Al estudiar el avión Helios de energía solar de 247 pies de envergadura de la NASA, parecía que espaciar uniformemente el peso ayudaría a crear una menor tensión de flexión en su envergadura cuando está en vuelo, ya que las fuerzas de gravedad y sustentación se cancelarían entre sí de manera más uniforme en comparación con un solo fuselaje. .
El Helios tenía cápsulas espaciadas colgadas debajo, pero ninguna en los extremos. La aeronave, en medio de turbulencias (quizás una corriente ascendente) que hizo que las puntas de sus alas se doblaran hacia arriba, inició un ciclo de cabeceo arriba/cabeceo abajo hasta que el ala falló. ¿Podría una mayor distribución uniforme del peso en el ala reducir la posibilidad de que esto vuelva a suceder?
La carga alar neta (peso por unidad de área de elevación) no puede ser cero en vuelo nivelado. La sustentación debe ser igual al peso; de lo contrario, la aeronave acelerará en la dirección de la fuerza neta.
La distribución de carga en Helios está diseñada para reducir el momento de flexión a lo largo del tramo, que es algo completamente diferente. Como notas, esa optimización no fue perfecta, aunque la oscilación de cabeceo no estaba necesariamente relacionada con la flexión del ala que se muestra en el video.
el peso y las fuerzas de elevación aerodinámicas solo se cancelarán (carga neta 0)
La elevación y el peso se cancelan cuando la suma de sus vectores es cero . Es decir .
Sin embargo, la carga alar es la relación de sus magnitudes , . Como de la ecuación anterior tenemos , podemos sustituir y trivialmente ver que cuando el peso y la sustentación se cancelan, la carga alar es .
Este es el caso siempre que la aeronave vuele en línea recta y nivelada, a cualquier velocidad.
La única situación en la que la carga neta es cero es cuando la sustentación es cero, lo que significa que está volando a lo largo de una trayectoria de caída libre.
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Roberto DiGiovanni
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