¿Por qué las alas tienen relaciones de aspecto altas en los aviones comerciales?

En el Boeing 777x, han ampliado la envergadura del ala para aumentar el área y, por lo tanto, la sustentación. ¿Por qué no cambian la relación de aspecto para que las alas no tengan que ser tan largas pero mantengan la misma área y, por lo tanto, se levanten? esto significaría que no hay necesidad de la bisagra y por lo tanto menos complejo. ¿No significaría esto también que las alas son menos una palanca, por lo que tienen menos fuerza, por lo que podrían ser más ligeras (proporcionalmente menos fuertes) en la unión con el avión? Para ser claros, no estoy hablando de un cuerpo de ala blenda. El ala no sería más gruesa de lo normal. ¿Hay un nombre para esto?

Respuestas (1)

Aerodinámicamente, desea que la relación de aspecto sea lo más alta posible (para un área de ala determinada). Desea una envergadura infinita, porque eso no genera resistencia inducida. Pero eso no es muy práctico en los aeropuertos, y un poco pesado.

Estructuralmente, desea alas cortas y rechonchas porque tienen un momento de flexión muy bajo. De hecho, estructuralmente, desea una envergadura de ala cero. Pero eso no es muy práctico a la hora del despegue.

Como siempre, la conveniencia aerodinámica implica objeciones estructurales y viceversa. Los especialistas en aerodinámica deben llegar a un acuerdo con los ingenieros de estructuras: es necesario encontrar un equilibrio. La mayor envergadura posible, con un perfil lo más grueso posible, utilizando un material lo más ligero posible. Por lo tanto, una envergadura larga es deseable y solo está limitada por restricciones estructurales: como usted dice, en cierto punto, el mayor peso de la envergadura del ala más larga compensará cualquier ventaja aerodinámica.

En aluminio, el óptimo se alcanzó en el transcurso de unas pocas décadas. Pero ahora hay un nuevo material con una mejor relación resistencia/peso: la fibra de carbono compuesta. El carbono es mucho más fuerte que el aluminio y está tejido en una matriz de resina, con la mayoría de los cables en la dirección de mayor tensión. Con la fibra de carbono, se puede optimizar incluso la dirección de la resistencia del material. Y el B787 y el A350 tienen relaciones de aspecto aún más altas que el B777.