Estoy familiarizado con el sistema de diseño de perfiles aerodinámicos de 4 y 5 dígitos de NACA, pero me preguntaba si alguien tenía algún material de referencia o software para diseñar un perfil aerodinámico completamente personalizado.
Por lo que entiendo, muchas aeronaves nuevas usan perfiles aerodinámicos que no son NACA completamente personalizados, a veces varios perfiles aerodinámicos diferentes en la envergadura. Tengo curiosidad acerca de cómo va el proceso de diseño desde las especificaciones del flujo de aire (ángulo de incidencia, quizás el barrido del ala, la velocidad del aire, la densidad, el número de Reynolds, etc.) hasta un nuevo perfil aerodinámico personalizado.
El barrido del ala, la incidencia y la geometría del perfil aerodinámico deberán ajustarse para lograr el mejor rendimiento a una determinada velocidad del aire, densidad y número de Reynolds.
El software que mencionó egid es un buen lugar para comenzar. Mientras estudiaba aeroespacial en la universidad, XFOIL se utilizó para el análisis básico de perfiles aerodinámicos en nuestras clases.
Otro programa utilizado fue AVL . Esto analiza la aeronave como un todo y puede modelar otras cosas como la estabilidad dinámica.
Me alegro de que también se haya mencionado XPlane, aunque no lo consideraría la herramienta más científica para probar la geometría del ala. Es una forma interesante de probar configuraciones ya que utiliza la geometría del avión para simular las características de rendimiento.
Para considerar más variables como el barrido, diedro y diferentes superficies aerodinámicas sobre la envergadura, se utiliza el software de dinámica de fluidos computacional (CFD). ANSYS Fluent es un ejemplo. Hay muchos otros paquetes disponibles, y cualquier persona que se dedique seriamente al diseño comercial de perfiles aerodinámicos tendrá software propietario y métodos para esto.
Por supuesto, incluso en los días de las supercomputadoras y CFD, las pruebas en túnel de viento siguen siendo muy importantes. Los modelos a escala se pueden probar para validar los modelos informáticos y demostrar el rendimiento.
En cuanto a los requisitos, pueden ser muy complicados. Para las aeronaves, por supuesto, el objetivo principal es proporcionar la menor resistencia aerodinámica en condiciones de crucero. Sin embargo, muchos otros factores incluyen:
Y probablemente muchos más. Por supuesto, la velocidad y las condiciones del aire también afectarán al fuselaje, el empenaje (cola) y sus superficies de control, y los motores, por lo que esto también se tendrá en cuenta.
XFOIL es una pieza de software gratuito que parece estar en desarrollo al menos semiactivo (última actualización este año, nada durante los dos años anteriores). Nunca lo he usado y no sé nada al respecto; esto fue simplemente el producto de una búsqueda en Google de " diseño aerodinámico ".
XPlane tiene una función llamada Airfoil Maker con la que me metí una vez. Me lastimó el cerebro, pero no necesariamente porque fuera malo, son cosas complicadas. La parte divertida de XPlane para el diseño es que también puede diseñar o modificar aeronaves y volarlas para ver cómo los cambios afectan el rendimiento, el manejo u otras características.
XFLR5 es un software fantástico para el diseño de perfiles aerodinámicos. Es básicamente una interfaz gráfica de usuario para xfoil @egid mencionado.
Es muy bueno para flujos de bajo número de Reynolds, es decir, aviones más grandes o modelos de aviones bastante lentos. Aquí hay un enlace a un tutorial rápido sobre el software, y hay muchos otros tutoriales que encontrará en Google.
En las últimas versiones puedes incluso diseñar planos completos.
Las empresas más grandes utilizarán software de dinámica de fluidos computacional (CFD), que en realidad resuelve las ecuaciones que rigen la dinámica de fluidos para un modelo seleccionado (Xfoil y XFLR5 resuelven otras ecuaciones muy simplificadas). Sin embargo, los paquetes de CFD comerciales son generalmente MUY caros, aunque OpenFOAM es un paquete de código abierto que está ganando popularidad.
Sin embargo, CFD es una ciencia en sí misma y si no sabe lo que está haciendo, probablemente obtendrá resultados inútiles.
Saludos
Para una tarea de diseño reciente que involucraba perfiles aerodinámicos reflex, intentamos obtener algunos datos de este programa de www.mh-aerotools.de. Hay un subprograma y una descarga, no pude ejecutar el subprograma pero la descarga es bastante extensa.
Sin embargo, su problema es probablemente que cualquier fabricante de aeronaves de tamaño decente tendrá su propio software CFD patentado para el propósito y programadores e ingenieros aeronáuticos calificados para acompañarlo.
Casi una década después... el complemento llamado " Airfoil Tools " para Fusion 360 (Mac y Windows) tiene una potencia ridícula y es gratuito.
xpda