¿Cuál es el propósito de las cápsulas afiladas debajo de las alas de los aviones?

Son carrocerías Antichoque .

En el rango de velocidad transsónica (por encima de aproximadamente Mach 0,7), la resistencia aerodinámica de la aeronave se rige por la regla del área de Whitcomb , que básicamente dice que para minimizar la resistencia, el área de la sección transversal de la aeronave debe cambiar lo más suavemente posible, independientemente de su forma real. Es algo contrario a la intuición, pero bien establecido.

Compare este dibujo de patente de Junkers (a través de Wikipedia):

que muestra varias combinaciones de motores de posicionamiento para adoptar la regla del área.

Para el diseño de aeronave habitual, la sección transversal aumenta sobre los motores que cuelgan por delante del borde de ataque del ala y luego la parte gruesa del ala y la caja del ala (la parte más gruesa del fuselaje donde se conectan las alas), pero las puntas de las alas son demasiado delgadas. y el área de la sección transversal disminuiría demasiado rápido, por lo que se debe unir algo al borde posterior para que la reducción del área de la sección transversal sea más suave. Los cuerpos antichoque suelen combinarse convenientemente con actuadores de aletas y carenados de pista.

Sin embargo, hay algunos aviones que tienen cuerpos antichoque combinados con otras funciones, por ejemplo, Tu-134 (y muchos otros diseños de Tupolev Design Bureau) retrae el tren de aterrizaje en sus cuerpos antichoque (que son solo uno grande en cada lado):

El actuador de flaps y los carenados de oruga existen en todos los aviones que tienen flaps que se extienden tanto hacia atrás como hacia abajo ( flaps Fowler y sus variantes de doble ranura), pero en aviones más lentos son mucho más delgados. Compare, por ejemplo , ATR-72 , que no necesita ser gobernado por área con su máximo Mach 0.55.

No son tanques de combustible, los tanques de combustible están dentro de las alas.

Esas son cubiertas para los actuadores de flaps: dado que los actuadores y sus rieles sobresalen debajo del ala, sin una cubierta aumentarían considerablemente la resistencia. Las cubiertas son más aerodinámicas y, por lo tanto, producen menos resistencia en general (a expensas de un ligero aumento en el peso total)

No son carrocerías antichoque ni depósitos de combustible.

El manual de vuelo del A320 (ver diapositiva 24) los llama "carenado de flaps" ya que son... bueno, carenados para los flaps y esos carenados son tan grandes como se necesitan para cubrir suavemente los flaps, nada más y nada menos.

La siguiente imagen (obra mía) muestra una de estas orugas de un A300 sin carenado:

La parte amarilla recta (que subrayé en azul) es básicamente un raíl fijado al ala sobre el que se deslizan hacia la izquierda las dos alas (encerradas en un círculo verde) trayendo consigo los flaps; un tornillo sin fin (en rojo) acciona el deslizamiento. La forma del carenado se puede entender desde el fondo del montaje: como se ve, tiene el tamaño necesario para encerrar las estructuras, nada más, nada menos.

Por lo tanto, no cumplen la función de cuerpos antichoque (o cualquier otra función aerodinámica) si no es como un subproducto. Los cuerpos antichoque solían verse como un bulto detrás del borde de fuga y alineados con la cuerda y sobresaliendo tanto por encima como por debajo del ala, como en el Convair 990 :

En los aviones de pasajeros modernos, esa función la asume el carenado bastante grande ubicado donde el ala se encuentra con el fuselaje, en amarillo en esta imagen A380 de Wikipedia :

Afortunadamente, estas dos imágenes se tomaron más o menos desde el mismo ángulo y esto facilita la comparación.

Aquí hay mucha información errónea, y la respuesta principal intenta combinar conceptos de dos aplicaciones diferentes. Estos 'vainas' son carenados de pista de flaps, a veces llamados carenados de borde de fuga, y su propósito es cubrir y reducir el arrastre sobre los mecanismos de servicio pesado que extienden los flaps de un ala de avión durante los regímenes operativos de gran sustentación. Ver https://en.m.wikipedia.org/wiki/Aircraft_fairing

Estos pods no son cuerpos antichoque, a pesar de que casi todas las respuestas intentan usarlo como una palabra de moda. Los cuerpos antichoque están unidos a la superficie superior del borde de fuga (a diferencia de los carenados de pista de aletas, que están unidos a la parte inferior). Se utilizaron cuerpos antichoque para reducir el impacto que se produce sobre el ala mientras se viaja a velocidades transónicas. Quedaron obsoletos con la llegada de las superficies aerodinámicas supercríticas y ya no se encuentran en los aviones modernos.