¿Se puede aumentar la relación de planeo con la configuración de dos alas?

En lugar de aumentar la envergadura, ¿podría un ala adicional del mismo tamaño o menos que en una configuración de dos alas también aumentar la tasa de planeo?

Para crear sustentación (en un lapso finito), que es una fuerza hacia arriba, el ala aplica una fuerza hacia abajo al aire por principio de acción y reacción y, dado que el aire puede moverse libremente, acelerará hacia abajo. Esto aumentará su energía, por lo tanto, el ala debe realizar algún trabajo sobre ella y este trabajo se manifiesta como resistencia inducida.

Ahora bien, debido a que la energía cinética es proporcional a la masa y al cuadrado de la velocidad, mientras que el momento solo es proporcional a la masa y la velocidad, es más eficiente acelerar más aire a menor velocidad que menos aire a mayor velocidad.

A una velocidad de vuelo dada, se puede afectar más aire al aumentar la envergadura del ala o al tener dos alas lo suficientemente lejos como para afectar el aire diferente . Dado que el ala afecta el aire a una altura comparable con la envergadura, las alas tendrían que estar bastante altas entre sí para que la construcción fuera eficiente, pero tal construcción no sería eficiente mecánicamente, ya que necesitaría pilones muy altos por encima y posiblemente por debajo. . Aumentar el lapso es más fácil.

La relación de planeo está determinada por L/D. Si podemos aumentar la sustentación sin aumentar la resistencia, o disminuir la resistencia sin disminuir la sustentación, tenemos una mejor relación de planeo.

Aumentar la envergadura del ala (para un área de ala determinada => reducir la cuerda) ayuda: la envergadura de ala más larga extiende la creación de sustentación en una distancia más larga, lo que disminuye la resistencia inducida. Mantener el flujo laminar durante el mayor tiempo posible también ayuda.

Su pregunta es acerca de agregar una segunda ala a un avión. El problema con los biplanos es que se construyeron principalmente hace décadas y los asociamos con métodos de construcción más antiguos y principalmente con mucha resistencia, como se aborda en esta pregunta. Parece que el biplano clásico no tiene ventajas aerodinámicas y siempre tiene una relación L/D más baja que un ala mono comparable.

Sin embargo, ahora hay dinámica de fluidos computarizada. Se ha trabajado en la configuración de biplanos con baja resistencia en los últimos años: muchos están detrás de un muro de pago, este no. Su trabajo encontró dos configuraciones con altas relaciones L/D:

• Ala superior AoA = 13º
• Barrido hacia adelante del ala superior = 30º
• AoA ala inferior = -2,8º
• Barrido hacia atrás del ala inferior = 3,5º
• Perfil de ala de ambas alas = NACA 4412
• Ambas alas de 6 pies de envergadura y cuerda de 6 pulgadas
• Calculado L/D = 32,3

La otra configuración que encontraron con una L/D alta fue una configuración canard: un ala frente a la otra. Si insiste en usar dos alas, esta puede ser su mejor opción: un ala montada frente a la otra, de tal manera que el alerón trasero quede fuera del camino de la estela del alerón delantero, o montada en la posición óptima. AoA para el flujo perturbado. Su configuración canard usó dos alas diferentes, lo que resultó en una L/D de 35,8:

Tenga en cuenta que ninguna de las configuraciones incluía un fuselaje de ningún tipo, por lo que su trabajo de CFD tendría que repetirse con el fuselaje y con los cálculos de interferencia. Afortunadamente, el poder de cómputo ha aumentado dramáticamente en los últimos años.