La distribución de fuerzas sobre un ala en vuelo es compleja y variable. Esta imagen muestra las fuerzas para dos perfiles aerodinámicos típicos, un diseño simétrico a la izquierda y un diseño asimétrico más típico de los diseños de baja velocidad a la derecha. Este diagrama muestra solo los componentes del elevador; las consideraciones de resistencia similares no se ilustran. Se muestra el centro aerodinámico, etiquetado "ca"
Los pares o momentos que actúan sobre una superficie aerodinámica que se mueve a través de un fluido pueden explicarse por la sustentación neta y la resistencia neta aplicadas en algún punto de la superficie aerodinámica, y un momento de cabeceo neto separado alrededor de ese punto cuya magnitud varía con la elección del lugar donde se levanta la sustentación. se elige para ser aplicado. El centro aerodinámico es el punto en el que el coeficiente del momento de cabeceo del perfil aerodinámico no varía con el coeficiente de sustentación (es decir, el ángulo de ataque ), lo que simplifica el análisis. [1]
Las fuerzas de elevación y arrastre se pueden aplicar en un solo punto, el centro de presión , sobre el cual ejercen un par cero. Sin embargo, la ubicación del centro de presión se mueve significativamente con un cambio en el ángulo de ataque y, por lo tanto, no es práctico para el análisis aerodinámico. En su lugar, se utiliza el centro aerodinámico y, como resultado, la elevación y el arrastre incrementales debido al cambio en el ángulo de ataque que actúa en este punto es suficiente para describir las fuerzas aerodinámicas que actúan sobre el cuerpo dado.
Dentro de los supuestos incorporados en la teoría del perfil aerodinámico delgado, el centro aerodinámico está ubicado en el cuarto de cuerda (posición de cuerda del 25%) en un perfil aerodinámico simétrico mientras que está cerca pero no exactamente igual al punto del cuarto de cuerda en un perfil aerodinámico combado.
donde es el momento tomado en el punto de un cuarto de cuerda y es una constante.
Diferenciar con respecto al ángulo de ataque
Para aspas aerodinámicas simétricas , el centro aerodinámico está al 25% de la cuerda. Pero para superficies aerodinámicas curvadas del centro aerodinámico puede ser un poco menos del 25% de la cuerda desde el borde delantero, que depende de la pendiente del coeficiente de momento, . Estos resultados obtenidos se calculan utilizando la teoría de la superficie aerodinámica delgada, por lo que el uso de los resultados está garantizado solo cuando las suposiciones de la teoría de la superficie aerodinámica delgada son realistas. En la experimentación de precisión con superficies aerodinámicas reales y análisis avanzado, se observa que el centro aerodinámico cambia de ubicación ligeramente a medida que varía el ángulo de ataque. En la mayoría de la literatura, sin embargo, se supone que el centro aerodinámico está fijo en la posición de la cuerda al 25%.
Papel del centro aerodinámico en la estabilidad de la aeronave
^ Benson, Tom (2006). "Centro aerodinámico (ac)" . La guía para principiantes de aeronáutica . Centro de Investigación Glenn de la NASA . Consultado el 1 de abril de 2006 .
^ Anderson, John David Jr. (12 de febrero de 2010). Fundamentos de aerodinámica (Quinta ed.). Nueva York. ISBN9780073398105. OCLC 463634144 .