EFECTOS DEL MACH CRITICO SOBRE ALAS EN FORMA DE FLECHA
Mach Crítico El Mach crítico es el número de Mach de vuelo de una aeronave para el cual la velocidad del aire local máxima alcanza la velocidad del sonido (normalmente en la superficie alar). Esto equivale a que en dicho punto (el punto de máxima velocidad local del aire) se alcanza un Mach igual a 1. a!e destacar destacar que la velocidad velocidad del aire se mide respecto de la aeronave" no respecto de tierra. El número de Mach crítico de cualquier aeronave es siempre inferior a 1" #a que en el fluido que le rodea siempre ha# puntos en los que la velocidad local es ma#or que la velocidad de vuelo. El número de Mach crítico es el punto de partida del r$gimen trans%nico. &e!ido al aumento considera!le de la resistencia aerodinámica que los perfiles sufren cuando vuelan en torno a la velocidad del sonido" el Mach crítico es una primera aproximaci%n a la velocidad máxima de vuelo de cualquier aeronave que ha#a sido dise'ada para volar por de!ao de la velocidad del sonido.
Ala en flecha El ala en flecha es una configuraci%n alar común en los aviones de alta velocidad. a forma más común de ala en flecha es con los extremos de $stas dirigidos hacia atrás (flecha positiva)" en vez de formar un ángulo recto con el fuselae" sin em!argo" la configuraci%n opuesta (con los extremos de las alas dirigidos hacia adelante) tam!i$n se utiliza en algunos aviones.
Velocidad del sonido as alas en flecha se emplean en aviones que realizan parte de sus vuelos en velocidades en torno a la velocidad del sonido.
uando una aeronave se aproxima a la velocidad del sonido" empieza a aparecer el fen%meno conocido como *!uffetting*. El aire alcanza velocidades supers%nicas en los extremos de las alas # esta zona de velocidad supers%nica aca!a en una onda de choque o!licua" que es prácticamente perpendicular en la parte superior del ala.
Desventajas uando un avi%n con alas en flecha vuela a gran velocidad" el fluo de aire tiene poco tiempo para reaccionar # simplemente flu#e en línea recta de delante a atrás so!re el ala. + velocidades más !aas" el aire sí tiene tiempo para reaccionar" # sufre un empue a lo largo de la envergadura por el !orde de ataque en ángulo" hacia las puntas de las alas. En la raíz de las alas" unto al fuselae" esto no tiene un efecto percepti!le" pero al acercarse a las puntas" el fluo de aire es empuado a lo largo de la envergadura" no s%lo por el !orde de ataque" sino por todo el aire que se mueve a lo largo de la envergadura unto a $l. +sí" en los extremos" el fluo de aire se mueve a lo largo del ala" en vez de pasar so!re ella" este fen%meno se conoce como fluo de envergadura. En las alas" la sustentaci%n alar la produce el fluir del aire so!re ella de delante a atrás. +l aumentar el fluo a lo largo de la envergadura" las capas límite so!re la superficie del ala tienen un ma#or recorrido" # así" son más gruesas # más suscepti!les al tránsito a fluo tur!ulento o separaci%n del fluo, igualmente" el alargamiento efectivo del ala es menor" # así" ha# *fugas* de aire alrededor de los extremos de las alas" reduciendo su eficacia" # la sustentaci%n al despegue. El fluo a lo largo de la envergadura en las alas aflechadas genera un fluo de aire que mueve el punto de estancamiento en el !orde de ataque de cualquier secci%n concreta del ala aún más !ao el !orde de ataque" lo que incrementa el ángulo de ataque efectivo de los sectores del ala respecto al ad#acente anterior. El resultado es que los sectores del ala aún más atrás actúan en ángulos de ataque cada vez ma#ores" lo que fomenta una p$rdida precoz de esos sectores. Esto hace que en las alas con flecha hacia atrás entren en p$rdida los extremos" al ser las puntas lo más posterior" mientras retrasa la entrada en p$rdida de los extremos en las alas con flecha hacia delante" en que las puntas están adelantadas. -ormalmente no es un pro!lema" pero como los aviones reducen la velocidad para aterrizar" los extremos pueden en la práctica entrar en la zona de entrada en p$rdida incluso a velocidades donde dicha p$rdida no de!ería ocurrir. anto en las alas con flecha hacia atrás como con flecha hacia delante" la parte posterior del ala entra en p$rdida antes. Esto produce un momento de enca!ritamieefento o de aumento del ángulo de ataque" # así la sustentaci%n neta /centro de presiones/ se desplaza hacia delante. 0i el piloto no lo corrige" el movimiento del morro hacia arri!a se acentúa" lo que provoca que entre en p$rdida una ma#or parte del ala" lo que aumenta el alzamiento del morro" etc. Este pro!lema aca!% siendo conocido como 0a!re dance
en referencia a los -orth +merican /23 0a!re que tuvieron accidentes en los aterrizaes como resultado de estos pro!lemas. 0e desarrollaron varias soluciones para este pro!lema. 4na fue el agregado de una placa o aleta de metal llamada 5ing fence so!re la superficie superior del ala /extrad%s/ para re/encauzar el fluo hacia atrás (esta soluci%n se us% por eemplo en el Mi6/17)" otro dise'o similar fue el a'adir una muesca en diente de perro en el !orde de ataque (+vro +rro5). 8tros dise'os siguieron ideas más radicales" inclu#endo el ala del 9/:1 hunderceptor que se ensancha!a hacia el extremo para dar más sustentaci%n en los extremos" # los !ritánicos se inclinaron por una planta del ala en medialuna compound s5eep o ala cimitarra que tenía una ma#or flecha unto a la raíz del ala" aflechamiento que se i!a reduciendo a lo largo de la envergadura" al igual que el espesor del ala" utilizada en el ;andle#
om!arderos 0erie =. as soluciones modernas al pro!lema #a no precisan dise'os *personalizados* como estos. a adici%n de slats /ranuras/ en el !orde de ataque # grandes flaps compuestos dispositivo hipersustentador en las alas ha resuelto ampliamente el pro!lema. En dise'os de cazas la adici%n de extensiones en el !orde de ataque" hecha para meorar la manio!ra!ilidad" tam!i$n sirve para a'adir sustentaci%n durante el aterrizae # reducir el pro!lema. El ala en flecha tiene varios pro!lemas más. 4no es que sea cual sea la longitud del ala" la envergadura real extremo a extremo es más corta que la de cualquier ala que no sea en flecha. a resistencia a !aa velocidad está fuertemente relacionada con la relaci%n de aspecto /alargamiento/" la envergadura comparada con la cuerda, un ala en flecha siempre tiene más resistencia a !aa velocidad. 8tro pro!lema es el par aplicado por el ala al fuselae" #a que !uena parte de la sustentaci%n que produce el ala queda detrás del punto en que la raíz del ala se une al avi%n. inalmente" mientras es realmente fácil hacer pasar los spars /largueros/ principales del ala de un lado al otro del fuselae en un dise'o de ala recta" para usar una única pieza continua de metal" esto no es posi!le en el ala en flecha porque los largueros se encontrarían en ángulo.
