Curso de Ingeniería Aeroespacial

Lección 1 • Matemáticas para Aplicaciones Aeroespaciales

Cubre cálculo vectorial, ecuaciones diferenciales y álgebra lineal, esenciales para modelar sistemas aeroespaciales. Conecta las matemáticas abstractas con problemas físicos de ingeniería.

Lección 2 • Termodinámica y Transferencia de Calor

Introduce las leyes termodinámicas, los ciclos y los modos de transferencia de calor, críticos para la propulsión y la gestión térmica. Conecta los conceptos de energía con el análisis térmico del motor y del vehículo.

Lección 3 • Mecánica Clásica y Dinámica

Aplica las leyes de Newton, los métodos energéticos y la dinámica del sólido rígido a estructuras y vehículos aeroespaciales. Proporciona la base mecánica para el análisis posterior del vuelo y la propulsión.

Lección 4 • Introducción a la Ciencia de los Materiales

Examina los materiales metálicos, compuestos y cerámicos utilizados en estructuras aeroespaciales. Establece criterios de selección de materiales basados en la resistencia, el peso y las propiedades térmicas.

Lección 1 • Teoría de Perfiles Alares y Alas en Flujo Subsónico

Analiza la generación de sustentación, la distribución de presión y la resistencia inducida para alas en flujo subsónico. Conecta la teoría de perfiles delgados con parámetros prácticos de diseño de alas.

Lección 2 • Flujo Compresible y Ondas de Choque

Amplía el análisis de flujo a regímenes transónicos y supersónicos, incluyendo ondas de choque normales y oblicuas. Prepara a los estudiantes para los desafíos del diseño de vehículos supersónicos y tomas de aire.

Lección 3 • Estimación de las Actuaciones Aerodinámicas

Aplica modelos de polar de resistencia y coeficientes aerodinámicos para estimar las actuaciones del vehículo. Integra datos aerodinámicos en el dimensionado preliminar de la aeronave y estudios de compromiso.

Lección 4 • Propiedades de los Fluidos y Regímenes de Flujo

Define la viscosidad, la compresibilidad y el número de Reynolds para clasificar el comportamiento del flujo. Establece la base física para todo el análisis aerodinámico posterior.

Lección 1 • Estabilidad Estática y Dinámica

Evalúa las derivadas de estabilidad longitudinal y lateral-direccional, y su significado físico. Vincula los márgenes de estabilidad con las cualidades de manejo y el dimensionado de las superficies de mando.

Lección 2 • Ecuaciones de Movimiento para Aeronaves

Deduce las ecuaciones de seis grados de libertad que gobiernan la traslación y rotación de la aeronave. Establece el marco matemático para todos los cálculos de actuaciones y estabilidad.

Lección 3 • Envolvente de Vuelo y Límites Operacionales

Define las fronteras estructurales, aerodinámicas y propulsivas de la envolvente de vuelo operacional. Conecta los requisitos de certificación con las limitaciones de diseño.

Lección 4 • Despegue, Aterrizaje y Maniobras

Analiza el recorrido en tierra, la rotación y el franqueamiento de obstáculos para las fases de despegue y aterrizaje. Se extiende al vuelo en viraje, el factor de carga y los diagramas V-n.

Lección 1 • Sistemas de Combustión y Combustible

Cubre la química de la combustión, la estabilidad de llama y el diseño de cámaras de combustión para motores de turbina de gas. Aborda las emisiones, los tipos de combustible y los propelentes alternativos.

Lección 2 • Diseño de Toberas e Integración de la Propulsión

Aplica la teoría de toberas isentrópicas para diseñar toberas convergente-divergentes para un empuje óptimo. Integra la propulsión con la célula de la aeronave para la compatibilidad entre la toma de aire y el sistema de escape.

Lección 3 • Principios de Propulsión de Cohetes

Deduce la ecuación de empuje del cohete, el impulso específico y la ecuación de Tsiolkovski para el delta-V de la misión. Compara los sistemas de propelente líquido, sólido e híbrido.

Lección 4 • Fundamentos de Motores que Respiran Aire

Introduce los principios de operación de turborreactores, turbofanes, turbohélices y estatorreactores mediante el análisis del ciclo Brayton. Establece el empuje específico y el consumo de combustible como métricas clave de rendimiento.

Lección 1 • Fatiga, Fractura y Tolerancia al Daño

Aplica las curvas S-N, la mecánica de la fractura y los modelos de crecimiento de grietas para predecir la vida estructural. Conecta la filosofía de tolerancia al daño con los intervalos de inspección y la certificación.

Lección 2 • Tensión, Deformación y Elasticidad

Introduce los tensores de tensión y deformación, la ley de Hooke y la deformación elástica para materiales isótropos. Proporciona la base analítica para todas las tareas de dimensionado estructural.

Lección 3 • Flexión, Cortadura y Torsión

Analiza vigas y ejes sometidos a momentos flectores, fuerzas cortantes y cargas torsionales. Aplica estos resultados a largueros de ala, cuadernas de fuselaje y ejes de transmisión.

Lección 4 • Pandeo e Inestabilidad Estructural

Evalúa el pandeo de columnas, el pandeo de paneles y los modos de fallo por arrugamiento, críticos para estructuras aeroespaciales de pared delgada. Introduce los conceptos de factor de reserva y margen de seguridad.

Lección 1 • Navegación Inercial y por Satélite

Analiza las unidades de medición inercial, el GPS y los algoritmos de fusión de sensores para la estimación de la posición y actitud. Evalúa la precisión, la deriva y la integridad para diferentes perfiles de misión.

Lección 2 • Arquitectura de Aviónica y Buses de Datos

Examina las arquitecturas de aviónica modular federada e integrada y sus estándares de comunicación de datos. Aborda el procesamiento en tiempo real, la latencia y las consideraciones de ciberseguridad.

Lección 3 • Diseño del Piloto Automático y Leyes de Guiado

Diseña leyes de control de actitud en el lazo interno y de guiado en el lazo externo para vuelo autónomo y semiautónomo. Aplica el control óptimo y la optimización de trayectorias a escenarios de misión.

Lección 4 • Fundamentos de Sistemas de Control

Introduce las funciones de transferencia, los diagramas de bloques y la teoría de control con realimentación para sistemas dinámicos. Establece los criterios de estabilidad utilizados en el diseño de pilotos automáticos y controles de vuelo.

Lección 1 • Sistemas de Comunicaciones y Telemetría

Aplica el análisis de balance de enlace para diseñar sistemas de comunicación de naves espaciales para la bajada de datos y la subida de comandos. Cubre tipos de antena, modulación y requisitos de las estaciones terrestres.

Lección 2 • Mecánica Orbital y Diseño de Trayectorias

Deduce las leyes de Kepler, los elementos orbitales y las ecuaciones de maniobra para órbitas terrestres e interplanetarias. Proporciona la base para el diseño de misiones y el análisis de ventanas de lanzamiento.

Lección 3 • Determinación y Control de Actitud de Naves Espaciales

Analiza los sensores de actitud, los actuadores y los algoritmos de control para naves espaciales estabilizadas en tres ejes. Conecta los requisitos de precisión de la actitud con la selección de sensores y el diseño de las leyes de control.

Lección 4 • Entorno Espacial y Diseño de Misiones

Caracteriza los entornos de radiación, microgravedad y desechos, y sus efectos en el diseño de naves espaciales. Integra las limitaciones ambientales en el desarrollo del concepto de misión.

Lección 1 • Peso, Equilibrio y Centro de Gravedad

Estima los pesos de los componentes mediante métodos estadísticos y analíticos, y realiza un seguimiento del recorrido del centro de gravedad. Asegura los márgenes de estabilidad y control en todas las condiciones de carga.

Lección 2 • Diseño Preliminar y Estudios de Compromiso

Refina el diseño conceptual mediante estudios de compromiso aerodinámicos, estructurales y de propulsión. Utiliza el análisis de sensibilidad para identificar los factores críticos del diseño.

Lección 3 • Integración de Sistemas y Gestión de Interfaces

Gestiona las interfaces mecánicas, eléctricas y de datos entre subsistemas utilizando documentos de control de interfaces. Aplica herramientas de ingeniería de sistemas basada en modelos para rastrear el flujo de requisitos.

Lección 4 • Métodos de Diseño Conceptual y Dimensionado

Aplica el análisis de restricciones, las fracciones de peso de la misión y los diagramas de alfombra para dimensionar un nuevo concepto de vehículo. Traduce los requisitos de la misión en estimaciones iniciales de geometría y peso.