¿Por qué los winglets que apuntan hacia abajo son más eficientes?

Si bien la mayoría de los aviones tienen alerones que apuntan hacia arriba

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también hay algunos UAV (no pude encontrar ningún avión tripulado 1 ) con aletas que apuntan hacia abajo.

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Estoy bastante seguro de que otras consideraciones, como la distancia al suelo, la protección del sistema de hélice/cámara y la estabilidad, fueron los factores determinantes en los ejemplos que se muestran arriba.

Sin embargo, según un estudio (p. 11) al que se hace referencia en esta pregunta , los winglets que apuntan hacia abajo son más eficientes.

Esto también significa que las alas que sobresalen no son tan eficientes como doblarlas.

No pude encontrar las fuentes mencionadas en el documento.

¿Qué hace que las aletas que apuntan hacia abajo sean más eficientes? ¿Cuáles son las diferencias relacionadas con la eficiencia entre las dos direcciones?


1 : No, no cuentan ni los A-10 ni puntas de alas similares .

Respuestas (2)

Para la eficiencia, la orientación de las aletas no es importante. Lo mejor sería estirarlos horizontalmente, pero en un canard cumplen una doble función como colas verticales.

Las cosas se ven diferentes cuando se agregan las maniobras: ahora el alerón que apunta hacia abajo es superior, especialmente si lleva un timón . Cuando se ordena el balanceo desviando los alerones, el cambio de sustentación en el ala exterior se transferirá al winglet. En los winglets que miran hacia arriba, esto crea un momento de guiñada opuesto, mientras que en los winglets que miran hacia abajo, este momento de guiñada respalda la maniobra de giro prevista.

Además, se ven más frescos.

Se ven muy bien de hecho. Leí en alguna parte que en aeronáutica, si se ve bien, generalmente lo es.
Hubiera pensado que la dirección tampoco importa (el componente de velocidad vertical inducido por vórtice en el ala debería ser igual, lo que implica un arrastre inducido igual). Después de leer el documento nuevamente, estoy pensando que probablemente sea un problema de comprensión de mi parte y que el folding them downdel documento solo significa no winglet at allen lugar de pointing downward. ¿La ventaja de arrastre que mencionas en la pregunta que vinculé solo se refiere a alerones desviados?
@Gypaets: Sí, solo al maniobrar, es decir, con alerones o balanceo. Y necesitan estar detrás del CG para hacer eso.
Si bien los alerones de los aviones de pasajeros no tienen superficies de control, me imagino que la maniobrabilidad mejorada de un alerón girado hacia abajo es en realidad un detrimento para un avión de pasajeros. Los deportistas de combate y los "pilotos" de vehículos aéreos no tripulados adoran un giro rápido, pero la abuela y el abuelo quieren un viaje agradable y suave como un Cadillac en su camino a Florida o para ver a sus nietos.

Un aspecto de la eficiencia que mejoran las puntas de las alas que apuntan hacia abajo es una mayor elevación del fondo debido a una mayor compresión del aire debajo. Las "tapas de los extremos", los tanques de combustible en las puntas de las alas, las alas anhedraladas, las orejas de Lippisch, las puntas de las alas plegables hacia abajo (como se ve en el XB-70) y las aletas que apuntan hacia abajo logran el mismo efecto.

Estos beneficios deben sopesarse frente al aumento de la resistencia (con la excepción del XB-70) y agregarlos al diseño produce.

Sin embargo, para el dron más pequeño que se muestra arriba, las puntas de las alas que apuntan hacia abajo también cumplen una función muy importante que uno de mis mentores describe mejor de la siguiente manera: "Si fueras una gaviota, no querrías que un viento cruzado te lleve a un acantilado". Las puntas de las alas que apuntan hacia abajo giran y giran el avión en una ráfaga de viento cruzado, mientras que el diseño "clásico" del estabilizador vertical apuntando hacia arriba tenderá a rodar alejándose de la ráfaga, especialmente si la ráfaga queda "debajo" del ala de barlovento. Para un modelo (o un pájaro) muy ligero, el resultado es rodar y empujarse a favor del viento. No es un buen día para esa gaviota.