Get Adobe Flash player

Resistencia de forma

En la anterior entrega habíamos comentado que la forma y dimensiones del objeto en estudio tenían gran influencia en la resistencia aerodinámica. Por eso, se trata de que los componentes de las aeronaves tengan una geometría tal que el aire que circula alrededor resulte lo menos perturbado posible. Una manera de visualizar fácilmente estos efectos es ver qué ocurre con distintos cuerpos al paso de una corriente de agua, como se mostró en el gráfico del apunte No1, y que repetimos ahora para mejor comprensión. Estudios realizados en este sentido permitieron a los diseñadores asignar a los diferentes cuerpos un coeficiente que indica la eficiencia aerodinámica de cada una de ellas (ver gráfico 1).

 

figura 1

Como puede apreciarse en el mismo gráfico, el cuerpo C tiene una superficie frontal prácticamente igual a la del A, pero su resistencia al avance es más de seis veces menor. Vemos que cuando el agua abandona el cuerpo deja una estela turbulenta mucho más pequeña y pasará lo mismo si remplazamos al agua por el aire. También es importante tratar de evitar todo tipo de protuberancias externas, como radiadores, aberturas, montantes o puertas de inspección, para sólo mencionar algunas, porque también pueden generar fenómenos de interferencia, que es la influencia mutua de dos cuerpos cercanos entre sí. En estos casos, la resistencia aerodinámica por interferencia de dos objetos es mayor que la sumatoria de cada una de ellas (ver gráfico 2).



 

figura 2




Obviamente, de lo que se trata es de reducir todo lo que se pueda la resistencia al avance, ya que superarla supone un gasto de energía, o lo que es lo mismo de potencia. En otras palabras, a menor resistencia al avance menor potencia, o también para la misma potencia un gasto de combustible inferior, lo que significa que la aeronave podrá volar más lejos con la misma cantidad de carburante. En líneas generales, se puede decir que la fuerza que origina la resistencia se incrementa con el cuadrado de la velocidad. Es decir que a 100 km/h el arrastre es cuatro veces mayor que a 50 km/h. Para un automóvil este factor no es muy importante debido a que la resistencia por el rozamiento del camino es mayor que el aerodinámico, pero en el caso del avión las cosas son muy diferentes. Resulta claro que una de las formas en que se reduce el arrastre es mediante la aerodinamización, término que ya vimos en la entrega anterior. Hablando de denominaciones, conviene acordar la terminología: en estos casos tratamos como sinónimos a aerodinamizar, fuselar o carenar; vocablos utilizados habitualmente en textos de divulgación según la nacionalidad de los autores. Algo similar sucede con la palabra resistencia, que ciertos técnicos prefieren denominar arrastre. Ahora bien, cuando se trata de arrastre debemos enfrentarnos a ciertas paradojas. Para muchos el sentido común les indicaría que en el caso de un cuerpo fuselado la mejor manera de disminuir la resistencia que ofrece el aire sería colocar el borde fino enfrentando la corriente y el borde redondeado atrás, ya que de esa manera el cuerpo "cortará" el aire que se opone a su paso (ver gráfico 3). Sin embargo, los estudios que se realizaron en los primeros años de la aviación ya pusieron de manifiesto lo contrario. Si se coloca el borde afilado hacia adelante, las partículas de aire van sufriendo un aumento paulatino de la presión hasta que el flujo se desprende formando torbellinos. Es decir, los filetes se comportan como si les costara un gran esfuerzo ir "corriente arriba". Técnicamente hablando deberíamos decir que los filetes encuentran un gradiente de presión adverso. Colocando el borde redondeado adelante, el aire tiende a separarse casi sin dificultad y luego se desliza "corriente abajo" fácilmente. En realidad, detrás del borde delantero disminuye la presión y el aire se siente "atrapado" contra la superficie, hasta que en determinado punto comienza a desprenderse, como puede apreciarse en el gráfico. Podemos entonces resumir en que con una cola larga y afilada es posible lograr un gradiente de presión favorable, de manera que los filetes se desprendan muy poco antes del borde de la cola, produciendo el mínimo de torbellinos. En esto de aerodinamizar (ver gráfico 4) la naturaleza nos brinda innumerables ejemplos. Recordemos una vez más que existen analogías entre la aerodinámica y la hidrodinámica, y más se parecen cuando las velocidades son pequeñas. Si observamos a los peces comprobaremos que tienen una forma muy similar a la de los cuerpos aerodinamizados que se usan en aviación. Después de millones de años la naturaleza logró, para determinada velocidad y tamaño, la forma ideal. Algo que el hombre obtuvo con su intelecto en sólo algunas decenas de años.

figura 3

 

figura 4

Última Edición

 

 

Acceso Registrados

Eventos

http://aeroespacio.com.ar/modules/mod_image_show_gk4/cache/EVENTOS.aeromodelismo san juangk-is-158.jpglink
http://aeroespacio.com.ar/modules/mod_image_show_gk4/cache/EVENTOS.Ballon Fiestagk-is-158.jpglink
http://aeroespacio.com.ar/modules/mod_image_show_gk4/cache/EVENTOS.Comodoro Rivadaviagk-is-158.jpglink
http://aeroespacio.com.ar/modules/mod_image_show_gk4/cache/EVENTOS.aeroclub esquinagk-is-158.jpglink
http://aeroespacio.com.ar/modules/mod_image_show_gk4/cache/EVENTOS.FADAgk-is-158.jpglink
«
»
Progress bar