Un ala trapezoidal es un borde recto y cónico de la planta alar del ala . Puede tener cualquier relación de aspecto y puede ser barrido o no . [1] [2] [3]
La configuración trapezoidal delgada, sin barrido, de alcance corto y relación de aspecto baja ofrece algunas ventajas para vuelos de alta velocidad y se ha utilizado en una pequeña cantidad de tipos de aeronaves. En esta configuración de ala , el borde de ataque se desplaza hacia atrás y el borde de salida se desplaza hacia adelante. [4] Puede proporcionar una resistencia aerodinámica baja a altas velocidades, mientras mantiene una alta resistencia y rigidez, y se usó con éxito durante los primeros días de los aviones supersónicos.
Criterios de diseño
Cualquier ala con bordes de entrada y salida rectos y con acordes de raíz y punta diferentes es un trapezoide , esté barrida o no. [5]
El área A de tal ala trapezoidal se puede calcular a partir de la luz s , la cuerda fundamental c r y la cuerda de la punta c t :
La carga alar w viene dada por la sustentación L dividida por el área:
En vuelo nivelado, la cantidad de sustentación es igual al peso bruto.
En un ala trapezoidal recta, como en el Bell X-1 , la parte más gruesa del ala a lo largo de su envergadura, la línea de cuerda máxima, se extiende hacia los lados desde la raíz hasta la punta. El borde de ataque luego barre hacia atrás y el borde de fuga se desplaza hacia adelante. [3] En un ala trapezoidal barrida, la línea de cuerda máxima se barre en ángulo, generalmente hacia adelante. Esto aumenta el barrido del borde de ataque y disminuye el barrido del borde de salida y, en el caso extremo, ambos bordes hacen un barrido hacia atrás en diferentes cantidades. [5] La forma de transición, donde el borde de fuga es recto, es equivalente a una forma en planta delta recortada .
Ala trapezoidal de alta velocidad
A velocidades supersónicas, un ala delgada, pequeña y muy cargada ofrece una resistencia sustancialmente menor que otras configuraciones. La luz baja y una forma en planta ahusada sin barrer reducen las tensiones estructurales, lo que permite que el ala se adelgace. Para una resistencia mínima, la carga alar puede superar los 400 kilogramos por metro cuadrado (82 lb / ft2). [ cita requerida ]
Los primeros ejemplos proporcionaron una solución al problema del vuelo supersónico cuando la potencia del motor era limitada. Se hicieron tan delgados que tuvieron que mecanizarse a partir de una hoja de metal sólida y gruesa. [6] Incluso con este ala de baja resistencia aerodinámica, el Douglas X-3 Stiletto no tenía suficiente potencia para alcanzar su velocidad de vuelo de diseño de Mach 2, pero el diseño de su ala de perfil aerodinámico hexagonal simple fue desarrollado para varios otros aviones X y para Lockheed's. Interceptor de gran altitud F-104 Starfighter Mach 2.2 ampliamente producido .
Se encontró que el ala pequeña del Starfighter tenía una buena respuesta a las ráfagas a bajo nivel, proporcionando un viaje suave a altas velocidades subsónicas. En consecuencia, el tipo fue adoptado para el papel de ataque terrestre, especialmente por la Luftwaffe alemana . Sin embargo, la alta carga del ala dio como resultado una alta velocidad de pérdida con características marginales de despegue y aterrizaje y un alto nivel correspondiente de accidentes de despegue y aterrizaje.
Se desarrolló una variante con un perfil aerodinámico curvo, borde de salida romo y estructura interna convencional para el avión cohete X-15 de América del Norte . [6]
Lockheed continuó utilizando el diseño básico en muchas de sus propuestas de aviones en la década de 1950, incluido el Lockheed CL-400 Suntan y las primeras versiones de sus diseños de transporte supersónico . [ cita requerida ]
Ejemplos de alta velocidad
- Aviones militares
Ver también
Referencias
- Notas
- ^ Solicitud # 43. Trapezoidal High-Lift Wing , FUN3D (Fully Unstructured Navier-Stokes), NASA (consultado el 30 de noviembre de 2015)
- ^ Ilan Kroo; Diseño de aeronaves AA241 : Definiciones de geometría de ala de síntesis y análisis Archivado el 13 de octubre de 2015 en la Wayback Machine , Universidad de Stanford. (consultado el 30 de noviembre de 2015)
- ^ a b G. Dimitriadis; Diseño de aeronaves Lección 2: Aerodinámica , Université de Liège. (consultado el 30 de noviembre de 2015)
- ^ Gunston, Bill. Diccionario aeroespacial de Jane . Londres, Inglaterra. Jane's Publishing Company Ltd, 1980. ISBN 0 531 03702 9 , página 436.
- ^ a b Tom Benson; Wing Area , NASA (consultado el 30 de noviembre de 2015)
- ^ a b c Miller, J .; Los X-Planes , Prensa especializada, 1983.