En vuelo de alta velocidad , los supuestos de incompresibilidad del aire utilizados en la aerodinámica de baja velocidad ya no se aplican. En aerodinámica subsónica , la teoría de la sustentación se basa en las fuerzas generadas en un cuerpo y un gas en movimiento (aire) en el que está sumergido. A velocidades aerodinámicas inferiores a unos 260 kN (480 km / h; 130 m / s; 300 mph), el aire puede considerarse incompresible con respecto a una aeronave, ya que, a una altitud fija , su densidad permanece casi constante mientras varía su presión . Bajo este supuesto, el aire actúa igual que el agua y se clasifica como fluido .
La teoría aerodinámica subsónica también asume que los efectos de la viscosidad (la propiedad de un fluido que tiende a evitar el movimiento de una parte del fluido con respecto a otra) son insignificantes y clasifica el aire como un fluido ideal, conforme a los principios de fluido ideal. aerodinámica como la continuidad, el principio de Bernoulli y la circulación . En realidad, el aire es compresible y viscoso. Si bien los efectos de estas propiedades son insignificantes a bajas velocidades, los efectos de la compresibilidad en particular se vuelven cada vez más importantes a medida que aumenta la velocidad del aire.
La compresibilidad (y en menor medida la viscosidad) es de suma importancia a velocidades que se acercan a la velocidad del sonido . En estos rangos de velocidad transónica , la compresibilidad provoca un cambio en la densidad del aire alrededor de un avión.
Durante el vuelo, un ala produce sustentación al acelerar el flujo de aire sobre la superficie superior. Este aire acelerado puede alcanzar, y lo hace, velocidades supersónicas , aunque el avión mismo pueda estar volando a una velocidad subsónica ( número de Mach <1.0). En algunos ángulos de ataque extremos , en algunos aviones, la velocidad del aire sobre la superficie superior del ala puede ser el doble de la velocidad del avión. Por lo tanto, es completamente posible tener flujos de aire supersónicos y subsónicos en un avión al mismo tiempo. Cuando las velocidades de flujo alcanzan velocidades sónicas en algunos lugares de un avión (como el área de máxima comba en el ala), una mayor aceleración resultará en la aparición de efectos de compresibilidad como la formación de ondas de choque , aumento de la resistencia, sacudidas , estabilidad y control. dificultades. Los principios de flujo subsónico no son válidos a todas las velocidades por encima de este punto.
Fuentes
Manual del piloto de conocimientos aeronáuticos . Oficina de Imprenta del Gobierno de EE. UU., Washington DC: Administración Federal de Aviación de EE. UU. 2003. págs. 3–35. FAA-8083-25.
Este artículo incorpora material de dominio público del documento del gobierno de los Estados Unidos : " Pilot's Handbook of Aeronautical Knowledge ".