¿Cómo reduce la resistencia el diseño del ala envolvente?

No reduce la resistencia, pero crea más.

Este concepto se llama "ala de caja" y es una variedad de alas cerradas . Otro se llama "ala unida" y fue popularizado por Julian Wolkovitch . Sin embargo, solo las personas que no entienden cómo un ala produce sustentación pueden sentirse atraídas por este concepto: tiene demasiados inconvenientes para la modesta reducción en la resistencia inducida que ofrece. La idea general es barrer la superficie horizontal de una cola en T hacia adelante y estirarla hasta que se una al ala barrida hacia atrás y la alivie al doblarse, similar a un puntal.

Similar a los winglets, la extensión vertical de la estructura del ala involucrará más aire en la producción de sustentación, lo que reduce la resistencia inducida, pero esta estructura extendida debe comprarse con un aumento considerable de masa que revertirá la ganancia en resistencia inducida, porque mucho más Es necesario producir un ascensor para levantar la estructura adicional.

Tenga en cuenta especialmente que el alerón trasero (que se supone que actúa como una superficie de cola) se cargará en compresión para sostener el alerón. Hacer que este alerón trasero sea estrecho lo hará susceptible al pandeo, lo que solo puede evitarse con una estructura rígida y pesada, y aumentará su arrastre por fricción debido a su número de Reynolds mucho más bajo. Cuando se agrega un elemento similar a un winglet entre el ala y la cola horizontal, este winglet ahora se carga al doblarse y también deberá hacerse mucho más fuerte y pesado que un winglet convencional.

Llamar a esto un "avión de Prandtl" es malinterpretar por completo la publicación de 1924 de Ludwig Prandtl , quien entendió muy bien cómo las alas crean sustentación, sobre el beneficio de las alas de caja.

Se comporta como un ala con una relación de aspecto efectiva más alta, gracias a que las puntas de las alas giran en círculo completo, mientras se ajusta a restricciones dimensionales generales más pequeñas. Esta ala también puede ser delgada sin sufrir tanta penalización de peso estructural como lo haría un ala normal gracias al efecto de refuerzo de su forma de caja (pero es necesario que haya más ángulo entre las alas que en la imagen para obtener una mejora estructural significativa).

El precio por eso es que sigue agregando peso y convirtiéndose en un ala biplaza con posible interferencia entre las superficies superior e inferior. ¿Es mejor en general? Parece que el caso general es no, pero lo más probable es que tenga sus nichos donde es mejor.

Ha habido una pregunta relacionada: ¿las alas de caja sufren la resistencia inducida de la misma manera que las alas normales? - que tiene mucha más información detallada en las respuestas. Asegúrese de comprobarlo.

En pocas palabras, es un ala en tándem con una pequeña aleta uniendo las puntas. Básicamente una variación de este artilugio, que vuela, más o menos.

https://en.wikipedia.org/wiki/Archivo:Henri_Mignet_HM_14.jpg

La verdad es que no hay mucho bajo el sol en la aviación que no se haya pensado ya en los años 30.