Exa II INTRO AERO

En los sistemas de recubrimiento de barrera térmica (TBC), ¿cuál es la razón fundamental para incorporar itria (Y₂O₃) a la zirconia?. Incrementar la porosidad del recubrimiento para reducir la conductividad térmica. Prevenir la transformación de fase martensítica que induce fracturas por cambios volumétricos. Actuar como fundente durante la deposición por plasma. Mejorar la reflexión de la radiación infrarroja.

¿Qué característica distingue fundamentalmente al proceso PS-PVD de otros métodos de deposición de TBC?. Opera exclusivamente en condiciones de vacío absoluto sin gas de arrastre. Combina la proyección por plasma con deposición física en fase vapor en un solo paso. Utiliza un haz de electrones enfocado en lugar de una antorcha de plasma. Requiere un post-tratamiento térmico en horno de inducción.

Considerando los UHTCs para aplicaciones hipersónicas, ¿qué propiedad del carburo de hafnio (HfC) lo hace particularmente valioso?. Su conductividad térmica extremadamente baja. Su punto de fusión superior a 3900°C con estabilidad termoquímica. Su capacidad de absorber ondas de radar. Su punto de fusión menor a 3900°C con estabilidad termoquímica.

En la jerarquía de fibras de refuerzo para compuestos aeroespaciales, ¿qué caracteriza a la fibra de carbono IM7 frente a las fibras de vidrio?. Mayor elongación a rotura y mejor absorción de impactos. Relación resistencia/peso superior y módulo específico más elevado. Menor costo por kilogramo y disponibilidad comercial. Mejor adherencia a matrices epóxicas sin tratamiento superficial.

En la nomenclatura técnica de materiales compuestos, la designación "T700" en una fibra de carbono proporciona información sobre: La temperatura máxima de servicio continuo en grados Fahrenheit. La clasificación comercial que especifica propiedades mecánicas y proceso de fabricación. El número de filamentos por mecha multiplicado por 100. La clasificación comercial que especifica propiedades mecánicas y proceso de fabricación.

¿Cuál es la ventaja fundamental de los compuestos de fibra continua frente a los de fibra corta en aplicaciones estructurales primarias?. Permiten orientar las fibras exactamente según las direcciones de carga principales. Son más económicos de producir en grandes series. Presentan mejor comportamiento a compresión transversal. Tienen mayor tenacidad a la fractura en todas direcciones.

En un sistema TBC completo, la capa de enlace (bond coat) de aleación MCrAlY desempeña un papel crucial porque: Actúa como barrera térmica adicional reduciendo el gradiente de temperatura. Forma una capa de óxido de aluminio (TGO) que protege contra la oxidación y mejora la adhesión. Lubrica la interfaz permitiendo deslizamiento entre capas. Proporciona resistencia estructural adicional al conjunto.

Analizando las aleaciones de aluminio de la serie 2xxx, ¿qué papel desempeña el cobre como elemento de aleación principal?. Mejora la resistencia a la corrosión en ambientes marinos. Permite endurecimiento por precipitación formando compuestos intermetálicos Al₂Cu. Reduce la densidad de la aleación aumentando la flotabilidad. Incrementa la soldabilidad y conformabilidad en caliente.

En la designación de temple "T7351" para la aleación 7150, el dígito "5" seguido de "1" indica específicamente: Un tratamiento de envejecimiento artificial prolongado seguido de temple en agua. Alivio de esfuerzos por estirado mecánico después del tratamiento térmico. Un proceso de estabilización a baja temperatura para eliminar tensiones residuales. Endurecimiento por deformación en frío controlado.

Comparando aleaciones de aluminio fundidas y forjadas, la principal limitación de las primeras para aplicaciones estructurales críticas es: Su mayor susceptibilidad a la corrosión intergranular. La presencia de porosidad y microestructura menos homogénea que reduce propiedades mecánicas. Su menor módulo de elasticidad inherente al proceso de fabricación. La imposibilidad de tratamientos térmicos posteriores.

Entre los UHTCs, el diboruro de circonio (ZrB₂) es particularmente apreciado para aplicaciones hipersónicas debido a: Su capacidad de sublimación endotérmica a altas temperaturas. La formación de una capa protectora de óxido de circonio y boro que resiste la oxidación. Su transparencia electromagnética en frecuencias de radar. Su conductividad térmica ultrabaja que aísla la estructura interna.

En aplicaciones de radomos y ventanas de antena, la fibra de vidrio es preferida sobre la fibra de carbono porque: Presenta mayor resistencia a la fatiga cíclica. Es transparente a las ondas electromagnéticas mientras que la fibra de carbono es conductiva. Tiene menor densidad a las ondas electromagnéticas. Es más compatible con matrices de poliéster.

En el sistema de designación de aleaciones de aluminio, el prefijo "X" en aleaciones experimentales como X201.0 tiene la función de: Identificar aleaciones con contenido reducido de impurezas. Diferenciar lingotes de aleaciones para productos terminados. Marcar composiciones que aún no han sido estandarizadas comercialmente. ndicar aleaciones con tratamiento térmico especial.

La microestructura columnar característica de los TBCs depositados por EB-PVD confiere una ventaja crítica sobre los recubrimientos APS porque: Aumenta la densidad del recubrimiento mejorando la protección contra la oxidación. Proporciona mayor tolerancia a la deformación por diferencias de dilatación térmica. Reduce significativamente el costo de fabricación por pieza. Permite aplicar espesores mucho mayores sin riesgo de desprendimiento.

En los compuestos de matriz cerámica (CMC), el refuerzo con fibras cerámicas cumple la función fundamental de: Aumentar la temperatura de fusión del material compuesto. Proporcionar mecanismos de tenacidad como pull-out y puenteo de fisuras. Reducir la densidad del material final. Facilitar el procesado por infiltración reactiva.

En la secuencia de temples del aluminio, la condición "W" representa un estado metalúrgico específico caracterizado por: Endurecimiento máximo por deformación en frío. Solución sólida sobresaturada inestable a temperatura ambiente. Recocido completo con máxima ductilidad. Estabilización por envejecimiento natural prolongado.

La elección del método APS para recubrir cámaras de combustión en lugar de EB-PVD se basa principalmente en: La estructura laminar del APS que proporciona mejor aislamiento térmico. El menor costo y la posibilidad de recubrir geometrías complejas internas. La mayor resistencia a la erosión por partículas. La mejor adhesión química a superaleaciones base níquel.

La principal restricción operativa de los compuestos de matriz polimérica (PMC) en estructuras aeronáuticas es: Su baja resistencia específica comparada con aleaciones de titanio. La degradación de la matriz a temperaturas moderadamente elevadas (por encima de 150-200°C). Su alta conductividad eléctrica que requiere protección adicional contra rayos. La degradación de la matriz a temperaturas moderadamente elevadas (por encima de 1500-2000°C).

Analizando fibras de alto módulo, la fibra de carbono de módulo ultra-alto (UHM) supera a las fibras de boro en aplicaciones de rigidez crítica porque: Presenta mejor resistencia a la compresión axial. Ofrece módulo específico superior combinado con menor densidad. Tiene mayor diámetro de fibra facilitando el manejo. Es más compatible con matrices termoplásticas.

La aleación 7075-T6, ampliamente utilizada en estructuras aeronáuticas, debe sus propiedades mecánicas excepcionales a: La formación de precipitados coherentes de MgZn₂ durante el envejecimiento artificial. El endurecimiento por solución sólida de cobre en la matriz de aluminio. La presencia de cromo que refina el grano durante la solidificación. El trabajo en frío posterior al tratamiento térmico.

El ahorro de peso del 25% típicamente atribuido a los compuestos frente a metales aeronáuticos se logra principalmente porque: Los compuestos tienen menor densidad intrínseca que cualquier aleación metálica. Permiten diseñar estructuras con rigidez direccional optimizada eliminando material innecesario. Las fibras de carbono son más ligeras que los átomos de aluminio. Requieren menos refuerzos y elementos de unión.

En la designación "A357.0" para aleaciones de aluminio fundidas, la letra "A" inicial modifica la especificación base indicando: Una variante con límites de impurezas más restrictivos que la aleación original. Una composición con elementos de aleación adicionales no presentes en la versión estándar. Un tratamiento térmico especial aplicado durante la fundición. Una aleación desarrollada específicamente para aplicaciones aeroespaciales.

La preferencia por compuestos de fibra continua con matriz polimérica en estructuras primarias aeronáuticas se fundamenta en: Su capacidad de soportar cargas de compresión sin pandeo. La combinación óptima de propiedades mecánicas específicas y flexibilidad de diseño. Su superior resistencia a temperaturas criogénicas. La facilidad de inspección por métodos no destructivos convencionales.

Durante el estudio de factibilidad de un nuevo proyecto aeronáutico, el análisis de las condiciones operativas excluye típicamente: La longitud y tipo de superficie de las pistas de aterrizaje. Las condiciones meteorológicas predominantes en las rutas planificadas. Los costos detallados de certificación por agencias reguladoras. Las características de visibilidad en los aeropuertos de destino.

En un sistema de control de vuelo convencional, los alerones generan momento de alabeo mediante: Deflexión simultánea en la misma dirección en ambas alas. Deflexión diferencial con uno hacia arriba y el opuesto hacia abajo. Deflexión asimétrica del timón de profundidad. Combinación de spoilers y flaps.

La configuración de ala delta ofrece ventajas aerodinámicas específicas para vuelo supersónico que no están presentes en alas rectas, principalmente: Mayor sustentación a bajas velocidades sin dispositivos hipersustentadores. Menor resistencia de onda al operar por detrás del cono de Mach. Capacidad de albergar mayor volumen de combustible estructural. Mejor relación de aspecto para vuelo subsónico eficiente.

En una configuración canard, la relación entre la sustentación generada y el peso del avión difiere de la configuración convencional porque: La superficie canard aporta sustentación positiva mientras que el estabilizador convencional aporta sustentación negativa. Ambas superficies generan sustentación negativa en condiciones normales. La sustentación total es siempre menor que en configuración convencional. El ala principal debe generar sustentación muy superior al peso.

Las especificaciones MIL para aviones militares estadounidenses establecen requisitos más exigentes que las FAR para aviones civiles principalmente en: Consumo de combustible y emisiones contaminantes. Factores de carga límite, maniobrabilidad y supervivencia en combate. Nivel de ruido en despegue y aterrizaje. Comodidad de la cabina de pasajeros.

La resistencia (endurance) de una aeronave, a diferencia del alcance (range), se optimiza cuando el motor opera a condiciones que minimizan: El consumo de combustible por unidad de distancia recorrida. El consumo horario de combustible independientemente de la distancia. La velocidad de avance para máxima eficiencia aerodinámica. La altitud de vuelo para máxima densidad del aire.

La selección de un perfil aerodinámico con mayor espesor relativo beneficia el diseño estructural al: Reducir la resistencia aerodinámica en vuelo de crucero. Aumentar el cajón estructural disponible para resistir momentos flectores. Disminuir el peso del combustible estructural necesario. Mejorar las características de entrada en pérdida.

En el sistema de designación de aleaciones de aluminio forjadas, el segundo dígito proporciona información específica sobre: El porcentaje exacto del elemento de aleación principal. Modificaciones de la aleación original o control de impurezas. La condición de temple aplicable a la aleación. El proceso de fabricación recomendado.

La expresión matemática S = b/2 (cr + ct) para calcular la superficie alar asume una simplificación geométrica fundamental: Que el ala tiene forma trapezoidal con bordes rectos en planta. Que la cuerda varía linealmente desde la raíz a la punta. Que el ala no tiene diedro ni flecha. Ninguna de las anteriores.

La especificación FAR 25 establece la velocidad de aproximación como 1.3 Vs para proporcionar un margen de seguridad que compense: Exclusivamente las ráfagas de viento lateral. Variaciones en técnica de pilotaje, condiciones atmosféricas y errores de indicación. La pérdida de sustentación por efecto suelo. El incremento de peso durante la aproximación.

El mecanismo por el cual un flap Fowler incrementa el coeficiente de sustentación máximo difiere de un flap simple porque: Solo aumenta la curvatura del perfil sin extender la superficie. Aumenta tanto la curvatura como la superficie alar efectiva. Modifica el ángulo de ataque cero del perfil. Activa el efecto de succión en el borde de fuga.

La diferencia fundamental en las unidades del consumo específico de combustible entre motores de pistón (BSFC) y turborreactores (TSFC) refleja: La distinta naturaleza de la potencia generada (eje vs. empuje directo). La mayor eficiencia térmica de los motores a reacción. El tipo de combustible utilizado (avgas vs. jet fuel). La temperatura de operación del motor.

La reducción del CLmax con el ángulo de flecha, modelada mediante la relación cos(Λc/4), tiene su fundamento físico en: La disminución de la componente de velocidad perpendicular a las líneas de cuerda. El aumento del espesor efectivo del perfil en dirección del flujo. La variación del número de Reynolds efectivo. La modificación de la distribución de presiones en la punta alar.

La relación entre Vmp (velocidad de mínima potencia) y Vmd (velocidad de mínima resistencia) en un mismo avión satisface: Vmp < Vmd para todos los aviones. Vmp > Vmd para todos los aviones. Vmp = Vmd para aviones a reacción. Vmp es independiente de Vmd.

La eficiencia aerodinámica máxima (CL/CD)max se obtiene a una velocidad específica donde: La resistencia parásita iguala a la resistencia inducida. La sustentación es máxima. La potencia requerida es mínima. El número de Mach crítico es alcanzado.

La relación de aspecto del empenaje vertical se calcula como Av = h²/Sv, donde la altura "h" se mide desde: La línea de referencia del fuselaje hasta la punta del estabilizador vertical. La raíz del timón hasta el extremo superior del diedro. El borde de ataque en la raíz hasta el borde de fuga en la punta. La intersección con el fuselaje hasta la punta, perpendicular a la cuerda raíz.

La relación entre resistencia inducida y relación de aspecto (A) se explica aerodinámicamente porque: Alas de mayor A tienen vórtices de punta más intensos que aumentan la resistencia. Alas de mayor A distribuyen la sustentación en una mayor envergadura reduciendo la intensidad de los vórtices. La resistencia inducida es independiente de A pero depende del CL. A mayor A, mayor área mojada y mayor resistencia inducida.