Supongamos que un avión comercial (por ejemplo, un Airbus A320 o un Boeing 737) se reduce a un dron controlado a distancia, de modo que su envergadura sea de dos pies de ancho. Mis preguntas con respecto a este modelo a escala son:
1) ¿Funcionarían los motores a reacción si se redujeran a tales proporciones?
2) ¿Funcionarían las alas, el plano de cola, los alerones, los flaps, etc. si se redujera exactamente en la misma proporción que el fuselaje?
3) ¿A qué velocidad debe rodar el modelo a escala para despegar?
4) ¿A qué velocidades debe volar el modelo a escala para lograr un vuelo estable, si el largo y el ancho de las alas, etc., están hechos correctamente a escala?
5) ¿Es posible que la velocidad de vuelo de un modelo a escala de un avión comercial pueda reducirse hasta el punto de que pueda ser controlado remotamente de manera realista por una persona en tierra en un entorno urbano, como un parque?
6) Una de las cosas que estoy preguntando aquí es: ¿el avión que se muestra en este video puede ser genuino? ¿O es necesariamente un engaño, hecho con gráficos de computadora?
Si reduce la estructura de un avión moderno, funcionaría muy bien. Dado que el volumen se escala con la tercera potencia de la longitud, pero el área se escala con la segunda potencia, la carga alar disminuiría con el factor de escala. Por lo tanto, la presión dinámica requerida para volar también disminuiría con el factor de escala, al igual que todas las presiones aerodinámicas. Esto significa que todas las tensiones dentro de la estructura también se reducirán, por lo que el margen de seguridad estructural aumenta con el factor de escala.
Lo que escala menos bien son los fenómenos de flujo. El número de Reynolds se reducirá con la potencia 1,5 del factor de escala (potencia 1 para la longitud y potencia 0,5 para la velocidad reducida), por lo que la capa límite sería relativamente más gruesa. Esto reduciría el coeficiente de sustentación máxima y haría que los espacios entre los dispositivos de sustentación alta de las alas (slats, flaps) fueran demasiado pequeños para funcionar correctamente. Una ley de escala logarítmica simple funciona bien solo con pequeños cambios y no se puede aplicar aquí. Después de todo, el factor de escala es cercano a 60. Supongo que el coeficiente de sustentación máximo es solo la mitad de lo que es para el avión real, por lo que la velocidad de despegue se reduce en un factor de . Si la velocidad de despegue del original es de 260 km/h, el modelo podría despegar a unos 45 o 50 km/h.
Esta es bastante más baja que la velocidad del avión original, pero todavía demasiado alta para volarla cómodamente en un parque. Un amplio campo abierto sería más adecuado.
Al mismo tiempo, la capa límite relativamente más gruesa significa que la resistencia aerodinámica de la aeronave escalada es relativamente mayor, por lo que la L/D de la aeronave disminuye. Desafortunadamente, el flujo dentro de las turbinas de gas escaladas también se verá afectado negativamente por el número de Reynolds, por lo que producirán poco empuje. En general, estoy bastante seguro de que el Airbus o Boeing escalado no podría acelerar a la velocidad de despegue requerida, ya que tanto el aumento de la resistencia como la pérdida de empuje debido a la escala lo harán imposible.
Dejé la parte más difícil para el final. El flujo en las diminutas líneas hidráulicas sería espeso como la miel (¡pero podría aumentar la presión hidráulica por el factor de escala antes de que las líneas exploten!), y escalar todos los circuitos de control daría como resultado componentes electrónicos que dejarían de funcionar por completo.
Al final, mi respuesta sería un claro no. Requerirá muchas adaptaciones, y solo entonces se podría hacer que un modelo a escala vuele.
Relajado
krishnaraj rao
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