aviones subsónicos -Subsonic aircraft
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Un avión subsónico es un avión con una velocidad máxima inferior a la velocidad del sonido ( Mach 1). El término técnicamente describe un avión que vuela por debajo de su número de Mach crítico , normalmente alrededor de Mach 0,8. Todas las aeronaves civiles actuales, incluidos los aviones comerciales , los helicópteros , los futuros drones de pasajeros , los vehículos aéreos personales y las aeronaves , así como muchos tipos militares, son subsónicas.
Características
Aunque las altas velocidades suelen ser deseables en un avión, el vuelo supersónico requiere motores mucho más grandes, mayor consumo de combustible y materiales más avanzados que el vuelo subsónico. Por lo tanto, un tipo subsónico cuesta mucho menos que el diseño supersónico equivalente, tiene mayor alcance y causa menos daño al medio ambiente.
El entorno subsónico menos duro también permite una gama mucho más amplia de tipos de aeronaves, como globos , dirigibles y helicópteros , lo que les permite cumplir una gama mucho más amplia de funciones.
Aerodinámica subsónica
El vuelo subsónico se caracteriza aerodinámicamente por un flujo incompresible, donde los cambios de presión dinámica debido al movimiento a través del aire hacen que el aire se aleje de las áreas de alta presión dinámica hacia áreas de menor presión dinámica, dejando constantes la presión estática y la densidad del aire circundante. A altas velocidades subsónicas, comienzan a aparecer efectos de compresibilidad.
Propulsión
La hélice es una de las fuentes de empuje más eficientes disponibles y es común en aeronaves y aeronaves subsónicas . A veces está encerrado en forma de ventilador canalizado . A velocidades subsónicas más altas ya altitudes elevadas , como las que alcanzan la mayoría de los aviones de pasajeros , el turborreactor o el turboventilador se vuelven necesarios. Los jets puros, como el turborreactor y el estatorreactor , son ineficientes a velocidades subsónicas y no se usan con frecuencia.
diseño de alas
La envergadura y el área de un ala son importantes para las características de sustentación . Están relacionados por la relación de aspecto , que es la relación entre el tramo, medido de punta a punta, y la cuerda promedio , medida desde el borde de ataque hasta el borde de salida.
La eficiencia aerodinámica de un ala se describe por su relación sustentación/resistencia , siendo un ala que brinda una gran sustentación con poca resistencia la más eficiente. Una relación de aspecto más alta proporciona una mayor relación elevación/resistencia y, por lo tanto, es más eficiente.
La resistencia aerodinámica de un ala consta de dos componentes: la resistencia inducida , que está relacionada con la producción de sustentación , y la resistencia aerodinámica del perfil , en gran parte debido a la fricción superficial a la que contribuye toda el área del ala. Por lo tanto, es deseable que un ala tenga la menor área compatible con las características de sustentación deseadas. Esto se logra mejor con una relación de aspecto alta, y los tipos de alto rendimiento a menudo tienen este tipo de ala.
Pero otras consideraciones, como el peso ligero, la rigidez estructural, la maniobrabilidad, el manejo en tierra, etc., a menudo se benefician de una envergadura más corta y, en consecuencia, de un ala menos eficiente. Los aviones de aviación general pequeños y de baja altitud suelen tener relaciones de aspecto de seis o siete; aviones de pasajeros de 12 o más; y planeadores de alto rendimiento de 30 o más.
A velocidades superiores al número de Mach crítico, el flujo de aire comienza a volverse transónico , y el flujo de aire local en algunos lugares provoca la formación de pequeñas ondas de choque sónicas. Esto pronto conduce a la parada por choque , lo que provoca un rápido aumento de la resistencia. Las alas de las naves subsónicas rápidas, como los aviones a reacción, tienden a moverse para retrasar la aparición de estas ondas de choque.
En teoría, la resistencia inducida es mínima cuando la distribución de sustentación en el tramo es elíptica. Sin embargo, varios factores influyen en la resistencia inducida y, en la práctica, un ala con forma de planta elíptica, como la del caza Supermarine Spitfire de la Segunda Guerra Mundial, no es necesariamente la más eficiente. Las alas de los aviones a reacción, que están altamente optimizadas para la eficiencia, están lejos de tener una forma elíptica.
La relación entre la cuerda de la punta y la cuerda de la raíz se denomina relación de conicidad. La conicidad tiene el efecto deseable de reducir la tensión de flexión de la raíz al desplazar el elevador hacia adentro, pero algunos diseñadores destacados, incluidos John Thorp y Karl Bergey, han argumentado que una forma en planta rectangular sin conicidad es mejor para aviones de menos de 6,000 libras de peso bruto. .
Ver también
Referencias
Citas
Bibliografía
- LJ Clancy (1975) Aerodinámica , Pitman.