¿Cómo se aplica la regla del área en aviones como el A380?

En primer lugar, el área no debe ser igual, pero el gradiente del área a lo largo de la dirección del flujo debe ser poco profundo. El arrastre mínimo con un volumen dado se puede lograr cuando la distribución del área es la de un cuerpo de Sears-Haack . Idealmente, esta regla se aplica solo a Mach 1 , y una vez que vaya más rápido, las secciones transversales que importan son aquellas a lo largo de un cono de Mach, no las de la sección transversal de la aeronave.

Para el vuelo subsónico, la penalización por ignorar la regla del área es pequeña; solo importa cuando el flujo local es supersónico antes de una contracción del contorno de la aeronave. El flujo subsónico se desaceleraría, mientras que el flujo supersónico se aceleraría aún más y daría como resultado un choque de arrastre intensivo aguas abajo. Agregar algo para llenar la contracción reducirá los gradientes de presión e idealmente evitará el shock. Por esto, la regla de área ayudará a cambiar el inicio del aumento de resistencia relacionado con Mach y permitirá que los aviones naveguen un poco más rápido. Honestamente, no puedo ver la forma de regla de área "obvia" en el A380; para mí, esta es la aerodinámica subsónica clásica que trata de evitar gradientes de presión bruscos en el área de la carga trasera del perfil aerodinámico del ala. Especialmente los pilones exteriores del motor podrían hacerse mejor, pero estoy divagando.

Para los aviones comerciales, es mucho más importante tener una sección transversal del fuselaje constante, lo que hace que estirar el fuselaje sea más simple y mucho más fácil de construir. Gobernar el área del fuselaje simplemente no vale la pena (todavía) cuando su velocidad de crucero máxima es de solo Mach 0.85. Basta con añadir algunos cuerpos de Küchemann para suavizar los gradientes de presión.

A continuación se muestra una comparación de un ala en flecha a Mach 0,9, a la izquierda limpia ya la derecha con carrocerías Küchemann. Tenga en cuenta la separación masiva del flujo en el ala izquierda, mientras que el patrón de flujo en el ala derecha muestra un flujo adjunto.

Comparación de ala Mach 0.9 ( fuente de la imagen )

En los aviones comerciales se aplica mediante el uso de estas cápsulas afiladas debajo de las alas .

Un fuselaje similar a una botella de coca cola sería extremadamente poco práctico para la disposición interna y la carga de carga, por lo que no se hace en los aviones, aunque probablemente podría mejorar un poco la eficiencia.

Lo que se hace es:

• Los motores desplazados por delante del ala ayudan a suavizar el aumento del área transversal alrededor del borde de ataque del ala.
• Los carenados de pista de flaps agrandados, también conocidos como cuerpos antichoque, ayudan a suavizar la disminución del área de la sección transversal alrededor del borde de salida del ala.

Aquí hay un par de imágenes de visualización del flujo de aceite. Presumiblemente, se toman con el mismo número de Mach y coeficiente de sustentación. La imagen de la izquierda parece mostrar la superficie superior del ala con separación de flujo donde el amortiguador se encuentra con la superficie. Las secciones aerodinámicas probablemente son anteriores a los diseños supercríticos. La imagen de la derecha muestra la aplicación de zanahorias Kuchemann (o carenados Whitcomb). El flujo parece ser sin sacudidas.

La imagen inferior muestra la aplicación de estos carenados al Convair 990. Creo que tengo razón al decir que las secciones aerodinámicas supercríticas, que están diseñadas para debilitar el impacto, eliminan el beneficio de estos carenados.

No me queda claro que los carenados de los flaps del A380 (y muchos otros aviones) tengan el mismo (o similar) efecto, ya que el flujo en la superficie inferior del ala es subcrítico en casi todas las condiciones operativas, como Peter Kampf Señala. Su análisis implica que el beneficio no se debe a la regla del área transónica, sino a otros efectos aerodinámicos, y estoy seguro de que tiene razón.