¿Este perfil aerodinámico en forma de cuadrilátero produciría sustentación con un ángulo de ataque cero?

Recientemente he estado estudiando las formas y características de diferentes perfiles aerodinámicos de gran sustentación que se han utilizado para aeronaves VTOL. Mientras estudiaba estos diferentes diseños hoy, un diseño particular de perfil aerodinámico en forma de cuadrilátero me vino a la mente y ahora tengo mucha curiosidad por saber si esta forma de perfil aerodinámico sería ideal como perfil aerodinámico de gran sustentación para un avión VTOL, ya sea como un ala aerodinámica para un avión VTOL, o tal vez como una pala de rotor para un helicóptero de gran altura.

Creo que este perfil aerodinámico debería producir sustentación a pesar de que tendrá un ángulo de ataque cero a medida que se mueve por el aire.

Por favor, consulte el siguiente dibujo:

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Producirá mucha resistencia pero al mismo tiempo creo que el diferencial de presión de aire debería producir mucha sustentación.

¿Este perfil aerodinámico en forma de cuadrilátero produciría sustentación con un ángulo de ataque cero?

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Cambié la pregunta principal de '¿Este perfil aerodinámico en forma de cuadrilátero sería ideal para aviones VTOL?' a '¿Este perfil aerodinámico en forma de cuadrilátero produciría sustentación con un ángulo de ataque cero?' porque esta es realmente la respuesta particular que estoy buscando.

"Yo creo..." - ¿Sobre qué base? ¿Has puesto esto en un túnel de viento y lo has probado? ¿Por qué crees que los ingenieros que han probado los perfiles aerodinámicos no han encontrado esto todavía?
@CatchAsCatchCan, dije eso debido a mi interés en los aviones VTOL y debido a mi autoestudio de superficies aerodinámicas y aerodinámica en los últimos años. De hecho, estoy planeando hacer un juego de cuchillas con este diseño en particular en mi impresora 3D e instalarlas en mi dron para ver si levanta el dron, pero antes de hacerlo, primero me gustaría recibir algunos comentarios al respecto. diseño de verdaderos expertos aerodinámicos.
Bueno, en la fase vertical del vuelo, el ala de un avión VTOL no tiene velocidad de avance, por lo que no tiene sustentación. Una vez que ha hecho la transición al vuelo horizontal, un avión VTOL es solo un avión. Cuidado con Dunning Kruger
@ user255577: Creo que necesitas aclarar algo. Por "palas", ¿te refieres a las hélices (¿o rotores?) de los motores? Eso es bastante diferente a un ala.
@CatchAsCatchCan, entiendo lo que dices y quiero señalar que no soy un experto en aviación ni pretendo serlo. Solo quiero saber si este perfil aerodinámico en particular producirá sustentación mientras se mueve por el aire con un ángulo de ataque cero.
@jamesqf, debería haber dicho 'palas de rotor de helicóptero' y 'alas de avión'.
Hay formas mucho más eficientes y probadas para elegir, ¿por qué esto?
@MichaelHall, he estado muy interesado en encontrar un perfil aerodinámico que pueda levantar un avión sin obtener ningún impulso por la desviación del aire hacia abajo, lo que hacen casi todos los perfiles aerodinámicos.
@user255577, "por cada acción hay una reacción igual y opuesta". Todos los perfiles aerodinámicos que generan sustentación crean su fuerza ascendente al producir una fuerza aerodinámica. Esto es física básica.
@MichaelHall, entiendo esa ley. Sin embargo, este perfil aerodinámico aún debería crear una fuerza ascendente ya que debería haber una presión de aire baja sobre la superficie superior de la pendiente del perfil aerodinámico, el área del perfil aerodinámico que está en un ángulo de 45 grados. Por lo que puedo ver, el diferencial de presión de aire entre las superficies superior e inferior de la sección de pendiente debería crear una fuerza ascendente que debería levantar el perfil aerodinámico.
Si hay un diferencial de presión neta entre la superficie superior e inferior, entonces debe haber aire desviado hacia abajo. Uno es equivalente al otro. Si cree que su perfil aerodinámico genera sustentación y, de hecho, comprende las leyes de Newton, sabe que el aire se desvía hacia abajo.

Respuestas (3)

Dibuja una línea desde el borde de ataque hasta el borde de salida. Esta es la cuerda y tiene un ángulo de ataque positivo a medida que se orienta la forma. Por lo tanto, su premisa de que esto tiene un ángulo de ataque cero es incorrecta.

Dado que puede producir sustentación con un ángulo de ataque positivo utilizando una placa plana, es razonable suponer que esta forma, tal como se dibuja, debería producir cierta cantidad de sustentación. Pero si se orientara de modo que los bordes delantero y trasero estuvieran alineados (AOA cero), no sería así.

Sin embargo, también tendrá un tremendo arrastre y probablemente muy malas características de pérdida con la esquina afilada en la superficie superior causando una separación prematura del flujo de aire.

Hay muchos diseños probados de superficies aerodinámicas. Si fuera una buena idea, alguien lo habría intentado en los últimos 100 años.

gracias por señalar eso sobre la línea de acordes. Supongo que lo que debería haber escrito es que la superficie inferior de este perfil aerodinámico permanecerá paralela con el suelo a medida que se mueve por el aire, u otra forma de decirlo es que el perfil aerodinámico siempre estará en la misma posición que se muestra en el dibujo.
Comprendido. Solo por curiosidad, admites que no eres un experto en aviación, entonces, ¿por qué crees que este diseño podría ser una buena idea?
Debo admitir que la forma en que imaginé que el aire se movía alrededor de este perfil aerodinámico fue incorrecta y que este perfil aerodinámico no creará sustentación.

Definitivamente crearía algo de elevación si volara supersónico;)

De lo contrario, los bordes afilados obligan al flujo a separarse y, por lo tanto, destruyen cualquier capacidad de elevación de la forma.

Sí, producirá sustentación, al igual que cualquier cuerpo que sea asimétrico con respecto al campo de flujo producirá sustentación.

Un programa como XFOIL puede estimar su sustentación y arrastre en varios ángulos de ataque y en varios números de Reynolds. Si quisiera convencer a un profesional para que construya un perfil aerodinámico de este tipo, primero querría esos números.

¿Tiene una fuente para la afirmación de que cualquier cuerpo asimétrico produce elevación? Creo que es una afirmación interesante y me gustaría saber más.
Agitando la mano , tal cuerpo provoca un flujo vertical, posiblemente hacia arriba, posiblemente hacia abajo, pero no cero; acción-reacción significa que el cuerpo luego experimenta elevación. Experimentalmente , una placa plana que probé en el túnel de viento de baja velocidad de la UIUC con una cara ligeramente más áspera que la otra produjo sustentación en AoA=0. Matemáticamente , probablemente podrías construir algo patológico donde todos los levantamientos y torsiones se cancelaran... Me encantaría ver una bestia así.
Ah, sí, estaba especialmente interesado en su último punto. Supongo que el contraejemplo obvio sería un avión que está ajustado para un vuelo nivelado en 0g (suponiendo que la mayoría de los aviones no sean completamente simétricos). Así que supongo que casi todos los cuerpos asimétricos producen sustentación.
Entonces, ¿el Vomit Comet está ajustado para un vuelo sin intervención durante su segmento parabólico? Todavía hay algo de empuje y arrastre, pero supongo que es tan libre de sustentación como una pelota de golf...
Una pelota de golf que no gira ;)
¿Este perfil aerodinámico en forma de cuadrilátero produciría sustentación con un ángulo de ataque cero?
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