Perfil alar
Fuerzas sobre un perfil alar.
Ejemplo de perfiles presentes en la naturaleza y de algunos vehículos En aeronáutica aeronáutica se se denomina perfil alar, perfil aerodinámico o simplemente perfil, a la forma del área transversal de un elemento, que al desplazarse a través del aire aire es es capaz de crear a su alrededor una distribucin de presiones de presiones que que genere sustentacin sustentacin.. Es una de las consideraciones más importantes en el dise!o de superficies sustentadoras como alas alas,, o de otros cuerpos similares como los álabes álabes de de una turbina y"o compresor, palas compresor, palas de hélices hélices o o de rotores rotores en en helicpteros y estabilizadores. #eg$n el propsito que se persiga en el dise!o, los perfiles pueden ser más finos o gruesos, curvos o poligonales, simétricos o no, e incluso el perfil puede ir variando a lo largo del ala. #in embargo, este concepto no se limita solamente a las aeronaves, ya que todo objeto posee un perfil característico, cuya forma fo rma puede% •
&resentar mayor o menor resistencia al avance en un fluido' por lo tanto, una mayor o menor facilidad de movimiento en dicho fluido.
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(enerar fuerzas dinámicas sobre el mismo, de mayor o menor intensidad en conjuncin al desplazamiento de dicho objeto en el fluido en el que se encuentra.
Índice •
) *ociones básicas
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+ &artes y regiones de un perfil
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&arámetros geométricos de los perfiles
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- lasificacin de los perfiles
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/ 0tros datos
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1 2éase también
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3 4eferencias
Nociones básicas
*omenclatura acerca de un perfil.
&erfil alar un avin 5enney 6itfo7 8(9F0:;
4otor9perfil un 6amov 6a9+1 helicptero
Evolucin histrica de los perfiles. uando la corriente fluida incide sobre el tabln con cierto ángulo de ataque, además de la mencionada fuerza de arrastre, aparece otra fuerza que no tiene la direccin y el sentido de la corriente, sino una direccin perpendicular a ella. Esta fuerza perpendicular al sentido de la corriente, que también depende del ángulo de ataque, se denomina sustentación y puede ser muchas veces mayor que la de resistencia. En aplicaciones en las que deseemos que una corriente fluida >empuje> con la mayor fuerza posible a un slido, este slido se dise!ará de manera que tenga la forma y el ángulo de ataque adecuados para lograr la má7ima sustentacin y el menor arrastre posible. ?a forma del perfil alar influye sustancialmente en las fuerzas de sustentacin y arrastre que aparecerán. El tabln del ejemplo, de perfil rectangular, demuestra ser poco eficiente desde el punto de vista aerodinámico, pues los perfiles eficaces nomalmente presentan un arrastre mucho menor y una sustentacin enorme. &ara ello suelen tener redondeada la zona enfrentada a la corriente 8borde de ataque;, y afilada la zona opuesta 8borde de fuga o borde de salida;. @abitualmente las características aerodinámicas de un perfil alar se encuentran sometiendo a ensayo modelos de perfiles en un túnel aerodinámico 8también llamado túnel de viento; o en un t$nel o canal hidrodinámico. En ellos se miden la sustentacin y la resistencia al variar el ángulo de ataque y las condiciones de la corriente fluida 8normalmente la velocidad de ésta;, y se llevan a unas gráficas de características del perfil. ?os primeros modelos de perfiles ensayados en t$neles de viento surgieron a partir de secciones de peces congelados. 5esde mediados del s. :: se dispone de importantes catálogos publicados que definen la geometría de un perfil y sus curvas aerodinámicas. 5urante la &rimera (uerra Aundial, los ensayos realizados en (ottingen contribuyeron al
dise!o de los primeros perfiles modernos, hasta que a partir de la #egunda (uerra Aundial, tom el relevo en los Estados Bnidos el omité *acional de
Partes y regiones de un perfil ). Corde de ataque 8leading edge;.9 Es la parte delantera del perfil alar. #e le denomina Dborde de ataque ya que es la primera parte que toma contacto con la corriente de aire, provocando que esta se bifurque hacia el intrads y el e7trads. +. Corde de salida 8trailing edge;.9 ?lamado también Dborde de fuga. orresponde al punto en el que las corrientes de aire provenientes del intrads y e7trads confluyen y abandonan el perfil.
Parámetros geométricos de los perfiles ?as características geométricas de un perfil tienen un gran impacto en sus características aerodinámicas. Estas se pueden listar como sigue% ). 4adio del borde de ataque.9 5efine la forma del borde de ataque y es un valor que influye de forma importante en la pérdida. (eométricamente corresponde al radio de un círculo trazado de la siguiente forma% •
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5ebe ser tangente tanto al intrads como al e7trads #u centro debe estar ubicado en una tangente al origen de la línea de curvatura media
#u longitud se mide en H del valor de la cuerda, oscilando entre valores% •
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Auy peque!os 8&r7imos a I;.9 (enera un borde de ataque bastante agudo 8afilado;, que puede causar desprendimiento temprano de la capa límite. =deal para vuelo supersnico. + H de la cuerda.9 (enera un borde de ataque más obtuso 8achatado;.
+. uerda 8chord ;.9 orresponde a la línea recta que une el borde de ataque y el borde de salida. #u valor es una característica particular de cualquier perfil. . ?ínea de curvatura media 8mean camber line;.9 Es una línea equidistante entre el e7trads y el intrads. 5efine la curvatura del perfil de la siguiente manera% •
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#i esta cae por encima de la cuerda 8como en la figura;, se dice que el perfil posee curvatura positiva #i esta cae por debajo de la cuerda, se dice que el perfil posee curvatura negativa. #i esta cae por encima y también por debajo de la cuerda, se dice que el perfil posee una doble curvatura.
-. urvatura má7ima 8maximum camber ;.9 orresponde a la distancia má7ima entre la línea de curvatura media y la cuerda. El valor de su ordenada y la posicin de está ordenada se e7presa por lo general en H de la longitud de la cuerda. Bn valor típico de esta es - H de la cuerda. /. Espesor 8thickness;.9 El espesor es un segmento trazado desde un punto referencial del perfil. E7isten dos maneras de e7presar este concepto, como se muestra en la figura% •
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onvencin americana.9 El espesor es trazado de forma perpendicular a la línea de curvatura media. onvencin británica.9 El espesor es trazado de forma perpendicular a la línea de la cuerda.
5e estas dos formas resultan dos segmentos de longitudes distintas. 1. Espesor má7imo 8maximum thickness;.9 orresponde a la longitud má7ima posible del espesor de un perfil de superficies. El valor de su ordenada y abscisa como valor de posicin, se e7presa por lo general en H de la longitud de la cuerda, oscilando entre los siguientes valores% •
0rdenada igual a H de la cuerda, para perfiles muy delgados 8vuelo supersnico;.
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2alores típicos% 0rdenada igual a )+ H y abscisa igual a I H de la cuerda.
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0rdenada igual a )J H de la cuerda, para perfiles gruesos 8vuelo a baja velocidad;.
Clasificación de los perfiles •
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#eg$n forma% o
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#imétricos
#eg$n sus características% o
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o
o
o
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5e flujo laminar 8perfiles dise!ados para ma7imizar el porcentaje de flujo laminar en la capa límite; 5e alta sustentacin 8perfiles con coeficientes de sustentacin comparativamente altos;
#eg$n orientacin del dise!o hacia un rango de velocidades de operacin% o
#ubsnicos
o
ransnicos
o
#upersnicos
Otros datos
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2iscosidad% propiedad de los fluidos por la que presentan resistencia a la velocidad de deformacin. apa límite% distancia desde la superficie del perfil, hasta el punto en el que la velocidad es idéntica a la de la corriente libre de aire. apa límite laminar% considerado el perfil de un plano, cuando el movimiento del aire se realiza de manera ordenada, en capas paralelas, obtenemos una circulacin laminar y por tanto una capa límite laminar. apa límite turbulenta% en ella el movimiento de las partículas no es en forma de capas paralelas, siendo de forma catica, pasando las moléculas de aire de una capa a otra moviéndose en todas direcciones. Gngulo de ataque% puede ser positivo, negativo o neutro. Fuerza aerodinámica% es la resultante de la conjuncin de las fuerzas que act$an sobre el perfil. ?> 8fuerza perpendicular a la corriente de aire libre; y la resistencia >5> 8fuerza paralela a la corriente libre de aire;. lasificaciones *<<.
Véase también •
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apa límite
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5ispositivo hipersustentador
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Entrada en pérdida
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4esistencia aerodinámica
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#ustentacin
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Foil Lite 8ometa de lámina; 8en inglés;
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&arafoil 8&ara9ala; 8en inglés;
Referencias •
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