Áreas del saber(Ingenieria Aeroespacial)

Astrodinámica

Un satélite en órbita alrededor de la Tierra tiene una velocidad tangencial y una aceleración hacia dentro.

La astrodinámica o mecánica orbital es la aplicación de la balística y la mecánica celeste a los problemas prácticos relativos al movimiento de cohetes y otras naves espaciales. El movimiento de estos objetos se calcula generalmente a partir de las leyes de Newton del movimiento y de la gravitación universal. Es una disciplina central dentro del diseño y control de misiones espaciales.

La mecánica celestial trata más ampliamente la dinámica orbital de los sistemas bajo la influencia de la gravedad, incluyendo tanto las naves espaciales como los cuerpos astronómicos naturales tales como sistemas estelares, planetas, lunas y cometas. La mecánica orbital se centra en las trayectorias de las naves espaciales, incluidas las maniobras orbitales, los cambios en el plano de la órbita y las transferencias interplanetarias, y es utilizada por los planificadores de misiones para predecir los resultados de las maniobras propulsivas. La relatividad general es una teoría más exacta que las leyes de Newton para calcular órbitas, y a veces es necesaria para una mayor precisión o en situaciones de alta gravedad (como órbitas cercanas al Sol). Es la parte de la astronomíaque estudia las órbitas, especialmente de los satélites artificiales y sondas espaciales.

El movimiento de los planetas y otros cuerpos naturales es dominio de la mecánica celeste, disciplina que consiste en la aplicación de las leyes de Newton del movimiento y de la ley de la gravitación universal.

Aerodinámica

La aerodinámica es la rama de la mecánica de fluidos que estudia las acciones que aparecen sobre los cuerpos sólidos cuando existe un movimiento relativo entre estos y el fluido que los baña, siendo este último un gas y no un líquido, caso este que se estudia en hidrodinámica. Su estudio es básico para la sustentación y las superfices hipersustentadoras de las aeronaves y helicópteros.La aerodinámica se desarrolla a partir de las ecuaciones de Newton. Con las ecuaciones de continuidad, cantidad de movimiento y energía se pueden obtener modelos que describen el movimiento de los fluidos. Un caso particular ocurre cuando el movimiento del fluido es estacionario, es decir, las propiedades del fluido solo cambian con la posición en el campo fluido pero no con el tiempo, y cuando además se puede despreciar la viscosidad del fluido. Con estas dos características, movimiento estacionario y no viscoso, se puede obtener una función potencial que al ser derivada se obtenga la velocidad del fluido en cada punto del campo. Una vez hayamos obtenido la velocidad del fluido, podremos hallar otras magnitudes importantes. La aerodinámica clásica que explica cómo se genera la sustentación en los perfiles aerodinámicos se basa en movimientos potenciales. Este tipo de movimiento es ideal, ya que la viscosidad nula nunca se consigue.

Modelando el campo del fluido es posible calcular, en casi todos los casos de manera aproximada, las fuerzas y los momentos que actúan sobre el cuerpo o cuerpos sumergidos en el campo fluido. La relación entre fuerzas sobre un cuerpo moviéndose en el seno de un fluido y las velocidades viene dada por los coeficientes aerodinámicos. Existen coeficientes que relacionan la velocidad con las fuerzas y coeficientes que relacionan la velocidad con el momento. Conceptualmente los más sencillos son los primeros, que dan la fuerza de sustentación ${\displaystyle {L}}$, la resistencia aerodinámica ${\displaystyle {D}}$ y fuerza lateral ${\displaystyle {Y}}$ en términos del cuadrado de la velocidad (V²), la densidad del fluido (ρ) y el área transversal (S_t):

• Coeficiente de sustentación ${\displaystyle {C_{L}}={\frac {L}{{\frac {1}{2}}\rho V^{2}S_{t}}}}$
• Coeficiente de resistencia ${\displaystyle {C_{D}}={\frac {D}{{\frac {1}{2}}\rho V^{2}S_{t}}}}$
• Coeficiente de fuerza lateral ${\displaystyle {C_{Y}}={\frac {Y}{{\frac {1}{2}}\rho V^{2}S_{t}}}}$

Debido a la complejidad de los fenómenos que ocurren y de las ecuaciones que los describen, son de enorme utilidad tanto los ensayos prácticos (por ejemplo ensayos en túnel de viento) como los cálculos numéricos de la aerodinámica numérica.

Propulsión espacial

se denomina propulsión espacial a cualquier tecnología capaz de impulsar una nave por el espacio. Para efectuar viajes espaciales es necesario algún sistema de propulsión capaz de imprimir aceleración a los vehículos. Debido al vacío del espacio exterior, cualquier aceleración deberá basarse en la tercera ley Newton (o ley de acción y reacción), según la cual, «por cada fuerza que actúa sobre un cuerpo, este realiza una fuerza de igual intensidad pero de sentido contrario». De esta manera, si un objeto expulsa parte de su masa en una dirección, el resto del objeto se desplazará en sentido contrario. Este es el fundamento de los motores a reacción, también llamados de «propulsión a chorro»: en ellos, parte de la masa de la nave (el combustible) es expulsada a gran velocidad en una dirección, ocasionando que el resto de la nave se desplace en el sentido opuesto.

El motor más empleado para la propulsión de naves espaciales es el motor cohete, pues es capaz de generar una enorme potencia y, a diferencia de otros tipos de motores, no necesita de oxígeno atmosférico para funcionar. Sin embargo, a pesar de la gran potencia de los motores cohete, no son eficientes para las enormes distancias espaciales. Con este propósito se están desarrollando los motores iónicos, que gracias a la mayor velocidad de salida del propelente pueden ser diez veces más eficientes. Aun así, ningún motor conocido hasta el momento es capaz de obtener velocidades suficientes como para plantear viajes interestelares. No obstante, existen diversas alternativas a los motores a reacción: la más inmediata la constituyen las velas solares, capaces de obtener impulso de la radiación solar, del viento solar, incluso de rayos láser o de microondasenviados desde la Tierra. No se puede descartar tampoco que en un futuro lejano sean viables otros métodos de propulsión más exóticos, como los «motores de curvatura» o motores warp.

Informática

La informática, también llamada computación,​ es una ciencia que administra métodos, técnicas y procesos con el fin de almacenar, procesar y transmitir información y datos en formato digital.

No existe una definición consensuada sobre el término, lo cual puede comprenderse a través de las Discusiones que acompañan esta página. Sin embargo, la Asociación de Docentes de Informática y Computación de la República Argentina han tomado una posición, definiéndola de la siguiente manera:

"La Informática es la disciplina o campo de estudio que abarca el conjunto de conocimientos, métodos y técnicas referentes al tratamiento automático de la información, junto con sus teorías y aplicaciones prácticas, con el fin de almacenar, procesar y transmitir datos e información en formato digital utilizando sistemas computacionales. Los datos son la materia prima para que, mediante su proceso, se obtenga como resultado información.  Para ello, la informática crea y/o emplea sistemas de procesamiento de datos, que incluyen medios físicos (hardware) en interacción con medios lógicos (software) y las personas que los programan y/o los usan (humanware)​"

Es por lo que se hace distinción entre este término y las Ciencias de la computación, puesto que el segundo engloba la parte más teórica mientras que informática se refiere a la aplicabilidad de esta anterior en datos usando dispositivos electrónicos. De hecho se definen cinco subdisciplinas del campo de la informática: Ciencias de la computación, ingeniería informática, sistemas de información, tecnología de la información e ingeniería de software.

La informática, que se ha desarrollado rápidamente a partir de la segunda mitad del siglo XX con la aparición de tecnologías como el circuito integrado, el Internet y el teléfono móvil,​ es la rama de la tecnología que estudia el tratamiento automático de la información.

En 1957, Karl Steinbuch añadió la palabra alemana Informatik en la publicación de un documento denominado Informatik: Automatische Informationsverarbeitung (Informática: procesamiento automático de información).​ El soviético Alexander Ivanovich Mikhailov fue el primero en utilizar Informatik con el significado de «estudio, organización, y diseminación de la información científica», que sigue siendo su significado en dicha lengua.​ En inglés, la palabra informatics fue acuñada independiente y casi simultáneamente por Walter F. Bauer, en 1962, cuando Bauer cofundó la empresa Informatics General, Inc.

Ingeniería mecánica

La ingeniería mecánica es una rama de la ingeniería que aplica, específicamente, los principios de la termodinámica, mecánica, mecánica clásica, mecánica cuántica, mecánica de fluidos, análisis estructural, estática, dinámica, ecuación diferencial, trigonometría, ciencia de materiales para el diseño y análisis de diversos elementos usados en la actualidad, tales como maquinariacon diversos fines (térmicos, hidráulicos, transporte, manufactura), así como también de sistemas de ventilación, refrigeración, vehículos motorizados terrestres, aéreos y marítimos, entre otras aplicaciones.

Los principales ámbitos generales desarrollados por ingenieros mecánicos incluyen el desarrollo de proyectos en los campos de la ingeniería que tengan por objeto la construcción, reforma, reparación, conservación, demolición, fabricación, instalación, montaje o explotación de: estructuras, equipos mecánicos, instalaciones energéticas, instalaciones y plantas industriales.

Ingeniería de materiales

La ingeniería de materiales es una rama de la ingeniería que se fundamenta en las relaciones propiedades-estructura y diseña o proyecta la estructura de un material para conseguir un conjunto predeterminado de propiedades. Esta ingeniería está muy relacionada con la mecánica y la fabricación.

Los objetivos del ingeniero de materiales son dominar al máximo nivel las técnicas avanzadas de producción y transformación de los materiales y ser capaz de contribuir al desarrollo de materiales nuevos y de nuevos procesos de producción. En el mundo cambiante de las nuevas tecnologías del siglo XXI, el Ingeniero de Materiales va a ser un agente imprescindible en la selección de materiales para todas las áreas de la ingeniería y en particular en el mundo del diseño.

La ingeniería de materiales es un título académico reconocido en todo el mundo y que se dedica al diseño, fabricación y comportamiento de todo tipo de componentes y estructuras, utilizando tanto materiales tradicionales como de nuevo diseño. Los coches, la ropa y el calzado, el equipo deportivo, los ordenadores o las prótesis y dispositivos biomédicos se fabrican con materiales cada vez más modernos, incluso basados en la nanotecnología. En estos campos, como en muchos otros, un nuevo material ha sido la clave que ha permitido desarrollar nuevos productos y aplicaciones. Así ha sucedido con los materiales compuestos en aeronáutica y en el deporte de alta competición.

La ingeniería de materiales es la base de los avances tecnológicos que han transformado nuestra sociedad, por lo que el ingeniero de materiales en uno de los perfiles más demandados en todo el mundo para la investigación, el desarrollo y la innovación, siendo un profesional de futuro en la industria. En conjunto, la ingeniería de materiales es una de las nuevas ingenierías del siglo XXI que está diseñada para lograr una sociedad del bienestar más sostenible y eficiente.

Aeroelasticidad

La aeroelasticidad es la ciencia que estudia la interacción entre las fuerzas inerciales, elásticas y aerodinámicas. Fue definida por Arthur Collar en 1947 como "el estudio de la interacción mutua que ocurre dentro del triángulo de las fuerzas inerciales, elásticas y aerodinámicas actuando sobre miembros estructurales expuestos a una corriente de aire, y la influencia de este estudio en el diseño". Otra definición la describe como la rama de la Ingeniería Aeronáutica que se ocupa de la respuesta dinámica de las estructuras ante fuerzas aerodinámicas.