AERODINÁMICA Altas Velocidades

ALTAS VELOCIDADES DE VUELO INTRODUCCIÓN VELOCIDADES SUB-SÓNICAS VELOCIDADES SUPERSÓNICAS ONDA DEW CHOQUE REGLA DEL ÁREA

ALTAS VELOCIDADES DE VUELO Régimen Subsónico M < 0.75 Régimen Transónico 0.75 <M< 1.2 Régimen Supersónico 1.2 <M< 5 Régimen Hipersónico M> 5 Fenómenop de compresibilidad – variación de la densidad de aire

NÚMERO DE MACH CRÍTICO Es aquel número cuando la velocidad local alcanza la velocidad del sonido Se requiere que el Mach Crítico, sea lo más elevado posible ¿Cómo disminuir el Mach Crítico Utilizando alas en flecha Actuando sobre la capa límite Ala con pequeño alargamiento Perfiles con espesor relativo pequeño Utilizando perfiles supercríticos

ALAS EN FLECHA Disminuye la resistencia aerodinámica Retraza la aparición del Mach Crítico Contribuye a la estabilidad lateral Contribuye a la estabilidad direccional Puede ocasionar el Balanceo del Holandés Movimiento oscilatorio de las puntas de ala en forma circular debido a una guiñada y un balanceo.

EL ALA EN FLUJO SUPERSÓNICO Influencia de la forma del tip de Ala Distribución de la Sustentación en el tip de Ala

ONDAS DE CHOQUE Y DE EXPANSIÓN Regiones muy delgadas de flujo, a traves de las cuales algunos cambios severos en propiedades de flujo tienen lugar Parte de la energía cinética se pierde en forma de calor (aumento de temperatura y pérdida de velocidad)

Ondas de choque (cuña y cono)

CARACTERÍSTICAS DE ONDA SUPERSÓNICA Tipo de formación de onda Onda de choque Oblícuo Onda de choque Normal Onda de Expansión Dirección de cambio de flujo Flujo dentro de esquina cambiado a flujo paralelo Ningún cambio Flujo alrededor de esquina fluye paralelo a la superficie Efecto sobre velocidad y número de Mach Disminuída pero aún supersónica Disminuída a subsónica Incrementada a mas alto supersónico Efecto sobre presión estática y densidad Se incrementa Gran incremento Disminuye Efecto sobre energía / presión total Gran Disminución (sin choque) Efecto sobre temperatura

PERFILES SUPERSÓNICOS Romboidal Biconvexo Hexagonal Romboidal modificado Son simétricos (carecen de curvatura) o curvatura pequeña El espesor relativo es pequeño Transónico < 10% Supersónico < 5% Borde de ataque y borde de fuga Agudos

SUPERFICIES DE CONTROL MÓVILES Los primeros intentos en romper la barrera del sonido a menudo fueron desastrozos Para lograr al velocidad necesaria, el avión hacía un picado pronunciado. En vuelo supersónico el CA se desplaza a 50% de C, con CG delante del Centro Aerodinámico El avión es demasiado estable para salir del picado debido a que los elevadores son inadecuados La solución fue hacer todas las superficies de control móviles

REGLA DEL ÁREA Los experimentos mostraron que cuerpos con cambios repentinos de área de sección transversal producen mas resistencia que otros Gran incremento ocurre en las uniones del ala al fuselaje Se reduce el área del fuselaje Se integra con la sección transversal del ala

Admisión de aire de los motores La velocidad de aire que entra al compresor es subsónica Se requiere que las pérdidas por onda de choque, sean mínimas Generar onda de choque oblicua débil, para reducir la resistencia Reducción por etapas, oblicua-normal