections Solid 32 Figura 4.40. Largueros horizontales y diagonales del fuselaje 32 Figura 4.41. Cables de unión con Sweep 33 Figura 4.42. Estructura interna completa 33 Figura 4.43. Perfil de la estructura interna del fuselaje 33 Figura 4.44. Contorno de la Cuaderna A con Multiple Extract 34 Figura 4.45. Contorno de la cuaderna H en un Sketch 34 Figura 4.46. Superficie entre las cuadernas A y B con Multi-Sections Surface 35 Figura 4.47. Esquinas de la cuaderna E por fuera de la superficie 35 Figura 4.48. Superficie completa del fuselaje 36 Figura 4.49. Cubierta del fuselaje con el espesor aplicado 36 Figura 4.50. Sketch usado para la cabina del piloto 37 Figura 4.51. Habitáculo del piloto 37 Figura 4.52. Sketch y resultado final de la zona del anillo Scarff 38 Figura 4.53. Elementos de refrigeración y tubos de escape del motor real [6] 38 Figura 4.54. Ranuras de refrigeración modeladas en Catia 39 Figura 4.55. Sketch para modelar el tubo principal 39 Figura 4.56. Tubo de escape principal modelado con Rib 39 Figura 4.57. Tubos de escape modelados en Catia 40 Figura 4.58. Radiador de la cubierta motor 40 Figura 4.59. Comparativa entre Tail Skid real y el modelado con Catia 40 Figura 4.60. Agujero para la forma del anillo Scarff 41 Figura 4.61. Comparativa entre un anillo Scarff real [6] y el modelado en Catia 41 Figura 4.62. Ametralladora Lewis modelada en Catia 42 Figura 4.63. Anillo Scarff y ametralladora Lewis 42 Figura 4.64. Ametralladora Vickers modelada en Catia 42 Figura 4.65. Semialas con el ángulo de diedro positivo 43 Figura 4.66. Perfil RAF 16 43 Figura 4.67. Perfil RAF 15 [10] 44 Figura 4.68. Coordenadas de los puntos del perfil en “GSD_PointSplineLoftFromExcel” 44 Figura 4.69. Herramienta de Macros 45 Figura 4.70. Spline del perfil RAF 15 45 Figura 4.71. Orden Scale para crear el perfil deseado 46 Figura 4.72. Perfil RAF 15 escalado con una cuerda de 65’’ 46 Figura 4.73. Distribución de costillas a lo largo del semiala 46 Figura 4.74. Cálculo del ángulo de diedro positivo 47 Figura 4.75. Colocación de los perfiles centrales y del extremo 47 Figura 4.76. Perfiles intermedios definidos con Intersection 47 Figura 4.77. Pad de las costillas del semiala 48 Figura 4.78. Largueros horizontales modelados con Multi-Sections Solid 48 Figura 4.79. Estructura interna del ala 48 Figura 4.80. Superficie exterior del ala 49 Figura 4.81. ThickSurface para el recubrimiento del ala 49 Figura 4.82. Sketch para la geometría del extremo del ala 50 Figura 4.83. Pocket y Trim realizado para obtener la geometría final del ala 50 Figura 4.84. Ala con la geometría curva en los extremos 50 Figura 4.85. Sketch hueco central del ala 51 Figura 4.86. Ala alta con la geometría correcta en la zona central 51 Figura 4.87. Funcionamiento de los alerones de una aeronave [13] 52 Figura 4.88. Sketch usado para la forma del alerón 52 Figura 4.89. Ala con los huecos de los alerones 53 Figura 4.90. Alerón del ala alta 53 Figura 4.91. Alerón con el eje 54 Figura 4.92. Alerón acabado con las superficies exteriores 54 Figura 4.93. Ala alta completa 55 Figura 4.94. Ala baja completa 55 Figura 4.95. Posicionamiento de las alas 56 Figura 4.96. Barras de unión entre alas 56 Figura 4.97. Elementos de sujeción al fuselaje 57 Figura 4.98. Cables modelados con Sweep 57 Figura 4.99. Conjunto alar con cables y barras de unión 57 xxi Figura 4.100. Mecanismo de unión entre alas y alerones 58 Figura 4.101. Comparativa entre el diseño en Catia y el real 58 Figura 4.102. Posicionamiento del conjunto alar con respecto al fuselaje 59 Figura 4.103. Tipos de cola [16] 59 Figura 4.104. Empenaje de cola de la aeronave DH-4 [6] 60 Figura 4.105. Distribución de las costillas en el estabilizador horizontal 60 Figura 4.106. Distribución de perfiles a lo largo de la mitad del estabilizador 61 Figura 4.107. Estructura interna del estabilizador horizontal 61 Figura 4.108. Superficie exterior del estabilizador horizontal 61 Figura 4.109. ThickSurface para el recubrimiento del estabilizador horizontal 62 Figura 4.110. Sketch para la geometría redondeada del estabilizador 62 Figura 4.111. Estabilizador horizontal con la geometría correcta 62 Figura 4.112. Funcionamiento del timón de profundidad de una aeronave [13] 63 Figura 4.113. Sketch usado para crear una superficie con Extrude 63 Figura 4.114. Estabilizador horizontal con el hueco del timón de profundidad 63 Figura 4.115. Timón de profundidad 64 Figura 4.116. Timón de profundidad con el eje de giro 64 Figura 4.117. Timón de profundidad acabado con la superficie exterior 65 Figura 4.118. Estabilizador horizontal con el timón de profundidad 65 Figura 4.119. Funcionamiento del timón de dirección de una aeronave [13] 66 Figura 4.120. Información de los planos sobre el estabilizador vertical 66 Figura 4.121. Sketch de la geometría del timón de dirección 66 Figura 4.122. Sketch de los perfiles del timón de dirección 67 Figura 4.123. Superficie externa con Multi-Sections Surface 67 Figura 4.124. Superficie externa del timón de dirección 68 Figura 4.125. Perfiles de la zona fija del estabilizador vertical 68 Figura 4.126. Superficie completa del estabilizador vertical 68 Figura 4.127. Costillas del estabilizador vertical 69 Figura 4.128. Estructura interna del estabilizador vertical 69 Figura 4.129. Estabilizador vertical con el timón de dirección 70 Figura 4.130. Unión entre estabilizador y timón de dirección 70 Figura 4.131. Empenaje ensamblado en el fuselaje 71 Figura 4.132. Imagen de la hélice extraída de los planos 71 Figura 4.133. Caja reductora hélice 72 Figura 4.134. Cilindro central de la hélice 72 Figura 4.135. Sketch usados para modelar la pala de la hélice 73 Figura 4.136. Superficie exterior de la pala 73 Figura 4.137. Palas de la hélice y agujeros en el cilindro central 73 Figura 4.138. Eje con el Chamfer aplicado 74 Figura 4.139. Eje y placa modelados en Catia 74 Figura 4.140. Tornillo modelado en Catia 75 Figura 4.141. Conjunto completo de la hélice modelado en Catia 75 Figura 4.142. Carcasa de la hélice 76 Figura 4.143. Armazón con la rejilla de ventilación 76 Figura 4.144. Armazón y hélice ensamblados al fuselaje. 77 Figura 4.145. Información de los planos del tren de aterrizaje 77 Figura 4.146. Neumáticos modelados en Catia 78 Figura 4.147. Rueda con el neumático y la llanta 78 Figura 4.148. Ruedas unidas mediante una barra cilíndrica 78 Figura 4.149. Tren de aterrizaje modelado en Catia 79 Figura 4.150. Tren de aterrizaje ubicado en el fuselaje 79 Figura 5.1. Vistas del De Havilland DH-4 real [19] 81 Figura 5.2. Vista del perfil derecho del De Havilland DH-4 en Catia 82 Figura 5.3. Vista en alzado del De Havilland DH-4 en Catia 82 Figura 5.4. Vista en planta del De Havilland DH-4 en Catia 82 Figura 5.5. Foto real del De Havilland DH-4 [7] 83 Figura 5.6. Recreación virtual del De Havilland DH-4 83 Figura 5.7. Recreación virtual del De Havilland DH-4 en vuelo 83 Figura 6.1. DMU Kinematics 85 Figura 6.2. Creación del mecanismo 86 Figura 6.3. Tipos de unión para definir el movimiento 86 Figura 6.4. Revolute Joint aplicado a la hélice 87 Figura 6.5. Simulación de la hélice 87 Figura 6.6. Revolute Joint aplicado al alerón derecho del ala alta 88 Figura 6.7. Simulación del alerón derecho del ala alta 88 Figura 6.8. Revolute Joint aplicado al timón de profundidad 88 Figura 6.9. Simulación del timón de profundidad 89 Figura 6.10. Revolute Joint aplicado al timón de dirección 89 Figura 6.11. Simulación del timón de dirección 90 Figura 6.12. Mecanismo creado para la maniobra de “Cabeceo arriba” 90 Figura 6.13. Opciones de simulación del mecanismo “Cabeceo arriba” 91 Figura 6.14. “Cabeceo arriba” de la aeronave 91 Figura 6.15. Mecanismo creado para la maniobra de “Alabeo derecha” 92 Figura 6.16. Simulación del mecanismo “Alabeo derecha” 92 Figura 6.17. Viraje de la aeronave con “Alabeo derecha” 93 xxiii Equivalencia de unidades 1’ 12’’ 1’ 0,3048 m 1’’ 0,0254 m xxv 6 7 3 CONTEXTO HISTÓRICO 3.1. Orígenes y producción asi al mismo tiempo que Frank Barnwell diseñaba el Bristol R.2A, un avión de reconocimiento, el capitán Geoffrey de Havilland trabajaba en el diseño de un biplaza generalmente similar al que Aircraft Manufacturing Co. había asignado el número D.H.4, destinado a tareas de reconocimiento y bombardeo, con un motor Beardmore de unos 160 hp diseñado por el joven F.B. Halford. Halford se había asociado por primera vez con William Beardmore y T. C. Pullinger cuando modificó el motor de 120 hp para dar 160 hp. El nuevo motor que comenzó a probarse en junio de 1916 se llamó Beardmore- Halford-Pullinge o B.H.P, de algo más de 200 hp y tenía la misma configuración básica que el Beardmore para el que se diseñó el D.H.4, pero ofrecía al menos un 25% más de potencia. Debido a que el B.H.P era mucho más largo y alto que el Beardmore, el morro del primer D.H.4 era algo más largo de lo que se había previsto, y la cubierta superior inmediatamente detrás de la del motor debía tener cierta pendiente descendente hacia la parte delantera de la cabina del piloto. El D.H.4 era un biplano, fabricado con materiales convencionales de su época, de forma que tanto el fuselaje como la parte baja del plano de cola se cubrieron con 3 mm de madera contrachapada. Además, el fuselaje se caracterizaba por tener refuerzos cruzados solo en las cuatro cuadernas inmediatamente detrás de la cabina trasera. El piloto se sentaba justo debajo de la sección central, la cuál estaba cubierta con material transparente para mejorar su vision hacia arriba. Figura 3.1. Primer prototipo del D.H.4 con motor B.H.P de 200 h.p. [7] Pilotado por su diseñador, el biplano realizó su primer vuelo a mediados de agosto de 1916, obteniéndose de dicha prueba unos análisis de la aeronave excepcionales. Tras el éxito, tiene lugar el primer contrato de la Oficina de Guerra, No. 87/A/496, para cincuenta aviones que serían construidos por Aircraft Manufacturing Co. La mayoría de los aviones de este primer lote de producción de Airco estaban propulsados por el motor Rolls-Royce de 250 hp conocido como Eagle III. Este segundo prototipo de la aeronave, a parte de las diferencias inevitables en el motor, tenía un tren de aterrizaje con ruedas más grandes, montadas en una posición más adelantada que las del primer modelo. C Contexto Histórico 8 Además, la cabina del piloto estaba más retrasada y la forma de la cabina del observador se modificó para acomodar un anillo de montaje para una pistola Lewis. Figura 3.2. Segundo prototipo del D.H.4 con motor Rolls-Royce de 250 h.p [7] Los D.H.4 de producción, similares a este segundo prototipo, comienzan a aparecer a principios de 1917, a los que se les incorporan patines en las puntas de las alas, debajo de las alas inferiores, así como un anillo Scarff No.2 para la pistola Lewis y una sola ametralladora Vickers [7]. Conforme avanzaba la producción, se iban introduciendo mejoras en el diseño del D.H.4, equipándolo con motores de mayor potencia, como el Eagle VIII de 375 hp. Sin embargo, esta transición se vio obstaculizada al existir una escasez de motores Rolls-Royce, lo que llevó al uso de motores alternativos como el B.H.P de 230 hp, la Royal Aircraft Factory RAF3A de 200 hp, el Siddeley Puma de 230 hp y el Fiat de 260 hp. 3.2. Servicio militar británico El D.H.4 entró en servicio con el Royal Flying Corps (RFC) en enero de 1917, siendo utilizado por primera vez por el Escuadrón No. 55. A finales del mismo año, la adopción por parte del RFC se aceleró debido al deseo de realizar bombardeos de represalia sobre Alemania después de que tales ataques sucedieran contra el continente británico. Al mismo tiempo, el Royal Naval Air Service (RNAS) también hacía uso de la aeronave para realizar patrullas costeras, destacando en uno de sus vuelos el derribo del Zeppelin L70, avión de la Armada Imperial Alemana. Por ello, el D.H.4 demostró ser uno de los mejores bombarderos de la Primera Guerra Mundial, pues además de que era fácil de volar, su rendimiento en velocidad y altitud lo dotaban para no ser interceptado con facilidad por los cazas alemanes. Sin embargo, a pesar de su prestigio, las aeronaves en servicio con el RFC empezaron a disminuir a partir de la primavera de 1918, sobre todo debido a la escasez de motores, optando por el D.H.9, resultando este prototipo muy inferior al D.H.4 en numerosos aspectos. Cuando en junio de 1918 se estableció la Fuerza Aérea Independiente para comenzar a realizar bombardeos sobre Alemania, los D.H.4 del Escuadrón 55 se unieron a ella, principalmente para ataques diurnos. Tras el Armisticio, la RAF creó el Escuadrón de Comunicaciones No.2, con aviones D.H.4 para transportar a personas relevantes de la Conferencia de Paz de París. Una de estas aeronaves, a la que se comenzó a llamar el avión de Lloyd George, fue muy utilizado por el primer ministro David Lloyd George, siendo probablemente el primer avión usado por un líder político de la época [8]. 9 Modelado y recreación Virtual con Catia V5 del avión De Havilland DH-4. Recuperación del Patrimonio Histórico 3.3. Servicio militar americano Cuando Estados Unidos entró en la Primera Guerra Mundial el 6 de abril de 1917, la Sección de Aviación Cuerpo de Señales no disponía de ninguna aeronave digna de combate. Por ello la comisión técnica del coronel R. C. Bolling fue enviada a Europa para estudiar los mejores diseños disponibles y organizar su fabricación. Inicialmente, los diseños seleccionados fueron los aviones británicos de Havilland D.H.4, Bristol Fighter y S.E.5, y el francés Spad XIII. De los cuatro, el elegido fue el D.H.4, rebautizado como “Liberty Plane”. La primera entrega del D.H.4 británico llegó a Estados Unidos el 27 de julio de 1917 y fue trasladado a la sede del personal técnico de la Sección de Aviación, a McCook Fiel en Dayton, Ohio. La aeronave, un último modelo con provisión para un motor Rolls-Royce Eagle de 250 hp, se adaptaba fácilmente al nuevo motor American Liberty, resultando el primer vuelo con dicha configuración el 29 de octubre. Si bien el fuselaje y el motor eran compatibles, ponerlos en producción no fue tarea sencilla, de forma que se realizaron numerosos cambios en el diseño [9] Figura 3.3. “The Liberty Plane” [9] Tras la Primera Guerra Mundial, Estados Unidos tenía en su poder un exceso de aeronaves de este modelo, por lo que se decidió que aquellas aeronaves que quedaban en Francia, junto con una serie de aviones de observación y entrenamiento obsoletos, fueran quemados en la “Hoguera de los mil millones de dólares”. Los D.H.4 restantes fueron usados para distintas funciones, como vuelos experimentales o banco de pruebas de motores, permaneciendo en servicio con el Cuerpo Aéreo del Ejército de los Estados Unidos hasta 1932 [8]. 10 11 4 PROCESO DE MODELADO EN CATIA n esta sección, se irá mostrando detalladamente el proceso de modelado de la aeronave De Havilland DH-4 en el software Catia V5 R19, explicando las operaciones paso por paso para llegar al resultado final esperado. Para estructurar el modelado de forma clara y precisa, se ha optado por dividir el avión en los siguientes subconjuntos: • Fuselaje • Ala • Timón de cola • Hélice • Tren de aterrizaje Una vez terminado de modelar cada uno de los elementos, se creará un Product en el módulo de Assembly Design, para unir los subconjuntos y obtener la aeronave completamente definida. 4.1. Fuselaje El fuselaje resulta ser la parte central y primordial de la aeronave, pues además de alojar a los pasajeros y todo tipo de sistemas, sirve de unión para el resto de los elementos principales que definen el avión. Para la aeronave en cuestión, De Havilland DH-4, se dispone de un fuselaje tipo tubular, compuesto fundamentalmente por cuadernas, diagonales y largueros, destacando una configuración de “cross-bracing” para las cuatro cuadernas situadas tras la cabina trasera (arriostramiento vertical para reforzar las estructuras en las que se cruzan los soportes diagonales). Las cuadernas, unidas a lo largo de todo el fuselaje por los largueros, son elementos que dan forma y rigidez a la estructura, y las diagonales ofrecen rigidez al grupo largueros-cuadernas. Una vez definida toda la estructura principal del fuselaje del DH-4, se recubre la sección delantera y la parte inferior del area de cola por una piel de madera contrachapada de 3 mm de espesor [7]. E Proceso de Modelado en Catia 12 4.1.1. Modelado de las cuadernas El primer paso para comenzar el modelado del fuselaje es analizar los planos de los que disponemos y extraer toda la información referente a las cuadernas, pues son los elementos principales de la estructura. Debido en ciertos casos a la falta de información en algunos de estos elementos, se ha optado por realizar la siguiente suposición, que es considerar la altura de las cuadernas de forma que se definan desde la zona inferior del fuselaje hasta la superior, tal y como se muestra en la siguiente imagen, teniendo como referencia el eje que atraviesa longitudinalmente el fuselaje y los que vienen definidos en la geometría de cada cuaderna. Figura 4.1. Perfil de la aeronave con la posición y distancia entre las cuadernas Tras esto, se comienza a modelar cada una de las cuadernas en el módulo Part Design. Cuaderna A Para poder realizar con la mayor precisión posible esta cuaderna, se ha tomado una imagen de ésta de los planos disponibles de la aeronave, donde aparecen ciertas medidas necesarias para su ejecución. Figura 4.2. Geometría de la cuaderna A Como se puede observar, hay ciertas medidas que no quedan totalmente definidas en la geometría de la cuaderna, luego se ha optado en ésta y en el resto que se presenten a posteriori tomar la suposición anteriormente expuesta y detallada en la imagen del perfil de la aeronave. Una vez realizadas estas consideraciones, se comienza dibujando en el plano YZ un Sketch con la forma de la cuaderna, tomando las medidas para la zona superior, las de la cuaderna C que se definirá a posteriori. 13 Modelado y recreación Virtual con Catia V5 del avión De Havilland DH-4. Recuperación del Patrimonio Histórico Figura 4.3. Sketch de la cuaderna A Tras definir el Sketch, con la orden Pad se dota de espesor y ancho a la cuaderna, suponiendo ambos de 1’’. Con respecto a la dirección de propagación, se ha optado por considerar la misma para todas las cuadernas, siendo una cuestión irrelevante, ya que cuando se inserten todas en el módulo de Assembly Design se determinará la distancia entre ellas tomando como referencia las caras. Figura 4.4. Cuaderna A tras realizar el Pad Proceso de Modelado en Catia 14 Finalmente, se opta por configurar ésta y cada una de las cuadernas con un cierto material, para ello con la opción Apply Material se selecciona un tipo de madera, Cedar, y se le aplica a la cuaderna. Figura 4.5. Cuaderna A con el material aplicado Cuaderna B En esta nueva cuaderna, se ha optado por considerar las mismas suposiciones que en la anteriormente presentada, pues como se puede observar la zona superior es nuevamente muy similar a la de la cuaderna C. Figura 4.6. Geometría de la cuaderna B Quedando por tanto el Sketch y el Pad con el respectivo material, como: 15 Modelado y recreación Virtual con Catia V5 del avión De Havilland DH-4. Recuperación del Patrimonio Histórico Figura 4.7. Sketch y Pad de la cuaderna B Cuaderna C Teniendo la geometría de la cuaderna C, se puede realizar de nuevo el Sketch y el Pad, resultando lo siguiente: Figura 4.8. Geometría de la cuaderna C Proceso de Modelado en Catia 22 Figura 4.21. Sketch y Pad de la cuaderna J Cuaderna K Esta cuaderna y las dos que se presentarán a posteriori, presentan una geometría que permite modelarlas según la versión original o con una modificada, tal y como se presenta en los planos del avión. Por ello, se ha optado por realizar el diseño usando la versión modificada, que se muestra a la izquierda del eje vertical de cada una de las cuadernas, y de nuevo interpretando las medidas del perfil y planta de la aeronave se obtiene el Sketch y Pad. Figura 4.22. Geometría de la cuaderna K 23 Modelado y recreación Virtual con Catia V5 del avión De Havilland DH-4. Recuperación del Patrimonio Histórico Figura 4.23. Sketch y Pad de la cuaderna K Cuaderna L De forma análoga a la cuaderna anterior, se obtiene lo siguiente: Figura 4.24. Geometría de la cuaderna L Proceso de Modelado en Catia 24 Figura 4.25. Sketch y Pad de la cuaderna L Cuaderna M De forma análoga a lo expuesto en la cuaderna K, se consigue modelar esta cuaderna resultando: Figura 4.26. Geometría de la cuaderna M 25 Modelado y recreación Virtual con Catia V5 del avión De Havilland DH-4. Recuperación del Patrimonio Histórico Figura 4.27. Sketch y Pad de la cuaderna M Cuaderna N Esta cuaderna se sitúa justo en el punto donde comienza el timón de cola y presenta la siguiente geometría: Figura 4.28. Geometría de la cuaderna N Dibujando el Sketch y Pad de la cuaderna, se obtiene: Proceso de Modelado en Catia 26 Figura 4.29. Sketch y Pad de la cuaderna N Cuaderna P Esta cuaderna, la de menor tamaño, es la última que permite definir la estructura interna del fuselaje de la aeronave. Figura 4.30. Geometría de la cuaderna P De nuevo, se obtiene el Sketch y Pad, resultando: 27 Modelado y recreación Virtual con Catia V5 del avión De Havilland DH-4. Recuperación del Patrimonio Histórico Figura 4.31. Sketch y Pad de la cuaderna P 4.1.2. Distribución de las cuadernas Tras concluir el modelado de todas las cuadernas, se procede al posicionamiento de cada una de ellas, para así conseguir una vision más real de lo que sería la estructura interna del fuselaje del De Havilland DH-4. Para ello, haciendo uso del módulo Assembly Design, en primer lugar, se fija la cuaderna A, con la Constraint llamada Fix, y a partir de ésta se van colocando consecutivamente el resto de cuadernas ya modeladas. Las cuadernas han sido modeladas de forma que solo hay que posicionarlas con la distancia adecuada entre los planos Y-Z, de cada una de ellas, mediante la restricción Offset. A continuación, se muestran las distancias de separación entre las cuadernas, considerando estos valores desde la cara inicial de una cuaderna hasta la de la siguiente. Proceso de Modelado en Catia 28 Cuaderna i Dist. de separación entre C!" y C!"# Cuaderna A 0’’ Cuaderna B 15,5’’ Cuaderna C 15,5’’ Cuaderna D 29,5’’ Cuaderna E 20’’ Cuaderna F 16’’ Cuaderna G 18,5’’ Cuaderna H 26,5’’ Cuaderna J 22’’ Cuaderna K 20,5’’ Cuaderna L 19,5’’ Cuaderna M 24,5’’ Cuaderna N 31,5’’ Cuaderna P 46’’ Tabla 4.1. Distancias de separación entre las cuadernas Figura 4.32. Offset entre las cuadernas A y B 29 Modelado y recreación Virtual con Catia V5 del avión De Havilland DH-4. Recuperación del Patrimonio Histórico Para terminar de posicionar las cuadernas, se hacen coincidentes los otros dos planos restantes (planos X-Y e Z-X) entre ellos mediante la Constraint denominada Coincidence. Figura 4.33. Coincidence entre planos X-Y y Z-X de las cuadernas A y B Al finalizar la disposición de las cuadernas, se obtiene lo siguiente: Figura 4.34. Distribución de las cuadernas del fuselaje Proceso de Modelado en Catia 30 4.1.3. Largueros horizontales y diagonales Una vez posicionadas todas las cuadernas, se procede al modelado de los elementos de unión entre ellas. Como se puede observar en la siguiente imagen, esta aeronave se caracteriza por tener largueros horizontales y diagonales a lo largo de todo el fuselaje. Figura 4.35. Largueros horizontales y diagonales de la aeronave Teniendo presente la figura anterior y las medidas presentes en los planos, se comienza el modelado de los largueros horizontales inferiores. Para ello, se realizan cuadrados de 1’’x1’’ (en Sketch) en las esquinas inferiores de cada una de las caras de todas las cuadernas y a posteriori, con la orden Multi-Sections Solid, se obtiene dicho larguero seleccionando cada uno de los Sketch previamente definidos. Figura 4.36. Larguero Horizontal inferior modelado con Multi-Sections Solid De igual manera, se obtiene el larguero horizontal superior, teniendo en cuenta que la altura a la que se definen los Sketch viene definida en los planos disponibles de la aeronave. 31 Modelado y recreación Virtual con Catia V5 del avión De Havilland DH-4. Recuperación del Patrimonio Histórico Figura 4.37. Larguero Horizontal superior modelado con Multi-Sections Solid Una vez definidos estos dos largueros, con la opción Mirror se obtienen todos los 4 largueros horizontales, que sirven de unión para las cuadernas. Figura 4.38. Largueros Horizontales del fuselaje Para realizar los largueros diagonales, se sigue el mismo procedimiento usando la orden Multi-Sections Solid: Proceso de Modelado en Catia 38 Figura 4.52. Sketch y resultado final de la zona del anillo Scarff 4.1.7. Cubierta del motor En esta zona del fuselaje, se sitúan ciertas ranuras de refrigeración, así como varios tubos de escape por donde liberar el calor generado durante el funcionamiento del motor. Figura 4.53. Elementos de refrigeración y tubos de escape del motor real [6] En primer lugar, para el modelado de las ranuras de refrigeración, presentes tanto en la parte superior (hay 4) como inferior del fuselaje (hay 3), se dibuja un Sketch con una geometría similar a media elipse, para posteriormente realizar un Pad de 0,6’’, al que se le termina de dar la forma requerida con las herramientas 39 Modelado y recreación Virtual con Catia V5 del avión De Havilland DH-4. Recuperación del Patrimonio Histórico Variable Edge Fillet y Shell (de 0,01’’) a la cara frontal. Para realizar las aberturas de refrigeración en el fuselaje, se ha optado por repetir el proceso descrito en el apartado anterior usando la orden Split. Figura 4.54. Ranuras de refrigeración modeladas en Catia En cuanto a los tubos de escape situados a izquierda y derecha de la parte delantera del fuselaje, cabe destacar que están formados por un tubo principal y otros 5 más pequeños que se unen a este último. Por ello, se ha optado por modelar en primer lugar el más largo, diseñando el eje central del tubo en tres Sketch, es decir, la primera zona curva, la zona central recta y de nuevo una zona curva que será la salida del tubo. Además, en planos perpendiculares a estas líneas se han definido otros dos Sktech con dos circunferencias concéntricas de 1,3’’ y 1’’ de diámetro. Figura 4.55. Sketch para modelar el tubo principal Seguidamente, haciendo uso de la orden Rib y con los Sketch anteriores se obtiene el tubo de escape principal, como se puede apreciar en la imagen: Figura 4.56. Tubo de escape principal modelado con Rib Proceso de Modelado en Catia 40 Para modelar los tubos pequeños se lleva a cabo el mismo proceso, definiendo en un Sketch el eje y en otro dos circunferencias concéntricas, pero esta vez de 0,7’’ y 0,5’’ de diámetro, para finalmente hacer un Rib. Una vez obtenido un tubo, se realiza un Rectagular Pattern para definir los restantes, espaciándolos una distancia de 4’’. Tras esto, se realiza un Mirror con respecto al plano Z-X para conseguir el mismo resultado en el lado contrario del fuselaje. Figura 4.57. Tubos de escape modelados en Catia Por último, en esta parte del fuselaje se ha optado por modelar en la zona donde contactan los tubos de escape, un radiador, intuyendo su existencia al visualizar los planos, ya que este elemento es realmente útil para disipar el calor y evitar el sobrecalentamiento. Para modelarlo, se han realizado varios agujeros con la orden Rectangular Pattern y aplicada a un Hole de 0,2’’ con un espaciado de 0,4’’ horizontalmente y 0,25’’ verticalmente. De nuevo, para conseguir el mismo resultado en el otro lado del fuselaje, se realiza un Mirror. Figura 4.58. Radiador de la cubierta motor 4.1.8. Apoyo de la cola (Tail Skid) Este elemento situado a la altura de la penúltima cuaderna en la parte baja del fuselaje, sirve como soporte cuando la aeronave se encuentra estacionada, evitando que la cola toque el suelo y pueda ser dañada. Para modelar esta pieza no se dispone de ningún tipo de medida, por ello se ha optado por dibujar un Sketch en un plano X-Z con la geometría que se puede intuir que tiene este componente. Seguidamente, se realiza un Pad de 0,5’’ (con Mirrored extent) y varios agujeros de 0,4’’ de diámetro con la orden Hole. Figura 4.59. Comparativa entre Tail Skid real y el modelado con Catia 41 Modelado y recreación Virtual con Catia V5 del avión De Havilland DH-4. Recuperación del Patrimonio Histórico 4.1.9. Armamento Esta aeronave de combate de la Primera Guerra Mundial, como bien se sabe, dispone de dos modelos diferentes de armas. En la zona de la cabina del observador, se tiene un anillo Scarff, es decir, un ajuste articulado para ametralladoras Lewis, y por otro lado, en la cabina del piloto existe una ametralladora sincronizada Vickers de tiro frontal. En primer lugar, para modelar el anillo Scarff, se ha realizado un Sketch con una circunferencia de 27,5’’ de diámetro, para posteriormente crear una superficie con la orden Extrude y como ya se ha procedido en ocasiones anteriores, usando Split, conseguir el corte con la geometría requerida. A continuación, se tapa dicha superficie por la zona baja, con un Fill y se le aplica un pequeño espesor con ThickSurface. Una vez se tiene el agujero, con el Skecth circular anterior se realiza un Pad, consiguiendo la forma del anillo que se iba buscando. Figura 4.60. Agujero para la forma del anillo Scarff El mecanismo de este ajuste se compone además de una barra curva fijada al anillo con un soporte que permite el movimiento circular de la ametralladora, aumentando así el rango de disparo. Para modelar la barra se ha optado por usar la orden Sweep sobre un Sketch circular en un plano inclinado y posteriormente darle cierto espesor. Y los soportes, que permiten el giro sobre el propio anillo, se han modelado con un Pad. Figura 4.61. Comparativa entre un anillo Scarff real [6] y el modelado en Catia También se ha optado por recrear de manera sencilla la ametralladora Lewis, mediante el uso de varios Sketch intentando conseguir la geometría deseada, para después usar la orden Pad. Proceso de Modelado en Catia 42 Figura 4.62. Ametralladora Lewis modelada en Catia Tras esto, se presenta en la siguiente imagen el conjunto del anillo Scarff con la ametralladora Lewis, además de un pequeño parabrisas a la izquierda de la figura modelado también con un Pad y aplicándole un Shell. Figura 4.63. Anillo Scarff y ametralladora Lewis Por otro lado, la ametralladora Vickers de tiro frontal, se sitúa sobre el fuselaje y ligeramente desplazada a la izquierda con respecto a la cabina del piloto, para no dificultar la visión de éste, pero siendo accesible en todo momento para su uso. De nuevo, se ha modelado de una forma muy sencilla siguiendo el mismo procedimiento usado en el arma anterior. Figura 4.64. Ametralladora Vickers modelada en Catia 43 Modelado y recreación Virtual con Catia V5 del avión De Havilland DH-4. Recuperación del Patrimonio Histórico 4.2. Conjunto alar Resulta ser la parte fundamental de la aeronave, pues tiene como función el generar la sustentación necesaria para poder volar. En concreto, el De Havilland DH-4 se caracteriza por ser un biplano, común en las aeronaves de la Primera Guerra Mundial, es decir, está compuesto por un ala alta y otra baja, ambas con cierto ángulo de diedro positivo. 4.2.1. Modelado del ala alta Para comenzar a diseñar las alas, es necesario resaltar, que éstas se componen internamente de una serie de costillas definidas a partir de ciertos perfiles, además de larguerillos que sirven como elementos de unión. En la siguiente imagen, obtenida de los planos disponibles, se puede comprobar como las dos semialas son prácticamente similares, de forma que una vez tengamos modelada un ala completa, se procederá a unir todo el conjunto. Figura 4.65. Semialas con el ángulo de diedro positivo 4.2.1.1. Elección y diseño del perfil Como se ha comentado previamente, el ala está formada por una serie de costillas, las cuáles son modeladas a partir de un perfil característico de la aeronave. En aviones de la Primera Guerra Mundial era común el uso de perfiles RAF, de tal forma que el DH-4 se caracterizaba por tener perfiles RAF 16, tal y como queda definido en los planos. Sin embargo, a la hora de crear el perfil es necesario obtener las coordenadas de éste, de la base de datos Airfoil Tools [10], en la que viene definido el perfil RAF 15, casi idéntico al que se buscaba. Por tanto, se usarán dichos datos para empezar a modelarlo en Catia. Figura 4.66. Perfil RAF 16 Proceso de Modelado en Catia 44 Figura 4.67. Perfil RAF 15 [10] El procedimiento seguido para crear el perfil es el siguiente [11,12]: • Con las coordenadas de los puntos del perfil conseguidas de la base de datos mencionada, se crea un archivo en el bloc de notas con estos valores, teniendo en cuenta que hay que cambiar los puntos por comas, ya que en Catia reconoce solo la coma como un divisor decimal. • Tras esto, se abre dicho archivo en Excel, con las coordenadas X e Y de los puntos, luego es necesario añadir una columna de ceros correspondiente a la coordenada Z. • A continuación, hay que buscar un enlace de una Macro en Excel que relaciona los puntos del perfil con el programa de Catia. Para ello, en la carpeta del programa instalado, se entra primero en la carpeta intel_a, después en code y por último en command, donde se encuentra un archivo tipo Excel, llamado “GSD_PointSplineLoftFromExcel”. En este nuevo archivo, se pegan las coordenadas de los puntos, resultando lo siguiente: Figura 4.68. Coordenadas de los puntos del perfil en “GSD_PointSplineLoftFromExcel” 45 Modelado y recreación Virtual con Catia V5 del avión De Havilland DH-4. Recuperación del Patrimonio Histórico • Para el siguiente paso, en primer lugar, es necesario abrir un nuevo Part Design en Catia. Ahora, en el archivo Excel, dentro de la pestaña Vista, abrimos los Macros, y en concreto la opción de Ver Macros, en la que se ha de seleccionar la opción Feuil1.Main y ejecutar. Figura 4.69. Herramienta de Macros • Al ejecutar esta opción, aparecen varias alternativas, entre las que se ha de elegir la de crear Puntos y Splines, así se va leyendo cada punto del perfil, generándose simultáneamente la forma requerida en Catia. Figura 4.70. Spline del perfil RAF 15 • Por último, para poder comenzar a desarrollar las costillas es necesario previamente realizar algunas operaciones con el Spline obtenido. Para ello, se comienza definiendo un Sketch en el plano X-Y, para después hacer una copia del perfil con la herramienta Project 3D Elements. Seguidamente, se procede a escalar con la orden Scale, seleccionando la copia del perfil y un punto de referencia, el (0,0,0). El valor de escala es elegido, según la cuerda requerida para el perfil (5’-5’’ definido en los planos), luego para conseguirlo se ha de escribir el valor equivalente que sería 1,651 m. Proceso de Modelado en Catia 46 Figura 4.71. Orden Scale para crear el perfil deseado Al borrar la línea 3D proyectada y ocultando todos los puntos y el Spline, excepto el del origen, se obtiene el perfil con el que se comenzará a trabajar para desarrollar las costillas del ala. Figura 4.72. Perfil RAF 15 escalado con una cuerda de 65’’ 4.2.1.2. Distribución de las costillas y superficie exterior Tras modelar el perfil, se analiza la información y medidas presentes en los planos, para saber cual es la distribución de las costillas a lo largo de la semiala, que se muestra a continuación: Figura 4.73. Distribución de costillas a lo largo del semiala 47 Modelado y recreación Virtual con Catia V5 del avión De Havilland DH-4. Recuperación del Patrimonio Histórico Como se puede observar en la imagen anterior, se compone de una zona central con 4 costillas separadas entre sí 5’’, a partir de ésta se tiene un ángulo de diedro positivo de 3°, luego el extremo del semiala debe estar posicionado más arriba que la zona central. Para que esto se cumpla, es necesario que el perfil del extremo esté situado a la distancia y altura correcta del último perfil de la región central, en concreto a 239,323’’ longitudinalmente y subiendo cada punto del perfil 12,525’’. Figura 4.74. Cálculo del ángulo de diedro positivo Una vez conocida esta distribución, se colocan los planos de la zona central y del extremo, copiando el Sketch del perfil RAF 15 en cada uno de ellos, tal y como se presenta en la siguiente imagen: Figura 4.75. Colocación de los perfiles centrales y del extremo Con estos Sketch y usando la orden Multi-Sections Surface, se crea la superficie exterior del semiala, la cual será intersectada por planos intermedios separados según lo indicado en los planos y en los que usando la herramienta Intersection, se consiguen definir los perfiles restantes. Figura 4.76. Perfiles intermedios definidos con Intersection Proceso de Modelado en Catia 54 Figura 4.91. Alerón con el eje Por último y antes de realizar el ensamblaje del ala alta y los alerones, de nuevo se crean unas superficies, con Fill, en los bordes donde se requiere y se le da un pequeño espesor. Para modelar el alerón del otro extremo del ala, se sigue un proceso análogo al desarrollado hasta ahora, en otro archivo CATPart. Figura 4.92. Alerón acabado con las superficies exteriores A continuación, se procede a usar el módulo de Assembly Design, en el que se colocan en la posición correcta ambos alerones, teniendo en cuenta que a priori no se establece ninguna restricción, pues al final del trabajo se hará uso del módulo DMU Kinematics, cuando se tengan todas las partes del avión ensambladas, para dotar de movimientos a ciertas partes de la aeronave y es entonces cuando se establecerán las restricciones correspondientes. 55 Modelado y recreación Virtual con Catia V5 del avión De Havilland DH-4. Recuperación del Patrimonio Histórico Figura 4.93. Ala alta completa 4.2.2. Modelado del ala baja Como se comentó al principio de esta sección, las alas de la aeronave son idénticas a excepción de la zona central, en la que se ha de modificar la geometría debido al hueco necesario que debe existir en el ala baja para la unión con el fuselaje. Por ello, se ha reproducido todo el desarrollo del modelado del ala alta para este caso, cambiando únicamente el Sketch de la zona central, de tal forma que, al hacer un Pocket, se obtenga el hueco que se iba buscando, que se corresponde con el ancho del fuselaje. Figura 4.94. Ala baja completa 4.2.3. Unión entre alas En este apartado se explica como realizar el proceso de unión de ambas alas, haciendo uso del módulo Assembly Design y el posterior diseño de ciertos elementos de unión. Así, se comienza colocando las alas con la distancia vertical indicada en los planos de 66’’ mediante la orden Offset. Posteriormente, se hacen coincidir con Coincidence los planos X-Y de ambas alas, para finalmente de nuevo con la Constraint Offset, distanciar 15’’ el plano Y-Z del ala alta del mismo plano del ala baja, quedando por tanto ligeramente adelantada el ala alta con respecto a la otra. Proceso de Modelado en Catia 56 Figura 4.95. Posicionamiento de las alas Una vez posicionadas correctamente entre sí las alas de la aeronave, se comienzan a modelar todos los elementos de unión en un archivo CATPart generado del CATProduct anterior, iniciando por las barras o montantes que sirven de unión entre el ala baja y alta. Para ello, se proceden a dibujar varios Sketch en planos previamente definidos, con una ligera inclinación, a los que se le aplica un Pad de 1’’. Figura 4.96. Barras de unión entre alas Seguidamente, se modelan de forma similar las barras de unión con el fuselaje presentes en el ala alta, las cuáles poseen en su extremo un pequeño soporte que irá fijado a la superficie externa de la parte central de la aeronave. 57 Modelado y recreación Virtual con Catia V5 del avión De Havilland DH-4. Recuperación del Patrimonio Histórico Figura 4.97. Elementos de sujeción al fuselaje Cuando ya se tienen definidas todas las barras, se procede a modelar todos los cables presentes en las alas, comenzando por aquellos que se unen en cruz a las barras principales. Para replicar estos elementos, se dibujan unas líneas que unan los puntos requeridos para posteriormente usar la orden Sweep y conseguir el resultado esperado. Figura 4.98. Cables modelados con Sweep También es necesario modelar los cables que salen de las barras interiores hacia los puntos de unión de la zona central del ala baja, que será el lugar de ensamblaje con el fuselaje, resultando la siguiente visión del conjunto alar: Figura 4.99. Conjunto alar con cables y barras de unión Proceso de Modelado en Catia 58 Por otro lado, se lleva a cabo el diseño de unos pequeños mecanismos de unión de los alerones al ala, formados por un soporte con cierta geometría triangular (modelados con un Pad) al que van enganchados dos cables, uno al ala y otro al alerón. Además, también existen dos cables que discurren desde cada alerón del ala alta, al alerón del mismo lado del ala baja, como se puede apreciar en la siguiente imagen: Figura 4.100. Mecanismo de unión entre alas y alerones Y, por último, se han diseñado dos componentes ubicados simétricamente en la parte inferior del ala baja y aproximadamente a la misma altura donde fueron colocadas las barras más externas. Para ello se ha tratado de dibujar un Sketch, y después un Pad de 0,5’’ para que el resultado sea lo más parecido posible al real. Figura 4.101. Comparativa entre el diseño en Catia y el real 4.2.4. Ubicación de las alas en la aeronave En este apartado se procede a ensamblar el conjunto alar anteriormente modelado al cuerpo central del DH-4, es decir, al fuselaje que ya también se tenía diseñado. Para ello, en primer lugar, se crea de nuevo un archivo CATProduct, del módulo Assembly Design, al que se añaden los archivos CATPart del fuselaje y del conjunto alar. Es entonces, cuando se comienzan a definir las restricciones pertinentes, comenzando por fijar el fuselaje con Fix. 59 Modelado y recreación Virtual con Catia V5 del avión De Havilland DH-4. Recuperación del Patrimonio Histórico Seguidamente, al aplicar la Constraint Coincidence a los planos Z-X del conjunto alar y del fuselaje, se consiguen alinear ambos elementos. Y finalmente, con la opción Offset se separan los planos X-Y una distancia de 49’’ y los planos Y-Z una distancia de 46’’, quedando el conjunto alar en la posición correcta respecto al fuselaje, como se puede comprobar en la siguiente imagen: Figura 4.102. Posicionamiento del conjunto alar con respecto al fuselaje 4.3. Empenaje Se conoce con este nombre a la zona de la cola del avión compuesta por el estabilizador horizontal y el vertical, donde están presentes las superficies de control longitudinal y direccional. [2] Estableciendo una clasificación respecto a la posición del horizontal con respecto al vertical, se suelen tener las siguientes configuraciones en la cola: • Cola estándar o clásica: suele ser la más utilizada en las aeronaves. • Cola en T: se caracteriza por disponer las superficies horizontales del empenaje en la parte superior del estabilizador vertical, permitiendo tener un alto rendimiento aerodinámico. Además, esta configuración permite, reducir el tamaño de la deriva e incluso incorporar motores de montaje trasero [14]. • Cola en cruz o cruciforme: la disposición consiste en hacer que el estabilizador horizontal interseque al vertical por encima de la parte superior del fuselaje. Este diseño permite ubicar el estabilizador horizontal lejos de la influencia de los motores e incluso de la estela del ala, consiguiendo un flujo de aire sin perturbaciones [15] Figura 4.103. Tipos de cola [16] Proceso de Modelado en Catia 60 Por tanto, como se puede comprobar en la siguiente imagen, el De Havilland DH-4 dispone de una cola estándar, la cual se procede a modelar en los siguientes apartados. Figura 4.104. Empenaje de cola de la aeronave DH-4 [6] 4.3.1. Estabilizador horizontal El estabilizador horizontal, formado por una zona con superficie móvil (timón de profundidad) y otra fija, tiene la función de mantener la aeronave en equilibrio longitudinal. Al igual que las alas, el estabilizador horizontal se compone internamente de una serie de costillas y largueros, por tanto, se supone el mismo tipo de perfil ya usado en el modelado de las alas, el RAF 15. De esta manera, a la hora de diseñar los perfiles necesarios para definir las costillas, se lleva a cabo el mismo proceso desarrollado anteriormente en el conjunto alar, sabiendo que la distribución de las costillas debe asemejarse a lo indicado en los planos. Figura 4.105. Distribución de las costillas en el estabilizador horizontal Una vez conocida, la distribución y separación de los perfiles que darán como resultado las costillas del estabilizador horizontal, como se ha especificado, se procede a realizar el mismo proceso de modelado de los perfiles que para el caso de las alas. Éstos, tal y como se puede observar en los planos, están separados 3’’ en la zona central y 11,57’’ conforme se avanza a la zona exterior del estabilizador. 61 Modelado y recreación Virtual con Catia V5 del avión De Havilland DH-4. Recuperación del Patrimonio Histórico Figura 4.106. Distribución de perfiles a lo largo de la mitad del estabilizador Con el fin de conseguir cada una de las costillas, se aplica la orden Pad en todos los perfiles definidos en la mitad del estabilizador, para posteriormente realizar un Mirror respecto al plano X-Y y así obtener el resto de las costillas. Además, se han modelado, de forma similar a la realizada en el ala, tres largueros que sirvan como elemento de unión de toda la estructura, uno en el borde de ataque, otro en el borde de salida y el último en la zona central, todos ellos rectangulares de 0,7’’x0,7’’. Finalmente, se ha aplicado el material (Cedar) que se ha usado en ocasiones anteriores. Figura 4.107. Estructura interna del estabilizador horizontal A continuación, se procede a realizar en el módulo Generative Shape Design la superficie exterior de la estructura usando la orden Multi-Sections Surface y Fill para aquellas zonas más complejas de modelar. Figura 4.108. Superficie exterior del estabilizador horizontal Proceso de Modelado en Catia 62 Usando esta superficie, se le aplica un pequeño espesor con ThickSurface, obteniéndose lo siguiente: Figura 4.109. ThickSurface para el recubrimiento del estabilizador horizontal Para conseguir la geometría redondeada, que se muestra en los planos, de los extremos del estabilizador, se ha dibujado un Sketch en un plano Z-X, con la forma requerida: Figura 4.110. Sketch para la geometría redondeada del estabilizador Al igual que se hizo para las alas de la aeronave, usando este Sketch se consigue una superficie con Extrude, que sirve como elemento de corte para conseguir la geometría deseada, al utilizar la orden Trim para la superficie interna y Split para el recubrimiento del estabilizador. Finalmente, en los extremos donde se ha eliminado parte del recubrimiento, se aplica de nuevo cierto espesor con ThickSurface. Figura 4.111. Estabilizador horizontal con la geometría correcta 63 Modelado y recreación Virtual con Catia V5 del avión De Havilland DH-4. Recuperación del Patrimonio Histórico 4.3.1.1. Timón de profundidad Como se indicó anteriormente, el timón de profundidad es una superficie móvil situada en la parte posterior del estabilizador horizontal, cuya función principal es la de provocar el movimiento de cabeceo (Pitch) de la aeronave, es decir, morro arriba o morro abajo sobre su eje transversal [13] Al igual que los alerones, esta superficie está conectada a una palanca de control, de forma que el timón arriba produce menor sustentación en la cola haciendo que el morro suba, y por el contrario el timón abajo hace que aumente la sustentación en la cola, haciendo que esta suba y por tanto el morro baje. Figura 4.112. Funcionamiento del timón de profundidad de una aeronave [13] Para modelarlo, se va a replicar el procedimiento usado para los alerones, comenzando por crear un Sketch, a partir del cuál se define una superficie con la orden Extrude. Figura 4.113. Sketch usado para crear una superficie con Extrude Entonces, tomando esta nueva superficie como elemento de corte al usar la orden Split tanto para el recubrimiento como para la superficie interna, se consigue obtener el estabilizador horizontal con el hueco donde irá acoplado el timón de profundidad. En la zona de corte, se han usado la orden Fill y ThickSurface para crear una superficie que cierre esta parte. Figura 4.114. Estabilizador horizontal con el hueco del timón de profundidad Proceso de Modelado en Catia 70 Figura 4.129. Estabilizador vertical con el timón de dirección Por último, se ha modelado un pequeño elemento de unión entre la zona fija del estabilizador y el timón de dirección, como se puede ver a continuación: Figura 4.130. Unión entre estabilizador y timón de dirección 4.3.3. Ensamblaje del empenaje Tras modelar el estabilizador horizontal y vertical, se procede a ubicar estos elementos en su posición correcta en el archivo CATProduct en el que ya se tenía el fuselaje con el conjunto alar. Para ello se han usado de nuevo restricciones como Coincidence, Offset y Angle, resultando: 71 Modelado y recreación Virtual con Catia V5 del avión De Havilland DH-4. Recuperación del Patrimonio Histórico Figura 4.131. Empenaje ensamblado en el fuselaje Cabe destacar, que una vez la aeronave esté completamente terminada, se procederá a modelar aquellos cables de unión que falten entre los distintos elementos. 4.4. Hélice La hélice se trata de un dispositivo formado por un número de palas dispuestas radialmente alrededor de un eje de forma que, cuando son accionadas por un motor convierten la energía mecánica en cinética [17]. Cada pala no tiene un perfil único, es decir, está formada por una serie de perfiles con distintos ángulos de incidencia desde la raíz hasta el extremo. Para este avión en concreto, la hélice de unos 9’-2’’ de diámetro, está formada por 4 palas, como se indica en los planos. Figura 4.132. Imagen de la hélice extraída de los planos Proceso de Modelado en Catia 72 En cuanto al modelado de este conjunto, se comienza realizando, en un plano Y-Z, un Sketch de una circunferencia de 8’’ de diámetro, al que se aplica un Pad de 2’’. Posteriormente, en la zona alta de este cilindro resultante, se dibuja un Sketch rectangular para al hacer un Circular Pattern conseguir replicar de forma aproximada los engranajes. Este elemento, resulta ser la caja reductora de la hélice, la cual estará conectada con la parte central de la hélice mediante un eje, permitiendo adaptar la velocidad de giro del motor para ajustarla a la hélice. Figura 4.133. Caja reductora hélice El siguiente paso, será crear el cilindro de la zona central de la hélice, para ello se define un plano paralelo al Y-Z a 2,5’’, en el que se dibuja un Sketch circular de 10’’ de diámetro, con el que de nuevo se obtiene un cilindro de 3,5’’ de ancho al usar la herramienta Pad. Figura 4.134. Cilindro central de la hélice A continuación, se empiezan a modelar las palas de la hélice, para lo que se definen varios planos en los que se dibujan los perfiles que le darán forma. Como se ha comentado previamente, los perfiles tienen distinto ángulo de incidencia, por lo que se ha tratado de girarlos un cierto ángulo con respecto al anterior con la orden Rotate para que se refleje dicho efecto en el resultado final. Además, en el primer plano, se ha dibujado una elipse que servirá como Sketch de partida al desarrollar la superficie de la pala. 73 Modelado y recreación Virtual con Catia V5 del avión De Havilland DH-4. Recuperación del Patrimonio Histórico Figura 4.135. Sketch usados para modelar la pala de la hélice Para conseguir la superficie exterior de la pala, se usa la orden Multi-Sections Surface y seguidamente se dibuja la forma redondeada de la punta de la pala mediante la opción 3D Curve, permitiendo terminar de definir la superficie del extremo de la pala con la orden Blend. Figura 4.136. Superficie exterior de la pala Al estar la hélice formada por 4 palas, para conseguir aquella radialmente opuesta se ha usado la orden Rotate. Sin embargo, para obtener las palas restantes, en primer lugar se ha realizado un Circular Pattern a 90º de la pala inicial, para posteriormente de nuevo con la herramienta Rotate definir la última pala. Con todas las palas modeladas se aplica un pequeño espesor de 0,01’’ con ThickSurface. Finalmente se realiza un agujero de 2,5’’ de diámetro en el cilindro central de la hélice donde irá ensamblado el eje, así como 8 pequeños agujeros de 0,3’’ de diámetro para los tornillos que se modelarán mas adelante. Figura 4.137. Palas de la hélice y agujeros en el cilindro central Proceso de Modelado en Catia 74 4.4.1. Eje y tornillos de la hélice Como se ha comentado previamente, el conjunto de la hélice está formado por un eje que atraviesa la caja reductora hasta llegar al cilindro central donde se acoplan las palas. El eje se comienza a modelar en un nuevo CATPart, dibujando una circunferencia de 2,5’’ de diámetro en un Sketch en el plano Y-Z, para después obtener un cilindro de 7’’ de longitud con un Pad, al que se le realiza un Chamfer de 30º a lo largo de 1’’ en la cara superior. Figura 4.138. Eje con el Chamfer aplicado A continuación, en un plano paralelo al Y-Z a una distancia de 6’’ del inicial, se dibuja una circunferencia de 9’’ de diámetro para crear con un Pad una placa de 0,4’’ de espesor que irá acoplada a la parte frontal del cilindro central. Además, se realiza un Pocket circular de 8,5’’ de diámetro y un espesor de 0,15’’. Por otro lado, se realizan una serie de taladros, con Hole, de 0,3’’ de diámetro, en los que cuando se ensamble todo el conjunto irán alojados los tornillos que permitan unir esta placa al cilindro central de la hélice. También se hace un Pocket con el diámetro que tiene el eje, así como una serie de agujeros de diámetro 0,5’’. Figura 4.139. Eje y placa modelados en Catia Por último, antes de montar todo el conjunto, se modelan los tornillos de la forma más simple posible al carecer de información sobre ellos. Así, dibujando una circunferencia de 0,3’’ de diámetro se consigue un cilindro de 1’’ de longitud con un Pad. 75 Modelado y recreación Virtual con Catia V5 del avión De Havilland DH-4. Recuperación del Patrimonio Histórico En un Sketch situado en la cara superior del cilindro, se dibuja un hexágono al que se le aplica un Pad de 0,1’’ y se le realiza un Slot con dos Sketch triangulares, resultando lo siguiente: Figura 4.140. Tornillo modelado en Catia 4.4.2. Unión de todo el conjunto Con todos los elementos que conforman la hélice modelados, se crea un nuevo archivo CATProduct en el que ensamblan todos ellos, aplicando las restricciones correspondientes de Coincidence entre los distintos ejes y de Contact Surface. Figura 4.141. Conjunto completo de la hélice modelado en Catia 4.4.3. Armazón de la hélice El armazón o carcasa, se trata del elemento donde irá ensamblado todo el conjunto de la hélice. Al estar situado a continuación de la primera cuaderna del fuselaje, ambos elementos poseen el mismo perfil exterior, luego para comenzar a modelarlo se parte del Sketch usado para realizar la cuaderna A. Proceso de Modelado en Catia 76 Con esta geometría, se hace un Pad de longitud 10,5’’ y un Thickness de 2’’. El siguiente paso será de nuevo crear un Pad con la geometría interior resultante, obteniendo: Figura 4.142. Carcasa de la hélice El siguiente paso será crear la rejilla de ventilación del motor, para la cual, se inicia modelando con un Pad una placa rectangular de espesor 0,04’’, a la que se aplica un Rectangular Pattern de unos agujeros de diámetro 0,4’’ realizados con la orden Hole. Para conseguir la geometría deseada, se usa el Sketch anterior para hacer un Pocket, consiguiendo el siguiente resultado: Figura 4.143. Armazón con la rejilla de ventilación 4.4.4. Ensamblaje del armazón y la hélice Como se ha comentado previamente, el armazón se sitúa tras la primera cuaderna del fuselaje, luego para ensamblar este elemento, en primer lugar se utiliza la restricción Coincidence para los planos Z-X y X-Y, respecto a los del fuselaje. Por otro lado, para terminar de fijarlo, se usa la orden Surface Contact entre la cara delantera de la cuaderna y la trasera del armazón. 77 Modelado y recreación Virtual con Catia V5 del avión De Havilland DH-4. Recuperación del Patrimonio Histórico De igual manera se procede con la hélice, quedando finalmente: Figura 4.144. Armazón y hélice ensamblados al fuselaje. 4.5. Tren de aterrizaje Se trata del sistema de la aeronave que permite llevar a cabo sus operaciones en tierra, además debe ser diseñado para absorber la energía cinética vertical del avión durante el aterrizaje. En los aviones de la Primera Guerra Mundial, como es el caso del DH-4, el tren de aterrizaje era fijo con una configuración en forma de V, con la rueda posicionada en el vértice. Además, no disponían de ningún tipo de sistema de amortiguación [18]. Figura 4.145. Información de los planos del tren de aterrizaje Para modelar los neumáticos de las ruedas, se dibuja en un plano X-Z una circunferencia de diámetro 30’’, con la que se consigue un cilindro de 5’’ de longitud al aplicarle un Pad, al que posteriormente se le realiza un Pocket de otra circunferencia de 24’’ de diámetro. Además, para conseguir los bordes redondeados se hace uso de la orden Edge Fillet con un radio de 2,5’’. Como se conoce de los planos que ambas ruedas están separadas 6’-2’’, se aplica un Mirror de todo lo anterior respecto a un plano situado a la mitad de esta distancia. Proceso de Modelado en Catia 78 Figura 4.146. Neumáticos modelados en Catia Por otro lado, para crear la llanta de la rueda se han creado dos Sketch circulares de 24’’ y 2’’ de diámetro, en dos planos separados 2,5’’, a los que se le aplica la orden Multi-Sections Surface. Figura 4.147. Rueda con el neumático y la llanta Con las dos ruedas terminadas, se comienza a modelar un cilindro de unión entre ambos elementos, dibujando en un Sketch una circunferencia de diámetro 2’’ y aplicándole un Pad. Además, se han creado dos pequeños apoyos en los que irán acoplados el resto de los elementos de enlace. Figura 4.148. Ruedas unidas mediante una barra cilíndrica 79 Modelado y recreación Virtual con Catia V5 del avión De Havilland DH-4. Recuperación del Patrimonio Histórico El siguiente paso será crear las uniones con el fuselaje, para lo que se dibujan dos Sketch rectangulares en un plano inclinado, de tal forma que en la vista de perfil se observe la configuración en V. Con estos Sketch, al aplicarles un Pad de 0,7’’, conseguimos modelar los cuatro soportes principales de unión con el fuselaje. Por otra parte, también se diseñan, con la orden Sweep, los dos cables que se unirán con el fuselaje una vez esté ensamblado todo este conjunto. Figura 4.149. Tren de aterrizaje modelado en Catia 4.5.1. Posicionamiento del tren de aterrizaje respecto al fuselaje A la hora de ensamblar todo el tren de aterrizaje al fuselaje, se han tenido en cuenta algunas de las medidas indicadas en los planos, como la distancia desde la parte baja de la rueda a la superficie inferior del fuselaje. Finalmente, aplicando las restricciones ya usadas anteriormente, se obtiene: Figura 4.150. Tren de aterrizaje ubicado en el fuselaje DMU Kinematics 86 El procedimiento seguido en cada una de las simulaciones comienza creándose el mecanismo con la opción New Mechanism de la orden Assembly Constraint Conversion. Figura 6.2. Creación del mecanismo Posteriormente, se procede a fijar aquellos elementos que son inamovibles, mediante el comando Fixed Part, para finalmente elegir el tipo de unión en Joint, definiéndose así el movimiento adecuado entre la parte fija y la móvil. Figura 6.3. Tipos de unión para definir el movimiento Tras esto, con la orden Simulation se permite simular el movimiento del mecanismo elegido. 6.1.1. Movimiento de la hélice Como se ha comentado, en primer lugar se crea el mecanismo llamado “Hélice”, escogiendo como parte fija la carcasa. Seguidamente se elige el tipo de unión, Revolute Joint, al existir cierta relación de giro entre los elementos. En esta opción, se han de seleccionar los ejes y planos perpendiculares tanto de la hélice como de la parte fija, es decir, la carcasa. Además, es necesario marcar la opción de Angle driven, que permitirá establecer un intervalo de ángulos en la simulación 87 Modelado y recreación Virtual con Catia V5 del avión De Havilland DH-4. Recuperación del Patrimonio Histórico Figura 6.4. Revolute Joint aplicado a la hélice Para la animación del giro de la hélice con la orden Simulation, se elige dicho mecanismo, siendo posible regular el rango de los ángulos de giro, de forma que para este caso se selecciona entre 0º y 360º. Figura 6.5. Simulación de la hélice 6.1.2. Movimiento de los alerones Para el caso de los alerones, se repite de nuevo el proceso anterior, creando en este caso un mecanismo para cada uno de ellos, dado que estas superficies móviles presentan un movimiento asimétrico. Previo a crear el tipo de unión, Revolute Joint, se seleccionan los elementos fijos, con Fixed Part, siendo en este caso el ala alta para sus alerones correspondiente y el ala baja para los otros dos. A continuación, se muestra la unión aplicada al alerón derecho del ala alta, seleccionando los ejes de giro y los planos correspondientes, siendo el proceso análogo para el resto de alerones de la aeronave. DMU Kinematics 88 Figura 6.6. Revolute Joint aplicado al alerón derecho del ala alta Finalmente, para la simulación se ha tenido en cuenta que la deflexión de los alerones es limitada, estableciendo un rango entre -15º y 20º, siendo el primer valor para el caso de alerón abajo y el otro para el alerón hacia arriba. Figura 6.7. Simulación del alerón derecho del ala alta 6.1.3. Movimiento del timón de profundidad Este nuevo mecanismo se crea seleccionando como parte fija el estabilizador horizontal del avión, para así poder definir correctamente el tipo de movimiento. Figura 6.8. Revolute Joint aplicado al timón de profundidad 89 Modelado y recreación Virtual con Catia V5 del avión De Havilland DH-4. Recuperación del Patrimonio Histórico Esta superficie suele tener una deflexión máxima de unos 40º hacia arriba y 20º hacia abajo, luego con estos datos se realiza la simulación estableciendo un rango de valores entre -20º y 40º. Figura 6.9. Simulación del timón de profundidad 6.1.4. Movimiento del timón de dirección Para este mecanismo, repitiendo de nuevo los pasos seguidos hasta ahora, la orden Fixed Part se aplica al estabilizador vertical, para después definir la unión Revolute Joint. Figura 6.10. Revolute Joint aplicado al timón de dirección Con respecto a la simulación, la deflexión máxima típica del timón de dirección es de unos 25º a cada lado, estableciendo por tanto un rango de giro entre -25º y 25º. DMU Kinematics 90 Figura 6.11. Simulación del timón de dirección 6.2. Maniobras típicas de una aeronave En este apartado se pretende simular algunas de las acciones típicas que realizan los aviones durante el vuelo, en las que son necesario el uso simultáneo de varios de los anteriores mecanismos. Para ello, se definen en este caso como mecanismos los movimientos que se van a estudiar, incluyendo dentro, las uniones de todos aquellos elementos que intervienen en dicha acción. 6.2.1. Cabeceo Este movimiento que provoca que el morro de la aeronave suba o baje, depende exclusivamente de cómo se deflecte el timón de profundidad. Por tanto, como ejemplo ilustrativo se va a mostrar el caso del avión con el morro subiendo. Para ello, además de simular el giro de la hélice, se dota de movimiento al timón de profundidad, con una deflexión hacia arriba que produce menor sustentación en la cola, haciendo que esta baje y por tanto el morro suba. Al crear el mecanismo con el nombre “Cabeceo arriba”, se selecciona como elemento fijo el fuselaje, para seguidamente, además de crear la unión Revolute Joint para la hélice y el timón de profundidad, establecer relaciones de rigidez entre el resto de elementos y el fuselaje con la orden Rigid Joint. Figura 6.12. Mecanismo creado para la maniobra de “Cabeceo arriba” 91 Modelado y recreación Virtual con Catia V5 del avión De Havilland DH-4. Recuperación del Patrimonio Histórico Con el mecanismo definido, se procede a simular este movimiento, para lo cual se fijan de nuevo los rangos de giro para la hélice y de deflexión para el timón de profundidad. Figura 6.13. Opciones de simulación del mecanismo “Cabeceo arriba” Finalmente se muestra una imagen de la aeronave en esta situación, con el timón de profundidad hacia arriba, provocando que la cola baje y el morro suba. Figura 6.14. “Cabeceo arriba” de la aeronave 6.2.2. Alabeo A la hora de iniciar un viraje, la aeronave debe realizar un movimiento de alabeo alrededor de su eje longitudinal mediante la deflexión asimétrica de los alerones. De esta manera, si se quiere hacer un movimiento de alabeo a la derecha, como el que se va a simular en Catia, el alerón derecho de cada ala sube, provocando menor sustentación y haciendo que estas bajen. Al mismo tiempo, el alerón izquierdo de cada ala baja, generándose mayor sustentación y consiguiendo que estas dos alas suban. DMU Kinematics 92 Al igual que antes, se comienza definiendo el mecanismo llamada “Alabeo derecha”, fijando el fuselaje y creando cada una de las uniones. Figura 6.15. Mecanismo creado para la maniobra de “Alabeo derecha” Para este caso se tienen cinco simulaciones distintas, cuatro de ellas para la deflexión de los alerones y la restante del giro de la hélice. Figura 6.16. Simulación del mecanismo “Alabeo derecha” La siguiente imagen refleja esta maniobra de viraje de la aeronave hacia la derecha, con los alerones deflectados asimétricamente. 93 Modelado y recreación Virtual con Catia V5 del avión De Havilland DH-4. Recuperación del Patrimonio Histórico Figura 6.17. Viraje de la aeronave con “Alabeo derecha” 94 95 7 CONCLUSIONES ras finalizar este ilusionante y a la vez, complejo proyecto, he quedado gratamente sorprendido con las capacidades que ofrece el software de Catia, no solo ya por los resultados que se consiguen a la hora de modelar y ensamblar todo tipo de piezas, sino por la gran cantidad de herramientas de las que dispone que no conocía. Al empezar este trabajo, surgieron muchas dudas sobre si la elección de modelar una aeronave como esta resultaría satisfactoria, pero a la vez supuso un reto importante por el que merecía la pena seguir adelante, pues la soltura y los conocimientos adquiridos con este programa, durante estos meses, no se hubieran conseguido si la magnitud del proyecto hubiese sido menor. Centrándome en el proceso de modelado del avión, cabe destacar la gran dificultad del módulo de superficies, pues eran muchos los errores que aparecían durante el diseño. Sin embargo, estas adversidades sólo servían para seguir aprendiendo, y así ir conociendo mucho más sobre las diversas funciones de este módulo de Catia. También, el haber apostado por iniciarme en un nuevo módulo como es el de DMU Kinematics, ha permitido dotar de mayor realismo al proyecto, y por supuesto a la aeronave modelada. Al comienzo, fue difícil entender cada una de las funciones existentes, pero tras buscar información y ver varios tutoriales, se consiguieron las aptitudes necesarias para comenzar a crear las simulaciones. Vista la aeronave completamente terminada, hace indicar que los objetivos definidos al comienzo de este proyecto se han cumplido dentro del tiempo disponible para su realización. Así, resulta muy satisfactorio ver el trabajo realizado y sobre todo que la dedicación lleva a lograr las metas marcadas. Para concluir, se puede decir que, aunque el haber conseguido un resultado óptimo hace indicar las horas de trabajo que esto conlleva, el fruto más importante que se recoge de este proyecto es todo el conocimiento adquirido de un programa como este, de gran utilidad en el sector aeronáutico. T Anexo de Planos 102 7,7/( 6,=( ':* 5(9 6&$/( :(,*+7 1 $ 5,= $ 0RGHO$LUFUDIWHUV ZZZDUL]RQDPRGHOVFRP $UL]RQD0RGHO$LUFUDIWHUV 1WK3ODFH 6FRWWVGDOH$UL]RQD   6+((72) 'H+DYLOODQG'+ 1$ 5()(5(1&(9,(: 1$ &RPSRQHQWVRIWKLVJUDSKLFKDYHEHHQUHSURGXFHGZLWKSHUPLVVLRQ '5$:1 1$0( ::\ODP 103 BIBLIOGRAFÍA [1] del Río Cidoncha, M. G. (2007). El libro de CATIA V5. Editorial Tébar. [2] Manuel Jesús Ramos Pugnaire, Recuperación del Patrimonio Histórico. Modelado en CATIA V5 R19 del avión caza Heinkel He 162 Volksjäger, Trabajo Fin de Grado, Escuela Técnica Superior de Ingeniería, Universidad de Sevilla, 2021. [3] Wylam, & Schroder, W. L. (1964). Model Airplane News The Best of WYLAM. Book 1: World War 1, Engines, Beech Family, Old Favorites, Guns. Air Age, inc. [4] Wylam, & Schroder, W. L. (1964). Model Airplane News The Best of WYLAM. Book 2: Wrights, World War 1, Between the Wars, World War II, Bombs. Air Age, inc. [5] Wylam, & Schroder, W. L. (1964). 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