Diseño y fabricación de pedales para un simulador de avión comercial para uso didáctico en Guatemala

Abstract

El proyecto “Diseño y fabricación de pedales para un simulador de avión comercial” aborda la necesidad de una solución accesible y de bajo costo para la formación de pilotos en Guatemala. Ante la carencia de simuladores económicos, el enfoque se centra en desarrollar un sistema de pedales que simule con precisión las maniobras de guiñada en situaciones como despegues y aterrizajes. El diseño de los pedales incorpora un sistema de force feedback para aumentar la resistencia en condiciones de vuelo, simulando las fuerzas reales que enfrenta un piloto. Además, los materiales seleccionados, como el aluminio, el PETG y la madera, aseguran un prototipo ligero, duradero y fácil de ensamblar. El costo total de los materiales para llevar a cabo el diseño propuesto fue de Q595.85, garantizando tanto la funcionalidad como la fiabilidad requeridas para la enseñanza de pi-lotos. Se realizaron cálculos de fatiga, análisis de materiales y se aplicaron procedimientos empleando tecnologías accesibles, como la impresión 3D y sensores de bajo costo. Las pruebas realizadas con el prototipo físico validaron el diseño y la funcionalidad del sistema aplicando distintas fuerzas. Los pedales están diseñados para ofrecer una experiencia de vuelo realista mediante la incorporación de Force Feedback, lo que simula las fuerzas que enfrentaría un piloto. Además, los pedales incluyen frenos independientes para cada pie, lo que permite al usuario controlar también la velocidad en tierra. Se evaluaron cuatro mecanismos de pedales: el primero consiste en pedales independientes con bloqueo en el pedal opuesto; el segundo utiliza un balancín central con un apoyo en la parte inferior de ambos pedales; el tercer mecanismo incorpora dos balancines, uno en la parte superior y otro en la inferior del pedal; y el cuarto mecanismo emplea una barra torsional que convierte el movimiento de rotación en movimiento lineal para accionar el freno. Finalmente, el análisis de los componentes estructurales del sistema de pedales mostró que tanto los perfiles A y B, como los ejes y soportes, tienen una vida útil infinita bajo las cargas aplicadas, garantizando su durabilidad a largo plazo. Además, los factores de seguridad calculados para los tornillos, las uniones pernadas en los soportes y las uniones pernadas al anclaje superan los valores de 2.1, lo que asegura que estos elementos no presentarán fallas bajo condiciones normales de uso.