Punta de ala

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La punta es la parte final de la estructura del ala, plumaje o palas de hélice de las aeronaves.

La punta del ala comienza donde terminan los largueros del ala y suele ser una estructura monocasco/semimonocasco hueca que contiene las luces de navegación y, a menudo, los desagües de descarga estática (relámpagos). La quilla y las puntas de los estabilizadores tienen un diseño similar.

Las puntas aerodinámicas se pueden instalar en las puntas de las alas ( alas finales , winglets ( inglés  winglet "winglet"), arandelas finales o arandelas Whitcomb , sharklets  : pequeños elementos adicionales en los extremos de los planos de las alas de la aeronave en forma de alas o arandelas planas , que sirven para aumentar la envergadura efectiva del ala reduciendo la resistencia inductiva creada por el vórtice que se desprende de la punta del ala y, como resultado, aumentando la sustentación en la punta del ala. También le permiten aumentar la relación de aspecto del ala . , casi sin cambiar su envergadura Winglets aumentan la eficiencia de combustible de los aviones o el rango de vuelo de los planeadores Actualmente, los mismos tipos de aviones pueden tener diferentes opciones finales, por ejemplo, sharklets  : levante la punta del ala.

Historia y desarrollo

Richard Whitcomb, especialista aeronáutico e ingeniero de la NASA , fue uno de los primeros en investigar la influencia de la forma de la punta del ala en la aerodinámica de los aviones. A principios de la década de 1970 diseñó una punta de ala que se extendía perpendicularmente hacia arriba y hacia abajo desde el plano del ala.

En los aviones de pasajeros, las terminaciones aerodinámicas se utilizaron por primera vez en el Boeing 747-400 de 1985 . Desde 2009, este diseño se ha utilizado en las alas de los aviones de medio radio Airbus A-320 .

A principios de la década de 1990 Louis Gratzer, jefe de aerodinámica de Aviation Partners, concibió y patentó el "winglet combinado", un winglet conjugado que se pliega suavemente hacia arriba en un arco de gran radio y tiene una alta relación de aspecto. El primer uso de los nuevos winglets para la modernización del jet privado Gulfstream II en 1991 redujo el consumo de combustible en un 7 %. Tales ahorros masivos debido a la modernización no tenían precedentes en la historia de la aviación, con la excepción de la reelaboración de toda la aeronave o la remotorización.

De los aviones rusos y soviéticos producidos en masa o producidos , los Su-80 , Tu-204/214 , Tu-334 , Il-96 y los aviones ucranianos An-158 y An-178 tienen terminaciones aerodinámicas . Además, se suponía que las alas en las puntas se usarían en el proyecto de los aviones Yak-44 e Il-106 [2] . En 1986, se creó la variante Xian Y-7 (versión china del An-24 ) con puntas de ala aerodinámicas [3] . Además, los chinos usan winglets completamente originales en las puntas del Y-5C ( An-2 ), que consisten en tres alas verticales.

Los winglets son un requisito obligatorio del aeropuerto de la ciudad de Londres para los aviones, por lo que cuando en 2016 la aerolínea irlandesa CityJet fue la primera en Europa en comprar aviones rusos Superjet SSJ-100 , exigió que Sukhoi Civil Aircraft actualizara este nuevo modelo y fabricara winglets horizontales [1 ] .

Cómo funciona

La fuerza de elevación del ala se forma debido a la diferencia de presión debajo del ala y encima del ala. Debido a la diferencia de presión, parte del aire fluye sobre el borde del ala desde el área de alta presión desde abajo hacia el área de baja presión desde arriba, formando así un vórtice en la punta. La energía del movimiento se gasta en la formación de un vórtice, lo que conduce a la aparición de una fuerza de resistencia inductiva. El vórtice de la punta también conduce a una redistribución de la sustentación a lo largo de la envergadura del ala, reduciendo su área efectiva y elongación, y reduciendo la relación sustentación- resistencia . La instalación de puntas aerodinámicas ayuda a lograr la forma óptima de distribución de la fuerza de sustentación.

Las desventajas de usar las puntas de las alas son un aumento significativo de la influencia del viento en la aeronave durante el despegue y el aterrizaje, así como una turbulencia más severa [2] cuando se vuela en una atmósfera turbulenta.

Extremos de la cresta

Las puntas con cresta son puntas de ala horizontales que tienen un ángulo de barrido mayor que la parte principal del ala. El objetivo principal de tales puntas de ala es aumentar la eficiencia del combustible, mejorar el rendimiento de ascenso y reducir la carrera de despegue. Los extremos de las crestas permiten reducir la resistencia inductiva del ala. Las pruebas de estas terminaciones en la NASA y Boeing mostraron que la eficiencia de combustible con dichas terminaciones fue del 5,5 % frente al 3,5-4,5 % proporcionado por las terminaciones verticales convencionales. Los extremos estriados ya están en uso en el Boeing 767 , Boeing 777 , Boeing 787 , Boeing 747-8 y Airbus A350 .

Galería

Varios aviones y planeadores con puntas de alas aerodinámicas:

Notas

  1. ↑ Se modificará un Superjet para volar desde el Aeropuerto de la Ciudad de Londres . Fecha de acceso: 25 de mayo de 2016. Archivado desde el original el 1 de julio de 2016.
  2. ↑ El parloteo de la aeronave se manifiesta tanto en forma de sacudidas como de estremecimientos, y en movimientos significativos en altura por decenas y, a veces, cientos de metros [1]

Enlaces