¿Cómo puedo calcular la envergadura efectiva de un modelo de avión de alta relación de aspecto?

He oído hablar de personas que hablan de envergadura y envergadura efectiva.

Considerando:

L = Lift Coefficient . 1/2 Rho . Velocity ^ 2 . Surface Area,

Entiendo que los vórtices de punta aumentan la resistencia, pero ¿reducen la envergadura efectiva de un ala?

¿Cómo se puede calcular esto?

Respuestas (1)

Creo que es mejor reemplazar el término "envergadura efectiva" por "relación de aspecto efectiva". No hay cambios en la envergadura cuando el ala vuela más cerca del suelo, pero se comporta como una equivalente con una relación de aspecto más alta. Las fórmulas básicas pueden permanecer sin cambios, solo se debe ajustar la relación de aspecto.

Piénselo de esta manera: si hubiera un aumento en la envergadura, ¿crecería con él el área del ala? ¿Significaría eso que la carga alar disminuye? No, es mejor asumir que el ala cercana al suelo se comporta como una de la misma área, pero de mayor alargamiento con mayor envergadura y cuerda proporcionalmente más corta.

Sighard Hörner da una aproximación en la página 7-13 de su libro Fluid Dynamic Lift para el incremento por el cual la relación de aspecto efectiva aumenta sobre la relación de aspecto geométrica:

A R A R = 0.09 h b

b es la envergadura y h es la altura del centro aerodinámico sobre el suelo.

También tiene gráficos para el cambio en las relaciones de aspecto efectivas de las colas verticales con la altura a la que se une una cola horizontal, o la relación de aspecto efectiva de un ala de biplano: Gráfica de relación de aspecto efectiva sobre la relación de aspecto geométrica de una cola vertical dependiendo de la ubicación vertical de la cola horizontal ( fuente de la imagen )Gráfico de la relación de aspecto efectiva sobre la relación de aspecto geométrica de una cola vertical según la ubicación vertical de la cola horizontal

El caso en el que tiene sentido una envergadura efectiva es en el cálculo de la ubicación del vórtice y la resistencia inducida de una punta de ala redondeada. Aquí está la lista de formas de punta de ala de Hörner del mismo libro:

Forma de la punta del ala y ubicación de la punta del vórtice para una familia de alas
Forma de la punta del ala y ubicación de la punta del vórtice para una familia de alas ( fuente de la imagen )

Y, por último, no, los vórtices en las puntas de las alas no provocan una resistencia inducida. No se convierte en realidad sólo porque se repite tan a menudo. Por favor mire aquí o aquí para una mejor explicación.