El ala Davis es un diseño de ala de avión de la Segunda Guerra Mundial que fue utilizado por Consolidated Aircraft en el Consolidated B-24 Liberator , así como en otros modelos. El perfil aerodinámico tenía un coeficiente de arrastre más bajo que la mayoría de los diseños contemporáneos, lo que permitía velocidades más altas y creaba una sustentación significativa en ángulos de ataque relativamente bajos. Su uso en diseños terminó casi inmediatamente después de la Segunda Guerra Mundial .
Desarrollo y uso
Teoría y prueba
En el verano de 1937, Reuben H. Fleet , presidente de Consolidated Aircraft, se reunió con David R. Davis . Davis era un ingeniero aeronáutico independiente que buscaba fondos para el desarrollo de su diseño de perfil aerodinámico, el "Fluid Foil". [ cita requerida ] Davis había diseñado el perfil "al revés", comenzando con una forma de lágrima básica de baja resistencia y luego modificándola para proporcionar elevación. En comparación con los diseños convencionales, el diseño de Davis era relativamente grueso, tenía una cuerda corta y seguía siendo lo suficientemente profundo como para permitir una relación de aspecto alta . Davis afirmó que el nuevo ala ofrecería una resistencia reducida sobre los diseños que estaban en uso y ofrecería una elevación considerable incluso en un ángulo de ataque pequeño . Además, el grosor del ala proporcionaba espacio para el almacenamiento de combustible, o incluso para incorporar motores, una idea que estaba de moda en ese momento.
Se acercó consolidado licenciarlo por sus grandes barcos voladores . La capacidad de generar sustentación en ángulos de ataque bajos lo hizo particularmente atractivo para los hidroaviones porque reduciría la necesidad de levantar el morro para el despegue y el aterrizaje, que estaba limitado en los hidroaviones por la superficie del agua. Ni Fleet ni Isaac M. Laddon , el ingeniero jefe de Consolidated, quedaron impresionados y Davis no pudo convencerlos de que probaran su nuevo diseño.
Sin embargo, unos días después, Laddon cambió de opinión y convenció a Fleet de pagar la construcción de un modelo y una prueba de túnel de viento de ala en el Instituto de Tecnología de California . Tenían la intención de comparar el diseño con uno que había sido diseñado internamente. Los resultados iniciales de las pruebas del túnel de viento de Caltech fueron decepcionantes. Los instrumentos de prueba no apoyaron las predicciones de Davis. Sin embargo, Davis y otros determinaron que los instrumentos del túnel de viento de Caltech no eran lo suficientemente sensibles para detectar mejoras en las pruebas de alas de Davis, a pesar de estar entre los más sofisticados de su tipo en ese momento. Después de la recalibración de los instrumentos del túnel de viento de Caltech, las pruebas mostraron lecturas significativamente mejoradas. [1]
Los resultados de la prueba del túnel de viento fueron tan buenos que los ingenieros se mostraron escépticos. Caltech recalibró su túnel de viento y los ejecutó por segunda vez, y luego por tercera vez. Cuando entregó su informe a Consolidated, indicó que el ala parecía entregar todo lo que decía, pero Caltech también sugirió que podría ser una casualidad del túnel de viento, algo que da buenos resultados solo en el túnel. Este es un problema común ya que las paredes del túnel afectan los resultados al aumentar la relación de aspecto efectiva, o el número de Reynolds utilizado podría haber sido incorrecto.
Uso en el mundo real
Fleet permitió que se utilizara en el nuevo hidroavión bimotor de Consolidated, el Modelo 31 XP4Y Corregidor . El Modelo 31 realizó su primer vuelo el 5 de mayo de 1939, reivindicando el ala Davis. En este punto, Consolidated ya estaba trabajando en un proyecto secreto para un nuevo bombardero para mejorar el Boeing B-17 Flying Fortress que acababa de entrar en servicio, y también había seleccionado el ala Davis para este proyecto. El Modelo 32, que se convertiría en el B-24 Liberator, voló por primera vez el 29 de diciembre de 1939. El mismo ala básica también se seleccionaría para el Consolidated B-32 Dominator .
Limitaciones y abandono
Solo más tarde se entendió correctamente la razón del rendimiento del ala de Davis. En gran parte debido a un accidente, la forma mantuvo el flujo laminar más atrás de su borde de ataque , hasta aproximadamente el 20 o 30% de la cuerda en comparación con el 5 a 20% administrado por la mayoría de las secciones de perfil aerodinámico de la época. Aunque los diseños posteriores mejoraron mucho en esto, con algunos que mantuvieron el flujo laminar hasta más del 60% de la cuerda, el ala Davis representó una gran mejora en ese momento.
El perfil grueso del ala llevó rápidamente a que fuera reemplazada. Aunque las pruebas aerodinámicas anteriores a la guerra habían demostrado que la resistencia a alta velocidad estaba fuertemente asociada con perfiles de ala gruesos debido a la resistencia de las olas , fue solo al final de la guerra cuando las velocidades más altas hicieron que ese problema fuera insoluble. A medida que aumentaban las velocidades de los aviones, la menor resistencia aerodinámica del ala Davis no podía compensar su mayor resistencia aerodinámica a alta velocidad.
Referencias
Citas
- ^ Notas de una reunión de 1989 de ingenieros de diseño de aviones consolidados, San Diego, CA
Bibliografía
- El ala Davis y el problema del diseño aerodinámico , Walter G. Vincenti , Tecnología y cultura , vol. 27, núm. 4, octubre de 1986, págs. 717–758
- La cartilla aerodinámica de Dreese, parte 5: las superficies aerodinámicas laminares simplificadas
enlaces externos
- The Mystery Aerofoil - correspondencia en vuelo