¿Mantener el motor debajo de las alas no daña la sustentación ya que la velocidad del flujo de aire es mayor debajo de las alas?

Para crear una sustentación, la velocidad del flujo de aire en la parte superior de las alas debe ser mayor que la velocidad del flujo de aire en la parte inferior de las alas.

No, eso no es verdad.

Para crear sustentación, la presión en la parte superior de las alas debe ser menor que la presión en la parte inferior de las alas. La velocidad del flujo de aire no importa.

Supongo que tu proceso de pensamiento es algo como esto:

1. Para crear sustentación, la presión en la parte superior de las alas debe ser menor y la presión en la parte inferior debe ser mayor.
2. De acuerdo con el principio de Bernoulli, el aire que se mueve más rápido tiene una presión más baja y el aire que se mueve más lento tiene una presión más alta.
3. Por lo tanto, para crear sustentación, la velocidad del aire en la parte superior debe ser más rápida y la velocidad del aire en la parte inferior debe ser más lenta.

Sin embargo, el punto 2 aquí es incorrecto. El principio de Bernoulli no dice que el aire que se mueve más rápido tenga una presión más baja. Lo que dice el principio de Bernoulli es que dados dos puntos a y b , si

• el flujo de fluido es constante, y
• el flujo de fluido es incompresible, y
• la viscosidad es despreciable y
• la gravedad es despreciable y
• los puntos a y b están en la misma línea de corriente , y
• el fluido se mueve más rápido en a que en b ,

entonces el fluido tiene una presión menor en a que en b .

Dado que el aire por encima del ala y el aire por debajo del ala no están en la misma línea de corriente, el principio de Bernoulli no dice nada sobre la velocidad del aire que va por encima y por debajo.

Estás siguiendo una vieja teoría de elevación obsoleta, que todavía se enseña en muchos lugares. El ala induce a un gran paquete de aire a moverse hacia abajo a medida que avanza, y esta acción/reacción newtoniana de este paquete de aire que es inducido a moverse hacia abajo es la mayor parte de la "ascensión". La parte de Bernoulli es importante, porque el diferencial de presión es un factor y también es parte de lo que estimula el movimiento del aire sobre el ala.

De todos modos, la mayor parte de la masa de aire que está motivada para moverse hacia abajo está por encima del ala. Puedes poner cosas debajo del ala y tiene poco efecto en esto, pero poner cosas sobre el ala y todo el proceso de hacer que un gran paquete de aire se extienda medio palmo por encima del ala para moverse hacia abajo se interrumpe.

Esta es la razón por la que ves aviones como los Skyraiders completamente adornados con chatarra debajo del ala, pero que tiene poco efecto en la capacidad de sustentación del ala. Pon todo eso encima del ala y nunca despegará. Mismo trato con los motores.

Para crear una sustentación, la velocidad del flujo de aire en la parte superior de las alas debe ser mayor que la velocidad del flujo de aire en la parte inferior de las alas.

Eso es correcto. La elevación es el resultado de una diferencia de presión entre el lado superior e inferior, y la presión es proporcional a la inversa de la velocidad al cuadrado si no se agrega energía.

Pero cuando mantienes el motor en la parte inferior de las alas, ¿no dañaría la sustentación ya que el aire fluye más rápido en la parte inferior de las alas?

Tenga en cuenta el punto sobre la adición de energía en el párrafo anterior. Como señala correctamente @JanHudec, la velocidad en el flujo de escape del motor no indica succión. La presión en la corriente de escape sigue siendo más alta que en la parte superior del ala y la sustentación no disminuye.

Pero el arrastre por fricción es proporcional a la velocidad, por lo que la velocidad más alta en el lado superior causará más arrastre por fricción del soporte del motor y la góndola. Colocar el motor en el lado inferior lo pone en una corriente de aire comparativamente lenta. Además, la admisión del motor ralentizará el aire que tiene delante (efecto ram) y dado que el aire que fluye alrededor de la admisión termina en el lado inferior, este efecto de bloqueo de la admisión del motor provoca menos desaceleración y aceleración del aire, reduciendo pérdidas. Agregar la corriente de volumen mucho mayor de los gases de escape calientes también mantiene alta la presión, ya que todo el volumen detrás de la góndola puede llenarse con gases de escape. Agregar el motor, por lo tanto, aumenta ligeramente la sustentación.

Pero la razón más importante es el mantenimiento y la accesibilidad. El motor de suspensión baja es fácil de alcanzar e inspeccionar. Esa es una de las principales razones por las que todavía se prefiere el diseño "clásico" que comenzó con el Me-262 y se trasladó a los aviones de pasajeros. Ha habido diseños con sus motores montados sobre el ala (para reducir el ruido), pero eso nunca se popularizó.

La siguiente razón es el ruido de la cabina. Al proteger la corriente de escape ruidosa de la cabina colocando el ala entre ambos, la comodidad de los pasajeros mejora significativamente. Esto fue especialmente importante para los primeros jets con sus altas velocidades de escape .

No, porque el aire sigue girando de la misma manera. Incluso podría ayudar un poco, dependiendo de la forma del ala.

1. Para crear sustentación, necesita una presión más baja por encima del ala que por debajo, pero la diferencia de velocidad es el efecto, no la causa de esto. La causa es que al aire le gustaría seguir moviéndose en línea recta debido a la inercia, y la presión disminuye arriba hasta que puede empujar el aire hacia abajo a lo largo de la superficie, mientras que aumenta abajo hasta que puede empujar el aire fuera de su camino.

2. El aire detrás del motor no tiene menor presión. Recuerde que la ecuación de Bernoulli es solo una formulación de conservación de energía para fluidos. Por lo tanto, se aplica cuando el flujo se acelera sin agregar energía . Entonces la presión disminuye para compensar. Pero agregar energía es exactamente lo que hace el motor. Entonces, en este caso, el motor agrega el aumento de energía cinética del flujo y la presión no disminuye (bueno, podría hacerlo, según el diseño de la boquilla y las condiciones de operación, pero el objetivo es que no lo haga, porque de esa manera el motor es más eficiente).