¿Cómo podemos determinar la comba y el grosor máximos de las alas de un avión?

Quiero saber si hay factores estándar para determinar la inclinación y el grosor máximos del ala para aviones pesados ​​y livianos.

Estoy usando un proceso de optimización para encontrar la mejor forma de ala para alcanzar la mejor aerodinámica. Por ejemplo, en el modo de crucero para encontrar la relación máxima de elevación sobre arrastre, tal vez elegir una comba más delgada o un grosor tenga una relación C L más alta que C D , pero puede generar problemas con los límites estructurales.

¿Alguien puede ayudarme con algunas buenas referencias sobre los límites apropiados de cambios tanto en el espesor máximo como en la inclinación?

La cámara es buena, pero la comba tampoco es cama.
@mins Si se toma el esfuerzo de hacer ese comentario, también podría hacer el esfuerzo de hacer clic en 'editar' y mejorar la publicación. Es mucho más útil para un nuevo usuario.
@DeltaLima: En realidad era una broma (cámara/cama). Mantener la calma.

Respuestas (1)

Camber eleva el rango operativo del coeficiente de sustentación y aumenta el momento de cabeceo de un perfil aerodinámico. Se recomienda usar mucha inclinación si necesita crear mucha sustentación a baja velocidad y no necesita volar rápido. Por el contrario, los aviones de alta velocidad utilizan alas sin curvatura. Los flaps agregan camber , lo que los hace tan efectivos para reducir la velocidad mínima de los aviones pesados.

Comparación del mismo perfil aerodinámico de referencia con diferentes valores de inclinación

Comparación del mismo perfil aerodinámico de referencia con diferentes valores de inclinación ( fuente de la imagen ). Esto está tomado del Informe NACA 824, que luego se convirtió en uno de los libros más importantes para los aerodinámicos.

El espesor del ala ayuda a construir un ala más liviana pero aumentará la resistencia por fricción debido a las supervelocidades más altas causadas por el efecto de desplazamiento del ala gruesa y provocará una separación más temprana del flujo porque la capa límite está más estresada. Al final, debe encontrar un compromiso: un grosor del 15% al ​​16% es bastante normal para los aviones GA, y las alas de alta relación de aspecto como las del B-24 y el B-29 tenían un grosor de raíz del 22%. pero redujo el grosor hacia el ala exterior tan pronto como sea práctico. El grosor de la punta de ambos era solo del 9%.

La elevación máxima alcanzará un pico de alrededor del 12 % al 15 % de espesor relativo. A continuación, copié la figura 85 del Informe 460 de NACA para ilustrar el punto:

Variación del coeficiente de sustentación máximo con el espesor del perfil aerodinámico

Ahora todo esto era aerodinámica subsónica. Una vez que te acercas a la velocidad del sonido, las supervelocidades pueden causar bolsas de aire supersónico que terminan en un choque local. Por lo tanto, el grosor óptimo se reduce a medida que la velocidad de crucero se acerca a Mach 1, y se agrega el barrido del ala para hacer trampa un poco y mantener el grosor más alto. Los aviones de pasajeros modernos usan perfiles aerodinámicos de alrededor del 13 % de espesor relativo , y las alas supersónicas rara vez usan más del 6 % de espesor relativo en la raíz, y se estrechan entre un 2 % y un 3 % en la punta.

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