En muchos aviones de combate, veo una entrada muy inclinada, como el F-15.
Siempre pensé que esto es para ayudar a ingerir aire en ángulos de ataque altos. Sin embargo, ¿qué pasa con algo como el MiG-21?
No hay entrada inclinada allí. Sin embargo, en Wikipedia dice: "Sus límites G aumentaron de +7G en las variantes iniciales a +8,5G en las últimas variantes". Y tiene una cita para ello.
Entonces mi pregunta es, ¿funcionan bien los conos nasales en ángulos de ataque altos? Y si es así, ¿cómo?
No, no lo hacen.
La entrada inclinada está inclinada porque la parte superior produce una onda de choque de compresión que golpea el labio inferior de la entrada, por lo que se ingiere todo el aire comprimido y no se desperdicia nada. Para hacer esto de forma fiable hasta Mach 2,5 (donde el ángulo del cono de Mach es de 73,8° con respecto a la vertical), toda la entrada debe estar inclinada en esos 73,8° (en realidad, un poco menos debido a la cuña de entrada). Para ajustar la admisión para diferentes números de Mach, una o ambas partes son ajustables, como se muestra en el ejemplo del F-14 a continuación.
Secciones transversales de la entrada del F-14 a velocidad subsónica, transsónica y supersónica. Tenga en cuenta que los choques del ejemplo supersónico no encajan bien con la geometría de admisión: la geometría está optimizada para un número de Mach mucho más alto que el que se muestra. Ver aquí para un mejor ejemplo.
Aquí hay una sección transversal (admitida bastante desordenada) de la entrada del F-15. La cuña superior ajustable es claramente visible ( fuente de la imagen ):
Para minimizar las pérdidas, la admisión superior utiliza rampas ajustables para forzar choques adicionales de modo que la compresión ocurra sobre una secuencia de choques débiles y oblicuos.
Con respecto a las tomas de pico : eran la forma más ligera y sencilla de producir tomas supersónicas eficientes y no eran adecuadas para grandes ángulos de deslizamiento lateral o ángulos de ataque. Tenga en cuenta que eran una característica de los primeros vuelos supersónicos cuando la velocidad era el objetivo principal y desde entonces han sido reemplazados por tomas de rampa o incluso pitot.
Curiosamente, una maniobra de G alta puede tener un AOA más bajo que una maniobra de pérdida. La entrada de punta del MiG 21 es de la década de 1950, también se ve en el SR-71 y se usa para resolver el problema de reducir la velocidad del aire de entrada supersónico a un flujo subsónico que luego se alimentaba al turborreactor.
El MiG 21 fue diseñado más para golpear y correr y no es tan versátil como el F-15 Eagle, que lo sucedió y sus contemporáneos F-104 Starfighter y F-4 Phantom en la década de 1970.
Es dudoso que una entrada de picos sea tan efectiva como las entradas de los F-15 durante maniobras de AOA alto y de baja velocidad, pero tampoco lo sería el resto del avión. Sería mucho mejor quedarse con sus puntos fuertes.
El MiG 29 y el Sukhoi Su 27, desarrollados y puestos en servicio justo después del F-15, cuentan con tomas de aire similares, al igual que el más rápido de ellos, el MiG 25.
Parece que los diseñadores razonaron que la nariz del avión en sí podría ser el "pico", colocando las tomas del turborreactor en el costado (más atrás) dentro del "cono" de la onda de choque.
Para maniobras subsónicas de alto AOA, las ventajas de colocar tomas de aire en ángulo en el costado (o debajo) son obvias, y también podrían conducir a... un mejor diseño de tubo pitot para aeronaves GA.
Hombre libre
Roberto DiGiovanni
Roberto DiGiovanni