Aeronautica

Ala finita

¿Cómo se generan los vórtices o torbellinos?
Se sabe que la que sustentación se da por la diferencias en la distribución de presiones en el extradós e intradós, siendo en el primero menor que en el segundo lo que produce una fuerza hacia arriba.
Ahora consideremos el ala completa, en 3D, nos encontramos con la diferencia de presiones ya comentadas entre el intradós y extradós quegenera la sustentación pero a su vez en las puntas de alas tienden a crearse una corrientes de aire transversales (a lo largo de la envergadura) de abajo hacia arriba.

Entonces a los largo del ala existen corrientes transversales superpuestas a las longitudinales debido al fenómeno anterior.
Cuando deja de existir la superficie alar, la que soporta la diferencia de presiones, la corrientelateral es mayor y genera los torbellinos de punta de ala.
La generación de estos torbellinos se debe a que en la punta del ala la velocidad de corriente en el extradós es superior a la del intradós (para mantener la presión total constante y condición de sustentación).
Al final de la superficie alar, la mayor presión en el intradós produce una corriente hacia arriba, que al encontrarse con lacorriente de mayor velocidad del extradós, da lugar a los torbellinos.

La intensidad de los torbellinos será mayor tanto como sea la diferencia de presiones entre el intradós y extradós, o también, cuanto sea mayor el CL.
Cuando un ala empieza a moverse a partir del reposo aparte del punto de remanso que hay en el intradós cerca del borde de ataque, también hay otro punto en el extradós cercadel borde de salida. Como el borde de salida es muy agudo, el flujo del intradós no puede dar la vuelta para alcanzar el dicho punto de remanso en el extradós, por ese motivo y por los efectos de viscosidad, dicho punto de remanso tiende a moverse hacia atrás, hacia el borde de salida, y se crea un torbellino inicial que se desprende del borde de salida y queda rápidamente atrás. Cada vez que seproduzca una variación en el valor de la sustentación, cual fuese el motivo, se crea un torbellino inicial. El torbellino inicial puede visualizarse por fotografías e incluso a simple vista.

El estudio teórico de la sustentación del ala se puede efectuar entonces por al combinación de los sistemas de los torbellinos anteriores, sustituyendo al ala por una serie de torbellinos en forma deherradura.

Teóricamente se ha encontrado un sistema de torbellinos que produce el aire en efecto similar a aquel que produce un ala al producir sustentación. Dicho sistema esta formado por:
* Sistema de torbellinos ligados: Esta ligado al ala y se mueve con ella. Es una disposición hipotética de torbellinos, de diferente intensidad, que no tienen existencia real, sin embargo, el efecto queproducen es similar al que produce el ala. En los extremos del ala dejarían de existir pero según la teoría de torbellinos, estos no pueden terminar en el seno del fluido, deben cerrarse sobre si mismos, por lo tanto no pueden terminar en l apunta de las alas.
* Sistema de torbellinos de punta del ala: Tienen existencia real y pueden verse a simple vista en ciertas condiciones. Como el sistema detorbellinos ligados no podía terminar en las puntas de las alas, se considera que al llegar a ellas giran en ángulo recto y se continúan en el sistema de torbellinos de punta de ala prolongándose hacia atrás.
* Torbellino inicial: Al igual que el anterior tiene existencia real, y cerraría por atrás los sistemas de torbellinos ligados y de punta de ala, formando en conjunto un sistema completo detorbellinos que si cumpliría la condición de cerrarse sobre si mismos. Sin embargo, en condiciones estacionarias el torbellino inicial se quedaría pronto muy detrás, de modo que con fines prácticos se puede considerar que el sistema de torbellinos que produciría el mismo efecto del ala, seria formado solamente por los ligados y los de punta de ala, extendiéndose estos hasta el infinito, dando...