Una estela es una región detrás de un objeto en movimiento en la que una estela de fluido (típicamente aire o agua) se mueve a velocidades comparables a las del objeto en movimiento, en relación con el fluido ambiental a través del cual se mueve el objeto. [1] El término corriente de deslizamiento también se aplica a la región similar adyacente a un objeto con un fluido moviéndose a su alrededor. El "slipstreaming" o " drafting " funciona debido al movimiento relativo del fluido en el slipstream.
Descripción general
Una estela creada por un flujo turbulento tiene una presión ligeramente más baja que el fluido ambiental alrededor del objeto. Cuando el flujo es laminar , la presión detrás del objeto es más alta que el fluido circundante.
La forma de un objeto determina qué tan fuerte es el efecto. En general, cuanto más aerodinámico sea un objeto, más pequeño y débil será su estela. Por ejemplo, un frente en forma de caja (en relación con el movimiento del objeto) chocará con las partículas del medio a una velocidad alta, transfiriendo más impulso del objeto al fluido que un objeto más aerodinámico. Un perfil en forma de bala provocará menos turbulencias y creará un flujo más laminar .
Una parte trasera ahusada permitirá que las partículas del medio se reúnan más fácil y rápidamente que una parte trasera truncada. Esto reduce el efecto de presión más baja en la corriente de deslizamiento, pero también aumenta la fricción de la piel (en los diseños de ingeniería, estos efectos deben equilibrarse).
Slipstreaming
El término "deslizamiento" describe un objeto que viaja dentro del deslizamiento de otro objeto (la mayoría de las veces, los objetos se mueven por el aire aunque no necesariamente vuelan). Si un objeto sigue a otro, moviéndose a la misma velocidad, el objeto trasero requerirá menos energía para mantener su velocidad que si se moviera de forma independiente. Esta técnica, también llamada drafting, puede ser utilizada por ciclistas.
- Seguir la estela de otro vehículo de motor, o " arrastre ", permite una eficiencia de combustible significativamente mejorada debido a la menor resistencia atmosférica . Los convoyes de camiones son un ejemplo común, viajando por carreteras en una sola fila de varios vehículos de largo. En las pruebas, se ha demostrado que esto produce importantes ahorros de combustible. [2] Los conductores de carreras de autos también preparan para ahorrar combustible, lo mejor para obtener una ventaja competitiva al reducir la frecuencia de paradas de combustible o, más a menudo, para alcanzar una velocidad más alta antes de arrancar para intentar adelantar a otro conductor, por ejemplo, un El conductor intenta adelantar al conductor que va en cabeza, por lo que sigue a la parte trasera del conductor que va en cabeza, el conductor de atrás se deslizará y hará que todo el vehículo gane más velocidad que el conductor que va en cabeza.
- Un efecto relacionado que se utiliza para la sustentación en lugar de la reducción de la resistencia es la navegación en vórtice para los objetos en el aire. Las formaciones extendidas (formación de V ) o " madejas " en las que vuelan muchas aves migratorias (especialmente los gansos ) permiten a las aves (excepto, por supuesto, el pájaro del frente) utilizar el surf de vórtice para aprovechar los vórtices de los demás . [3] Otras aves (por ejemplo, los cormoranes ) que normalmente vuelan en formación cerrada, incluso en viajes cortos, probablemente también estén aprovechando este efecto. El uso de dispositivos de punta de ala para reducir la resistencia inducida causada por vórtices de punta de ala se ha probado en aviones y podría ahorrar entre un 10% y un 29% de combustible. [4] [5] [6]
Estela espiral
La estela en espiral (también conocida como estela en espiral , propwash en los EE. UU., O simplemente estela en el Reino Unido [ cita requerida ] ) es una estela en forma de espiral formada detrás de una hélice giratoria en un avión . El efecto más notable que resulta de la formación de una corriente de deslizamiento en espiral es la tendencia a girar el morro hacia la izquierda a baja velocidad y a máxima aceleración (en un avión tractor de línea central con una hélice que gira en el sentido de las agujas del reloj). Este efecto es causado por la corriente de deslizamiento que actúa sobre la cola. aleta de la aeronave: la estela hace que el aire gire alrededor del eje de proa - popa de la aeronave, y este flujo de aire ejerce una fuerza sobre la aleta de cola, empujándola hacia la derecha. Para contrarrestar esto, algunas aeronaves tienen la parte delantera de la aleta (estabilizador vertical) ligeramente desplazada de la línea central para proporcionar una fuerza opuesta que anula la producida por la estela, aunque solo a una velocidad particular (generalmente de crucero), una ejemplo es el caza Hawker Hurricane de la Segunda Guerra Mundial .
Ver también
Referencias
- Referencias específicas
- ^ Estudios recientes de Train Slipstreams por Johnson, Dalley y Temple
- ^ Konvoi - Desarrollo y examen de la aplicación de convoyes de camiones acoplados electrónicamente en autopistas Estudio de la Universidad de Aachen 2012 Archivado 2014-04-14 en Wayback Machine
- ^ Reducción de arrastre del vuelo de formación. Las aeronaves que vuelan en formaciones similares a las de las aves podrían aumentar significativamente el alcance ; Centro de Información Técnica de Defensa; Abril de 2002; Consultado el 27 de febrero de 2008
- ^ NASA SKY SURFING PARA ECONOMÍA DE COMBUSTIBLE Archivado 2011-04-18 en Wayback Machine.
- ^ Cooney, Michael (11 de octubre de 2012). El "laboratorio de la Fuerza Aérea prueba la técnica de" navegación aérea "para ahorrar combustible" . Mundo de la red.
- ^ Drinnon, Roger (11 de octubre de 2012). "El ' surfing en vórtice' podría ser revolucionario" . Fuerza Aérea de EE . UU . Archivado desde el original el 12 de diciembre de 2012 . Consultado el 23 de noviembre de 2012 .
- Referencias generales
- Comisión del Centenario de Vuelo: diagrama de la estela espiral
- Fuerzas y Momentos: Spiral Slipstream
