¿Por qué el ángulo crítico de ataque se reduce al aumentar el número de mach o cuál es el efecto de la compresibilidad en el ángulo crítico de ataque?
Primero, tengo que definir cuál es el ángulo crítico de ataque:
Cuando un aerodinámico habla de condiciones críticas, se refiere a la condición en la que la velocidad del sonido se alcanza localmente. El número de Mach crítico es la velocidad, medida en múltiplos de la velocidad del sonido, cuando la velocidad local superior en un campo de flujo es igual a la velocidad del sonido.
El ángulo de ataque crítico es aquel en el que la velocidad del flujo local alcanza por primera vez la velocidad del sonido. Dado que depende de la velocidad de flujo inicial, solo es válido para una velocidad de vuelo determinada.
Dos parámetros son responsables del aumento local de la velocidad: Espesor y ángulo de ataque. Un cuerpo necesita desplazar el aire, por lo que el aire se apretará a su alrededor, acelerándose en el proceso (o disminuyendo la velocidad en un flujo totalmente supersónico).
Cuando se aumenta el ángulo de ataque, el punto de estancamiento se mueve por debajo del morro del perfil aerodinámico, por lo que el aire que fluye sobre la parte superior del ala debe pasar primero por su borde de ataque. Esto lo acelera y conduce a un pico de succión. Otra vista del mismo fenómeno es que el aumento de la succión en el lado superior del perfil aerodinámico acelerará el flujo de aire hacia él.
Con una mayor velocidad de vuelo, se puede tolerar una menor aceleración del flujo local antes de que se alcancen las condiciones críticas. Incluso existe una velocidad máxima en esa región de succión de alta curvatura local que no será excedida en vuelo subsónico y que limita el máximo coeficiente de sustentación posible . Una mayor velocidad de vuelo deja menos margen, por lo que el ángulo de ataque para la sustentación máxima se reduce al aumentar la velocidad de vuelo.
Si por ángulo crítico de ataque te refieres a aquel en el que se alcanza la sustentación máxima (convencionalmente llamado ángulo de ataque de pérdida), lee aquí cómo se puede influir en él. Dependiendo del número de Mach del vuelo, la velocidad de vuelo debe aumentarse o disminuirse para maximizarla.
Darjan
Peter Kämpf
Darjan