¿Es la presión más baja que la ambiental en el lado de presión (inferior) de un perfil aerodinámico? [duplicar]

He estado leyendo sobre esto durante bastante tiempo y pensé que lo entendía. Luego, en algún lugar, alguien menciona que el aire debajo del ala tiene una velocidad más alta que el ambiente, por lo tanto, una presión más baja que el ambiente. No pude encontrar ninguna otra referencia a esto, así que aquí estoy.

Lo que esto significa es que, en una situación puramente hipotética, sin que la parte superior del ala genere una zona de presión más baja, el avión en realidad sería empujado hacia abajo porque la presión en la parte superior sería la ambiental, por lo tanto, una presión más alta que en la parte inferior.

Esto tiene sentido ya que golpear las moléculas de aire con las alas hará que se aceleren y de repente se muevan más rápido que el ambiente, por lo que tendrán una presión más baja.

¿Qué tan preciso es esto?

Versión de imagen:

arte de elevación legítimo

Es por eso que volar demasiado rápido destrozaría un avión, porque afuera de la piel hay aire que se mueve rápidamente y adentro hay aire que no se mueve, por lo que el interior tiene una presión más alta.
@Sanchises: No, una superficie aerodinámica gruesa con un ángulo de ataque bajo también tiene succión en la parte inferior, solo que menos que en la parte superior. Esta pregunta requiere una respuesta más larga.
@Peter ¡Ilumínanos! ;)

Respuestas (1)

Si el perfil aerodinámico genera sustentación, la presión en la parte superior tiene que ser menor que en la parte inferior. Aún así, puede haber succión (menos presión que la ambiental) en ambos lados.

Como ejemplo extremo, tome el perfil aerodinámico de la solicitud de patente estadounidense 2004/0094659 A1 de Dan Somers. Intenta estabilizar la capa límite en el primer 80% creando una succión creciente sobre la cuerda. La imagen de abajo está copiada descaradamente de esta aplicación.

distribución de presión sobre un perfil aerodinámico SNLF

La presión ambiental tiene un coeficiente de presión c pag de cero, y los valores negativos denotan succión, es decir, menor que la presión ambiental.

Toda la sustentación es generada por el flap altamente combado, mientras que el ala delantera solo comenzará a contribuir con la sustentación una vez que el ángulo de ataque se incremente desde el valor actual de -2°. Tenga en cuenta que los perfiles aerodinámicos para alta velocidad subsónica muestran la misma filosofía de distribución de presión en el techo sobre su parte delantera con carga trasera alta. Tales superficies aerodinámicas exhiben un alto momento de cabeceo y requieren una superficie de cola más grande para la estabilidad, lo que reduce un poco su ventaja de baja resistencia. El siguiente diagrama está tomado de la patente de EE. UU. 3.952.971 de Richard Whitcomb y muestra una superficie aerodinámica transsónica con un impacto débil en su lado superior.

distribución de presión sobre un perfil aerodinámico tipo techo

Este gráfico muestra la diferencia de velocidad ∆v en comparación con la temperatura ambiente y, de nuevo, las velocidades más altas que equivalen a más succión son positivas.

Todos esos perfiles aerodinámicos desarrollarán un pico de succión en el extremo delantero de la superficie superior y un aumento de presión correspondiente en el lado inferior una vez que se incremente el ángulo de ataque. Ahora se agregará una distribución de presión de tipo Birnbaum y, en un ángulo de ataque alto, este efecto dominará la distribución de presión y garantizará una presión superior a la ambiental en el lado inferior. Este efecto será más pronunciado cuanto más delgado sea el perfil aerodinámico: un perfil aerodinámico grueso exhibe un efecto de desplazamiento más fuerte que agrega un poco de succión en ambos lados .

golpear moléculas de aire con las alas hará que se aceleren

No golpeando exactamente: son las moléculas de aire que fluyen alrededor del ala las que contribuirán a un aumento de la velocidad y, por lo tanto, a una presión local más baja. Esto se puede ver mejor por la distribución de la presión alrededor de las superficies aerodinámicas simétricas con un ángulo de ataque cero. Tenga en cuenta en el gráfico a continuación que la succión está en ambos lados y crece con el grosor del perfil aerodinámico. Por supuesto, en ese ángulo de ataque, esos perfiles aerodinámicos no generan sustentación, pero cuando se agrega un ángulo de ataque, lo harán, y necesitará un ángulo más alto para empujar el lado inferior del perfil aerodinámico más grueso hacia la región de presión de c negativa. pag valores.

Distribución de presión no viscosa de superficies aerodinámicas NACA simétricas

Distribución de presión no viscosa de superficies aerodinámicas NACA simétricas ( fuente de la imagen ).

La presión ambiental es más alta que cualquier presión del ala

No del todo: Tenga en cuenta que todos los gráficos muestran un pico de presión en la punta y una recuperación de la presión a una ligera sobrepresión en el borde de fuga. Si bien la mayor parte de la presión alrededor de un perfil aerodinámico grueso con un ángulo de ataque bajo es de hecho más baja que la ambiental, el punto de estancamiento siempre garantizará que esto no sea cierto para todo el perfil aerodinámico.

Creo que la primera palabra debería ser 'sí', no 'no', porque ambos dibujos en la pregunta muestran que la presión es más baja en la parte superior y la pregunta es si la presión en la parte inferior sigue siendo más baja que la ambiental, lo cual usted confirma.
@JanHudec: Inicialmente quería escribir "depende". Tiene razón, un No es claramente engañoso. Pero la nueva comprensión también está equivocada: siempre hay un punto de estancamiento.
@JanHudec y PK: La primera parte que escribí fue el aire golpeando un objeto al azar. La segunda parte (ala en movimiento): en el lado de la presión en un AoA positivo, el aire se acelera hacia adelante, ¿verdad? El aire acelerado pierde presión, amontonándose hacia adelante gana presión, por lo que el conjunto será como la respuesta al duplicado propuesto: presión cercana a la ambiental, ¿es correcto (en la envolvente subsónica)? En otras palabras, Not exactly hittingme confunde porque sigo recordando las dos imágenes aquí , con el aire de hecho moviéndose hacia adelante.
@ymb1: Todo depende del punto de referencia. Si el ala está estacionaria, las moléculas que fluyen hacia el punto de estancamiento serán desaceleradas y ralentizadas. Si el punto de referencia está estacionario y el ala se mueve, el ala agregará algo de energía al flujo del punto de estancamiento y aumentará la presión. Y sí, el aire se acelerará primero hacia adelante, luego hacia atrás en la región de succión y se ralentizará nuevamente cuando abandone el perfil aerodinámico.
@PeterKämpf Intenté explicar el marco de referencia en una pregunta sobre puertos estáticos hace uno o dos años y obtuve un montón de votos negativos, la gente simplemente puede dejar de pensar en el avión como estacionario y el aire fluyendo a gran velocidad. Podría ayudar a su respuesta si explicara más cómo los Cp positivos son más altos que la presión estática de flujo libre.
Entonces ese perfil aerodinámico es solo un carenado para una viga, con una aleta en la parte posterior
¿Es la presión más baja que la ambiental en el lado de presión (inferior) de un perfil aerodinámico? [duplicar]
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