AERODINÁMICA AERODINÁMICA Altas Velocidades Altas Velocidades

ALTAS VELOCIDADES DE ALTAS VELOCIDADES DE VUELOVUELO

INTRODUCCIÓNINTRODUCCIÓN VELOCIDADES SUB-SÓNICASVELOCIDADES SUB-SÓNICAS VELOCIDADES SUPERSÓNICASVELOCIDADES SUPERSÓNICAS ONDA DEW CHOQUEONDA DEW CHOQUE REGLA DEL ÁREAREGLA DEL ÁREA

ALTAS VELOCIDADES DE ALTAS VELOCIDADES DE VUELOVUELO

Régimen Subsónico M < 0.75Régimen Subsónico M < 0.75 Régimen Transónico 0.75 <M< 1.2Régimen Transónico 0.75 <M< 1.2 Régimen Supersónico 1.2 <M< 5Régimen Supersónico 1.2 <M< 5 Régimen Hipersónico M> 5Régimen Hipersónico M> 5

Fenómenop de compresibilidad – Fenómenop de compresibilidad – variación de la densidad de airevariación de la densidad de aire

NÚMERO DE MACH CRÍTICONÚMERO DE MACH CRÍTICO

Es aquel número cuando la velocidad local Es aquel número cuando la velocidad local alcanza la velocidad del sonidoalcanza la velocidad del sonido

Se requiere que el Mach Crítico, sea lo más Se requiere que el Mach Crítico, sea lo más elevado posibleelevado posible

¿Cómo disminuir el Mach Crítico¿Cómo disminuir el Mach Crítico Utilizando alas en flechaUtilizando alas en flecha Actuando sobre la capa límiteActuando sobre la capa límite Ala con pequeño alargamientoAla con pequeño alargamiento Perfiles con espesor relativo pequeñoPerfiles con espesor relativo pequeño Utilizando perfiles supercríticosUtilizando perfiles supercríticos

ALAS EN FLECHAALAS EN FLECHA

Disminuye la resistencia aerodinámicaDisminuye la resistencia aerodinámica Retraza la aparición del Mach CríticoRetraza la aparición del Mach Crítico Contribuye a la estabilidad lateralContribuye a la estabilidad lateral Contribuye a la estabilidad direccionalContribuye a la estabilidad direccional Puede ocasionar el Balanceo del Puede ocasionar el Balanceo del

HolandésHolandés Movimiento oscilatorio de las puntas de ala Movimiento oscilatorio de las puntas de ala

en forma circular debido a una guiñada y un en forma circular debido a una guiñada y un balanceo.balanceo.

EL ALA EN FLUJO EL ALA EN FLUJO SUPERSÓNICOSUPERSÓNICO

Influencia de la forma del tip de AlaInfluencia de la forma del tip de Ala Distribución de la Sustentación en el tip de Distribución de la Sustentación en el tip de

AlaAla

ONDAS DE CHOQUE Y DE ONDAS DE CHOQUE Y DE EXPANSIÓNEXPANSIÓN

Regiones muy delgadas de flujo, a traves Regiones muy delgadas de flujo, a traves de las cuales algunos cambios severos en de las cuales algunos cambios severos en propiedades de flujo tienen lugarpropiedades de flujo tienen lugar

Parte de la energía cinética se pierde en Parte de la energía cinética se pierde en forma de calor (aumento de temperatura y forma de calor (aumento de temperatura y pérdida de velocidad)pérdida de velocidad)

Ondas de choque (cuña y cono)Ondas de choque (cuña y cono)

CARACTERÍSTICAS DE ONDA CARACTERÍSTICAS DE ONDA SUPERSÓNICASUPERSÓNICA

Tipo de Tipo de formación de formación de ondaonda

Onda de Onda de choque Oblícuochoque Oblícuo

Onda de Onda de choque Normalchoque Normal

Onda de Onda de ExpansiónExpansión

Dirección de cambio Dirección de cambio de flujode flujo

Flujo dentro de Flujo dentro de esquina cambiado a esquina cambiado a flujo paraleloflujo paralelo

Ningún cambioNingún cambio Flujo alrededor de Flujo alrededor de esquina fluye esquina fluye paralelo a la paralelo a la superficiesuperficie

Efecto sobre Efecto sobre velocidad y número velocidad y número de Machde Mach

Disminuída pero aún Disminuída pero aún supersónicasupersónica

Disminuída a Disminuída a subsónicasubsónica

Incrementada a mas Incrementada a mas alto supersónicoalto supersónico

Efecto sobre presión Efecto sobre presión estática y densidadestática y densidad

Se incrementaSe incrementa Gran incrementoGran incremento DisminuyeDisminuye

Efecto sobre Efecto sobre energía / presión energía / presión totaltotal

DisminuyeDisminuye Gran DisminuciónGran Disminución Ningún cambio Ningún cambio

(sin choque)(sin choque)

Efecto sobre Efecto sobre temperatura temperatura

Se incrementaSe incrementa Gran incrementoGran incremento DisminuyeDisminuye

PERFILES SUPERSÓNICOSPERFILES SUPERSÓNICOS

RomboidalRomboidal BiconvexoBiconvexo HexagonalHexagonal Romboidal modificadoRomboidal modificado

• Son simétricos (carecen de curvatura) o curvatura Son simétricos (carecen de curvatura) o curvatura pequeñapequeña

• El espesor relativo es pequeñoEl espesor relativo es pequeño

Transónico < 10% Supersónico < 5%Transónico < 10% Supersónico < 5%• Borde de ataque y borde de fuga AgudosBorde de ataque y borde de fuga Agudos

SUPERFICIES DE CONTROL SUPERFICIES DE CONTROL MÓVILESMÓVILES

Los primeros intentos en romper la barrera del Los primeros intentos en romper la barrera del sonido a menudo fueron desastrozossonido a menudo fueron desastrozos

Para lograr al velocidad necesaria, el avión Para lograr al velocidad necesaria, el avión hacía un picado pronunciado.hacía un picado pronunciado.

En vuelo supersónico el CA se desplaza a 50% En vuelo supersónico el CA se desplaza a 50% de C, con CG delante del Centro Aerodinámicode C, con CG delante del Centro Aerodinámico

El avión es demasiado estable para salir del El avión es demasiado estable para salir del picado debido a que los elevadores son picado debido a que los elevadores son inadecuadosinadecuados

La solución fue hacer todas las superficies de La solución fue hacer todas las superficies de control móvilescontrol móviles

REGLA DEL ÁREAREGLA DEL ÁREA

Los experimentos mostraron que cuerpos Los experimentos mostraron que cuerpos con cambios repentinos de área de con cambios repentinos de área de sección transversal producen mas sección transversal producen mas resistencia que otrosresistencia que otros

Gran incremento ocurre en las uniones del Gran incremento ocurre en las uniones del ala al fuselajeala al fuselaje

Se reduce el área del fuselajeSe reduce el área del fuselaje Se integra con la sección transversal del Se integra con la sección transversal del

alaala

Admisión de aire de los motoresAdmisión de aire de los motores

La velocidad de aire que entra al La velocidad de aire que entra al compresor es subsónicacompresor es subsónica

Se requiere que las pérdidas por onda de Se requiere que las pérdidas por onda de choque, sean mínimaschoque, sean mínimas

Generar onda de choque oblicua débil, Generar onda de choque oblicua débil, para reducir la resistenciapara reducir la resistencia

Reducción por etapas, oblicua-normalReducción por etapas, oblicua-normal