Un ala es un tipo de aleta que produce sustentación mientras se mueve a través del aire o algún otro fluido . En consecuencia, las alas tienen secciones transversales aerodinámicas que están sujetas a fuerzas aerodinámicas y actúan como superficies aerodinámicas . La eficiencia aerodinámica de un ala se expresa como su relación de sustentación / resistencia . La sustentación que genera un ala a una velocidad y un ángulo de ataque dados puede ser de uno a dos órdenes de magnitud mayor que la resistencia total del ala. Una alta relación entre sustentación y arrastre requiere un empuje significativamente menor para propulsar las alas por el aire con suficiente sustentación.
Las estructuras de elevación utilizadas en el agua incluyen varias láminas , como hidroalas . La hidrodinámica es la ciencia que gobierna, más que la aerodinámica. Las aplicaciones de láminas submarinas se producen en hidroaviones , veleros y submarinos .
Durante muchos siglos, la palabra "ala", del nórdico antiguo vængr , [1] se refería principalmente a las ramas principales de las aves (además del pasillo arquitectónico). Pero en los últimos siglos, el significado de la palabra se ha extendido para incluir apéndices que producen sustentación de insectos , murciélagos , pterosaurios , bumeranes , algunos veleros y aviones , o el perfil aerodinámico invertido en un automóvil de carreras que genera una fuerza descendente para aumentar la tracción.
El diseño y análisis de las alas de los aviones es una de las principales aplicaciones de la ciencia de la aerodinámica , rama de la mecánica de fluidos . En principio, las propiedades del flujo de aire alrededor de cualquier objeto en movimiento se pueden encontrar resolviendo las ecuaciones de dinámica de fluidos de Navier-Stokes . Sin embargo, a excepción de las geometrías simples, estas ecuaciones son notoriamente difíciles de resolver y se utilizan ecuaciones más simples. [2]
Para que un ala produzca sustentación , debe estar orientada en un ángulo de ataque adecuado . Cuando esto ocurre, el ala desvía el flujo de aire hacia abajo cuando pasa por el ala. Dado que el ala ejerce una fuerza sobre el aire para cambiar su dirección, el aire también debe ejercer una fuerza igual y opuesta sobre el ala. [3] [4] [5] [6]
Un perfil aerodinámico ( inglés americano ) o perfil aerodinámico ( inglés británico ) es la forma de un ala, pala (de una hélice , rotor o turbina ) o vela (como se ve en la sección transversal ). Las alas con una sección transversal asimétrica son la norma en el vuelo subsónico . Las alas con una sección transversal simétrica también pueden generar elevación mediante el uso de un ángulo de ataque positivo para desviar el aire hacia abajo. Los perfiles aerodinámicos simétricos tienen velocidades de pérdida más altas que los perfiles arqueados de la misma área del ala [7] pero se utilizan enAeronaves acrobáticas [ cita requerida ] ya que brindan un rendimiento práctico ya sea que la aeronave esté en posición vertical o invertida. Otro ejemplo proviene de los veleros, donde la vela es una membrana delgada sin diferencia de longitud de trayectoria entre un lado y el otro. [8]