¿Disminuye el arrastre por fricción de la piel con la velocidad?

Su pregunta es sobre el arrastre por fricción, mientras que el texto trata principalmente sobre la relación de aspecto. Parece que explica que la elección de la relación de aspecto se base en el arrastre por fricción. Esto no es correcto.

Aquí y aquí hay algunas buenas respuestas para explicar la elección de la relación de aspecto. Verá que tiene que ver principalmente con la resistencia estructural y el volumen del ala para almacenar suficiente combustible. Para los aviones supersónicos, el ala delta proporciona un borde de ataque muy barrido, un ala ligera y rígida y buenas características de baja velocidad, incluso con los perfiles aerodinámicos delgados que son útiles en el vuelo supersónico.

En general, la relación de aspecto se vuelve menos importante cuanto más rápido vuela el avión, porque tiene más aire que fluye por unidad de tiempo para crear sustentación. A velocidad supersónica, parte de la resistencia es proporcional a la inclinación local de la superficie, por lo que los diseñadores intentan que el avión sea lo más elegante posible . Para decirlo sin rodeos, a un avión subsónico le gusta ser lo más ancho posible para reducir la resistencia inducida , mientras que a un avión supersónico le gusta ser más largo para reducir la resistencia de las olas .

El arrastre por fricción aumentará con el cuadrado de la velocidad si todos los demás parámetros son constantes. Dado que una velocidad más alta aumenta el número de Reynolds (la relación entre las fuerzas de inercia y las viscosas), en el mundo real el aumento es ligeramente menor que con el cuadrado de la velocidad. Dado que la sustentación también aumenta con la velocidad al cuadrado, el avión puede volar a mayor altitud donde la densidad es menor, lo que reduce tanto la sustentación como la resistencia.

Ahora debe considerar el cambio de temperatura con la altitud: el aire se enfría cuando se expande, y el aire más frío provoca fuerzas viscosas más altas. Al volar más alto, el número de Reynolds vuelve a disminuir y la resistencia viscosa aumenta. En total, volar más rápido y más alto dará como resultado un ligero aumento de la resistencia absoluta a la fricción en la misma sustentación.

Si traza el coeficiente de arrastre sobre la longitud de la ruta de flujo , encontrará que alargar la ruta de flujo generalmente aumentará la resistencia menos que proporcionalmente. Solo cuando la capa límite es laminar y el alargamiento de la trayectoria del flujo agrega una transición turbulenta, encontrará que la fricción aumenta brevemente más que proporcionalmente. A veces es útil forzar esa transición , pero la mayoría de las veces llega antes de lo que les gustaría a los ingenieros.

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